Viimastel aastatel on erinevates valdkondades üha enam kasutatud viieteljelisi CNC-töötluskeskusi. Praktilistes rakendustes, kui inimesed puutuvad kokku erikujuliste keerukate osade suure tõhususe ja kvaliteetse töötlemise probleemiga, on viieteljeline ühendustehnoloogia kahtlemata oluline vahend selliste probleemide lahendamiseks. Üha enam tootjaid kipuvad otsima viieteljelisi seadmeid, et tagada kõrge tõhusus ja kvaliteetne töötlemine. Kuid kas sa tõesti tead piisavalt viieteljelisest töötlemisest?
01
Viieteljelise tööpingi mehaaniline struktuur
Viieteljelise töötlemise tõeliseks mõistmiseks peame kõigepealt mõistma, mis on viieteljeline tööpink. Viieteljeline tööpink (5 Axis Machining), nagu nimigi viitab, viitab kahe pöördtelje lisamisele kolmele ühisele lineaarteljele X, Y ja Z. Kaks pöörlemistelge A-, B- ja C-kolm- teljel on erinevad liikumisrežiimid, mis vastavad erinevate toodete tehnilistele nõuetele.
Seoses 5-teljega töötlemiskeskuse mehaanilise disainiga on tööpinkide tootjad alati olnud lakkamatult pühendunud uute liikumisrežiimide väljatöötamisele, et need vastaksid erinevatele nõuetele. Praegu turul olevate viieteljeliste tööpinkide erinevat tüüpi, kuigi on olemas erinevat tüüpi mehaanilisi konstruktsioone, on peamiselt järgmised tüübid:
1. Kaks pöörlemiskoordinaati juhivad otseselt tööriista telje suunda (kahekordne pöördepea vorm).
pilt
2. Kaks koordinaattelge on tööriista ülaosas, kuid pöörlemistelg ei ole lineaarteljega risti (vajuva pea tüüp).
3. Kaks pöörlemiskoordinaati juhivad otseselt ruumi pöörlemist (topelt pöördlaua vorm).
4. Kaks koordinaattelge on laual, kuid pöörlemistelg ei ole lineaarteljega risti (torutabeli tüüp).
pilt
5. Üks kahest pöörlemiskoordinaadist mõjub tööriistale ja teine toorikule (üks pendel ja üks pööre).
*Termin: kui pöörlemistelg ei ole lineaarteljega risti, loetakse seda "süvenemise" teljeks.
Pärast viieteljeliste tööpinkide nägemist nende konstruktsioonidega usun, et peaksime aru saama, mida ja kuidas viieteljelised tööpingid liiguvad. Milliseid omadusi võib selline tööpinkide struktuur töötlemisel siiski näidata? Millised on eelised võrreldes traditsiooniliste kolmeteljeliste tööpinkidega? Järgmisena heidame pilgu viieteljelise tööpingi valguspunktidele.
02
Viieteljelise töötlemise palju eeliseid
Viieteljeliste tööpinkide omadustest rääkides tuleb neid võrrelda traditsiooniliste kolmeteljeliste seadmetega. Kolmeteljelised töötlemisseadmed on tootmises suhteliselt levinud ja neid on mitut tüüpi, näiteks vertikaalne, horisontaalne ja pukk. Levinud töötlemismeetodid hõlmavad otsafreesi otsaserva töötlemist ja külgserva töötlemist. Kuulotsaga nugade profileerimine jne. Kuid olenemata sellest, millisel kujul või meetodil on ühine tunnus, see tähendab, et tööriista telje suund jääb töötlemisprotsessi ajal muutumatuks ja tööpink suudab tööriista saavutada ainult Descartes'i ruumis koordinaadid läbi kolme lineaarse telje X, Y ja Z interpolatsiooni. liikumine osakonnas. Seetõttu ilmnevad järgmiste toodetega silmitsi seistes kolmeteljeliste tööpinkide puudused, nagu madal efektiivsus, halb pinnakvaliteet ja isegi võimetus töödelda.
Võrreldes kolmeteljeliste CNC-töötlemisseadmetega on viie ühenduslüliga CNC-tööpinkidel järgmised eelised:
1. Hoidke tööriist parimas lõikeseisundis ja parandage lõiketingimusi
Nagu ülaltoodud joonisel näidatud, halveneb vasakpoolsel joonisel kolmeteljelise lõikerežiimi korral, kui lõiketööriist liigub tooriku ülaossa või serva poole, lõikeseisund järk-järgult halveneb. Ka siin on optimaalsete lõiketingimuste säilitamiseks vajalik pöördlaud. Ja kui tahame ebakorrapärast tasapinda täielikult töödelda, tuleb lauda mitu korda erinevates suundades pöörata. On näha, et viieteljelise tööpingiga saab vältida ka olukorda, kus kuulotsa freesi keskpunkti joone kiirus on 0, ja saavutada parema pinnakvaliteedi.
2. Vältige tõhusalt tööriistade häireid
Nagu on näidatud ülaltoodud joonisel, ei suuda kolmeteljelised seadmed häirete tõttu vastata selliste osade puhul nagu tiivikud, labad ja õhusõidukid. Viieteljelise tööpingiga võib rahule jääda. Samal ajal saab viieteljelises tööpingis kasutada töötlemiseks ka lühemaid tööriistu, parandada süsteemi jäikust, vähendada tööriistade arvu ja vältida eritööriistade tootmist. Meie ettevõtete omanikele tähendab see, et tööriistakulude osas säästab viieteljeline tööpink teie raha!
3. Vähendage kinnituskordade arvu ja lõpetage viiepoolne töötlemine ühe kinnitusega
Nagu on näidatud ülaltoodud joonisel, on näha, et viieteljeline töötlemiskeskus võib samuti vähendada võrdlusaluse teisendamist ja parandada töötlemise täpsust. Tegeliku töötlemise korral on vaja ainult ühte kinnitust ja töötlemise täpsust on lihtsam tagada. Samal ajal väheneb protsessiahela lühenemise ja viieteljelise töötluskeskuse seadmete arvu vähenemise tõttu ka kinnitusdetailide arv, töökoja pindala ja seadmete hoolduskulud. See tähendab, et saate tõhusama ja kvaliteetsema töötlemise lõpuleviimiseks kasutada vähem seadmeid, vähem töökoja pinda ja hoolduskulusid!
4. Parandada töötlemise kvaliteeti ja tõhusust
Nagu joonisel näidatud, saab viieteljelist tööpinki lõigata tööriista külgservaga ja töötlemise efektiivsus on kõrgem.
5. Lühendada tootmisprotsessi ahelat ja lihtsustada tootmise juhtimist
Viieteljeliste CNC-tööpinkide täielik töötlemine lühendab oluliselt tootmisprotsessi ahelat, mis võib lihtsustada tootmise juhtimist ning planeerimist ja ajakava koostamist. Mida keerulisem on toorik, seda ilmsemad on selle eelised traditsiooniliste detsentraliseeritud protsessidega tootmismeetodite ees.
6. Lühendage uue toote arendustsüklit
Lennunduse, autotööstuse ja muude valdkondade ettevõtete jaoks on mõnel uuel tooteosal ja vormimisvormil keeruline kuju ja kõrged täpsusnõuded. Seetõttu saab kasutada viieteljelisi CNC-töötlemiskeskusi, millel on suur paindlikkus, suur täpsus, kõrge integratsioon ja täielik töötlemisvõimalus. See võib hästi lahendada keeruka osade töötlemise täpsus- ja tsükliprobleemid uute toodete väljatöötamise protsessis, lühendada oluliselt arendustsüklit ja parandada uute toodete edukust.
Kokkuvõtteks võib öelda, et viieteljelisel tööpingil on liiga palju eeliseid, kuid viieteljelise tööpingi asendi juhtimine, CNC-süsteem, CAM-i programmeerimine ja järeltöötlus on palju keerulisem kui kolmeteljeline tööpink! Samal ajal, kui me räägime viieteljelistest tööpinkidest, peame rääkima tõese ja vale viietelje probleemist. Me kõik teame, et suurim erinevus tõelise ja vale viietelje vahel on RTCP-funktsioon. Mis on aga RTCP, kuidas seda genereeritakse ja kuidas seda rakendada? Järgmisena vaatame RTCP-d üksikasjalikult, ühendades tööpingi struktuuri ja programmeerimise järeltöötluse, et mõista selle tegelikku palet.
03
RTCP kohta
Tipptasemel viieteljelises CNC-süsteemis olev RTCP arvab, et RTCP on pööratud tööriista keskpunkt, mida me sageli nimetame tööriista tipu punkti järgimise funktsiooniks. Viieteljelisel töötlemisel, jälgides tööriista tipu punkti trajektoori ning tööriista ja tooriku vahelist asendit, tekib pöörleva liikumise tõttu tööriista tipu punkti täiendav liikumine. CNC-süsteemi kontrollpunktid ei lange sageli kokku tööriista tipupunktidega, mistõttu peab CNC-süsteem kontrollpunkte automaatselt korrigeerima, et tagada tööriista tipupunktide liikumine vastavalt ettenähtud trajektoorile. Tööstuses nimetatakse seda tehnoloogiat ka TCPM, TCPC või RPCP. Tegelikult on nende nimede funktsioonide määratlused sarnased RTCP-ga. Rangelt võttes kasutatakse kahekordse pöördepea struktuuris RTCP funktsiooni ja kompenseerimiseks kasutatakse pöördepea pöörlemise keskpunkti. RPCP-ga sarnast funktsiooni rakendatakse peamiselt tööpinkides kahekordse pöördlaua kujul ja see kompenseerib tooriku pöörlemisest tingitud lineaartelje koordinaatide muutust. Tegelikult on neil funktsioonidel sama eesmärk erinevatel marsruutidel, mis kõik on hoida tööriista keskpunkti ning tööriista ja tooriku pinna tegelikku kontaktpunkti muutumatuna. Seetõttu ühendab see artikkel väljendusmugavuse huvides seda tüüpi tehnoloogiat RTCP-tehnoloogiana.
Kuidas siis RTCP-funktsioon tekkis? Aastaid tagasi, kui viieteljelised tööpingid esmakordselt turul populaarseks said, levitasid tööpinkide tootjad RTCP kontseptsiooni. Sel ajal oli RTCP funktsioon pigem tehnoloogia pärast tehtud trikk ja rohkem inimesi oli tehnoloogiast endast entusiastlik ja kiivas. Tegelikult on RTCP funktsioon just vastupidine. See pole mitte ainult hea tehnoloogia, vaid ka hea tehnoloogia, mis võib tuua klientidele kasu ja luua väärtust. RTCP-tehnoloogiaga tööpinkide (st Hiinas nn tõeliste viieteljeliste tööpinkide) puhul ei pea operaator töödeldavat detaili täpselt pöördelaua teljejoonega joondama ja seda juhuslikult kinnitama. Tööpink kompenseerib automaatselt nihke, vähendades oluliselt abiaega ja parandades töötlemist. täpsus. Samas on järeltöötlust lihtne teha, kui väljastatakse tööriista tipupunkti koordinaadid ja vektorid. Nagu me varem ütlesime, on viieteljelistel CNC-tööpinkidel mehaanilise struktuuri osas peamiselt sellised struktuurid nagu topeltkiigepead, topeltpöördlauad ning üks kiik ja üks pööre.
Allpool võtame RTCP-funktsiooni üksikasjalikuks tutvustamiseks näitena tipptasemel viieteljelise CNC-süsteemi koos topeltplaadimängijaga.
Määratlege viieteljelises tööpingis neljanda telje ja viienda telje mõiste: neljanda telje pöörlemine mõjutab kahekordse pöördlaua struktuuris viienda telje asendit ja viienda telje pöörlemine ei saa mõjutada asendit. neljandast teljest. Viies telg on neljanda telje pöörlemiskoordinaat.
Noh, pärast definitsiooni lugemist selgitame seda. Nagu ülaltoodud joonisel näidatud, on tööpingi 4. telg A-telg ja 5. telg C-telg. Töödeldav detail asetatakse C-telje pöördalusele. Kui 4. telje A-telg pöörleb, kuna C-telg on paigaldatud A-teljele, mõjutab see ka C-telje asendit. Samamoodi tooriku puhul, mille me pöördlauale paneme, kui programmeerime tööriista keskpunkti lõikamise, toob pöörlemiskoordinaadi muutus paratamatult kaasa lineaartelje X, Y, Z koordinaatide muutumise, mille tulemuseks on suhteline nihe. Selle nihke kõrvaldamiseks peab tööpink selle kompenseerima ja RTCP on selle kompensatsiooni kõrvaldamiseks loodud funktsioon.
Kuidas siis tööpink selle nihke kompenseerib? Järgmisena analüüsime, kuidas see nihe genereeritakse.
Eeltoodu kohaselt teame kõik, et lineaartelje koordinaatide nihe on tingitud pöörlemiskoordinaatide muutumisest. Siis on eriti oluline analüüsida pöörlemistelje pöörlemiskeskme. Kahekordse pöördaluse konstruktsiooniga tööpinkide puhul on C-telje, st viienda telje kontrollpunkt tavaliselt masinalaua pöörlemise keskpunktis. 4. telje puhul valitakse tavaliselt kontrollpunktiks 4. telje keskpunkt.
Viieteljelise juhtimise realiseerimiseks peab arvjuhtimissüsteem teadma seost viienda telje ja neljanda telje juhtpunkti vahel. See tähendab algolekut (tööpingi A- ja C-telgede 0 asend), viienda telje kontrollpunkti asendivektor [U, V, W] neljanda telje pöörlevas koordinaatsüsteemis, kus neljanda telje kontrollpunkt on alguspunkt. Samal ajal on vaja teada ka A- ja C-telgede vahelist kaugust. Kahekordse pöördelauaga tööpinkide jaoks on näide toodud alloleval joonisel.
Sellest rääkides on näha, et RTCP funktsiooniga tööpinkide puhul hoiab juhtsüsteem tööriista keskpunkti kogu aeg programmeeritud asendis. Sel juhul on programmeerimine iseseisev ja masina kinemaatikast sõltumatu. Kui programmeerite tööpingil, ei pea te muretsema masina liikumise ja tööriista pikkuse pärast, peate mõtlema ainult tööriista ja tooriku suhtelisele liikumisele. Ülejäänud töökontrollisüsteem teeb seda teie eest. näiteks:
Nagu ülaltoodud joonisel näidatud, ei võta juhtsüsteem tööriista pikkust arvesse, kui RTCP funktsioon ei ole välja lülitatud. Tööriist pöörleb ümber telje keskpunkti. Noa ots liigub oma kohalt välja ja seda ei fikseerita enam.
Nagu ülaltoodud joonisel näidatud, muudab juhtsüsteem RTCP-funktsiooni sisselülitamisel ainult tööriista suunda ja tööriista otsa asend jääb muutumatuks. Vajalikud kompensatsiooniliigutused telgedel X, Y, Z arvutatakse automaatselt.
Ja kuidas lahendada lineaarse telje koordinaatide nihke probleem viieteljeliste tööpinkide ja CNC-süsteemide jaoks, millel pole RTCP-d? Teame, et Hiinas on paljud viieteljelised CNC-tööpingid ja süsteemid võltsitud viieteljelised. Niinimetatud võlts viieteljeline viitab tegelikult RTCP-funktsioonita tööpinkidele. Tõeline ja vale viis telge ei põhine välimusel ega sellel, kas viis telge on omavahel seotud. Peate teadma, et võltsitud viieteljelist saab kasutada ka viieteljeliseks ühendamiseks. Võltsitud viietelje erinevus seisneb selles, et sellel puudub tegelik viieteljeline RTCP algoritm, mis tähendab, et võlts viieteljeline programmeerimine peab arvestama spindli pendli pikkust ja pöördlaua asendit. See tähendab, et võlts-viieteljelise CNC-süsteemi ja tööpingiga programmeerimisel tuleb tööriista teekonna eelnevaks planeerimiseks tugineda CAM-programmeerimise ja järeltöötluse tehnoloogiale.
Sama osa puhul tuleb tööpingi või tööriista vahetamise korral uuesti läbi viia CAM programmeerimine ja järeltöötlus. Ja vale viieteljeline tööpink peab tagama, et toorik oleks töödeldava detaili kinnitamisel töölaua pöörlemise keskpunktis. Operaatori jaoks tähendab see, et klammerdamiseks ja joondamiseks kulub palju aega ning täpsust ei saa garanteerida. Isegi indekseerimistöötluse jaoks on võlts viieteljeline palju probleeme. Tõeline viieteljeline peab seadistama ainult koordinaatide süsteemi ja vajab töötlemise lõpuleviimiseks ainult ühte tööriista seadistust.
Alloleval joonisel on näitena NX-i järeltöötluse redaktori sätted, mis illustreerivad võltsitud viietelje koordinaatide teisendamist:
Nagu on näidatud ülaltoodud joonisel, tugineb vale viietelg järeltöötlustehnoloogiale, et kuvada tööpingi neljanda telje ja viienda telje keskse asendi seos, et kompenseerida pöörlemistelje nihkumist lineaartelje koordinaatidele. . Selle genereeritud CNC-programm X, Y ja Z mitte ainult ei programmeeri lähenemispunkti, vaid sisaldab ka vajalikku kompensatsiooni X-, Y- ja Z-telgedel.
Sellise töötlemise tulemus ei too kaasa mitte ainult ebapiisavat töötlemistäpsust ja madalat efektiivsust, vaid ka loodud programm ei ole universaalne ning vajalik tööjõukulu on samuti kõrge. Samas, kuna iga tööpingi pöörlemisparameetrid on erinevad, peavad olema vastavad järeltöötlusfailid, mis toovad samuti tootmisele suuri ebamugavusi. Veelgi enam, võltsviietelje genereeritud programmi ei saa muuta ja käsitsi viieteljelist programmeerimist on põhimõtteliselt võimatu realiseerida. Samal ajal, kuna RTCP funktsiooni pole, ei saa kasutada paljusid sellest tuletatud viieteljelisi täiustatud funktsioone, näiteks viieteljelist tööriista kompenseerimise funktsiooni.
Tegelikult on see viieteljeliste tööpinkide jaoks lihtsalt tööriist töötlemistulemuste saavutamiseks ning tõesel ja valel pole vahet. Oluline on see, et meie tehnoloogia määrab, millist meetodit töötlemiseks valida. Suhteliselt öeldes on tõelised viieteljelised tööpingid kuluefektiivsemad.
