Dalam beberapa tahun terakhir, pusat permesinan CNC linkage lima sumbu semakin banyak digunakan di berbagai bidang. Dalam aplikasi praktis, setiap kali orang menghadapi masalah efisiensi tinggi dan pemrosesan berkualitas tinggi dari bagian kompleks berbentuk khusus, teknologi hubungan lima sumbu tidak diragukan lagi merupakan cara penting untuk memecahkan masalah tersebut. Semakin banyak pabrikan cenderung mencari peralatan lima sumbu untuk memenuhi efisiensi tinggi dan pemrosesan berkualitas tinggi. Tapi, apakah Anda benar-benar cukup tahu tentang pemesinan lima sumbu?
01
Struktur mekanis alat mesin lima sumbu
Untuk benar-benar memahami pemesinan lima sumbu, pertama-tama kita harus memahami apa itu alat mesin lima sumbu. Alat mesin lima sumbu (5 Axis Machining), seperti namanya, mengacu pada penambahan dua sumbu putar ke tiga sumbu linier umum X, Y, dan Z. Dua sumbu rotasi di A, B, dan C tiga- sumbu memiliki mode gerak yang berbeda untuk memenuhi persyaratan teknis berbagai produk.
Dalam hal desain mekanis 5-pusat pemesinan sumbu, produsen peralatan mesin selalu berkomitmen untuk mengembangkan mode gerakan baru untuk memenuhi berbagai persyaratan. Berdasarkan berbagai jenis mesin perkakas lima sumbu yang saat ini ada di pasaran, meskipun terdapat berbagai jenis struktur mekanik, namun pada dasarnya terdapat jenis-jenis berikut:
1. Dua koordinat putaran secara langsung mengontrol arah sumbu pahat (bentuk kepala ayun ganda).
gambar
2. Kedua sumbu koordinat berada di bagian atas pahat, tetapi sumbu rotasi tidak tegak lurus terhadap sumbu linier (jenis kepala kendur).
3. Dua koordinat rotasi secara langsung mengontrol rotasi ruang (bentuk meja putar ganda).
4. Kedua sumbu koordinat ada di atas meja, tetapi sumbu rotasinya tidak tegak lurus terhadap sumbu linier (tipe tabel plumbed).
gambar
5. Salah satu dari dua koordinat rotasi bekerja pada pahat, dan yang lainnya bekerja pada benda kerja (satu pendulum dan satu putaran).
*Istilah: Jika sumbu rotasi tidak tegak lurus terhadap sumbu linier, sumbu tersebut dianggap sebagai sumbu "terjun".
Setelah melihat mesin perkakas lima sumbu dengan struktur ini, saya yakin kita harus memahami apa dan bagaimana mesin perkakas lima sumbu bergerak. Namun, karakteristik apa yang dapat ditunjukkan oleh struktur alat mesin yang begitu beragam selama pemrosesan? Dibandingkan dengan peralatan mesin tiga sumbu tradisional, apa kelebihannya? Selanjutnya, mari kita lihat titik bercahaya dari alat mesin lima sumbu.
02
Banyak keuntungan dari pemesinan lima sumbu
Berbicara tentang karakteristik peralatan mesin lima sumbu, perlu untuk membandingkannya dengan peralatan tiga sumbu tradisional. Peralatan pemrosesan tiga sumbu relatif umum dalam produksi, dan ada beberapa bentuk seperti vertikal, horizontal, dan gantry. Metode pemrosesan umum meliputi pemrosesan tepi ujung pabrik akhir dan pemrosesan tepi samping. Pembuatan profil pisau ujung bola, dll. Tetapi tidak peduli bentuk atau metode mana yang memiliki fitur umum, yaitu, arah sumbu pahat tetap tidak berubah selama proses pemesinan, dan pahat mesin hanya dapat mencapai pahat di ruang Cartesian koordinat melalui interpolasi dari tiga sumbu linier dari gerakan X, Y, dan Z. di departemen. Oleh karena itu, ketika dihadapkan dengan produk berikut, kelemahan dari peralatan mesin tiga sumbu, seperti efisiensi rendah, kualitas permukaan yang buruk, dan bahkan ketidakmampuan untuk memproses, terungkap.
Dibandingkan dengan peralatan pemesinan CNC tiga sumbu, peralatan mesin CNC lima tautan memiliki keunggulan sebagai berikut:
1. Pertahankan alat dalam kondisi pemotongan terbaik dan perbaiki kondisi pemotongan
Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, dalam mode pemotongan tiga sumbu pada gambar kiri, saat alat pemotong bergerak ke atas atau tepi benda kerja, keadaan pemotongan secara bertahap memburuk. Untuk mempertahankan kondisi pemotongan yang optimal di sini juga, diperlukan meja putar. Dan jika kita ingin memproses bidang tidak beraturan sepenuhnya, tabel harus diputar beberapa kali ke arah yang berbeda. Dapat dilihat bahwa alat mesin lima sumbu juga dapat menghindari situasi di mana kecepatan garis titik tengah pemotong frais ujung bola adalah 0, dan mendapatkan kualitas permukaan yang lebih baik.
2. Secara efektif menghindari gangguan alat
Seperti terlihat pada gambar di atas, untuk bagian seperti impeler, sudu, dan blisk yang digunakan di bidang kedirgantaraan, peralatan tiga sumbu tidak dapat memenuhi persyaratan proses karena gangguan. Alat mesin lima sumbu dapat dipenuhi. Pada saat yang sama, perkakas mesin lima sumbu juga dapat menggunakan perkakas yang lebih pendek untuk diproses, meningkatkan kekakuan sistem, mengurangi jumlah perkakas, dan menghindari produksi perkakas khusus. Bagi pemilik bisnis kami, ini berarti bahwa dalam hal biaya perkakas, perkakas mesin lima sumbu akan menghemat uang Anda!
3. Kurangi jumlah waktu penjepitan, dan selesaikan pemrosesan lima sisi dalam satu penjepitan
Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, terlihat bahwa pusat pemesinan lima sumbu juga dapat mengurangi konversi tolok ukur dan meningkatkan akurasi pemesinan. Dalam pemrosesan aktual, hanya diperlukan satu penjepitan, dan akurasi pemrosesan lebih mudah dijamin. Pada saat yang sama, karena pemendekan rantai proses dan pengurangan jumlah peralatan di pusat pemesinan lima sumbu, jumlah perlengkapan, area bengkel, dan biaya perawatan peralatan juga berkurang. Ini berarti Anda dapat menggunakan lebih sedikit perlengkapan, lebih sedikit area bengkel, dan biaya perawatan untuk menyelesaikan pemrosesan yang lebih efisien dan berkualitas lebih tinggi!
4. Meningkatkan kualitas dan efisiensi pemrosesan
Seperti yang ditunjukkan pada gambar, alat mesin lima sumbu dapat dipotong dengan tepi samping alat, dan efisiensi pemrosesan lebih tinggi.
5. Mempersingkat rantai proses produksi dan menyederhanakan manajemen produksi
Pemesinan lengkap peralatan mesin CNC lima sumbu sangat mempersingkat rantai proses produksi, yang dapat menyederhanakan manajemen dan perencanaan serta penjadwalan produksi. Semakin kompleks benda kerja, semakin jelas keunggulannya dibandingkan metode produksi tradisional dengan proses terdesentralisasi.
6. Mempersingkat siklus pengembangan produk baru
Untuk perusahaan di bidang kedirgantaraan, otomotif, dan lainnya, beberapa suku cadang produk baru dan cetakan cetakan memiliki bentuk yang rumit dan persyaratan presisi tinggi. Oleh karena itu, pusat pemesinan CNC lima sumbu dengan fleksibilitas tinggi, presisi tinggi, integrasi tinggi, dan kemampuan pemrosesan lengkap dapat digunakan. Itu juga dapat memecahkan masalah presisi dan siklus pemrosesan komponen kompleks dalam proses pengembangan produk baru, sangat mempersingkat siklus pengembangan dan meningkatkan tingkat keberhasilan produk baru.
Singkatnya, alat mesin lima sumbu memiliki terlalu banyak keuntungan, tetapi kontrol sikap alat mesin lima sumbu, sistem CNC, pemrograman CAM, dan pemrosesan pasca jauh lebih rumit daripada alat mesin tiga sumbu! Pada saat yang sama, ketika kita berbicara tentang peralatan mesin lima sumbu, kita harus berbicara tentang masalah lima sumbu yang benar dan salah. Kita semua tahu bahwa perbedaan terbesar antara lima sumbu benar dan salah adalah fungsi RTCP. Namun, apa itu RTCP, bagaimana cara membuatnya dan bagaimana menerapkannya? Selanjutnya, mari kita lihat RTCP secara mendetail dengan menggabungkan struktur alat mesin dan pasca-pemrosesan pemrograman untuk memahami wajah aslinya.
03
Tentang RTCP
RTCP, dalam sistem CNC lima sumbu kelas atas, berpikir bahwa RTCP adalah Titik Pusat Alat Berputar, yang sering kita sebut sebagai fungsi mengikuti titik ujung alat. Dalam pemesinan lima sumbu, saat mengejar lintasan titik ujung pahat dan sikap antara pahat dan benda kerja, gerakan tambahan dari titik ujung pahat dihasilkan karena gerakan putar. Titik kontrol sistem CNC seringkali tidak sesuai dengan titik ujung pahat, sehingga sistem CNC harus secara otomatis memperbaiki titik kontrol untuk memastikan titik ujung pahat bergerak sesuai lintasan yang ditentukan. Di industri, teknologi ini juga disebut TCPM, TCPC atau RPCP. Faktanya, definisi fungsi dari nama-nama ini mirip dengan RTCP. Sebenarnya, fungsi RTCP digunakan dalam struktur kepala ayun ganda, dan titik pusat rotasi kepala ayun digunakan untuk kompensasi. Fungsi yang mirip dengan RPCP terutama diterapkan pada alat mesin dalam bentuk meja putar ganda, dan mengkompensasi perubahan koordinat sumbu linier yang disebabkan oleh rotasi benda kerja. Sebenarnya, fungsi-fungsi ini memiliki tujuan yang sama dengan rute yang berbeda, yang semuanya adalah untuk menjaga agar titik tengah pahat dan titik kontak sebenarnya antara pahat dan permukaan benda kerja tidak berubah. Oleh karena itu, untuk kemudahan ekspresi, artikel ini menyatukan jenis teknologi ini sebagai teknologi RTCP.
Jadi bagaimana fungsi RTCP muncul? Bertahun-tahun yang lalu, ketika peralatan mesin lima sumbu pertama kali menjadi populer di pasar, konsep RTCP digembar-gemborkan oleh produsen peralatan mesin. Saat itu, fungsi RTCP lebih seperti gimmick demi teknologi, dan semakin banyak orang yang antusias dan hype terhadap teknologi itu sendiri. Padahal, fungsi RTCP justru sebaliknya. Bukan hanya teknologi yang baik, tetapi juga teknologi yang baik yang dapat membawa manfaat dan menciptakan nilai bagi pelanggan. Untuk peralatan mesin dengan teknologi RTCP (yaitu, yang disebut peralatan mesin lima sumbu sebenarnya di China), operator tidak perlu menyelaraskan benda kerja secara akurat dengan garis sumbu meja putar, dan menjepitnya dengan santai. Alat mesin secara otomatis mengkompensasi offset, sangat mengurangi waktu tambahan dan meningkatkan pemrosesan. presisi. Pada saat yang sama, pasca-pemrosesan mudah dilakukan, asalkan koordinat dan vektor titik tip alat adalah keluaran. Seperti yang kami katakan sebelumnya, dalam hal struktur mekanis, perkakas mesin CNC lima sumbu terutama memiliki struktur seperti kepala ayun ganda, meja putar ganda, dan satu ayunan dan satu putaran.
Di bawah ini kami akan mengambil sistem CNC lima sumbu high-end dengan meja putar ganda sebagai contoh untuk memperkenalkan fungsi RTCP secara detail.
Tentukan konsep sumbu keempat dan sumbu kelima pada alat mesin lima sumbu: rotasi sumbu keempat mempengaruhi sikap sumbu kelima dalam struktur meja putar ganda, dan rotasi sumbu kelima tidak dapat mempengaruhi sikap dari sumbu keempat. Sumbu kelima adalah koordinat rotasi pada sumbu keempat.
Nah, setelah membaca definisinya, mari kita jelaskan. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, sumbu ke-4 dari alat mesin adalah sumbu A, dan sumbu ke-5 adalah sumbu C. Benda kerja ditempatkan pada meja putar sumbu C. Ketika sumbu A ke-4 berputar, karena sumbu C dipasang pada sumbu A, postur sumbu C juga akan terpengaruh. Dengan cara yang sama, untuk benda kerja yang kita letakkan di meja putar, jika kita memprogram pemotongan pusat pahat, perubahan koordinat rotasi pasti akan menyebabkan perubahan koordinat X, Y, Z dari sumbu linier, menghasilkan a perpindahan relatif. Untuk menghilangkan perpindahan ini, alat mesin harus mengkompensasinya, dan RTCP adalah fungsi yang dihasilkan untuk menghilangkan kompensasi ini.
Jadi bagaimana alat mesin mengkompensasi offset ini? Selanjutnya, mari kita analisis bagaimana offset ini dihasilkan.
Berdasarkan hal di atas, kita semua tahu bahwa offset koordinat sumbu linier disebabkan oleh perubahan koordinat rotasi. Maka sangat penting untuk menganalisis pusat rotasi dari sumbu rotasi. Untuk alat mesin dengan struktur meja putar ganda, titik kontrol sumbu C, yaitu sumbu kelima, biasanya berada di pusat rotasi meja mesin. Untuk sumbu ke-4, titik tengah sumbu ke-4 biasanya dipilih sebagai titik kontrol.
Untuk mewujudkan kontrol lima sumbu, sistem kontrol numerik perlu mengetahui hubungan antara titik kontrol sumbu kelima dan titik kontrol sumbu keempat. Yaitu, keadaan awal (0 posisi sumbu A dan C dari perkakas mesin), vektor posisi [U, V, W] dari titik kontrol sumbu kelima dalam sistem koordinat putar sumbu keempat di mana titik kontrol sumbu keempat adalah asal. Pada saat yang sama, perlu juga diketahui jarak antara sumbu A dan C. Untuk alat mesin meja putar ganda, contohnya ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Omong-omong, Anda dapat melihat bahwa untuk peralatan mesin dengan fungsi RTCP, sistem kontrol selalu menjaga pusat alat pada posisi terprogram. Dalam hal ini, pemrograman mandiri dan tidak bergantung pada kinematika mesin. Saat Anda memprogram pada alat mesin, Anda tidak perlu mengkhawatirkan gerakan mesin dan panjang alat, yang perlu Anda pikirkan hanyalah gerakan relatif antara alat dan benda kerja. Sistem kontrol pekerjaan lainnya akan melakukannya untuk Anda. Misalnya:
Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, saat fungsi RTCP tidak dimatikan, sistem kontrol tidak mempertimbangkan panjang pahat. Alat berputar di sekitar pusat sumbu. Ujung pisau akan keluar dari posisinya dan tidak lagi terpasang dengan benar.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, saat fungsi RTCP dihidupkan, sistem kontrol hanya mengubah arah pahat, dan posisi ujung pahat tetap tidak berubah. Pergerakan kompensasi yang diperlukan dalam sumbu X, Y, Z dihitung secara otomatis.
Dan bagaimana mengatasi masalah offset koordinat sumbu linier untuk mesin perkakas lima sumbu dan sistem CNC yang tidak memiliki RTCP? Kita tahu bahwa banyak peralatan dan sistem mesin CNC lima sumbu di China adalah lima sumbu palsu. Yang disebut lima sumbu palsu sebenarnya mengacu pada peralatan mesin tanpa fungsi RTCP. Lima sumbu yang benar dan salah tidak didasarkan pada penampilan atau apakah kelima sumbu itu terhubung. Anda harus tahu bahwa lima sumbu palsu juga dapat digunakan untuk tautan lima sumbu. Perbedaan antara lima sumbu palsu adalah bahwa ia tidak memiliki algoritma RTCP lima sumbu yang sebenarnya, yang berarti bahwa pemrograman lima sumbu palsu perlu mempertimbangkan panjang pendulum spindel dan posisi meja putar. Ini berarti bahwa saat memprogram dengan sistem CNC lima sumbu palsu dan perkakas mesin, perlu mengandalkan pemrograman CAM dan teknologi pasca-pemrosesan untuk merencanakan jalur pahat terlebih dahulu.
Untuk bagian yang sama, jika alat mesin diganti atau alatnya diganti, pemrograman CAM dan pasca-pemrosesan harus dilakukan lagi. Dan alat mesin lima sumbu palsu perlu memastikan bahwa benda kerja berada di pusat rotasi meja kerja saat menjepit benda kerja. Untuk operator, ini berarti banyak waktu yang diperlukan untuk penjepitan dan pelurusan, dan keakuratannya tidak dapat dijamin. Bahkan untuk pemesinan pengindeksan, lima sumbu palsu banyak masalah. Lima sumbu yang sebenarnya hanya perlu menyiapkan sistem koordinat, dan hanya memerlukan satu pengaturan alat untuk menyelesaikan pemesinan.
Gambar di bawah menggunakan pengaturan editor pasca-pemrosesan NX sebagai contoh untuk mengilustrasikan transformasi koordinat lima sumbu palsu:
Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, lima sumbu palsu mengandalkan teknologi pasca-pemrosesan untuk menampilkan hubungan posisi tengah antara sumbu keempat dan sumbu kelima alat mesin untuk mengkompensasi perpindahan sumbu rotasi ke koordinat sumbu linier . Program CNC X, Y, dan Z yang dihasilkannya tidak hanya memprogram titik pendekatan, tetapi juga menyertakan kompensasi yang diperlukan pada sumbu X, Y, dan Z.
Hasil dari pemrosesan tersebut tidak hanya akan menyebabkan akurasi pemesinan yang tidak memadai dan efisiensi yang rendah, tetapi juga program yang dihasilkan tidak universal, dan biaya tenaga kerja yang dibutuhkan juga tinggi. Pada saat yang sama, karena parameter rotasi masing-masing mesin perkakas berbeda, harus ada file pasca-pemrosesan yang sesuai, yang juga akan menyebabkan ketidaknyamanan yang besar pada produksi. Selain itu, program yang dihasilkan dari lima sumbu palsu tidak dapat diubah, dan pada dasarnya tidak mungkin untuk mewujudkan pemrograman lima sumbu manual. Pada saat yang sama, karena tidak ada fungsi RTCP, banyak fungsi lanjutan lima sumbu yang diturunkan darinya tidak dapat digunakan, seperti fungsi kompensasi pahat lima sumbu.
Nyatanya, untuk mesin perkakas lima sumbu, itu hanyalah alat bagi kami untuk mencapai hasil pemrosesan, dan tidak ada perbedaan antara benar dan salah. Yang penting adalah teknologi kami menentukan metode mana yang akan dipilih untuk diproses. Secara relatif, peralatan mesin lima sumbu sebenarnya lebih hemat biaya.
