Apakah Anda benar-benar tahu tentang pemesinan lima sumbu?

Pemesinan Lima Sumbu, sesuai dengan namanya, adalah mode pemrosesan perkakas mesin NC.Gerakan interpolasi linier dari setiap lima koordinat di X, Y, Z, A, B, C diadopsi.Alat mesin yang digunakan untuk pemesinan lima sumbu biasanya disebut alat mesin lima sumbu atau pusat pemesinan lima sumbu.Tapi apakah Anda benar-benar tahu mesin lima sumbu?

Pengembangan Teknologi Lima Sumbu
Selama beberapa dekade, secara umum diyakini bahwa teknologi pemesinan NC lima sumbu adalah satu-satunya cara untuk memproses permukaan yang kontinu, halus, dan kompleks.Begitu orang menghadapi masalah yang tidak terpecahkan dalam merancang dan membuat permukaan yang kompleks, mereka akan beralih ke teknologi pemesinan lima sumbu.Tetapi...
CNC linkage lima sumbu adalah teknologi CNC yang paling sulit dan banyak digunakan.Ini mengintegrasikan kontrol komputer, penggerak servo berkinerja tinggi, dan teknologi pemesinan presisi, dan diterapkan pada pemesinan permukaan kompleks yang efisien, presisi, dan otomatis.Di dunia, teknologi kontrol numerik tautan lima sumbu dianggap sebagai simbol tingkat teknologi otomasi peralatan produksi suatu negara.Karena statusnya yang khusus, terutama pengaruhnya yang penting terhadap industri penerbangan, kedirgantaraan dan militer, serta kompleksitas teknologi, negara-negara maju industri barat selalu menerapkan sistem lisensi ekspor sebagai bahan strategis.

Dibandingkan dengan mesin CNC tiga sumbu, dari perspektif proses dan pemrograman, mesin CNC 5-sumbu untuk permukaan yang kompleks memiliki keuntungan sebagai berikut:
(1) Meningkatkan kualitas dan efisiensi pemrosesan
(2) Perluas ruang lingkup proses
(3) Temui arah baru pengembangan senyawa
Tapi, haha, tapi sekali lagi... Karena gangguan dan kontrol posisi pahat di ruang pemesinan, pemrograman NC, sistem NC, dan struktur perkakas mesin dari pemesinan NC lima sumbu jauh lebih kompleks daripada peralatan mesin tiga sumbu.Jadi, lima sumbu mudah diucapkan, tetapi sangat sulit diwujudkan!Selain itu, lebih sulit untuk beroperasi dengan baik!

Berbicara tentang lima sumbu, saya harus mengatakan lima sumbu yang benar dan yang salah?Perbedaan antara 5 sumbu true dan false terutama terletak pada apakah fungsi RTCP tersedia.Untuk alasan ini, Xiao Bian secara khusus mencari kata ini!
RTCP, mohon dijelaskan bahwa RTCP Fidia adalah singkatan dari "Rotating Tool Center Point", yang secara harfiah berarti "rotating tool center".Industri sering menerjemahkannya menjadi "pembalikan pusat alat", dan beberapa orang juga menerjemahkannya secara langsung sebagai "pemrograman pusat alat berputar".Sebenarnya, ini hanyalah hasil dari RTCP.RTCP dari PA adalah singkatan dari beberapa kata pertama "Rotasi Titik Pusat Alat Waktu Nyata".Heidegger menyebut teknologi upgrade serupa yang disebut TCPM, yang merupakan singkatan dari "Tool Center Point Management", yaitu manajemen titik pusat alat.Lainnya menyebut teknologi serupa sebagai TCPC, yang merupakan singkatan dari "Tool Center Point Control".
Dari arti harfiah RTCP Fidia, jika fungsi RTCP dijalankan secara manual pada titik tetap, titik pusat pahat dan titik kontak aktual antara pahat dan permukaan benda kerja akan tetap tidak berubah.Pada saat ini, titik pusat pahat jatuh pada garis normal pada titik kontak aktual antara pahat dan permukaan benda kerja, dan gagang pahat akan berputar di sekitar titik pusat pahat.Untuk pemotong kepala bola, titik pusat pahat adalah titik lintasan target dari kode NC.Agar gagang pahat dapat berputar di sekitar titik lintasan target (yaitu titik pusat pahat) saat menjalankan fungsi RTCP, offset koordinat linier titik pusat pahat yang disebabkan oleh rotasi gagang pahat harus dikompensasikan secara nyata waktu, sehingga sudut yang disertakan antara gagang pahat dan normal pada titik kontak aktual pahat dan permukaan benda kerja dapat diubah sambil menjaga titik pusat pahat dan titik kontak aktual pahat dan permukaan benda kerja tidak berubah, Itu dapat memainkan efisiensi pemotongan terbaik dari pemotong ujung bola dan secara efektif menghindari gangguan.Oleh karena itu, RTCP tampaknya lebih berdiri pada titik pusat pahat (yaitu titik lintasan target kode NC) lebih untuk menangani perubahan koordinat rotasi.
Perkakas mesin lima sumbu dan sistem CNC tanpa RTCP harus bergantung pada pemrograman CAM dan pasca-pemrosesan, dan jalur pahat harus direncanakan terlebih dahulu.Untuk bagian yang sama, jika mesin perkakas diganti atau pahat diganti, maka pemrograman CAM dan post-processing harus dilakukan kembali, sehingga hanya bisa disebut false five axis.Banyak peralatan dan sistem mesin CNC lima sumbu domestik termasuk jenis lima sumbu palsu ini.Tentu saja, tidak ada yang salah dengan orang-orang yang bersikeras menyebut diri mereka hubungan lima sumbu, tetapi lima sumbu (palsu) ini bukanlah sumbu lima (benar) itu!

Xiao Bian juga berkonsultasi dengan para ahli di industri ini.Singkatnya, lima sumbu sebenarnya adalah lima sumbu lima hubungan, lima sumbu palsu mungkin lima sumbu tiga hubungan, dan dua sumbu lainnya hanya memainkan fungsi penentuan posisi!
Ini adalah pernyataan populer, bukan pernyataan standar.Secara umum, peralatan mesin lima sumbu dapat dibagi menjadi dua jenis: satu adalah hubungan lima sumbu, yaitu, kelima sumbu dapat dihubungkan secara bersamaan;yang lainnya adalah pemrosesan pemosisian lima sumbu, yang sebenarnya adalah hubungan lima sumbu tiga: yaitu, dua sumbu berputar dapat berputar dan memposisikan, dan hanya tiga sumbu yang dapat dihubungkan pada saat yang sama.Ini umumnya dikenal sebagai mode 3+2 dari alat mesin lima sumbu, yang juga dapat dipahami sebagai alat mesin lima sumbu palsu.
Bentuk terkini dari peralatan mesin CNC lima sumbu

Dalam desain mekanis pusat permesinan 5-sumbu, produsen peralatan mesin selalu berkomitmen untuk mengembangkan mode gerak baru untuk memenuhi berbagai persyaratan.Mempertimbangkan semua jenis peralatan mesin lima sumbu di pasaran, meskipun struktur mekanisnya beragam, mereka terutama memiliki bentuk berikut:
Dua koordinat rotasi secara langsung mengontrol arah sumbu pahat (bentuk kepala ayun ganda)
Kedua sumbu berada di bagian atas alat,
Namun, sumbu rotasi tidak tegak lurus terhadap sumbu linier (tipe pendulum vertikal)
Dua koordinat rotasi secara langsung mengontrol rotasi ruang (bentuk meja putar ganda)
Kedua sumbu berada di meja kerja,
Namun, sumbu rotasi tidak tegak lurus terhadap sumbu linier (meja kerja vertikal)
Salah satu dari dua koordinat rotasi bekerja pada pahat,
Satu bekerja pada benda kerja (satu ayunan dan satu putaran)

Setelah melihat mesin perkakas lima sumbu ini, saya yakin kita harus memahami apa dan bagaimana mesin perkakas lima sumbu itu bergerak.
Kesulitan dan Perlawanan dalam Mengembangkan Teknologi Five Axis NC
Kami telah menyadari keunggulan dan pentingnya teknologi kontrol numerik lima sumbu.Namun sejauh ini penerapan teknologi CNC lima sumbu masih terbatas pada beberapa departemen dengan dana melimpah, dan masih terdapat permasalahan yang belum terselesaikan.
Bagian berikut mengumpulkan beberapa kesulitan dan perlawanan untuk melihat apakah mereka sesuai dengan situasi Anda?

Pemrograman NC 5-sumbu abstrak, sulit dioperasikan
Ini adalah sakit kepala untuk setiap programmer NC tradisional.Mesin perkakas tiga sumbu hanya memiliki sumbu koordinat linier, sedangkan mesin perkakas CNC lima sumbu memiliki berbagai bentuk struktural;Kode NC yang sama dapat mencapai efek pemesinan yang sama pada mesin NC tiga sumbu yang berbeda, tetapi kode NC dari peralatan mesin lima sumbu tertentu tidak dapat diterapkan ke semua jenis peralatan mesin lima sumbu.Selain gerakan linier, pemrograman NC juga mengoordinasikan perhitungan gerakan rotasi, seperti inspeksi perjalanan sudut rotasi, pemeriksaan kesalahan nonlinier, perhitungan gerakan rotasi pahat, dll. Jumlah informasi yang diproses besar, dan pemrograman NC sangat abstrak.
Pengoperasian pemesinan NC lima sumbu erat kaitannya dengan keterampilan pemrograman.Jika pengguna menambahkan fungsi khusus ke alat mesin, pemrograman dan operasi akan lebih kompleks.Hanya melalui latihan berulang-ulang, personel pemrograman dan operasi dapat menguasai pengetahuan dan keterampilan yang diperlukan.Kurangnya programmer dan operator yang berpengalaman merupakan hambatan utama untuk mempopulerkan teknologi CNC lima sumbu.

Banyak produsen dalam negeri telah membeli peralatan mesin CNC lima sumbu dari luar negeri.Karena pelatihan dan layanan teknis yang tidak memadai, fungsi yang melekat pada peralatan mesin CNC lima sumbu sulit dicapai, dan tingkat pemanfaatan peralatan mesin rendah.Dalam banyak kasus, lebih baik menggunakan peralatan mesin CNC tiga sumbu.
Persyaratan yang sangat ketat untuk pengontrol interpolasi NC dan sistem penggerak servo
Pergerakan mesin perkakas lima sumbu merupakan kombinasi dari gerakan lima sumbu koordinat.Penambahan koordinat rotasi tidak hanya menambah beban interpolasi, tetapi juga sangat mengurangi akurasi pemesinan karena kesalahan koordinat rotasi yang kecil.Oleh karena itu, kontroler dituntut untuk memiliki akurasi perhitungan yang lebih tinggi.
Karakteristik gerak alat mesin lima sumbu memerlukan sistem penggerak servo untuk memiliki karakteristik dinamis yang baik dan rentang kecepatan yang besar.

Verifikasi program NC dari NC 5-sumbu sangat penting
Untuk meningkatkan efisiensi pemesinan, sangat penting untuk menghilangkan metode kalibrasi "pemotongan percobaan" tradisional.Dalam pemesinan NC 5-sumbu, verifikasi program NC juga sangat penting, karena benda kerja yang biasanya diproses oleh peralatan mesin NC 5-sumbu sangat mahal, dan tabrakan adalah masalah umum dalam pemesinan NC 5-sumbu: memotong alat menjadi benda kerja;Pahat bertabrakan dengan benda kerja pada kecepatan yang sangat tinggi;Pahat bertabrakan dengan perkakas mesin, perlengkapan, dan peralatan lain dalam rentang pemrosesan;Bagian yang bergerak pada mesin perkakas bertabrakan dengan bagian tetap atau benda kerja.Pada NC lima sumbu, tumbukan sangat sulit diprediksi.Program kalibrasi harus menganalisis kinematika dan sistem kontrol peralatan mesin secara komprehensif.

Jika sistem CAM mendeteksi kesalahan, ia dapat segera memproses jalur pahat;Namun, jika kesalahan program NC ditemukan selama pemesinan, jalur pahat tidak dapat langsung dimodifikasi seperti pada NC tiga sumbu.Pada perkakas mesin tiga sumbu, operator perkakas mesin dapat langsung mengubah parameter seperti radius pahat.Dalam pemesinan lima sumbu, situasinya tidak sesederhana itu, karena perubahan ukuran dan posisi pahat berdampak langsung pada lintasan rotasi berikutnya.

Kompensasi radius alat
Pada program NC linkage lima sumbu, fungsi kompensasi panjang pahat masih valid, tetapi kompensasi radius pahat tidak valid.Ketika pemotong frais silindris digunakan untuk frais pembentuk kontak, program yang berbeda perlu dikompilasi untuk pemotong dengan diameter berbeda.Saat ini, sistem CNC yang populer tidak dapat menyelesaikan kompensasi radius pahat karena file ISO tidak menyediakan data yang cukup untuk menghitung ulang posisi pahat.Pengguna perlu sering mengganti pahat atau menyesuaikan ukuran pahat yang tepat selama pemrosesan NC.Menurut program pemrosesan normal, jalur pahat harus dikirim kembali ke sistem CAM untuk penghitungan ulang.Akibatnya, efisiensi seluruh proses pemrosesan sangat rendah.

Untuk mengatasi masalah ini, peneliti Norwegia sedang mengembangkan solusi sementara yang disebut LCOPS (Low Cost Optimized Production Strategy).Data yang diperlukan untuk koreksi jalur pahat ditransfer ke sistem CAM oleh program aplikasi CNC, dan jalur pahat yang dihitung langsung dikirim ke pengontrol.LCOPS membutuhkan pihak ketiga untuk menyediakan perangkat lunak CAM, yang dapat langsung dihubungkan ke peralatan mesin CNC.Sementara itu, file sistem CAM ditransmisikan alih-alih kode ISO.Solusi akhir untuk masalah ini tergantung pada pengenalan generasi baru sistem kontrol CNC, yang dapat mengenali file model benda kerja (seperti STEP) atau file sistem CAD dalam format umum.
Prosesor Posting

Perbedaan antara mesin perkakas lima sumbu dan mesin perkakas tiga sumbu adalah ia juga memiliki dua koordinat rotasi, dan posisi pahat diubah dari sistem koordinat benda kerja ke sistem koordinat mesin, yang memerlukan beberapa transformasi koordinat.Menggunakan generator pasca prosesor yang populer di pasar, prosesor pasca dari peralatan mesin CNC tiga sumbu dapat dihasilkan dengan memasukkan parameter dasar dari peralatan mesin.Untuk peralatan mesin CNC lima sumbu, hanya ada beberapa prosesor pasca yang ditingkatkan.Prosesor pasca alat mesin CNC lima sumbu perlu pengembangan lebih lanjut.

Dalam hubungan tiga sumbu, posisi asal benda kerja pada meja kerja pahat mesin tidak perlu dipertimbangkan di jalur pahat, dan prosesor pos dapat secara otomatis menangani hubungan antara sistem koordinat benda kerja dan sistem koordinat mesin.Untuk linkage lima sumbu, misalnya saat pemesinan pada mesin milling horizontal dengan linkage lima sumbu X, Y, Z, B, C, ukuran posisi benda kerja pada meja putar C dan ukuran posisi antara meja putar B dan C harus dipertimbangkan saat membuat jalur pahat.Pekerja biasanya menghabiskan banyak waktu untuk menangani hubungan posisi ini saat menjepit benda kerja.Jika prosesor pasca dapat memproses data ini, pemasangan benda kerja dan pemrosesan jalur pahat akan sangat disederhanakan;Cukup jepit benda kerja pada meja kerja, ukur posisi dan arah sistem koordinat benda kerja, masukan data tersebut ke post processor, dan post proses jalur pahat untuk mendapatkan program CNC yang sesuai.