В последние годы пятикоординатные обрабатывающие центры с ЧПУ находят все более широкое применение в различных областях. В практических приложениях, когда люди сталкиваются с проблемой высокопроизводительной и качественной обработки сложных деталей специальной формы, технология пятиосной навески, несомненно, является важным средством для решения таких задач. Все больше и больше производителей ищут пятиосевое оборудование для обеспечения высокой эффективности и качества обработки. Но достаточно ли вы знаете о пятиосевой обработке?
01
Механическая структура пятикоординатного станка
Чтобы по-настоящему понять пятиосную обработку, мы должны сначала понять, что такое пятиосевой станок. Пятиосевой станок (5-осевая обработка), как следует из названия, относится к добавлению двух осей вращения к трем общим линейным осям X, Y и Z. Две оси вращения в трехмерных осях A, B и C оси имеют различные режимы движения для удовлетворения технических требований различных продуктов.
Что касается механической конструкции 5-осевого обрабатывающего центра, производители станков всегда неуклонно стремились к разработке новых режимов движения для удовлетворения различных требований. Основываясь на различных типах пятиосевых станков, представленных в настоящее время на рынке, хотя существуют различные типы механических конструкций, в основном это следующие типы:
1. Две координаты вращения напрямую контролируют направление оси инструмента (форма двойной поворотной головки).
картина
2. Две оси координат находятся в верхней части инструмента, но ось вращения не перпендикулярна линейной оси (тип провисающей головки).
3. Две координаты вращения напрямую управляют вращением пространства (двойная форма поворотного стола).
4. Две оси координат находятся на столе, но ось вращения не перпендикулярна линейной оси (тип стола с отвесом).
картина
5. Одна из двух координат вращения действует на инструмент, а другая на заготовку (один маятник и один оборот).
*Условие: если ось вращения не перпендикулярна линейной оси, она считается «погружной» осью.
Увидев пятикоординатные станки с такими конструкциями, я думаю, мы должны понять, что и как двигают пятикоординатные станки. Однако какие характеристики может проявить столь разнообразная конструкция станка при обработке? Каковы преимущества по сравнению с традиционными трехосевыми станками? Далее давайте взглянем на светящиеся точки пятикоординатного станка.
02
Многочисленные преимущества пятиосевой обработки
Говоря о характеристиках пятикоординатных станков, необходимо сравнить их с традиционным трехкоординатным оборудованием. Трехосное обрабатывающее оборудование относительно распространено в производстве, и существует несколько форм, таких как вертикальная, горизонтальная и портальная. Общие методы обработки включают обработку концевой кромки концевой фрезы и обработку боковой кромки. Профилирование шаровидных ножей и т.д. Но какой бы формы или способа не была общая черта, то есть направление оси инструмента остается неизменным в процессе обработки, и станок может добиться инструмента только в декартовом пространстве координаты через интерполяцию трех линейных осей X, Y и Z. движения в отделе. Поэтому при столкновении со следующей продукцией обнажаются недостатки трехкоординатных станков, такие как низкая производительность, плохое качество поверхности и даже непригодность к обработке.
По сравнению с трехосевым обрабатывающим оборудованием с ЧПУ пятирычажные станки с ЧПУ имеют следующие преимущества:
1. Держите инструмент в наилучшем состоянии резания и улучшайте условия резания.
Как показано на рисунке выше, в режиме трехосного резания на левом рисунке, когда режущий инструмент перемещается к вершине или краю заготовки, состояние резания постепенно ухудшается. Для поддержания оптимальных условий резания и здесь требуется поворотный стол. А если мы хотим полностью обработать неправильную плоскость, то стол нужно несколько раз повернуть в разные стороны. Можно видеть, что пятиосевой станок также может избежать ситуации, когда скорость линии центральной точки фрезы со сферическим концом составляет 0, и получить лучшее качество поверхности.
2. Эффективно избегайте помех инструмента
Как показано на рисунке выше, для таких деталей, как рабочие колеса, лопасти и блиски, используемые в аэрокосмической области, трехосное оборудование не может соответствовать требованиям процесса из-за помех. Станок с пятью осями может быть удовлетворен. В то же время пятиосевой станок также может использовать более короткие инструменты для обработки, повышать жесткость системы, уменьшать количество инструментов и избегать производства специальных инструментов. Для наших владельцев бизнеса это означает, что с точки зрения затрат на инструмент пятиосевой станок сэкономит вам деньги!
3. Сократите количество зажимов и завершите пятистороннюю обработку за один зажим.
Как показано на рисунке выше, можно увидеть, что пятиосевой обрабатывающий центр также может снизить конверсию эталона и повысить точность обработки. При фактической обработке требуется только один зажим, и легче гарантировать точность обработки. При этом за счет сокращения технологической цепочки и уменьшения количества оборудования в пятикоординатном обрабатывающем центре также сокращаются количество приспособлений, площадь цеха и затраты на обслуживание оборудования. Это означает, что вы можете использовать меньше приспособлений, меньшую площадь мастерской и затраты на техническое обслуживание, чтобы выполнять более эффективную и качественную обработку!
4. Улучшить качество и эффективность обработки
Как показано на рисунке, пятиосевой станок можно резать боковой кромкой инструмента, и эффективность обработки выше.
5. Сократите цепочку производственного процесса и упростите управление производством.
Комплексная обработка на пятиосевых станках с ЧПУ значительно сокращает цепочку производственного процесса, что может упростить управление производством, а также планирование и составление графиков. Чем сложнее заготовка, тем очевиднее ее преимущества перед традиционными методами производства с децентрализованными процессами.
6. Сократите цикл разработки нового продукта
Для предприятий аэрокосмической, автомобильной и других областей некоторые новые детали и пресс-формы имеют сложную форму и высокие требования к точности. Поэтому можно использовать пятиосевые обрабатывающие центры с ЧПУ с высокой гибкостью, высокой точностью, высокой интеграцией и полными возможностями обработки. Он может хорошо решить проблемы точности и цикла обработки сложных деталей в процессе разработки нового продукта, значительно сократить цикл разработки и повысить вероятность успеха новых продуктов.
Подводя итог, пятиосевой станок имеет слишком много преимуществ, но пятиосевой станок с управлением ориентацией, системой ЧПУ, программированием CAM и постобработкой намного сложнее, чем трехосный станок! В то же время, когда мы говорим о пятиосных станках, мы должны говорить о проблеме истинной и ложной пятиосности. Все мы знаем, что самая большая разница между истинной и ложной пятиосевой связью заключается в функции RTCP. Однако что такое RTCP, как он генерируется и как его применять? Далее давайте подробно рассмотрим RTCP, объединив структуру станка и постобработку программирования, чтобы понять его истинное лицо.
03
О RTCP
RTCP в высокотехнологичной пятиосевой системе ЧПУ считает, что RTCP — это повернутая центральная точка инструмента, которую мы часто называем функцией следования за точкой вершины инструмента. При пятиосевой обработке при следовании по траектории вершины инструмента и по отношению между инструментом и заготовкой дополнительное движение вершины инструмента создается за счет вращательного движения. Контрольные точки системы ЧПУ часто не совпадают с точками вершины инструмента, поэтому система ЧПУ должна автоматически корректировать контрольные точки, чтобы обеспечить перемещение точек вершины инструмента по заданной траектории. В промышленности эту технологию также называют TCPM, TCPC или RPCP. На самом деле определения функций этих имен аналогичны RTCP. Строго говоря, функция RTCP используется в конструкции двойной качающейся головки, а центральная точка вращения качающейся головки используется для компенсации. Функция, аналогичная RPCP, в основном применяется к станку в виде двойного поворотного стола и компенсирует изменение координат линейной оси, вызванное вращением заготовки. Фактически, эти функции имеют одну и ту же цель разными путями, каждая из которых состоит в том, чтобы сохранить неизменной центральную точку инструмента и фактическую точку контакта между инструментом и поверхностью заготовки. Поэтому для удобства выражения в данной статье данный вид технологии объединяется как технология RTCP.
Так как же появилась функция RTCP? Много лет назад, когда пятиосевые станки впервые стали популярными на рынке, производители станков активно продвигали концепцию RTCP. В то время функция RTCP была больше похожа на уловку ради технологии, и все больше людей были в восторге от самой технологии. На самом деле функция RTCP прямо противоположна. Это не только хорошая технология, но и хорошая технология, которая может принести пользу и создать ценность для клиентов. Для станков с технологией RTCP (то есть так называемых настоящих пятиосевых станков в Китае) оператору не нужно точно выравнивать заготовку с осевой линией поворотного стола и небрежно зажимать ее. Станок автоматически компенсирует смещение, значительно сокращая вспомогательное время и улучшая обработку. точность. В то же время постобработка выполняется легко, если выводятся координаты и векторы точки вершины инструмента. Как мы уже говорили ранее, с точки зрения механической конструкции пятиосевые станки с ЧПУ в основном имеют такие конструкции, как двойные поворотные головки, двойные поворотные столы, а также один поворот и один поворот.
Ниже мы возьмем высокопроизводительную пятиосевую систему ЧПУ с двойным поворотным столом в качестве примера, чтобы подробно представить функцию RTCP.
Определите концепцию четвертой оси и пятой оси в пятиосевом станке: вращение четвертой оси влияет на положение пятой оси в конструкции двойного поворотного стола, а вращение пятой оси не может влиять на положение. четвертой оси. Пятая ось — это координата вращения на четвертой оси.
Что ж, прочитав определение, давайте объясним его. Как показано на рисунке выше, 4-я ось станка — это ось А, а 5-я ось — это ось С. Заготовка помещается на поворотный стол с осью C. Когда 4-я ось A-ось вращается, поскольку ось C установлена на оси A, положение оси C также будет затронуто. Точно так же для заготовки, которую мы кладем на поворотный стол, если мы запрограммируем вырезание центра инструмента, изменение координаты вращения неизбежно приведет к изменению координат X, Y, Z линейной оси, в результате чего относительное смещение. Чтобы устранить это смещение, станок должен компенсировать его, и RTCP — это функция, предназначенная для устранения этой компенсации.
Так как же станок компенсирует это смещение? Далее давайте проанализируем, как генерируется это смещение.
Согласно вышеизложенному, все мы знаем, что смещение координат линейной оси вызвано изменением координат вращения. Затем особенно важно проанализировать центр вращения оси вращения. Для станка с двойной конструкцией поворотного стола контрольная точка оси С, то есть пятой оси, обычно находится в центре вращения стола станка. Для 4-й оси в качестве контрольной точки обычно выбирается середина 4-й оси.
Для реализации пятиосевого управления системе числового управления необходимо знать взаимосвязь между контрольной точкой пятой оси и контрольной точкой четвертой оси. То есть начальное состояние (0 положение осей A и C станка), вектор положения [U, V, W] пятой оси управления в системе координат вращения четвертой оси, где контрольная точка четвертой оси является исходной точкой. При этом также необходимо знать расстояние между осями А и С. Пример станка с двойным поворотным столом показан на рисунке ниже.
Говоря об этом, вы можете видеть, что для станков с функцией RTCP система управления постоянно удерживает центр инструмента в запрограммированной позиции. В этом случае программирование является автономным и независимым от кинематики станка. Когда вы программируете станок, вам не нужно беспокоиться о движении станка и длине инструмента, все, о чем вам нужно думать, это относительное движение между инструментом и заготовкой. Остальная часть системы управления заданиями сделает это за вас. например:
Как показано на рисунке выше, когда функция RTCP не отключена, система управления не учитывает длину инструмента. Инструмент вращается вокруг центра оси. Кончик ножа сдвинется со своего места и больше не будет зафиксирован.
Как показано на рисунке выше, при включении функции RTCP система управления меняет только направление инструмента, а положение острия инструмента остается неизменным. Необходимые компенсационные перемещения по осям X, Y, Z рассчитываются автоматически.
А как решить проблему смещения координат линейной оси для пятикоординатных станков и систем ЧПУ, не имеющих RTCP? Мы знаем, что многие пятиосевые станки и системы с ЧПУ в Китае являются поддельными пятиосевыми. Так называемые фальшивые пятиосники на самом деле относятся к станкам без функции RTCP. Истинная и ложная пятиосность не основана ни на внешнем виде, ни на том, связаны ли пять осей. Вы должны знать, что фальшивая пятиосная передача также может быть использована для пятиосевой связи. Отличие поддельной пятиосевой системы заключается в том, что у нее нет настоящего пятиосевого алгоритма RTCP, а это означает, что при программировании поддельной пятиосевой системы необходимо учитывать длину маятника шпинделя и положение поворотного стола. Это означает, что при программировании с помощью поддельной пятиосевой системы ЧПУ и станка необходимо полагаться на CAM-программирование и технологию постобработки для предварительного планирования траектории движения инструмента.
Для той же детали, если станок или инструмент заменены, программирование CAM и пост-обработка должны быть выполнены снова. И ложный пятиосевой станок должен гарантировать, что заготовка находится в центре вращения рабочего стола при зажиме заготовки. Для оператора это означает, что для зажима и выравнивания требуется много времени, а точность не может быть гарантирована. Даже для индексной обработки фальшивый пятиосевой станок доставляет много хлопот. Настоящему пятиосевому станку требуется только настроить систему координат, и для завершения обработки требуется только одна настройка инструмента.
На рисунке ниже в качестве примера используются настройки редактора постобработки NX, иллюстрирующие преобразование координат фальшивой пятиосевой модели:
Как показано на рисунке выше, ложная пятиосность основана на технологии постобработки для отображения отношения центрального положения между четвертой осью и пятой осью станка, чтобы компенсировать смещение оси вращения относительно координат линейной оси. . Сгенерированная им программа ЧПУ X, Y и Z не только программирует точку подхода, но также включает необходимую компенсацию по осям X, Y и Z.
Результат такой обработки не только приведет к недостаточной точности обработки и низкой производительности, но и сгенерированная программа не универсальна, а требуемые трудозатраты также высоки. В то же время, поскольку параметры вращения каждого станка разные, должны быть соответствующие файлы постобработки, что также будет доставлять большие неудобства производству. Кроме того, сгенерированная программа фальшивого пятиосевого станка не может быть изменена, и реализовать ручное пятиосевое программирование в принципе невозможно. В то же время, поскольку функция RTCP отсутствует, многие производные от нее расширенные пятиосевые функции, такие как функция компенсации инструмента по пяти осям, использовать нельзя.
Фактически, для пятиосевых станков это просто инструмент для достижения результатов обработки, и нет различия между истинным и ложным. Важно то, что наша технология определяет, какой метод выбрать для обработки. Условно говоря, настоящие пятиосевые станки более экономичны.
