روتر CNC پنج محوره برای قالب سازی و مدل سازی

روتر CNC پنج محوره چیست؟

ابتدا، بیایید نگاهی مقدماتی به مفهوم روترهای پنج محوره بیندازیم. طبق روش پردازش، می‌توان آنها را به "۳+۲"، "۴+۱" و "پیوند پنج محوره" تقسیم کرد. بنابراین چگونه این روش‌ها را درک می‌کنیم؟

از دیدگاه حرفه‌ای، "۳+۲" به اضافه کردن دو محور به روتر CNC سه محوره (محورهای X، Y و Z) اشاره دارد. این دو محور، محورهای کج شدن یا محورهای چرخش برای بستن مواد هستند که به عنوان محورهای A و C تعریف می‌شوند. لازم به ذکر است که این دو محور در همه روترهای CNC پنج محوره، محورهای A و C نامیده نمی‌شوند. این مربوط به تعریف و جهت چرخش سیستم CNC است. همچنین ممکن است به عنوان محورهای A و B یا محورهای B و C نامگذاری شوند.

«۴+۱» به ۴ محور به علاوه ۱ محور اشاره دارد. بخش سخت‌افزاری آن نیز یکسان است. ۴+۱ قابلیت اتصال را توصیف می‌کند. بسیاری از افراد به اشتباه معتقدند که این بدان معناست که فقط یکی از محورهای A و C از سه نظام چرخشی ایندکس کننده می‌تواند حرکت کند، اما اینطور نیست. معنای واقعی ۴+۱، اتصال چهار محوره پنج محوره است، یعنی در طول فرآیند پردازش، ۴ محور از ۵ محور دستگاه می‌توانند همزمان به هم متصل شوند و محور باقی مانده برای پردازش موقعیت‌یابی استفاده می‌شود. به عنوان مثال، محورهای X، Y، A و C ممکن است با هماهنگی حرکت کنند، در حالی که محور Z ثابت می‌ماند؛ یا محورهای X، Y، Z و A ممکن است حرکت کنند، در حالی که محور C ثابت می‌ماند.

پنج محوره بودن پنج اتصالی به این معنی است که پنج محور می‌توانند همزمان با هم کار کنند و می‌توانند وظایف پردازش هر زاویه و هر سطح منحنی به جز سطح گیره را در یک زمان انجام دهند.

نوع ساختاری روتر CNC پنج محوره

انواع مختلفی از ساختارهای طراحی پنج محوره وجود دارد که انواع رایج آنها عبارتند از:

• نوع گهواره‌ای (چرخان دوتایی): یک محور چرخشی دو جهته روی میز کار نصب شده است، محوری که حول محور X می‌چرخد به عنوان محور A و محوری که حول محور Z می‌چرخد به عنوان محور C تعریف می‌شود. به دلیل محدودیت در تحمل بار و اندازه چرخش محور چرخان، برای پردازش قطعات کار کوچک و متوسط ​​مناسب است.

• سر دو لنگه متحرک میز: در این ساختار، میز کاری که قطعه کار روی آن قرار می‌گیرد متحرک است و گانتری ثابت است. اسپیندل روی یک سر گردان نصب شده است که می‌تواند حول محور Z بچرخد و به عنوان محور C تعریف می‌شود. همچنین یک محور A وجود دارد که می‌تواند حول محور X روی سر گردان بچرخد. سر حکاکی 5 محوره که می‌تواند 360 درجه روی محور C و ±110 درجه روی محور A بچرخد، می‌تواند اشکال پیچیده مختلفی از مواد را پردازش کند. اکثر محصولات قالب با استفاده از ماشین‌های این ساختار پردازش می‌شوند.

• نوع چرخش تک سر تک سر: این ساختار ماشین دارای یک محور چرخشی است که می‌تواند روی میز کار ۳۶۰ درجه بچرخد و یک محور چرخشی روی اسپیندل که می‌تواند ۱۸۰ درجه بچرخد. ساختار محور چرخشی این نوع ماشین ابزار دارای ظرفیت تحمل بار سنگین و دقت چرخش بالا است. هر دو محور A، B و C را می‌توان برای دستیابی به انواع نیازهای پردازش ترکیب کرد. این دستگاه به ویژه برای محصولات چرخشی و جعبه‌ای مانند موتورهای فلزی، مجسمه‌های غیرفلزی، مجسمه‌ها و غیره مناسب است.

• ساختار پل مانند: این ساختار از کل محور Y و محور Z به عنوان یک کل تشکیل شده است، با یک سر پنج محوره قابل چرخش که در جهت محور X روی بستر ثابت حرکت می‌کند و اشکال پیچیده مختلف قطعه کار را که روی میز کار ثابت شده است، پردازش می‌کند. این ساختار سرعت کار بالایی دارد و برای پردازش پنج محوره محصولات بزرگ مناسب است.

مدل‌های فوق می‌توانند در ساختار مکانیکی به پنج محور پنج پیوندی دست یابند، اما اینکه آیا این عملکرد واقعاً قابل دستیابی است یا خیر، بستگی به این دارد که آیا سیستم CNC مجهز از آن پشتیبانی می‌کند و آیا عملکرد RTCP را دارد یا خیر.

قیمت روتر CNC پنج محوره

وقتی صحبت از تجهیزات پنج محوره می‌شود، بسیاری از مردم ناخودآگاه فکر می‌کنند که این نوع دستگاه گران خواهد بود. در واقع، اینطور نیست. قیمت دستگاه با توجه به مواد، اندازه و دقت مورد نیاز محصول فرآوری شده تعیین می‌شود. قیمت یک روتر CNC پنج محوره خانگی کوچک تنها ۲۶۰۰ دلار است. فقط مراکز ماشینکاری پنج محوره بزرگ یا مراکز ماشینکاری فلزکاری بسیار گران هستند. میانگین قیمت خرید یک روتر CNC پنج محوره برای پردازش قالب غیرفلزی ۳۲۸۵۰ دلار است. علاوه بر این، می‌توانید دستگاهی با عملکرد تعویض ابزار خودکار نیز انتخاب کنید، قیمت این کیت عملکردی ۲۳۰۰ دلار است. همچنین می‌توانید دستگاهی با میز دوتایی را انتخاب کنید، در حالی که یک دستگاه در حال پردازش یک محصول است، می‌توانید مواد را برای محصول بعدی که قرار است پردازش شود، از قبل آماده کنید، میانگین قیمت این کیت عملکردی ۴۲۸۰ دلار است.

لازم به ذکر است که سقف قیمت این دستگاه نسبتاً بالاست. میانگین قیمت خرید یک ماشین ابزار بزرگ ۵ محوره و ۵ لینکیج با دقت بالا برای پردازش فلز ۳۲۸،۵۷۰ دلار است. می‌توانید برای دریافت قیمت دقیق دستگاه مطابق با نیازهای خود با تامین‌کننده تماس بگیرید.

اصول کار مرکز ماشینکاری پنج محوره

اول از همه، حالت کار ماشین ابزار CNC پنج محوره با ماشین ابزارهای CNC معمولی متفاوت است. ماشین ابزارهای CNC معمولی فقط می‌توانند روی سه محور X، Y و Z حرکت کنند، در حالی که ماشین ابزار CNC پنج محوره همچنین قابلیت کنترل دو زاویه چرخش را دارد که آن را قادر می‌سازد کارهای پردازشی پیچیده‌تری مانند حکاکی سطح منحنی سه‌بعدی، پردازش سطح مارپیچی و غیره را انجام دهد.

هسته کنترل اتصال ۵ محوره، سیستم CNC است که حرکت همزمان و هماهنگ پنج محور را از طریق برنامه‌ریزی به طور دقیق کنترل می‌کند. در میان آنها، سه محور خطی X، Y و Z به ابزار اجازه می‌دهند تا در جهت‌های جلو، عقب، چپ، راست و بالا و پایین قطعه کار ظاهر شود. محورهای A، B و C می‌توانند با چرخش حول سه محور خطی، تغییر زاویه قطعه کار یا ابزار را محقق کنند. پیاده‌سازی خاص به طراحی ماشین ابزار و الزامات پردازش قطعه کار بستگی دارد. در این نوع ماشین ابزار، ابزار می‌تواند قطعه کار را از زوایای مختلف پردازش کند و انعطاف‌پذیری پردازش بسیار بالا است. علاوه بر این، به دلیل کاهش تعداد دفعات بستن، دقت پردازش نیز تضمین می‌شود و می‌توان به پردازش با دقت و راندمان بالا از اشکال پیچیده دست یافت که برای ساخت قطعات یا قالب‌های با دقت بالا و پیچیده مناسب است.

به طور خلاصه، اصل ماشین ابزار CNC پنج محوره، کنترل حرکت خطی و چرخشی پنج محور از طریق سیستم کنترل برای دستیابی به پردازش چند زاویه‌ای قطعه کار است. این ماشین ابزار تنها از 5 محور اتصال استفاده می‌کند زیرا 5 محور اتصال حداقل تعداد مورد نیاز برای دستیابی به هرگونه پردازش زاویه‌ای است. هرچه تعداد محورهای اتصال کمتر باشد، ساختار ماشین ابزار ساده‌تر و فشرده‌تر است و تضمین سختی دینامیکی و استاتیکی ماشین ابزار آسان‌تر است. سختی دینامیکی و استاتیکی برای ماشین ابزارهای CNC با الزامات دقت بالا بسیار مهم است.

به طور کلی، یک مرکز ماشینکاری 5 محوره و 5 اتصالی می‌تواند پردازش همه جانبه تمام موقعیت‌های قطعه کار به جز سطح گیره را انجام دهد. با این حال، برخی از قطعات کار خاص نیاز به پردازش روی سطح گیره دارند، بنابراین قطعه کار باید دوباره گیره شود. برای اطمینان از دقت گیره مکرر، به یک مجموعه اضافی از دستگاه‌های مکانیکی نیاز است تا خطای موقعیت‌یابی گیره مکرر تضمین شود. این مجموعه از دستگاه‌ها دارای چندین محور متحرک هستند و در حرکت برش شرکت نمی‌کنند. آنها متعلق به محورهای کمکی هستند. این نوع ماشین ابزار بیش از 5 محور دارد و به آن ماشین ابزار 5 اتصالی چند محوره گفته می‌شود، مانند ماشین ابزار 5 اتصالی 7 محوره، ماشین ابزار 5 اتصالی 9 محوره و غیره. هسته یک ماشین ابزار CNC چند محوره در تعداد محورهای اتصال قرار دارد. در شرایط عادی، اگر تعداد محورهای متصل به طور همزمان از 5 بیشتر شود، اهمیت عملی زیادی ندارد، زیرا مهم نیست قطعه کار چقدر پیچیده باشد، 5 محور و 5 اتصال برای دستیابی به پردازش همه جانبه با دقت بالا و بدون زوایای مرده کافی هستند. محورهای غیر از پنج محور متصل در یک تراش CNC چند محوره، همگی محورهای کمکی هستند. هدف اصلی آنها بهبود راندمان پردازش و اطمینان از دقت قطعه کار است. فرقی نمی‌کند که این محورهای کمکی قابل اتصال باشند یا خیر.

مقایسه سه محوره، چهار محوره و پنج محوره

یک روتر CNC سه محوره برای کارهای برش تخت ساده مناسب است، در حالی که یک روتر CNC چهار محوره قابلیت چرخش برای حکاکی استوانه‌ای و سه‌بعدی را اضافه می‌کند. یک روتر CNC پنج محوره بالاترین سطح انعطاف‌پذیری را فراهم می‌کند و امکان ماشینکاری همزمان چند جهته هندسه‌های پیچیده را در یک دستگاه واحد فراهم می‌کند.

روتر CNC 3 محوره

ماشینکاری سه محوره اساسی‌ترین نوع در روترهای CNC است. این دستگاه از سه محور خطی مستقل، X، Y و Z، برای کنترل مستقیم یا غیرمستقیم حرکت ابزار برش استفاده می‌کند. این دستگاه امکان حرکت چپ-راست و جلو-عقب در صفحه افقی و حرکت عمودی به سمت بالا و پایین را فراهم می‌کند. این امر باعث می‌شود که این دستگاه قادر به انجام اکثر وظایف پردازش اشکال هندسی پایه با دقت بالا، مانند حکاکی الگوی دوبعدی و دو و نیم بعدی، پردازش شیار، فرزکاری سطوح و سوراخکاری باشد. با این حال، یک روتر CNC سه محوره فقط می‌تواند یک سطح از قطعه کار را در یک مرحله پردازش کند. اگر نیاز به پردازش چندین سطح باشد یا پردازش سطح منحنی در کار باشد، این نوع دستگاه نمی‌تواند کار را انجام دهد.

دستگاه روتر CNC چهار محوره

A دستگاه روتر CNC چهار محوره در مقایسه با a، یک محور چرخش اضافی دارد روتر CNC سه محورهاین محور چرخش به دستگاه روتر CNC چهار محوره، درجات آزادی چرخشی بیشتری می‌دهد. این دستگاه می‌تواند با چرخاندن قطعه کار یا ابزار، سطوح متعدد یا زوایای مختلف ماده را پردازش کند و در نتیجه دامنه کاربرد آن را گسترش دهد. این دستگاه معمولاً در اشکال هندسی با ویژگی‌های خمشی، مانند حکاکی سطح یک استوانه، برش کناره یک ورق و سوراخکاری استفاده می‌شود.

روتر CNC 5 محوره

یک دستگاه ۵ محوره بر اساس دستگاه ۳ محوره ساخته شده و دو محور دیگر به آن اضافه شده است که آن را قادر می‌سازد تا وظایف پردازشی پیچیده‌تری را انجام دهد. در میان آنها، سه محور خطی حرکات درون‌یابی خطی را انجام می‌دهند و دو محور چرخش می‌توانند به صورت پویا در طول پردازش زاویه‌ها را تغییر دهند و قادر به پردازش اشکال هندسی منحنی دشوار، ساختارهای حفره باریک و اجزای پیچیده با ویژگی‌های برجسته هستند. این دستگاه بسیار قدرتمند است. تقریباً همه تراش‌های پنج محوره به عملکرد RTCP مجهز هستند که می‌تواند به طور خودکار جبران خسارت را بر اساس طول چرخش اسپیندل و مختصات مکانیکی میز دوار محاسبه کند. هنگام برنامه‌ریزی، فقط مختصات قطعه کار باید در نظر گرفته شود. البته، تجهیزات ماشینکاری پنج محوره کامل نیستند. قیمت نسبتاً بالای آن ممکن است چالش اصلی باشد که در طول تبلیغات با آن روبرو می‌شود.

تفاوت بین اتصال ۳+۲، ۴+۱ و ۵ محوره

این سه نوع ماشین، همگی ماشین‌های پنج محوره هستند، پس چه تفاوت‌هایی بین آنها وجود دارد؟

3 + 2

۳+۲ موقعیت‌یابی دو محور چرخش است، پردازش پیوند محور XYZ، می‌تواند پخ‌های چند جهته، سوراخ‌ها و غیره را پردازش کند، اما نمی‌تواند مستقیماً سطوح منحنی را پردازش کند. این پیوند سه محوره و سپس موقعیت‌یابی دو محور چرخش است، نه پیوند پنج محوره، برنامه‌نویسی ساده‌تر است. ماشینکاری سه محوره، ماشینکاری موقعیت‌یابی توزیع‌شده است، ممکن است خطاهای موقعیت‌یابی تجمع پیدا کنند، کنترل دقیق دشوارتر است، برای پردازش اشکال ساده یا قطعات چند وجهی مناسب است.

4 + 1

4+1 همچنین به عنوان چهار اتصالی پنج محوره شناخته می‌شود. از سه محور خطی XYZ و یکی از محورهای چرخشی برای پردازش اتصال استفاده می‌کند. محور چرخشی دیگر فقط برای موقعیت‌یابی استفاده می‌شود. می‌تواند قطعات ساختاری با سطوح منحنی پیچیده و تیغه‌ها و غیره را پردازش کند. محور اتصال آن می‌تواند همزمان حرکت را درون‌یابی کند و می‌تواند سطوح منحنی پیچیده را به طور دقیق پردازش کند. هنگام برنامه‌نویسی، لازم است مسیر فضای ابزار پیچیده در نظر گرفته شود، از الگوریتم‌های ریاضی برای محاسبه مسیر استفاده شود و دقت پردازش بالایی داشته باشد که می‌تواند رد ابزار را کاهش دهد و برای پردازش قطعات پیچیده با دقت بالا مناسب است.

پیوند ۵ محوره

اتصال پنج محوره، که شامل عملکرد هماهنگ سه محور خطی (X، Y و Z) و دو محور چرخشی است، امکان پردازش همزمان را فراهم می‌کند. این روش پردازش می‌تواند ماشینکاری سطوح منحنی پیچیده و سطوح خط‌کشی شده را انجام دهد.

با این حال، در پردازش واقعی، تحت فرض برآورده کردن الزامات پردازش، تعداد محورهای مرتبط با پایداری و کیفیت قطعه کار نسبت معکوس دارد. این بدان معناست که اگر روش‌های پردازش ۴ + ۱ یا ۳ + ۲ بتوانند محصولات واجد شرایط تولید کنند، کیفیت قطعات کار اغلب بهتر از قطعات پردازش شده با اتصال پنج محوره است. با این حال، برخی از اشکال پیچیده فقط با اتصال پنج محوره قابل دستیابی هستند. بنابراین، لزوماً اینطور نیست که اتصال پنج محوره همیشه بهتر از سایر روش‌های پردازش باشد. روش پردازش مناسب بهترین انتخاب است.

در بازار، تا ۹۵٪ از محصولات نیازی به اتصال پنج محوره ندارند. به طور کلی، پردازش ۳ + ۲ محور ثابت برای حداقل ۷۰٪ از سناریوهای پردازش پنج محوره کافی است و محدوده کاربرد اتصال ۴ + ۱ حتی بیشتر است و به بیش از ۹۵٪ می‌رسد. موقعیت‌هایی که واقعاً به اتصال پنج محوره نیاز دارند، ممکن است کمتر از ۵٪ را شامل شوند، مانند پردازش بریدگی‌های عمیق یا سطوح پیچیده بسیار اعوجاج یافته. علاوه بر این، از پردازش خشن گرفته تا پردازش ظریف، اتصال پنج محوره احتمالاً فقط در چند روش پردازش و پرداخت ویژگی استفاده می‌شود.

در مقابل، روش اتصال ۴ + ۱ نه تنها کاربرد گسترده‌تری دارد، بلکه ساختار نسبتاً ساده‌تر، پایداری بهتر و دقت پردازش بالاتری نیز دارد. علاوه بر این، این روش دارای همان عملکرد دنبال کردن نوک ابزار مانند اتصال پنج محوره است که آن را به انتخابی ایده‌آل برای تولید دسته‌ای و در مقیاس بزرگ تبدیل می‌کند. البته، اتصال پنج محوره جنبه‌های غیرقابل جایگزینی نیز دارد. این روش می‌تواند تمام قطعات کاری را که ۳ + ۲ یا ۴ + ۱ می‌توانند پردازش کنند، پردازش کند و همچنین می‌تواند وظایفی را که این دو روش نمی‌توانند انجام دهند، حل کند. بنابراین، در برخی از زمینه‌های تولیدی سطح بالا، جایگاه اتصال پنج محوره تزلزل‌ناپذیر است.

آر تی سی پی چیست؟

RTCP چیست؟ RTCP مخفف "چرخش نقطه مرکز ابزار" است که معمولاً به عنوان تابع دنبال کردن نوک ابزار شناخته می‌شود. در شرایط کاری پیچیده ماشین‌های ابزار پنج محوره، اغلب یک انحراف موقعیت مکانی بین نقطه کنترل نظری سیستم کنترل عددی و نقطه نوک ابزار واقعی وجود دارد. برای اطمینان از اینکه نقطه نوک ابزار به طور دقیق از مسیر مشخص شده توسط برنامه کنترل عددی برای حرکت دقیق پیروی می‌کند، سیستم کنترل عددی باید توانایی اصلاح خودکار نقطه کنترل را داشته باشد. این تابع در صنعت نام‌های مختلفی دارد، مانند TCPM (مدیریت نقطه مرکز ابزار)، TCPC (کنترل نقطه مرکز ابزار) و RPCP (چرخش حول نقطه مرکز قطعه). اگرچه نام‌ها متفاوت هستند، اما اساس آن حفظ موقعیت دقیق نقطه مرکز ابزار و نقطه تماس واقعی روی سطح قطعه کار به طور ثابت است.

برای مثال، اگر محور چهارم ماشین ابزار به عنوان محور A و محور پنجم به عنوان محور C تعریف شود و محور C روی محور A نصب شود، این ویژگی ساختاری تعیین می‌کند که حرکت چرخشی محور A به ناچار بر محور C تأثیر خواهد گذاشت. به طور مشابه، هنگام پردازش قطعه کاری که روی میز کار ماشین ابزار قرار گرفته است، اگر مرکز ابزار برای شیارزنی برنامه‌ریزی شده باشد، به دلیل تغییر در مختصات محور چرخشی، مختصات سه محور خطی (محورهای X، Y و Z) نیز به تبع آن تغییر می‌کند و منجر به جابجایی نسبی می‌شود. برای از بین بردن این جابجایی، ماشین ابزار باید آن را جبران کند و RTCP برای دستیابی به این عملکرد جبران طراحی شده است.

برای ماشین‌های مجهز به فناوری RTCP، سیستم کنترل همیشه مرکز ابزار را در موقعیت مورد انتظار تنظیم شده در برنامه نگه می‌دارد. هنگام بستن قطعه کار، اپراتور نیازی به تراز دقیق قطعه کار با خط مرکزی میز دوار ندارد و می‌تواند آن را آزادانه ببندد. دستگاه به طور خودکار جبران ناشی از بستن و سایر عوامل را جبران می‌کند، که نه تنها زمان بستن را کوتاه می‌کند، بلکه دقت پردازش را نیز بهبود می‌بخشد. با پشتیبانی از فناوری RTCP، فرآیند برنامه‌نویسی نیز مستقل‌تر و مختصرتر می‌شود. برنامه‌نویسان نیازی به در نظر گرفتن تأثیر وضعیت حرکت پیچیده دستگاه و تغییرات طول ابزار بر مسیر پردازش ندارند، بلکه فقط باید بر رابطه حرکت نسبی بین ابزار و قطعه کار تمرکز کنند. محاسبه پیچیده و کار جبران به طور خودکار توسط سیستم کنترل انجام می‌شود. علاوه بر این، RTCP فرآیند پس از پردازش را نیز ساده می‌کند و فقط مختصات و داده‌های برداری نوک ابزار باید برای برآورده کردن الزامات پردازش بعدی و کنترل کیفیت، خروجی داده شوند.

تفاوت بین RTCP و غیر RTCP

در زیر، به طور خلاصه تفاوت‌های بین یک ماشین پنج محوره مجهز به قابلیت RTCP و ماشینی که فاقد آن است را توضیح می‌دهیم.

دستگاه پنج محوره با قابلیت RTCP: در این نوع دستگاه، پس از تنظیم نرخ پیشروی نوک ابزار در امتداد محورها، هر محور شتاب یا کاهش سرعت خود را بر اساس موقعیت لحظه‌ای نوک ابزار تنظیم می‌کند و حرکت نرم‌تر و روان‌تر نوک ابزار را در کل مسیر ماشینکاری تضمین می‌کند و در نتیجه کیفیت و سرعت فرآیند ماشینکاری را افزایش می‌دهد.

دستگاه پنج محوره بدون قابلیت RTCP: هنگام کار با این نوع دستگاه، فقط می‌توانیم برای هر محور یک حد بالای سرعت تعیین کنیم. سایر محورها به صورت غیرفعال با توجه به تغییرات در موقعیت ماشینکاری، سرعت خود را کاهش می‌دهند، اما این کاهش سرعت بر اساس قوانین از پیش تعیین شده است، نه تنظیمات پویا با توجه به موقعیت لحظه‌ای نوک ابزار. هنگامی که چندین محور به طور هماهنگ کار می‌کنند، به دلیل عدم وجود مکانیسم هماهنگی هوشمند مانند RTCP، سرعت موقعیت نوک ابزار درجه خاصی از ناهمواری را نشان می‌دهد که منجر به نتایج ماشینکاری نسبتاً ضعیف‌تر و زمان کلی ماشینکاری طولانی‌تر می‌شود.

چگونه می‌توان ۵ محور را بدون RTCP برنامه‌ریزی کرد؟

برای این نوع ماشین‌های ابزار، برنامه‌نویسی عمدتاً به برنامه‌نویسی CM و فناوری پس‌پردازش متکی است. هدف اصلی، حل مشکل انحراف مختصات بین محور خطی و محور چرخشی در طول فرآیند ماشینکاری هماهنگ پنج محوره است. در ابتدای برنامه‌نویسی، اپراتورها باید مسیر ابزار را به دقت برنامه‌ریزی کرده و رابطه موقعیتی بین محورهای چهارم و پنجم ماشین ابزار را به وضوح تعریف کنند تا جابجایی ناشی از حرکت محور چرخشی روی مختصات محور خطی جبران شود. پس از چنین پردازشی، برنامه تولید شده نه تنها شامل نقاط نزدیک شدن به موقعیت‌های XYZ است، بلکه شامل مقادیر جبران لازم مورد نیاز در محورهای XYZ نیز می‌باشد.

با این حال، این روش برنامه‌نویسی دارای معایب زیادی است. از منظر اثر پردازش، دقت ماشینکاری آن هنوز نمی‌تواند به سطح ایده‌آل برسد و راندمان پردازش نیز نسبتاً پایین است. برنامه تولید شده از جامعیت بسیار کمی برخوردار است و به هزینه بالای منابع انسانی نیاز دارد. علاوه بر این، به دلیل تفاوت در پارامترهای چرخشی ابزارهای مختلف ماشین و فایل‌های بسیار پیچیده پس از پردازش، دردسرهای زیادی را نیز برای مدیریت تولید به همراه دارد. هنگام تغییر ابزارهای ماشین یا ابزارهای برش، برنامه‌نویسی CM یا کار پس از پردازش باید دوباره انجام شود. بنابراین، برنامه‌نویسی دستی پنج محوره تقریباً یک کار غیرممکن است. علاوه بر این، به دلیل عدم وجود عملکرد RTCP، بسیاری از عملکردهای پیشرفته ابزارهای ماشین پنج محوره قابل اعمال نیستند. به عنوان مثال، با در نظر گرفتن عملکرد جبران ابزار پنج محوره، برای ابزارهای ماشین بدون عملکرد RTCP، هنگام بستن قطعه کار، لازم است اطمینان حاصل شود که قطعه کار در موقعیت مرکز چرخشی میز کار قرار دارد. این فرآیند به زمان زیادی برای بستن و تراز کردن نیاز دارد و با این حال، اطمینان از دقت بستن دشوار است، به طوری که حتی اگر از نمایه‌سازی استفاده شود، عملیات مشکل‌ساز خواهد بود.

برنامه های کاربردی روتر CNC 5 محور

روترهای CNC پنج محوره به طور گسترده در زمینه‌های مختلفی مانند هوافضا، خودروسازی، تولید مبلمان، قالب‌سازی، تجهیزات پزشکی، کشتی‌سازی و صنایع دستی کاربرد دارند.

• صنعت تولید قالب: روترهای CNC پنج محوره به دلیل توانایی‌شان در ماشینکاری سطوح سه‌بعدی پیچیده در یک مرحله، به طور گسترده در ساخت قالب مورد استفاده قرار می‌گیرند. آن‌ها برای تولید قالب‌های تزریقی، قالب‌های فوم، قالب‌های خودرو و قالب‌های صنعتی دقیق ایده‌آل هستند. حرکت چند محوره امکان پرداخت سطحی صاف و دقت بالا را فراهم می‌کند و نیاز به پرداخت دستی و پردازش ثانویه را کاهش می‌دهد.

• صنعت هوافضا و خودرو: در صنایع هوافضا و خودروسازی، از روترهای CNC پنج محوره برای تولید اجزای سازه‌ای سبک و قطعات منحنی پیچیده استفاده می‌شود. این ماشین‌ها می‌توانند مواد پیشرفته‌ای مانند آلومینیوم، کامپوزیت‌ها و پلاستیک‌های مهندسی را پردازش کنند و همین امر آنها را برای نمونه‌سازی و تولید قطعات با دقت بالا در تعداد کم مناسب می‌کند.

• مجسمه سازی سه بعدی و کنده کاری هنری: روترهای CNC پنج محوره معمولاً برای پروژه‌های هنری در مقیاس بزرگ مانند مجسمه‌ها، پیکره‌های انسانی، مجسمه‌های مذهبی و آثار هنری تزئینی استفاده می‌شوند. قابلیت حکاکی از زوایای مختلف، مدل‌های سه‌بعدی بسیار دقیق و واقع‌گرایانه‌ای را امکان‌پذیر می‌کند و در عین حال که کیفیت هنری ثابتی را حفظ می‌کند، زمان حکاکی دستی را کاهش می‌دهد.

• مدل‌سازی دریایی و کشتی: در صنعت دریایی، روترهای CNC پنج محوره برای مدل‌های بدنه کشتی، قالب‌های پروانه و اجزای قایق بادبانی استفاده می‌شوند. قابلیت این دستگاه برای پردازش سطوح منحنی بزرگ و پیچیده، آن را به ابزاری ضروری برای نمونه‌سازی طراحی کشتی و تولید مدل تبدیل می‌کند.

• ساخت ابزار و نمونه اولیه:فناوری CNC پنج محوره به طور گسترده در تحقیق و توسعه و تولید نمونه اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فناوری به مهندسان اجازه می‌دهد تا به سرعت قطعات کاربردی پیچیده را تولید کنند، طرح‌ها را آزمایش کنند و چرخه‌های توسعه را کاهش دهند. این امر آن را برای مراکز توسعه محصول و شرکت‌های طراحی صنعتی بسیار ارزشمند می‌کند.

• تولید سفارشی و پیشرفته: برای صنایعی که به قطعات غیر استاندارد و بسیار سفارشی نیاز دارند، مانند مبلمان لوکس، دکوراسیون معماری و استودیوهای طراحی صنعتی، روترهای CNC 5 محوره حداکثر انعطاف‌پذیری را ارائه می‌دهند. آنها تولیدکنندگان را قادر می‌سازند تا طرح‌های منحصر به فردی ایجاد کنند که با ماشین‌های سنتی 3 یا 4 محوره قابل دستیابی نیستند.

مقایسه نرم‌افزارهای برنامه‌نویسی برای روترهای CNC پنج محوره

برنامه‌نویسی CNC روح و مغز ماشینکاری CNC است، بنابراین انتخاب یک نرم‌افزار برنامه‌نویسی مناسب بسیار مهم است. با این حال، نرم‌افزارهای برنامه‌نویسی زیادی در بازار وجود دارد که مبتدیان اغلب سردرگم می‌شوند.

در زیر چهار نرم‌افزار برنامه‌نویسی اصلی - UG، Mastercam، Powermill، Hypermill - را مورد بحث قرار می‌دهیم و مزایا و معایب مربوط به آنها را توضیح می‌دهیم و به شما کمک می‌کنیم تا از بین نرم‌افزارهای متعدد، نرم‌افزاری را که برای شما مناسب‌تر است پیدا کنید.

UG (NX)

وقتی صحبت از نرم‌افزارهای برنامه‌نویسی رایج می‌شود، UG سهم بسیار بالایی از بازار را در اختیار دارد. این نرم‌افزار اغلب برای کارهای برنامه‌نویسی در زمینه‌های محصول و قالب استفاده می‌شود. UG متعلق به شرکت زیمنس آلمان است و پس از خریداری، به NX تغییر نام داد.

مزایای: UG ماژول‌هایی مانند طراحی، طراحی، برنامه‌نویسی، پردازش ورق و تحلیل المان محدود را ادغام می‌کند. این نرم‌افزار اغلب با نرم‌افزارهای مختلف در زمینه‌های مختلف مقایسه می‌شود، بنابراین قابلیت‌های همه‌جانبه خود را اثبات می‌کند. پس از خرید فناوری پنج محوره حرفه‌ای Moduleworks و انجام اصلاحات اساسی در ماژول برنامه‌نویسی، UG از نسخه NX12.0 پیشرفت سریعی در توابع مسیر ابزار سه‌بعدی و چند محوره داشته است. این نرم‌افزار مرتباً به‌روزرسانی و بهینه‌سازی شده است و اکنون دارای توابعی قابل مقایسه با نرم‌افزارهای اصلی CAM حرفه‌ای است. در مسیر ابزار دوبعدی، ادغام مسیر ابزار فرزکاری پویا در فرزکاری مسطح، سرعت محاسبه را در مقایسه با قبل به طور قابل توجهی بهبود بخشیده است. در مسیر ابزار دوبعدی، تابع فرزکاری دیواره پایینی بسیار قدرتمند و راحت است. در مسیر ابزار سه‌بعدی، بهینه‌سازی مداوم مسیر ابزار منحنی راهنما، پشتیبانی قوی برای پردازش سطح ظریف و صاف فراهم کرده است. علاوه بر این، تابع مدل‌سازی همزمان UG می‌تواند به طراحی و مدل‌سازی سریع‌تر و مؤثرتر کمک کند و در زمینه مدل‌سازی همزمان، پیشرو است.

معایب: معایب UG نیز کاملاً آشکار است. عملکردهای آن پیچیده است و آستانه یادگیری آن بالا است. معمولاً چندین ماه یا حتی ۱-۲ سال طول می‌کشد تا با آن آشنا شوید. خوشبختانه، کاربران زیادی و دوره‌های نسبتاً غنی و کاملی برای تسهیل یادگیری وجود دارد. علاوه بر این، پارامترهای زیادی برای تنظیم در برنامه‌نویسی UG وجود دارد و برای متخصصانی که از قالب‌های برنامه‌نویسی استفاده نمی‌کنند، تنظیمات نسبتاً دست و پا گیر است. نامگذاری و تفسیر بسیاری از توابع در برنامه‌نویسی چند محوره شهودی نیست و دشواری یادگیری آن زیاد است. علاوه بر این، در مدیریت فضای خالی IPW جایی برای بهبود و بهینه‌سازی وجود دارد.

مسترکام

این نرم‌افزار در ایالات متحده آمریکا تولید شده و اکنون توسط گروه Sandvik خریداری شده است. این نرم‌افزار از نظر تعداد نصب، پیشتاز است. رابط کاربری بصری آن بسیار آسان برای یادگیری است.

مزایای: این نرم‌افزار در زمینه‌های مختلفی مانند تراش‌های ۳-۵ محوره، تراش‌های ترکیبی تراشکاری-فرزکاری و غیره مزایای قوی دارد. در مسیرهای ابزار دوبعدی، پردازش پویای آن بسیار شاخص است. برنامه‌نویسی Wireframe نقطه قوت آن است، این امر از عملکرد انتخاب بسیار قدرتمند آن ناشی می‌شود. چه بخش خط‌های دوبعدی باشد و چه لبه‌های موجودیت سه‌بعدی، می‌توان آن را به صورت شهودی و راحت کار کرد. در مسیرهای ابزار سه‌بعدی، مسیر ابزار یکپارچه هوشمند آن اهمیت دوران‌سازی دارد. این نرم‌افزار روش‌های پردازشی مانند طرح‌ریزی گرادیان موازی ایزومتریک را ادغام می‌کند و انتخاب بسیار راحتی از مسیرهای ابزار پرداخت سطح را در اختیار کاربران قرار می‌دهد. در برنامه‌نویسی چندمحوری، فناوری چندمحوری شرکت Moduleworks را معرفی کرده و همیشه برنامه‌های کاربردی پیشرفته را حفظ کرده است. به عنوان مثال، توابع و جزئیات خشن‌کاری چندمحوری و پلیسه‌گیری چندمحوری در سطح پیشرو در نرم‌افزارهای برنامه‌نویسی فعلی هستند. شروع به کار با این نرم‌افزار آسان، شهودی و کار با آن راحت است. علاوه بر این، پارامترهایی که باید در طول برنامه‌نویسی تنظیم شوند کمی کمتر از UG هستند. اگر با تمام وجود روی انجام کارهای برنامه‌نویسی حرفه‌ای تمرکز می‌کنید، این نرم‌افزار بسیار مناسبی است. در زمان یادگیری یکسان، Mastercam اغلب زمان کمتری می‌برد و یادگیری آن آسان‌تر از UG است.

معایب: عیب آن این است که توابع مدل‌سازی و مدل‌سازی همزمان آن قدرتمند نیستند. مدل‌سازی و اصلاح گرافیک‌های پیچیده با آن نسبتاً دشوار است.

آسیاب قدرتی

این نرم‌افزار در بریتانیا متولد شد و بعدها توسط غول صنعتی آمریکایی اتودسک خریداری شد. این نرم‌افزار اغلب برای برنامه‌نویسی و پردازش در حوزه قالب‌سازی استفاده می‌شود و تقریباً به یک نرم‌افزار ضروری برای یادگیری در صنعت تولید قالب تبدیل شده است.

مزایای: این نرم‌افزار از سرعت محاسبه مسیر ابزار بسیار قدرتمندی و عملکرد ضد برش بیش از حد برخوردار است. این نرم‌افزار بر پردازش کارآمد اشکال و سطوح پیچیده تمرکز دارد و عملکرد فوق‌العاده‌ای را در زمینه‌های برش با سرعت بالا و پردازش قالب نشان می‌دهد. از طریق محاسبه کارآمد مسیر ابزار، می‌تواند زمان پردازش را بهینه کند، سایش ابزار را کاهش دهد و استراتژی‌های پردازش غنی ارائه دهد. علاوه بر این، از توابع شبیه‌سازی مختلف پشتیبانی می‌کند و به کاربران در بهینه‌سازی جریان پردازش کمک می‌کند. در عین حال، دارای عملکرد بسیار راحت برش مسیر ابزار است. اگر در برنامه‌نویسی قالب مشغول هستید، تسلط بر این نرم‌افزار بسیار ضروری است.

معایب: مبتدیان باید زمان بیشتری را برای آشنایی با آن اختصاص دهند. در مقایسه با نرم‌افزار جامع چندمنظوره، Powermill بیشتر روی بخش پردازش تمرکز دارد و عملکردهای طراحی آن نسبتاً ضعیف است.

هایپمیل

این شرکت در آلمان تأسیس شده و وابسته به شرکت آلمانی OpenMind است. به عنوان بازیگر پیشرو در بازار برنامه‌نویسی پنج محوره، کنترل بسیار ساده و راحتی را برای محور ابزار در برنامه‌نویسی چند محوره ارائه می‌دهد. کل مدل در طول برنامه‌نویسی درگیر محاسبه است و از تداخل یا برش‌های از دست رفته جلوگیری می‌کند.

مزایای: این نرم‌افزار به عنوان "پادشاه برنامه‌نویسی پنج محوره" شناخته می‌شود. مسیرهای ابزار پنج محوره آن عالی و برای ماشینکاری چند محوره مناسب هستند. به خصوص در برنامه‌نویسی پنج محوره، قابلیت‌های قوی دارد. دستور کارهای خشن‌کاری دوم آن بسیار قدرتمند هستند و مسیرهای ابزار مرتبی دارند. ایمنی شبیه‌سازی و مدل‌سازی در بین تمام نرم‌افزارها بالاترین است. این نرم‌افزار اولین کسی بود که مفهوم ماشینکاری فوق رشته‌ای را پیشنهاد کرد و آن را در تولید واقعی به کار برد و در زمینه ماشینکاری فوق رشته‌ای، این نرم‌افزار از سایر نرم‌افزارها بسیار عقب مانده است. مفاهیم آن مانند دوقلوهای دیجیتال و آواتارهای مجازی که در حال حاضر در بازار تبلیغ می‌شوند نیز در خط مقدم فناوری قرار دارند. گزینه‌های تنظیم دستور کار مسیر ابزار آن نسبتاً کم است که شروع کار را آسان‌تر می‌کند و سطح هوش آن نسبتاً بالا است.

معایب: معایب این نرم‌افزار نیز کاملاً آشکار است. ماژول انتخاب و ماژول مدل‌سازی عملکردهای واحدی دارند. هنگام اصلاح و مدل‌سازی مدل‌های پیچیده (مانند طراحی دوبعدی یا مدل‌سازی سه‌بعدی ساده)، باید به نرم‌افزارهای دیگر تکیه کرد. علاوه بر این، آموزش‌های آموزشی مرتبط کمی در بازار وجود دارد و پردازش پس از نرم‌افزار نسبتاً بسته است که منجر به میزان استفاده پایین می‌شود.

هر نرم‌افزار حوزه‌های تخصصی خود را دارد. حتی اگر برخی از عملکردهای خاص آن بی‌نقص نباشند، می‌توانند در دستان برنامه‌نویسان ماهر نتایج خوبی ایجاد کنند. اگر زمان و انرژی شما اجازه می‌دهد، پس از بهبود قابلیت‌های فرآیند خود، توصیه می‌کنیم نرم‌افزارهای دیگری را نیز برای گسترش تفکر خود بیاموزید. بهبود شناخت شما با یادگیری استفاده از نرم‌افزارهای مختلف نیز راهی برای تعمیق شناخت فنی شما و عبور از تنگناهای فنی است. با این حال، نرم‌افزار CAM فقط ابزاری برای مهندسان است. بهبود فنی واقعی همچنین مستلزم انباشت تجربه فرآیند و بهبود جامع شناخت کاربردی تجهیزات و لوازم جانبی است.

اگر اطلاعات بیشتری دارید یا از نرم‌افزار خاصی استفاده می‌کنید، لطفاً با ما در میان بگذارید.