Prelucrarea CNC în 5 axe

Prelucrarea computerizată cu control numeric (CNC) este practic procedura de îndepărtare de material, numită frezare sau strunjire, folosind mașini de precizie de mare viteză, care utilizează o gamă de scule de prelucrare. Ca atare, alegerea tipului potrivit de soluție de prelucrare este esențială pentru succesul unei producții optime. Prelucrarea CNC în 5 axe se referă la capacitatea unei mașini de a muta o piesă sau o sculă în cinci axe simultan.

Okuma GENOS M460V-5ax - Prelucrare Demo
Okuma GENOS M460V-5AX – Prelucrare Demo – Okuma Showroom Krefeld

Prelucrarea CNC în 5 axe simultane este o abordare excelentă pentru producerea produselor finale și a pieselor, cu o precizie mai mare, din materiale precum metale și materiale plastice. Mai jos este prezentată o schiță detaliată a tuturor elementelor importante pe care trebuie să le cunoașteți despre prelucrarea CNC cu 5 axe.

Ce este o mașină CNC cu 5 axe?

Prelucrarea CNC în 5 axe este procesul care folosește comanda numerică pentru deplasare, rotirea pe axe a diferitelor componente ale mașinii.

Acest lucru facilitează producerea de piese extrem de complexe, motiv pentru care prelucrarea CNC pe 5 axe este foarte frecventă în prelucrările aerospațiale, auto, medicale, energetică, medicală.

Contribuția majoră a creșterii prelucrărilor CNC pe 5 axe este cererea de creștere a capacității de producție în masă și reducerea timpului de producție necesar de la materialul brut la piesă finită.

Tot ce trebuie știut despre prelucrarea cnc pe 5 axe

Masinile unelte CNC performante au pe langa cele trei axe implicite X,Y, Z si alte axe de avans de translatie suplimentare, precum si axe de avans de rotatie. Miscarile de rotatie se noteaza cu A, B, C si se pot asocia axelor de translatie X, Y, Z.

Prelucrarea pe 5 axe este practic un mod de prelucrare CNC. Centrele de prelucrare utilizate în mod normal au trei axe X, Y și Z. Centrul de prelucrare CNC cu 5 axe adaugă două axe de rotație la cele trei axe liniare, numite A și C. Pentru îndeplinirea cerințelor tehnice ale diferitelor produse, două din cele trei axe numite A, B și C vin cu moduri de mișcare separate.

De asemenea pe langa axele de translatie principale X, Y, Z, pot exista directii de avans secundare U, V, W sau terțiare, P, Q, R, paralele sau in plane paralele cu primele. Similar, in afara miscarilor de rotatie A, B,C pot exista si alte miscari de rotatie secundare notate cu D sau E.

Cele mai uzuale componentele controlate prin CNC la prelucrarea pieselor în 5 axe sunt:

  • axele pe care se realizeaza avansurile
  • lanțurile cinematice de avans
  • dispozitivele de măsură și control
  • arborele principal al mașinii unelte
  • dispozitivele de prindere a piesei
  • magazii de scule și capete revolver
  • axe de rotație și axe adiționale de avans

Tipuri de mașini CNC cu 5 axe

În ceea ce privește programarea pentru 4 respectiv 5 axe, există 2 tipuri de prelucrări: prelucrări cu axa sculei în poziție fixă și prelucrări cu axa sculei în poziție variabilă (unghiulară) în raport cu suprafața ce se prelucrează.

Avantajele centrelor de prelucrare CNC în 5 axe cu masă rotativa

Centrele de prelucrare in 5 axe cu masă rotativa (tip trunnion) permit executia celor mai bune prelucrari in spațiu 3D. Centrele de frezare cu masă rotativă ofera un spațiu de lucru mai mare decât centrele de frezare în 5-axe, cu cap rotativ, și generează un cuplu mare la o viteză redusă. În imaginea de jos, masa trunnion al centrului vertical CNC Okuma GENOS M460V-5AX.

Okuma GENOS M460V-5AX cu masă de lucru Trunnion
Okuma GENOS M460V-5AX cu masă de lucru tip Trunnion
Avantajele centrelor de prelucrare CNC în 5 axe cu cap rotativ

Centrele in 5-axe cu cap rotativ permit prelucrarea de piese mai grele decât centrele in 5-axe cu masă rotativă. Datorita mesei mari de lucru, aceste mașini ofera posibilitatea montarii unui dispozitiv suplimentar de fixare pentru prelucrări multiple. Componentele de calitate superioara, cum ar fi: ghidajele liniare sau arborele principal integrat în motor, permite centrelor de prelucrare în 5-axe aplicații de prelucrări complexe.

Diferitele tipuri de mașini CNC cu 5 axe disponibile pe piață au de obicei următoarele cinci forme:

  • Capul dublu pivotant, unde cele două coordonate de rotație gestionează direct direcțiile axei tăietorului.
  • Capul pivotant, în care două coordonate rămân peste tăietor, dar axa liniară nu este perpendiculară pe axa de rotație.
  • Masa dublă pivotantă, unde cele două coordonate de rotație gestionează direct rotația spațiului
  • Masă înclinată, unde două dintre axe stau pe masă, astfel încât axa să nu fie perpendiculară pe axa de rotație
  • Forma cu o singură rotire, în care există două coordonate de rotație în care există câte una pentru piesele de prelucrare și pentru prelucrare

Avantaje

1. Reducere semnificativă a timpului de prelucrare

Prelucrarea CNC pe 5 axe ajută la reducerea timpului si costurilor decât celelalte tipuri de prelucrări convenționale. Piesele fabricate în majoritatea atelierelor CNC pot prelucra piesele pe toate cele cinci laturi dintr-o singură prindere. Prelucrarea CNC pe 5 axe ajută la îndeplinirea eficientă și rapidă a producției de serie mica sau de masă. Setarea și programarea sunt mult mai ușoare, care economisesc atât bani, cât și timp. Reperele finale ajung la client în timpul planificat de producție și cu rebuturi reduse. Munca fizică a operatorilor este și ea redusa iar automatizarile permit producții total automatizate.

2. Precizie îmbunătățită în prelucrare

Frezarea CNC pe 5 axe oferă o precizie mai mare, deoarece nu are nevoie de configurări prea mari. Configurările adăugate pot invita mai multe erori. De asemenea, crește durabilitatea sculelor specifice datorită utilizării pe scară largă a sculelor scurte de tăiere.

3. Calitatea suprafeței prelucrare

Acest tip de configurații ajută la crearea suprafețelor cu finisaje mai bune. Piesele sunt situate comparativ mai aproape de uneltele de tăiere la mașinile CNC cu 5 axe. Ultimele două axe vor permite să folosiți uneltele de tăiere scurte care nu vibrează prea mult, iar acest lucru va avea un impact semnificativ asupra calității finisării suprafeței. Un alt fapt extraordinar despre mașinile CNC cu 5 axe este capacitatea lor de a prelucrare forme complexe.

4. Reducere costuri si timp de muncă umană

Fiind foarte complexe pot executa mai multe operații într-o singură mașină CNC. Unele au funcții de rectificare, tratamente termice cu laser sau depunere de material tip LMD (Laser Metal Deposit) numite centre super-multifuncționale.

5. Măsurare piesă prelucrată

Mașinile CNC în 5 axe pot folosii în portsculă un palpator digital, astfel se pot efectua funcții automate de control parametrii dimensionali ai piesei în prelucrare conforme cu cotele din proiectul CAD / CAM.

6. Posibilități de automatizare

Mașinile CNC în 5 axe permit diverse automatizări industriale, de la alimentare cu repere, schimbări de scule, roboți de șlefuire, gantry loadere, benzi transportoare, sisteme paletabile etc.

7. Control Remote al mașinii CNC

Mașinile CNC moderne pot fi monitorizate remote (la distanță) fără a fi nevoie de prezența unui operator, mai ales daca avem linii de automatizari industriale complete.

Cu ajutorul IT si retele de internet, mașinile pot fi interconectate la un server și monitorizate non stop, cu posibilități de analiza software predictivă a utilizării și sarcinilor la care sunt supuse sculele în timpul prelucrării.

Aceste sisteme predicitive sunt foarte utile deoarece pot alarma din timp operatorii pentru o schimbare de sculă uzata, lichid de răcire, sau alte probleme ce pot apărea. Astfel prin automatizare și digitizare se poate optimiza producția la maxim și oferind continuitate, reducând și costurile.

Exemple repere prelucrate pe mașini CNC în 5 axe
Piesă demo prelucrare în 5 axe - Okuma MU-4000V-L
Piesă demo prelucrare în 5 axe – Okuma MU-4000V-L – GreenBau Tehnologie
carcasă aluminiu prelucrată în 5 axe Okuma Genos M460V-5AX
carcasă aluminiu prelucrată în 5 axe pe Okuma Genos M460V-5AX – GreenBau Tehnologie
Piesă demo prelucrată în 5 axe - Okuma GENOS M460V-5ax
Piesă demo prelucrată în 5 axe – Okuma GENOS M460V-5ax – Instagram Okuma America
Carcasă motor auto prelucrare în 5 axe pe centre Okuma
Carcasă motor auto prelucrare în 5 axe pe centre Okuma – Instagram Okuma America

Concluzie

Sperăm că acum aveți o idee clară despre detaliile și avantajele prelucrării CNC pe 5 axe. Este timpul să folosiți aceste cunoștințe și să începeți să lucrați la următorul dvs. proiect.

Centre prelucrare în 5 axe OKUMA

Bibliografie

Surse Imagini

  • Okuma – EMO Hannover 2017
  • Okuma – EMO Hannover 2019
  • GreenBau Tehnologie – Metal Show 2019
  • GreenBau Tehnologie – Demometal 2019
  • Showroom Okuma Europe – Krefeld 2018
  • Instagram Okuma America