A meghatározó jellemző a forgó mozgás hozzáadása. Egy hagyományos 3 tengelyes CNC gép A marószerszám egyenes vonalban mozog az X, Y és Z tengelyek mentén. Egy 5 tengelyes gép 2 forgótengelyt ad hozzá, amelyek megdöntik vagy elforgatják az orsófejet, a munkadarabot, vagy mindkettőt. Az eredmény olyan alámetszések, összetett szögek, kontúrozott felületek és összetett zsebek megmunkálása, amelyeket egy 3 tengelyes gép egyszerűen nem tud elérni több beállítás és befogóeszköz nélkül.
Az egyetlen beállítás lehetősége a gazdaságosság mozgatórugója. Egy olyan alkatrész, amely egy 3 tengelyes gépen 3 vagy 4 beállítást igényel, és mindegyik között újra kell befogni, gyakran egyetlen befogással futtatható egy 5 tengelyes gépen. A ciklusidők csökkennek. A pontosság javul, mert kiküszöbölhetők az újrabefogási hibák. A munkaerőköltségek csökkennek, mert a kezelőknek nem kell ugyanazt az alkatrészt ismételten beállítaniuk. Azok a műhelyek, amelyek kis volumenű, nagy komplexitású munkákat végeznek, ez a teljes üzleti indok a korszerűsítésre.
Az 5 tengely magyarázata: X, Y, Z, A/B és C
Minden 5 tengelyes gép a 3 standard lineáris tengelyt 3 lehetséges forgótengely 2-jével kombinálja. Az alábbi lebontás bemutatja, hogy mit csinálnak az egyes tengelyek, és hogyan kombinálódnak jellemzően a gyártógépekben.
| Tengely | Mozgás típusa | Leírás | Közös be |
|---|---|---|---|
| X | Lineáris | A vágó vagy az asztal balra-jobbra mozgása | Minden CNC gép |
| Y | Lineáris | Előre-hátra mozgás | Minden CNC gép |
| Z | Lineáris | Fel-le mozgás (orsómélység) | Minden CNC gép |
| A | X körül forog | Döntési mozgás az X tengely körül | 5 tengelyes forgóasztalos, 5 tengelyes portálmarók |
| B | Y körüli forgás | Y tengely körüli döntési mozgás | Forgófejes 5 tengelyes maró-esztergáló központok |
| C | Z körüli forgás | Z tengely körüli forgatás (az asztal forgatása) | Forgóasztalos esztergák, marógépek |
Az 5 tengelyes név a darabszámot írja le, de a konkrét kombináció számít. A két leggyakoribb gyártási konfiguráció az XYZAB (lineáris plusz 2 fejbillenthető forgó) és az XYZAC (lineáris plusz egy fejbillenthető és egy asztalforgatás). Egy harmadik konfiguráció, az XYZBC, gyakori a maró-esztergáló megmunkálóközpontokon, ahol a munkadarab a C tengelyen forog, míg a fej a B tengelyen billen. Minden elrendezés eltérő kinyúlással, merevséggel és programbonyolultsági jellemzőkkel rendelkezik.
5 tengelyes vs. 3 tengelyes CNC: Az üzleti döntés
A 3 és 5 tengelyes rendszer közötti választás tőkeberuházási döntés, amelyet az alkatrész-összetétel, nem pedig a képességekre vonatkozó igény határoz meg. Az alábbi összehasonlítás összefoglalja azokat a gyakorlati különbségeket, amelyeket a vásárlóknak mérlegelniük kell.
| Tényező | 3-tengelyes CNC | 5-tengelyes CNC |
|---|---|---|
| Összetett alkatrészek beállításai | 3-5 tipikus | 1 tipikus beállítás |
| Szerszámkinyúlás | Csak felülről lefelé | Bármely megközelítési szög |
| Felületkezelés a kontúrokon | Átlépés látható | Simább hozzáférés az oldalsó vágóéllel |
| Programozás bonyolultsága | Egyszerű | 5 tengelyes CAM-ot és oszlopot igényel |
| Munkadarab-költség munkánként | Magas (több lámpatest) | Alacsony (egy szerelvény) |
| Kezelői készség szükséges | Standard gépész | 5 tengelyes programozó/kezelő képzettséggel |
| Belépő szintű ár | 5,000 a 30,000 USD | 30,000 a 200,000 USD |
| Ipari termelési ár | 50,000 a 200,000 USD | 200,000–500,000+ USD |
| Legjobban illeszkedő | Prizmás alkatrészek, lemezanyagok, 2.5D-s megmunkálás | Repülőgépipar, penész, orvostechnika, többoldalú komplex alkatrészek |
5 tengelyes konfigurációk: Forgófejes, forgófejes, portálos és maró-esztergáló
Nem minden 5-tengelyes gép egyforma felépítésű. A 4 domináns konfiguráció eltérő erősségekkel rendelkezik, és a köztük való választás az egyik legfontosabb döntés a vásárlási folyamat során.
Forgóasztal
Egy dönthető forgócsapra szerelt forgóasztal biztosítja az A és C tengelyeket, miközben az orsó a standard 3 tengelyes konfigurációjában marad. A munkadarab egy rögzített orientációjú orsó alatt dönthető és forog. Ez a leggyakoribb belépési mód az 5 tengelyes megmunkálásba, mivel megőrzi a standard megmunkálóközpont merevségét és pontosságát, miközben két forgórészt is tartalmaz. Legjobb azokhoz az alkatrészekhez, amelyek beleférnek a forgócsap lengési tartományába.
Forgófej (dupla lengőfej)
Maga az orsófej dönthető és forog, miközben a munkadarab rögzítve marad az asztalon. Ez a domináns konfiguráció nagyon nagy, nem forgatható alkatrészeknél, beleértve a repülőgép szerkezeti elemeit, a nagyméretű öntőformákat és a túlméretezett repülőgépipari szerelvényeket. Az RTCP kompenzáció a vezérlőben elengedhetetlen, mivel a szerszámcsúcs helyzete a fej tájolásától függ.
Gantry 5 tengelyes
Forgófejes portálkeretes gép, méretarányosan méretezve nagyon nagy munkadarabok megmunkálásához. Hajótestekhez, repülőgépipari szerkezeti összeszerelésekhez, nagyméretű habformákhoz autóipari prototípusgyártáshoz és kőhidak vágásához használják. STYLECNC Az 5 tengelyes portálmarók ebbe a kategóriába tartoznak, amelyek munkaterülete a 4 lábas négyzet alakú hobbi formátumoktól a több méteres ipari konfigurációkig terjed.
Esztergáló-maró központ
Esztergagép dönthető maróorsóval (B-tengely) és forgó munkadarabbal (C-tengely), gyakran mellékorsóval és hajtott szerszámokkal kombinálva. Ezek a legdrágább 5-tengelyes konfigurációk, mivel egyetlen gépben egyesítik az esztergálást és a marást, de hengeres munkadarabok esetén teljesen kiküszöbölik a műveletek közötti alkatrészkezelést.
Egyidejű 5 tengelyes vs. 3+2 pozícionális megmunkálás
Az 5 tengelyes megmunkálás egyik legfontosabb műszaki különbsége a szimultán és a 3+2 pozíciós működés között van. A vevők gyakran csak a megrendelés elküldése után veszik észre ezt a különbséget, és a rés is számít.
Egyidejű 5 tengelyes megmunkálás A forgácsolás során mind az 5 tengelyt egyszerre mozgatja. A szerszámcsúcs folyamatos pályát követ, miközben a forgórészek folyamatosan állítják az orientációt. Erre járókerekek, turbinalapátok, formázott formafelületek és bármilyen szerves kontúrgeometria esetén van szükség. Az egyidejű működéshez RTCP (elforgatott szerszámközéppont) vagy TCPC (szerszámközéppont-vezérlés) szükséges a vezérlőben. RTCP nélkül a vezérlő nem tudja fenntartani a programozott szerszámcsúcs útvonalát a forgórészek mozgása közben, és az alkatrész nem fog egyezni a CAM szimulációval.
3+2 pozíciós megmunkálás a 2 forgótengelyt használja a munkadarab (vagy fej) rögzített szögben történő pozicionálására, majd szabványos 3 tengelyes megmunkálást végez ebben az orientációban. Ez a tipikus 5 tengelyes műhelymunka nagyjából 80 százalékát kezeli, és lényegesen könnyebb programozni. A vegyes 5 tengelyes flottákat üzemeltető Practical Machinist munkatársak következetesen megjegyzik, hogy napi munkájuk nagy része 3+2 szimultán, nem pedig teljes szimultán, ahol a szimultán megmunkálás az azt igénylő specifikus geometriákhoz van fenntartva.
A gyakorlati vásárlási vonzat jelentős. Egy 5 fizikai tengellyel rendelkező, de RTCP nélküli gépet néha 3+2 gépnek neveznek, nem pedig valódi 5 tengelyes gépnek. Ez képes pozicionálni a szerszámot, de nem tudja fenntartani a folyamatos szerszámcsúcs-pályát mind az 5 tengely mozgatása közben. 5 tengelyes vásárlás értékelésekor elengedhetetlen az RTCP/TCPC támogatás megerősítése a vezérlőn (FANUC G43.4, Heidenhain M128, Siemens TRAORI vagy azzal egyenértékű). Ez a különbség a járókereket megmunkáló és a járókereket nem tudó gépek között.
5-tengelyes CNC alkalmazások: Iparági galéria
Az 5-tengelyes CNC gépek 4 fő vertikális területen vetettek meg lábukat, amelyek mindegyikéhez speciális geometriai vagy anyagkövetelmények tartoznak, amelyek indokolják a tőkebefektetést.
IPARÁG: Repülőgépipar
A repülőgépipar volt az első vertikális iparág, amely nagy mennyiségben alkalmazta az 5-tengelyes megmunkálást. A titán és nikkel szuperötvözetekből készült hajtóműkonzolok, turbinalapátok, járókerekek, szerkezeti bordák és szerelvények gyártása alapvető fontosságú. A geometriai komplexitás (vegyületgörbék, belső hűtőcsatornák, aszimmetrikus felületek) és az anyagköltség (gyakran több száz dollár kilogrammonként) gazdaságilag elengedhetetlenné teszi az egyetlen beállítással történő 5-tengelyes megmunkálást.
IPARÁG: Autóipar és öntőformák
A formázás és a szerszámgyártás a második legnagyobb 5-tengelyes alkalmazás. A fröccsöntő szerszámok üregei, a présöntő szerszámok és a sajtoló matricák az 5-tengelyes oldalvágóval olyan mély üregekhez férnek hozzá, amelyeket egy 3-tengelyes gép nem tud elérni megfelelő szerszámokkal. Az autóipari prototípus karosszériaelemek, az agyagmodellezéshez használt habformák és a nagy sajtoló formák szintén nagymértékben támaszkodnak az 5-tengelyes marógépekre és megmunkálóközpontokra.
IPARÁG: Orvostudomány, fogászat és ékszerészet
Az orvosi implantátumok (csípő-, térd-, koponya-, fogászati felépítmények), a sebészeti eszközök és a páciensspecifikus protézisek mind 5 tengelyes megmunkálást alkalmaznak az anatómiai igényű kontúrozott felületekhez. Az ékszergyártás kisméretű, 5 tengelyes gépeket használ gyűrűszárakhoz, pecsételőlapokhoz és olyan részletmegmunkálásokhoz, amelyek nemesfémeken több szögből elérhető szerszámokat igényelnek. A minőség és az anyagköltségek ismét a gazdaságosságot befolyásolják.
IPARÁG: Építészet, kő és egyedi tervezés
Az építészeti kő, az emlékműfaragás, az egyedi feliratok, a kellékek és színházi munkák, a hajózási prototípusok és az egyedi bútorok mind nagyméretű, 5 tengelyes marógépeket használnak olyan szobrászati geometriák előállítására, amelyeket egyetlen más eljárás sem tud gazdaságosan megvalósítani ebben a méretben. A munkaterület az asztali gépektől a több méteres kinyúlású portálgépekig terjedhet.
5-tengelyes CNC árkategóriák: hobbiból ipari termelésbe
Az 5-tengelyes CNC gépek ára 100-szorosára változik a piacon. Az alábbi táblázat összefoglalja az új gépek tipikus árkategóriáit, ahol a használt és felújított gépek gyakran az új gépek árának 30-60 százalékáért kaphatók, az üzemóráktól, az állapottól és a márkától függően.
| Állatok | Ártartomány (USD) | Tipikus felhasználási esetek és példák |
|---|---|---|
| Hobbi / Asztali | 5,000 a 15,000 | Ékszeripar, fogászat, kis prototípusok, oktatás. Kisméretű, asztali, 5 tengelyes gépek. |
| Belépő ipari | 30,000 a 80,000 | Könnyűgyártás, kisebb formamegmunkálás, egyedi bútorok, ékszerek gyártása. Belépő szintű forgócsapos asztalos gépek és kis portálmarók. |
| Középkategóriás ipari | 80,000 a 200,000 | Repülőgépipari konzolok gyártása, autóipari prototípusgyártás, szerszámüreg-megmunkálás. Brother Speedio U500 (~160K), Haas UMC 500 (~250K) a Practical Machinist lefedettsége szerint. |
| csúcskategóriás gyártás | 200,000 a 500,000 | Többfunkciós megmunkálóközpontok, teljes méretű portálmarók, prémium kategóriás forgófejes gépek. DMG MORI DMU 50, DN Solutions DVF 5000 (~300K), Mazak VC-5A 5X. |
| Prémium / Különleges | 500,000-2 hónapos kortól | Maró-esztergáló esztergáló központok, nagyméretű, 5 tengelyes, többorsós portálos gyártósorok. DMG MORI DMU 75 monoblokk, Mazak Integrex többfunkciós vezérlés. |
Magán a gépen túl a teljes birtoklási költség magában foglalja az 5-tengelyes CAM szoftvert (Mastercam, NX CAM, ESPRIT, PowerMill, jellemzően 5,000-50 000 USD/gép), a szimulációs szoftvereket, mint például a Vericut (gyakran 25 000-50 000 USD/gép a teljes 5-tengelyes ellenőrzésért), a szerszámokat és a szerelvényeket, a kezelői képzést és a telepítést. A gép költségének 20-40 százalékát a környező ökoszisztémában kell beépíteni az alap beszerzési költségeken felül.
STYLECNC 5 tengelyes és többfeladatos gépek
STYLECNC 5 tengelyes CNC gépek teljes skáláját gyártja az ipari belépő szinttől a csúcskategóriás gyártási szintekig. 5-tengelyes CNC gépkategória portálmarógépeket, marógépeket, megmunkálóközpontokat és speciális munkákhoz szükséges konfigurációkat foglal magában. 5 tengelyes CNC router és a 5 tengelyes CNC marógép 3D marás és faragás a prototípus-műhelyek, a formakészítés és az építészeti gyártás leggyakoribb kiindulópontjai.
A precíziós fémmegmunkálással foglalkozó műhelyek számára a 5 tengelyes CNC marógép és a Kis 5 tengelyes CNC megmunkálóközpont alumínium fröccsöntési munkákat, repülőgépipari prototípus-készítést és orvostechnikai eszközök gyártását végzi. Kifejezetten a fröccsöntő és szerszámgyártó üzemek számára a CNC formagyártó gép kategória az 5 tengelyes felületmegmunkálási képességet párosítja az edzett szerszámacél megmunkálásához szükséges merevséggel.
▶ NÉZD MEG: 5-tengelyes CNC marógép működés közben
Lásd a STYLECNC 5 tengelyes CNC marógép gyártása 3D A hab és az alumínium valós gyártási körülmények között működik.
Videó megtekintése itt: stylecnc.com →
STYLECNC többfeladatos és többorsós konfigurációkat is létrehoz olyan termelési környezetekhez, ahol az áteresztőképesség és a párhuzamos munkavégzés számít. Többfunkciós CNC marógép 3 orsóval az Egyesült Királyságba történő szállítása egy friss példa arra, hogy egy vállalati bútorgyártó ügyfél párhuzamos feldolgozást specifikált egyetlen ágyon. Az ATC integrációjához akár 5 tengelyes, akár többfeladatos platformokon a ATC CNC marógép kategória dokumentálja a szerszámcserélő opciókat, amelyek elérhetők STYLECNC gépsorok.
Árképzés be STYLECNC Az 5-tengelyes gépek a belépő ipari gyártástól a fenti ártáblázatban szereplő csúcskategóriás gyártási szintekig terjednek. A konfigurációkat a munkaterület, az orsó specifikációja, a vezérlő kiválasztása, az ATC kapacitása és az integrációs követelmények alapján árajánlatot adjuk. Lépjen kapcsolatba a STYLECNC értékesítési csapat az alkatrész-borítékkal és az anyaglistával egy konfigurált árajánlathoz.
Szószedet: 5-tengelyes CNC szakkifejezések
Használja ezt a referenciát 5 tengelyes gépek értékelésekor, a szállítókkal folytatott beszélgetések során vagy a vezérlő dokumentációjának áttekintésekor.
| kifejezés | Meghatározás |
|---|---|
| 5 tengelyes CNC | 3 lineáris tengellyel (X, Y, Z) és 2 forgótengellyel (jellemzően A és B, vagy A és C) rendelkező gép. |
| Forgóasztal | Billenthető forgóasztal, amely 2 forgótengelyt biztosít egy fix orientációjú orsó alatt. |
| Forgatható fej | Orsófej, amely dönthető és forog, miközben a munkadarab rögzítve marad az asztalon. |
| RTCP / TCPC / TCPM | Elforgatott szerszámközéppont / Szerszámközéppont-vezérlés / Szerszámközéppont-kezelés. Vezérlő funkció, amely forgó mozgás közben is fenntartja a szerszámcsúcs pozícióját. |
| Egyidejű 5 tengelyes | Mind az 5 tengely együtt mozog a forgácsolás során, egy folyamatos szerszámcsúcs-pályát követve. |
| 3+2 (pozíciós) | 2 forgótengely pozicionálja az alkatrészt rögzített szögben, majd folytatódik a standard 3 tengelyes megmunkálás. |
| Utófeldolgozó | Szoftver, amely lefordítja a CAM szerszámpályákat a gépvezérlő által megértett specifikus G-kód dialektusra. |
| Esztergáló-maró | Esztergálást marással kombináló gép, jellemzően B-tengelyes és C-tengelyes orsóval. |
| Kinematikai fájl | A gép tengelyeinek egymáshoz viszonyított fizikai mozgásának matematikai modellje. |
| Többfeladatos központ | Olyan gép, amely egyetlen beállításban több műveletet (esztergálás, marás, fúrás, néha additív) kombinál. |
Gyakran ismételt kérdések
Mi a különbség az RTCP és a TCPC között?
Az RTCP (Elforgatott Szerszámközéppont), a TCPC (Tool Center Point Control), a TCPM (Tool Center Point Management) és az RPCP ugyanarra az alapvető vezérlőfunkcióra utalnak: a programozott szerszámcsúcs pozíciójának automatikus fenntartása, amikor a forgótengelyek mozognak. A kifejezés gyártónként változik. A FANUC a G43.4 (TCPC), a Heidenhain az M128 (TCPM), a Siemens pedig a TRAORI kódot használja. Ahogyan azt a Practical Machinist „Fanuc TCPC 5 tengelyes megmunkáláshoz” című szálában is tárgyaltuk, a funkció teszi praktikussá az egyidejű 5 tengelyes programozást, nem pedig a márkaspecifikus elnevezés.
Szükségem van egyidejű 5 tengelyre, vagy elég a 3+2?
A Practical Machinist munkatársai, akik vegyes, 5 tengelyes flottákat üzemeltetnek, következetesen megjegyzik, hogy munkájuk nagyjából 80 százaléka 3+2 pozíciós, nem pedig teljesen szimultán megmunkálás. A repülőgépipari szerkezeti alkatrészek, a szerszámüregek simítása, a többlapos konzolok és a legtöbb 5 oldalas megmunkálási munka mind 3+2 pozíciós megmunkálásként történik. Az egyidejű megmunkálás elengedhetetlen a járókerekek, turbinalapátok, szerves kontúrozott felületek és minden olyan geometria esetében, amely folyamatos szerszámcsúcs-pályavezérlést igényel több tengelyen keresztül.
Mennyibe kerül egy 5 tengelyes CNC gép?
Az árak 5,000 és 15 000 $között mozognak az asztali hobbi gépek esetében, 30 000 és 80 000 $között a belépő szintű ipari gépeknél, és 80 000 és 200 000 $között a középkategóriás gyártásnál. A Brother Speedio U500 gyakorlati gépészekkel foglalkozó fórumain a gép ára nagyjából 160 000 USD, a Haas UMC 500-é körülbelül 250 000 USD, a DN Solutions DVF 5000-é körülbelül 300 000 USD, a DMG MORI 5-tengelyes gépeké pedig gyakran 500 000 $felett van. A prémium maró-esztergáló többfunkciós központok ára meghaladja az 1 millió USD-t.
Jó vétel egy használt 5 tengelyes gép?
A Gyakorlati Gépész "15 éves német 5 tengelyes gépek" című szálon folytatott beszélgetés őszintén keretezi a kompromisszumot. A használt DMG, Mikron és Hermle gépek 100 000 USD-ért 300 000 és 500 000 $közötti újára eső értéket hozhatnak, ha az orsó, a vezérlő és a forgórészek jó állapotban vannak. A kockázatot az elektronika elérhetősége és az orsókopás jelenti. Az ezekben a szálakban említett általános ökölszabály nagyjából egy USD/fordulat orsófelújítás esetén, ami egy 30 000-50 000 fordulat/perc fordulatszámú gépen jelentős. A vásárlás előtti független műszaki ellenőrzés bevett gyakorlat.
Átalakítható egy 3 tengelyes gép 5 tengelyesre?
Részben. Egy 5 tengelyes forgócsapos asztal hozzáadható egy 3 tengelyes függőleges marógéphez, hogy A és C forgórészeket biztosítson, ahogyan azt a Practical Machinist „5 tengelyes munkadarab-eltolások beállítási módszerei” című szálában tárgyaltuk. A korlátozás az, hogy RTCP nélkül a gazdavezérlőben az átalakítás 3+2 képességet eredményez a teljes egyidejű megmunkálás helyett. A TCPC hozzáadásának költsége egy olyan vezérlőhöz, amely nem rendelkezik vele natívan, meghaladhatja a 20 000 USD-t, ami részben az oka annak, hogy sok műhely végül egy erre a célra épített 5 tengelyes gépet vásárol ahelyett, hogy egy 3 tengelyes gépet bővítene.
Milyen utófeldolgozóra van szükségem 5 tengelyes CNC-hez?
Az 5 tengelyes posztprocesszoroknak illeszkedniük kell a vezérlőhöz, a kinematikához és a CAM szoftverhez. A CNCZone "5 tengelyes CNC router Az „RTCP” téma dokumentálja az egyéni oszlopok helyes működésének nehézségeit: a kis kinematikai hibák, az egységek eltérései vagy a helytelen szerszámhossz-értékek olyan horpadásokat és összeomlásokat okoznak, amelyeket a szimuláció nem tud észrevenni, hacsak a szimulációs modell pontosan nem illeszkedik a géphez. A legtöbb gyártóműhely a gépgyártótól vagy a CAM-szolgáltatótól vásárol egy gyártó által biztosított oszlopot, ahelyett, hogy egyéni oszlopfejlesztéssel próbálkozna.
