Çok eksenli işleme - Multiaxis machining

5 eksenli su jeti kesici ve onunla üretilmiş bir parça.

Çok eksenli işleme 4 veya daha fazla yönde hareket eden araçları içeren ve metal veya diğer malzemelerden parçalar üretmek için kullanılan bir üretim sürecidir. öğütme fazla malzemeyi uzaklaştırmak su jeti kesimi veya tarafından lazer kesim. Bu tür bir işleme başlangıçta mekanik olarak büyük karmaşık makinelerde gerçekleştirildi. Bu makineler, kam plakalarına dayanan kollar aracılığıyla ayrı ayrı kontrol edilen 4, 5, 6 ve hatta 12 eksende çalışıyordu. Kam plakaları, takımlama cihazını, parçanın sabitlendiği tablayı kontrol etme ve aynı zamanda takımları veya makine içindeki parçayı döndürme yeteneği sunuyordu. Makinelerin boyutu ve karmaşıklığı nedeniyle, onları üretime hazırlamak çok uzun zaman aldı.[1] bir Zamanlar bilgisayar sayısal kontrollü işleme tanıtıldı ve karmaşık parçaların işlenmesi için daha hızlı ve daha verimli bir yöntem sağladı.

Tipik CNC araçları desteği tercüme 3 eksende; çok eksenli makineler ayrıca bir veya birden fazla eksen etrafında dönüşü destekler. 5 eksenli makineler, iş parçasının üç eksen (tipik olarak x, y ve z) boyunca doğrusal olarak çevrildiği ve takım milinin ilave 2 eksen etrafında dönebildiği endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır.[2]

Artık birçok CAM var (bilgisayar destekli üretim ) 3 eksenli takım yollarını otomatik olarak 5 eksenli takım yollarına dönüştürebilen yazılım dahil olmak üzere çok eksenli işlemeyi destekleyen yazılım sistemleri.[3] Bilgisayar Destekli İmalatın ilerlemesinden önce, tasarımdan üretime bilgi aktarımı genellikle kapsamlı el işçiliği gerektiriyordu, hatalar oluşturuyordu ve zaman ve malzeme israfına neden oluyordu.

Çok eksenli makinelerin üç ana bileşeni vardır:

  1. Makinenin fiziksel yetenekleri, yani tork, iş mili hızı, eksen yönü / çalışması.
  2. CNC sürücü sistemi, makineyi hareket ettiren bileşenler. Buna servo motorlar, hızlı travers sistemleri, vidalı miller ve konumlandırmanın nasıl izlendiği dahildir.
  3. CNC kontrolörü, verilerin makine içinde aktarılması / depolanması ve giriş verilerinin işlenip çalıştırılmasıdır.[4]

Multiaxis makineler, artan karmaşıklık ve makinenin fiyatı pahasına diğer CNC takımlarına göre çeşitli iyileştirmeler sunar:

  • Parçanın işleme sırasında manuel olarak döndürülmesi gerekirse, insan emeği miktarı azalır.
  • Takım yüzey etrafında teğet olarak hareket ettirilerek daha iyi bir yüzey kalitesi elde edilebilir (iş parçasını iş mili etrafında hareket ettirmenin aksine).
  • Özellikle kavisli delikli parçalar olmak üzere daha karmaşık parçalar üretilebilir.
  • Takım ve işleme yüzeyi arasında en uygun açıları elde etme yeteneği sayesinde artan takım ömrü.
  • Daha yüksek kaliteli parçalar. Bir zamanlar birden fazla kurulum gerektirenler, artık bir olmasa da yalnızca birkaç kurulumda yürütülebilir, bu da adımlar azaltılır ve hata olasılığı azalır.

Çok eksenli makineler için eksen sayısı 4 ile 9 arasında değişir.[5] Her hareket ekseni ya tabla (iş parçasının takılı olduğu) hareket ettirilerek ya da takım hareket ettirilerek gerçekleştirilir. Eksenlerin gerçek konfigürasyonu değişir, bu nedenle aynı sayıda eksene sahip makineler, gerçekleştirilebilecek hareketlerde farklılık gösterebilir.

Başvurular

Multiaxis CNC makineleri, aşağıdakiler dahil birçok sektörde kullanılmaktadır:

  • Otomotiv endüstrisi: Çok eksenli CNC makineleri motor muhafazaları, jantlar oluşturur. ve farlar.[6]
  • Mobilya sektörü: CNC torna tezgahları, diğer birçok bileşenin yanı sıra ahşap masa ayakları üretir.[7]
  • Tıp endüstrisi: Çok eksenli CNC makineleri, özel kalça protezleri, diş implantları ve protez uzuvlar oluşturur.[8]

Çok eksenli işleme de yaygın olarak aşağıdakiler için kullanılır: Hızlı prototipleme metal, plastik ve ahşaptan güçlü, yüksek kaliteli modeller oluşturabilirken yine de kolayca programlanabilir.[9]

Farklı Çok Eksenli Makinelerin Karşılaştırması[10][11][12][13]
İsimKafadaki Döner Eksen SayısıTablodaki Döner Eksen SayısıDiğer çok eksenli makinelere göre avantajlarıDiyagram
Cnc torna tezgahı01 dönen X ekseni
  • Silindirik nesneleri işlemek için optimize edilmiştir
CNC Torna.png
Pivot Mil Kafası ve Döner Tabla1 dönen X ekseni1 dönen Y ekseni
  • Makinenin çok yönlülüğünü ve frezeleyebileceği parça çeşitlerini artıran daha geniş bir çalışma alanına sahip olma
  • Double Pivot İş Mili Kafasından daha kararlı


Pivot kafa ve döner tabla.png
Çift Döner Tabla01 dönen X ekseni

1 dönen Y ekseni

  • Çıkıntıları frezelemek için en iyi yöntem
  • 3 eksenli bir makineyi 5 eksenli bir makineye dönüştürmenin en kolay yolu
  • Daha yüksek hacimli nesneleri işleyebilir
Double Rotary Table.png
Çift Pivot Mil Başlığı1 dönen Y ekseni

1 dönen Z ekseni

0
  • Sabit taban, ağır parçaların frezelenmesine izin verir
  • Yuvarlak olmayan nesneleri frezelemek için ideal
Çift pivot head.png
Döner Tabla ve Tabla Muylusu01 dönen Z ekseni

X ve Y eksenleri arasında 1 döner eksen 45 °

  • Çift Döner Tablaya benzer, ancak 45 ° eksen daha kompakt olmasını sağlar
  • Küçük parçaların işlenmesi için en uygun maliyetli
Döner tabla ve tabla trunnion.png

Bilgisayar Destekli Üretim (CAM) Yazılımı

CAM yazılımı, 3B modelleri, çok eksenli makinenin bir parçayı frezelemek için izlediği yol olan takım yollarına dönüştürme sürecini otomatikleştirir (Şekil 1). Bu yazılım, takım kafasının farklı parametrelerini hesaba katar (bir CNC olması durumunda yönlendirici, bu bit boyutu), boşluğun boyutları ve makinenin sahip olabileceği herhangi bir kısıtlama olabilir. Parçalarda daha yüksek düzeyde ayrıntı üretmek için çoklu geçişler için takım yolları oluşturulabilir. İlk birkaç geçiş büyük miktarda materyali kaldırırken, son, en önemli geçiş, yüzey.[14] CNC torna tezgahı durumunda, CAM yazılımı, parçanın merkez eksenini torna tezgahının dönüşüyle ​​hizalamak için takım yolunu optimize edecektir.[15] Takım yolları oluşturulduktan sonra, CAM yazılımı bunları G kodu CNC makinesinin frezelemeye başlamasına izin verir.[16]

CAM yazılımı şu anda devam eden geliştirme ile çok eksenli bir makinenin yeteneklerinde sınırlayıcı faktördür. Bu alandaki son gelişmeler şunları içerir:

  • Topoloji optimizasyonu, 3B modelleri CNC makinelerinde daha verimli ve uygun maliyetli olacak şekilde düzenleyen bir algoritmadır.[17]
  • Makinenin 3B modelin özelliklerinden izleyeceği talimatları belirleyerek takım yolu oluşturmayı basitleştirebilen 3B model özelliklerinin otomatik olarak tanınması.[18]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Apro, Karlo (2009). 5 eksenli işlemenin sırları. Endüstriyel Basın. ISBN  9780831133757. OCLC  1008856747.
  2. ^ "5 Eksenli CNC İşleme İçin Ana Uygulamalar Nelerdir? - Kentin Engineering Australia". Kentin Engineering Avustralya. 2016-05-05. Alındı 2018-11-17.
  3. ^ MCADCafé. Sescoi'nin WorkNC 5-Axis ve Auto 5 - ALLIO'da rekabet avantajı.
  4. ^ https://search.proquest.com/docview/1269154092
  5. ^ Karlo Apro (2008). 5 Eksenli İşlemenin Sırları. Endüstriyel Basın A.Ş. ISBN  0-8311-3375-9.
  6. ^ "Otomotiv Endüstrisinde 5 Eksenli CNC İşlemenin Hassas Kullanımı". www.waykenrm.com. Alındı 2020-11-15.
  7. ^ "Uzman CNC işleme çözümleri". Mobilya ve Doğrama Üretimi. Alındı 2020-11-15.
  8. ^ Manhas, Sumeet (2019-11-26). "CNC Makinenin Medikal Sektöründe Kullanılabileceği Yollar". Bit Asiler. Alındı 2020-11-16.
  9. ^ "İnsanlar Neden Hızlı Prototiplemede 5 Eksenli CNC Makinesi Kullanmayı Seviyor?". www.ltc-proto.com. Alındı 2020-11-16.
  10. ^ "CNC Torna Tezgahı nedir ve işlevi nedir?". Değerli Donanım. 2017-08-09. Alındı 2020-10-22.
  11. ^ "5 Eksenli CNC İşleme Hakkında Bilmeniz Gereken Her Şey". www.waykenrm.com. Alındı 2020-10-25.
  12. ^ "Makine Yapılandırmaları". 5 Eksenli CNC İşleme ve Programlama Nedir. Alındı 2020-11-15.
  13. ^ "Dört Tür Beş Eksenli İşleme Merkezi". www.mmsonline.com. Alındı 2020-11-15.
  14. ^ Chang, Kuang-Hua, 1960- (2013). CAD / CAE kullanarak ürün imalatı ve maliyet tahmini. Oxford, İngiltere: Academic Press. ISBN  978-0-12-404600-9. OCLC  868597615.CS1 Maint: birden çok isim: yazarlar listesi (bağlantı)
  15. ^ Kawaguchi, Yasuhiro; Nakamoto, Keiichi; Ishida, Toru; Takeuchi, Yoshimi (2009). "Çok Amaçlı Makine Yoluyla C8 Sanatsal İşleme (Çok eksenli kontrollü işleme)". 21. Yüzyılda Lider Üretim Konferansı Bildirileri: LEM21. 2009.5: 145–148. doi:10.1299 / jsmelem.2009.5.145. ISSN  2424-3086.
  16. ^ Dejan (2020-05-06). "G-kodu Açıklaması | En Önemli G-kodu Komutlarının Listesi". HowToMechatronics. Alındı 2020-11-15.
  17. ^ Mirzendehdel, Amir M .; Behandish, Morad; Nelaturi, Saigopal (2020/01/28). "Çok eksenli işleme için erişilebilirlik kısıtlamasıyla topoloji optimizasyonu". Bilgisayar destekli tasarım. 122: 102825. arXiv:2002.07627. doi:10.1016 / j.cad.2020.102825. S2CID  211146708.
  18. ^ İmalat bilimi ve teknolojisi VI: 2015 6. Uluslararası İmalat Bilimi ve Teknolojisi Konferansı'ndan (ICMST 2015) seçilmiş, hakemli makaleler, 1-2 Haziran 2015, Bandar Seri Begawan, Brunei. De Silva, Liyanage C. ,, Debnath, Sujan, Reddy, M. Mohan. [Zürih, İsviçre. ISBN  978-3-0357-0014-5. OCLC  921032943.CS1 Maint: diğerleri (bağlantı)