През последните години петосните CNC обработващи центри се използват все по-широко в различни области. В практическите приложения, винаги когато хората се сблъскват с проблема с високоефективната и висококачествена обработка на сложни части със специална форма, технологията за свързване с пет оси несъмнено е важно средство за решаване на такива проблеми. Все повече и повече производители са склонни да търсят оборудване с пет оси, за да отговарят на висока ефективност и висококачествена обработка. Но наистина ли знаете достатъчно за обработката по пет оси?
01
Механичната структура на петосната металорежеща машина
За да разберем наистина петосната обработка, първо трябва да разберем какво е петосна машина инструмент. Петосният машинен инструмент (5 Axis Machining), както подсказва името, се отнася за добавяне на две въртящи се оси към трите общи линейни оси на X, Y и Z. Двете оси на въртене в A, B и C три- осите имат различни режими на движение, за да отговорят на техническите изисквания на различни продукти.
По отношение на механичния дизайн на 5-осовия обработващ център, производителите на металорежещи машини винаги са били непрестанно отдадени на разработването на нови режими на движение, за да отговорят на различни изисквания. Въз основа на различните видове петосни металорежещи машини в момента на пазара, въпреки че има различни видове механични конструкции, има главно следните видове:
1. Две координати на въртене директно контролират посоката на оста на инструмента (форма с двойна въртяща се глава).
снимка
2. Двете координатни оси са в горната част на инструмента, но оста на въртене не е перпендикулярна на линейната ос (тип провиснала глава).
3. Двете координати на въртене директно контролират въртенето на пространството (двойна въртяща се форма).
4. Двете координатни оси са на масата, но оста на въртене не е перпендикулярна на линейната ос (тип маса с водопровод).
снимка
5. Едната от двете координати на въртене действа върху инструмента, а другата действа върху детайла (едно махало и едно завъртане).
*Термин: Ако оста на въртене не е перпендикулярна на линейната ос, тя се счита за "потъваща" ос.
След като видяхме петосните машинни инструменти с тези структури, вярвам, че трябва да разберем какво и как се движат петосните машинни инструменти. Но какви характеристики може да покаже такава разнообразна структура на машинния инструмент по време на обработка? В сравнение с традиционните триосни машинни инструменти, какви са предимствата? След това нека да разгледаме светещите точки на петосния машинен инструмент.
02
Многото предимства на петосната обработка
Говорейки за характеристиките на петосните металорежещи машини, е необходимо да ги сравним с традиционното триосно оборудване. Оборудването за обработка с три оси е сравнително често срещано в производството и има няколко форми като вертикална, хоризонтална и портална. Общите методи за обработка включват обработка на крайния ръб на фрезата и обработка на страничния ръб. Профилиране на ножове с топка и т.н. Но без значение коя форма или метод има обща характеристика, а именно, посоката на оста на инструмента остава непроменена по време на процеса на обработка и машинният инструмент може да постигне инструмента само в декартово пространство координати чрез интерполация на трите линейни оси на X, Y и Z. движение в отдела. Следователно, когато се сблъскате със следните продукти, недостатъците на триосните машинни инструменти, като ниска ефективност, лошо качество на повърхността и дори невъзможност за обработка, са изложени.
В сравнение с триосното CNC машинно оборудване, CNC машинните инструменти с пет звена имат следните предимства:
1. Поддържайте инструмента в най-доброто състояние на рязане и подобрете условията на рязане
Както е показано на фигурата по-горе, в триосния режим на рязане на лявата фигура, когато режещият инструмент се придвижи към горната част или ръба на детайла, състоянието на рязане постепенно се влошава. За поддържане на оптимални условия на рязане и тук е необходима въртяща се маса. И ако искаме да обработим напълно неправилна равнина, масата трябва да се завърти многократно в различни посоки. Може да се види, че металообработващата машина с пет оси може също така да избегне ситуацията, при която скоростта на централната точка на фрезата с сферичен край е 0, и да получи по-добро качество на повърхността.
2. Ефективно избягвайте намесата на инструмента
Както е показано на фигурата по-горе, за части като работни колела, лопатки и дискове, използвани в космическата област, триосното оборудване не може да отговори на изискванията на процеса поради смущения. Машинният инструмент с пет оси може да бъде доволен. В същото време петосният машинен инструмент може също да използва по-къси инструменти за обработка, да подобри твърдостта на системата, да намали броя на инструментите и да избегне производството на специални инструменти. За нашите собственици на бизнес това означава, че по отношение на разходите за инструменти, петосният машинен инструмент ще ви спести пари!
3. Намалете броя на времената на затягане и завършете петстранната обработка с едно затягане
Както е показано на фигурата по-горе, може да се види, че петосният обработващ център може също да намали референтното преобразуване и да подобри точността на обработка. При реална обработка е необходимо само едно затягане и по-лесно се гарантира точността на обработката. В същото време, поради съкращаването на технологичната верига и намаляването на броя на оборудването в петосния обработващ център, броят на приспособленията, работната площ и разходите за поддръжка на оборудването също са намалени. Това означава, че можете да използвате по-малко приспособления, по-малко работна площ и разходи за поддръжка, за да завършите по-ефективна и по-качествена обработка!
4. Подобрете качеството и ефективността на обработката
Както е показано на фигурата, петосният машинен инструмент може да се реже със страничния ръб на инструмента и ефективността на обработка е по-висока.
5. Съкратете веригата на производствения процес и опростете управлението на производството
Цялостната обработка на петосни CNC металорежещи машини значително съкращава веригата на производствения процес, което може да опрости управлението на производството и планирането и планирането. Колкото по-сложен е детайлът, толкова по-очевидни са неговите предимства пред традиционните производствени методи с децентрализирани процеси.
6. Съкратете цикъла на разработка на нов продукт
За предприятия в аерокосмическата, автомобилната и други области някои нови продуктови части и формовъчни форми имат сложни форми и високи изисквания за точност. Следователно могат да се използват петосни CNC обработващи центри с висока гъвкавост, висока прецизност, висока интеграция и пълни възможности за обработка. Той може добре да реши проблемите с прецизността и цикъла на сложната обработка на части в процеса на разработване на нов продукт, значително да съкрати цикъла на разработка и да подобри степента на успех на нови продукти.
За да обобщим, петосният машинен инструмент има твърде много предимства, но петосният контрол на позицията на машинния инструмент, CNC системата, CAM програмирането и последващата обработка са много по-сложни от триосния машинен инструмент! В същото време, когато говорим за металорежещи машини с пет оси, трябва да говорим за проблема с истинските и фалшивите пет оси. Всички знаем, че най-голямата разлика между истинската и невярната пет ос е функцията RTCP. Какво обаче е RTCP, как се генерира и как се прилага? След това нека разгледаме RTCP в детайли, като комбинираме структурата на машинния инструмент и последващата обработка на програмирането, за да разберем истинското му лице.
03
Относно RTCP
RTCP, в петосната CNC система от висок клас, смята, че RTCP е централната точка на завъртяния инструмент, което често наричаме функция за следване на върха на инструмента. При обработка с пет оси, когато се следва траекторията на върха на инструмента и отношението между инструмента и детайла, се генерира допълнително движение на върха на инструмента поради въртеливото движение. Контролните точки на CNC системата често не съвпадат с точките на върха на инструмента, така че CNC системата трябва автоматично да коригира контролните точки, за да гарантира, че точките на върха на инструмента се движат според предписаната траектория. В индустрията тази технология се нарича още TCPM, TCPC или RPCP. Всъщност дефинициите на функциите на тези имена са подобни на RTCP. Строго погледнато, функцията RTCP се използва в структурата на двойната въртяща се глава и централната точка на въртенето на въртящата се глава се използва за компенсация. Функцията, подобна на RPCP, се прилага главно към машинния инструмент под формата на двойна въртяща се маса и компенсира промяната на координатите на линейната ос, причинена от въртенето на детайла. Всъщност тези функции имат една и съща цел по различни начини, всички от които са да запазят централната точка на инструмента и действителната контактна точка между инструмента и повърхността на детайла непроменени. Следователно, за удобство на изразяването, тази статия обединява този тип технология като RTCP технология.
И така, как се появи функцията RTCP? Преди много години, когато петосните машинни инструменти за първи път станаха популярни на пазара, концепцията за RTCP беше развълнувана от производителите на металорежещи машини. По това време функцията на RTCP беше по-скоро като трик в името на технологията и повече хора бяха ентусиазирани и развълнувани за самата технология. Всъщност функцията на RTCP е точно обратната. Това е не само добра технология, но и добра технология, която може да донесе ползи и да създаде стойност за клиентите. За машинни инструменти с RTCP технология (т.е. така наречените истински петосни машинни инструменти в Китай), операторът не трябва точно да подравнява детайла с линията на оста на въртящата се маса и да го затяга небрежно. Машинният инструмент автоматично компенсира отместването, като значително намалява спомагателното време и подобрява обработката. прецизност. В същото време последващата обработка е лесна за извършване, стига да се изведат координатите и векторите на върха на инструмента. Както казахме преди, по отношение на механичната структура, петосните CNC машинни инструменти имат главно структури като двойни въртящи се глави, двойни въртящи се плочи и едно завъртане и едно завъртане.
По-долу ще вземем висок клас петосна CNC система с двойна въртяща се маса като пример, за да представим подробно функцията RTCP.
Дефинирайте концепцията за четвъртата ос и петата ос в металообработващата машина с пет оси: въртенето на четвъртата ос влияе върху позицията на петата ос в конструкцията на двойната въртяща се маса, а въртенето на петата ос не може да повлияе на позицията на четвъртата ос. Петата ос е координатата на въртене по четвъртата ос.
Е, след като прочетем определението, нека го обясним. Както е показано на фигурата по-горе, 4-тата ос на машинния инструмент е оста A, а 5-тата ос е оста C. Заготовката се поставя върху въртящата се маса по оста C. Когато 4-та ос A-ос се върти, тъй като C-оста е инсталирана на A-ос, положението на C-ос също ще бъде засегнато. По същия начин, за детайла, който поставяме на въртящата се маса, ако програмираме централното рязане на инструмента, промяната на координатата на въртене неизбежно ще доведе до промяна на координатите X, Y, Z на линейната ос, което води до относително изместване. За да елиминира това изместване, машинният инструмент трябва да го компенсира, а RTCP е функция, произведена за елиминиране на тази компенсация.
И така, как машината компенсира това изместване? След това нека анализираме как се генерира това отместване.
Според горното, всички знаем, че отместването на координатите на линейната ос е причинено от промяната на координатите на въртене. Тогава е особено важно да се анализира центърът на въртене на оста на въртене. За машинен инструмент със структура на двойна въртяща се маса, контролната точка на C-ос, тоест петата ос, обикновено е в центъра на въртене на масата на машината. За 4-та ос средната точка на 4-та ос обикновено се избира като контролна точка.
За да се реализира управление по пет оси, системата за цифрово управление трябва да знае връзката между контролната точка на петата ос и контролната точка на четвъртата ос. Това е първоначалното състояние (0 позиция на осите A и C на машинния инструмент), векторът на позицията [U, V, W] на контролната точка на петата ос в въртящата се координатна система на четвъртата ос, където контролната точка на четвъртата ос е началото. В същото време е необходимо да се знае и разстоянието между осите A и C. Пример за машина с двойна въртяща се маса е показан на фигурата по-долу.
Говорейки за това, можете да видите, че за машинни инструменти с RTCP функция системата за управление поддържа центъра на инструмента в програмираната позиция през цялото време. В този случай програмирането е самостоятелно и независимо от кинематиката на машината. Когато програмирате върху машинен инструмент, не е нужно да се притеснявате за движението на машината и дължината на инструмента, всичко, за което трябва да мислите, е относителното движение между инструмента и детайла. Останалата част от системата за контрол на работата ще го направи вместо вас. например:
Както е показано на фигурата по-горе, когато функцията RTCP не е изключена, системата за управление не отчита дължината на инструмента. Инструментът се върти около центъра на оста. Върхът на ножа ще се премести от позицията си и повече няма да бъде фиксиран.
Както е показано на фигурата по-горе, когато функцията RTCP е включена, системата за управление променя само посоката на инструмента, а позицията на върха на инструмента остава непроменена. Автоматично се изчисляват необходимите компенсационни движения по осите X, Y, Z.
И как да се реши проблемът с отместването на координатите на линейната ос за петосни металорежещи машини и CNC системи, които нямат RTCP? Знаем, че много петосни CNC машини и системи в Китай са фалшиви петосни. Така наречената фалшива петосна всъщност се отнася до машинни инструменти без RTCP функция. Истинската и невярната пет оси не се основават нито на външния вид, нито дали петте оси са свързани. Трябва да знаете, че фалшивата петосна връзка може да се използва и за петосна връзка. Разликата между фалшивата пет ос е, че тя няма истинския RTCP алгоритъм за пет оси, което означава, че фалшивото програмиране на пет оси трябва да вземе предвид дължината на махалото на шпиндела и позицията на въртящата се маса. Това означава, че при програмиране с фалшива петосна CNC система и машинен инструмент е необходимо да се разчита на CAM програмиране и технология за последваща обработка, за да се планира предварително пътя на инструмента.
За същата част, ако машинният инструмент бъде сменен или инструментът е сменен, CAM програмирането и последващата обработка трябва да се извършат отново. И фалшивият петосен машинен инструмент трябва да гарантира, че детайлът е в центъра на въртене на работната маса, когато затяга детайла. За оператора това означава, че е необходимо много време за затягане и подравняване, а точността не може да бъде гарантирана. Дори за обработка с индексиране, фалшивата петосна машина създава много проблеми. Истинският петосен трябва само да настрои координатна система и се нуждае само от една настройка на инструмента, за да завърши обработката.
Фигурата по-долу взема настройките на редактора за последваща обработка на NX като пример, за да илюстрира координатната трансформация на фалшивата пет ос:
Както е показано на фигурата по-горе, фалшивата пет ос разчита на технология за последваща обработка, за да покаже връзката на централната позиция между четвъртата ос и петата ос на машинния инструмент, за да компенсира изместването на оста на въртене към координатите на линейната ос . CNC програмата X, Y и Z, генерирана от него, не само програмира точката на подход, но също така включва необходимата компенсация по осите X, Y и Z.
Резултатът от такава обработка не само ще доведе до недостатъчна точност на обработка и ниска ефективност, но също така генерираната програма не е универсална и необходимите разходи за труд също са високи. В същото време, тъй като параметрите на въртене на всяка машина са различни, трябва да има съответните файлове за последваща обработка, което също ще причини големи неудобства на производството. Освен това, генерираната програма на фалшивата пет оси не може да бъде променена и по същество е невъзможно да се реализира ръчно програмиране на пет оси. В същото време, тъй като няма функция RTCP, много усъвършенствани функции с пет оси, получени от нея, не могат да бъдат използвани, като например функцията за компенсация на инструмента с пет оси.
Всъщност за петосните машинни инструменти това е просто инструмент за постигане на резултати от обработката и няма разлика между вярно и невярно. Важното е, че нашата технология определя какъв метод за обработка да изберем. Относително казано, истинските петосни машинни инструменти са по-рентабилни.
