3-Achsen-CNC-Router vs. 4-Achsen-CNC-Router vs. 5-Achsen-CNC-Router

Wenn Sie die Idee haben, eine CNC-Fräsmaschine zu kaufen, wie viele Achsen benötigen Sie für das CNC-Fräserkit? Dies ist ein häufiges Problem für jeden Käufer von CNC-Router. Beginnen wir also mit einem Vergleich von 3-Achsen-, 4-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Router.

Verstehen Sie 3-Achsen, 4. Achse, 4-Achsen und 5-Achsen für CNC-Router-Maschinen-Kits

5 Achsen:X-Y-Z-A-B, X-Y-Z-A-C, X-Y-Z-B-C (Die Spindel kann um 180 Grad nach links und rechts gedreht werden.)

4 Achsen:X-Y-Z-A, X-Y-Z-B, X-Y-Z-C (4-Achsen-Gestänge)

4. Achse:Y-Z-A, X-Z-A (3-Achsen-Gestänge)

3 Achsen:X-Y-Z (3-Achsen-Gestänge)

A-, B- oder C-Achse entspricht der Rotationsachse von X, Y, Z.

3-Achsen-CNC-Fräsmaschine

Diese speziellen CNC-Router können gleichzeitig auf drei verschiedenen Achsen laufen.

X-Achse:von links nach rechts

Y-Achse:von vorne nach hinten

Z-Achse:hoch und runter

3-Achsen-CNC-Router-Maschinen, die gleichzeitig drei Achsen bewegen; die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse. Beim Schneiden entlang der X-Achse wird der Fräser von links nach rechts bewegt, beim Schneiden entlang der Y-Achse von vorne nach hinten und beim Schneiden entlang der Z-Achse nach oben und unten. Diese Maschinen werden hauptsächlich zum Schneiden von flachen, 2D- und 2,5D-Teilen verwendet. Ob Flachschnitzen oder Rundschnitzen, man kann es sich als Flachschnitzen vorstellen, es wird nach dem Puls berechnet.

3-Achsen-CNC-Router

4. Achse CNC-Fräsmaschine

Im Allgemeinen fügen Sie dem 3-Achsen-CNC-Router-Kit eine Rotationsachse hinzu, die auch als A-Achse bezeichnet wird, d. h. als 4. Rotationsachsen-CNC-Router. Wie unterscheidet man ein echtes 4-Achsen-CNC-Router-Kit? Wir geben ein gängiges Beispiel für ein 4-Achsen-3D-Zylinderrouting, das aus einem runden Short-Stick-Schnitt besteht oder einen 3D-Buddha schnitzt die Rotationsachse, der wahre Arbeiter ist eine 3-Achsen-CNC-Maschine oder eine rotierende 4-Achsen-CNC-Maschine.

4. Achse CNC-Router

4-Achsen-CNC-Fräsmaschine

4-Achs-CNC-Frästisch ermöglicht beidseitiges Arbeiten, was bei 3-Achs-CNC-Frästisch nicht möglich ist. Die 4-Achsen-CNC-Werkzeugmaschinen haben auch eine X-, Y-, Z-Achse, es bezieht sich auf X-Y-Z-A, X-Y-Z-B, X-Y-Z-C, 4-Achsen sind verbunden, die 4-Achsen können gleichzeitig arbeiten.

4-Achsen-CNC-Router

4 Achsen vs. 4. Achse

4 Achsen bedeutet, dass die Werkzeugmaschine gleichzeitig die Bewegung der X-, Y-, Z- und A-Achse ausführt. Die vier Achsen repräsentieren die vier Richtungen der Werkzeugmaschine. Normalerweise repräsentiert die X-Achse die linke und rechte Richtung, die Y-Achse die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung und die Z-Achse die Aufwärts- und Abwärtsrichtung. Die A-Achse ist die positive und negative Richtung der Drehachse. Die 4. Achse bedeutet, dass die Werkzeugmaschine nur die Bewegungen der X-, Y-, Z- und A-Achse gleichzeitig ausführen kann.

Drei Achsen können die Verknüpfung von vier Achsen nicht gleichzeitig ausführen. Die 4-Achsen-CNC-Routermaschine ist grob in zwei Typen unterteilt, eine ist eine Flachfräsmaschine der 4. Achse und die andere ist eine 3D-CNC-Routermaschine der 4. Achse. Wie der Name schon sagt, schneidet oder schneidet die Flachfräsmaschine der 4. Achse nur einseitig in das Material.

4. Achse 3D-Bearbeitung bedeutet, dass die Maschine 3D-Rotationsschnitzen oder -Schneiden ausführen kann, aber eine der drei Achsen X, Y und Z wird zum Fräsen in die A-Achse umgewandelt. Wir erklären den Unterschied zwischen diesen beiden Arten von 3D-CNC-Maschinen aus verschiedenen Blickwinkeln:

1. Konzeptionell besteht der Unterschied zwischen der 4. Achse und der 4. Achse darin, ob die vierachsige Verbindung von X, Y, Z und A gleichzeitig ausgeführt werden kann.

2. Aus Sicht des Maschinensteuerungssystems verwendet die 4-Achsen-CNC-Maschine ein Vier-Achsen-Gestängesystem und die 4. Achse verwendet ein Drei-Achsen-Gestängesystem.

3. Das 4-Achsen-Gestängesystem verwendet eine 4-Achsen-Signalübertragung entsprechend dem Bewegungssignal der Maschine. Verlust, 3-Achsen-Gestänge verwendet eine 3-Achsen-Signalübertragung, ein Signal ist weniger als 4-Achsen.

4. Je nach Routing-Effekt hat die Vierachse mehr Verarbeitung als die 4. Achse, die Verarbeitung ist gleichmäßiger, der Totwinkel ist kleiner und das Erscheinungsbild ist schöner.

5. Abweichend von der Richtung der Werkzeugmaschine. Die Richtung, in die der 4-Achsen-Tooltip zeigt, kann jederzeit geändert werden. Die Werkzeugspitze der 4. Achse zeigt immer auf die Werkstückmitte. Die vier Achsen sind fortschrittlicher und zuverlässiger als die vierte Achse. 4-Achsen ist der Entwicklungstrend von 3D-CNC-Fräsmaschinen. Wichtig ist, dass mehr als 60% der 3D-CNC-Fräsmaschinen auf dem Markt 4. Achse sind. Bei der Auswahl einer 4-Achs-3D-CNC-Maschine muss nicht nur zwischen 4 Achsen und 4. Achse unterschieden werden, sondern auch die eigenen Bearbeitungsbedingungen wie Größe, Gewicht, Härte und Bearbeitungsmethoden des Werkstücks analysiert werden.

5-Achsen-CNC-Fräsmaschine

Diese Router ähneln in etwa dem 3, 4-Achsen-CNC-Maschinensatz, haben jedoch zwei zusätzliche Achsen, die sie entlang bewegen können. Diese zusätzlichen Achsen ermöglichen eine kürzere Projektzeit, da sie fünf Kanten des Materials gleichzeitig schneiden können. Aufgrund der Tatsache, dass diese Maschinen jedoch eine längere X-Achse haben, ist die Stabilität und Genauigkeit geringer, was möglicherweise mehr Ihrer Aufmerksamkeit erfordert als ein 3-, 4-Achsen-CNC-Router-Kit.

Das 5-Achs-CNC-Bearbeitungszentrum zeichnet sich durch hohe Effizienz und hohe Präzision aus, und der Pentaeder kann in einer Aufspannung des Werkstücks bearbeitet werden. Ausgestattet mit einem 5-Achs-Gestänge High-End-Numerical Control System kann es auch komplexe räumliche Oberflächen hochpräzise bearbeiten und eignet sich besser für die Bearbeitung moderner Formen wie Autoteile und Flugzeugstrukturteile. Für die Rundachse des 5-Achs-Vertikal-Bearbeitungszentrums gibt es zwei Möglichkeiten. Eine davon ist die Tischdrehachse. Der auf dem Bett aufgestellte Tisch kann sich um die X-Achse drehen, die als A-Achse definiert ist. Der allgemeine Arbeitsbereich der A-Achse beträgt +30 Grad bis -120 Grad. In der Mitte des Arbeitstisches befindet sich auch ein Drehtisch, der sich um die Z-Achse an der in der Abbildung gezeigten Position, die als C-Achse definiert ist, dreht, und die C-Achse dreht sich um 360 Grad. Auf diese Weise können durch die Kombination von A-Achse und C-Achse, mit Ausnahme des 5-Achs-Bearbeitungszentrums an der Unterseite des auf dem Arbeitstisch fixierten Werkstücks, die anderen fünf Oberflächen von der Vertikalspindel bearbeitet werden. Der minimale Teilungswert von A-Achse und C-Achse beträgt in der Regel 0,001 Grad, damit das Werkstück in beliebige Winkel unterteilt werden kann und Schrägflächen, Schrägbohrungen etc. bearbeitet werden können. Werden die A-Achse und C-Achse mit den drei Linearachsen X, Y, Z verbunden, können komplexe Raumflächen bearbeitet werden. Dies erfordert natürlich die Unterstützung von High-End-CNC-Systemen, Servosystemen und Software. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass der Aufbau der Spindel relativ einfach ist, die Steifigkeit der Spindel sehr gut ist und die Herstellungskosten relativ gering sind. Der allgemeine Arbeitstisch kann jedoch nicht zu groß ausgelegt werden und die Tragfähigkeit ist auch gering, insbesondere wenn die A-Achsen-Drehung größer oder gleich 90 Grad ist, bringt das Werkstück ein großes Tragmoment auf der Arbeitstisch beim Schneiden. Die andere besteht darin, sich auf die Drehung des vertikalen Spindelkopfes zu verlassen. Das vordere Ende der Hauptwelle ist ein Drehkopf, der die Z-Achse um 360 Grad umkreisen kann, um zur C-Achse zu werden. Der Drehkopf hat auch eine A-Achse, die sich um die X-Achse drehen kann, die im Allgemeinen mehr als ±90 Grad erreichen kann, um die gleiche Funktion wie oben zu erreichen. Der Vorteil dieser Einstellmethode besteht darin, dass die Spindelbearbeitung sehr flexibel ist, der Arbeitstisch auch sehr groß ausgelegt werden kann und der riesige Rumpf und die riesige Triebwerkshülle des Passagierflugzeugs auf einem solchen Bearbeitungszentrum bearbeitet werden können. Diese Konstruktion hat auch einen großen Vorteil:Wenn wir mit Kugelfräsern gekrümmte Oberflächen bearbeiten, wenn die Mittellinie des Werkzeugs senkrecht zur bearbeiteten Oberfläche steht, da die Lineargeschwindigkeit des Scheitels des Kugelfräsers Null ist, ist die Oberfläche Die Qualität des am Scheitelpunkt geschnittenen Werkstücks ist schlecht. Die Spindeldrehung ist so ausgelegt, dass sich die Spindel relativ zum Werkstück um einen Winkel dreht, so dass der Kugelfräser das Scheitelschneiden vermeidet, eine bestimmte Lineargeschwindigkeit garantiert und die Oberflächenbearbeitungsqualität verbessert. Diese Struktur ist sehr beliebt für die hochpräzise Oberflächenbearbeitung von Formen, die für Drehtisch-Bearbeitungszentren nur schwer zu erreichen ist. Um die hohe Rotationspräzision zu erreichen, ist die High-End-Rundachse zusätzlich mit einer kreisförmigen Gitterrückführung ausgestattet, und die Indexiergenauigkeit liegt innerhalb weniger Sekunden. Natürlich ist die Rotationsstruktur dieser Art von Spindel komplizierter und die Herstellungskosten sind ebenfalls hoch.

Echte 5-Achsen vs. gefälschte 5-Achsen

Die echte Fünfachse hat eine RTCP-Funktion. Sie kann entsprechend der Pendellänge der Spindel und den mechanischen Koordinaten des Drehtisches automatisch umgerechnet werden. Bei der Programmerstellung sind nur die Koordinaten des Werkstücks zu berücksichtigen, nicht die Pendellänge der Spindel und die Position des Rundtisches. Ob es sich um einen echten Fünfachser handelt, hängt nicht davon ab, ob der Fünfachser verkettet ist, der gefälschte Fünfachser kann auch ein Fünfachser sein. Wenn die Spindel den RTCP-True-Fünf-Achsen-Algorithmus hat. Es soll die Indizierungsverarbeitung durchführen. Die echten Fünfachsen mit RTCP-Funktion müssen nur ein Koordinatensystem einstellen und müssen die Koordinaten nur einmal für das Werkzeug einstellen. Die gefälschte Fünfachse ist eine Menge Ärger.

Das CNC-System mit RTCP-Funktion kann die Werkzeugspitzenprogrammierung direkt nutzen, ohne den Achsabstand der Drehachse zu berücksichtigen. Nach der Anwendung des RTCP-Modus kann die Programmierung der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung direkt auf die Werkzeugspitze statt auf die Mitte des rotierenden Spindelkopfs ausgerichtet werden, sodass die Programmierung viel einfacher und effizienter wird.

Für den Pseudo-Fünf-Achsen-Doppeldrehtisch müssen mehrere Koordinaten eingestellt werden, um den Zweck der Indexverarbeitung zu erreichen. Wenn es sich jedoch um einen 5-Achsen-Schwenkkopf handelt, kann die Indexierungsbearbeitung nicht abgeschlossen werden, da der 5-Achsen-Schwenkkopf bei der Bearbeitung nach unten keine einzelne Z-Bewegung ist, sondern sich Z zusammen mit X oder Y bewegt. Zu diesem Zeitpunkt ist die gefälschte 5-Achsen-Programmierung sehr mühsam und das Debuggen wird schwieriger, und die 3-Achsen-Offset-Funktion kann derzeit nicht verwendet werden.

5-Achsen-CNC-Router

Welche CNC-Fräsmaschine ist ideal für Sie?

Während diese Router mit dem, was sie leisten können, ziemlich unkompliziert erscheinen, sind sie sehr empfindliche und fortschrittliche Technologien. Wenn Sie mit Ihren Designs kreativer werden möchten, wird empfohlen, in ein 4-Achsen- oder 5-Achsen-CNC-Router-Kit zu investieren, aber 3-Achsen- oder 4-Achsen-CNC-Router-Kits sind oft günstiger.

Nachdem Sie nun die Funktionsweise eines Routers kennengelernt haben, können Sie die Unterschiede zwischen den verschiedenen Modellen besser verstehen.

5-Achsen-CNC-Maschinen können entlang zweier zusätzlicher Achsen als 3-Achsen-CNC-Maschinen schneiden. Diese Oberfräsen können gleichzeitig an fünf Seiten eines Materialstücks schneiden, was die Fähigkeiten und Flexibilität des Bedieners erweitert. Im Gegensatz zu ihren 3-Achsen-Pendants werden diese Maschinen normalerweise zum Schneiden großer 3D-Teile verwendet. Darüber hinaus verfügen 5-Achs-CNC-Maschinen über ein höheres Portal und eine längere X-Achse, wodurch sie größere Teile schneiden können; Dies ist jedoch mit erheblichen Kosten verbunden; Je höher das Portal und je länger die X-Achse, desto weniger genau und stabil sind diese Maschinen. Für eine ordnungsgemäße Qualitätskontrolle sollten die Höhe des Portals und die Länge der X-Achse so gering wie möglich sein.

Obwohl Router wie einfache Maschinen erscheinen, handelt es sich um hochentwickelte Technologien, deren Bedienung ein gewisses Maß an Fachwissen erfordert. 5-Achs-CNC-Maschinen sind in der Regel teurer als herkömmliche 3-Achs-Maschinen, bieten aber letztendlich mehr Flexibilität und ermöglichen den Benutzern, bei ihren Designs kreativer zu sein.

Wie viele Achsen benötigen Sie?

Vielleicht haben Sie schon Hinweise auf CNC-Fräser mit sieben, neun oder sogar elf Achsen gesehen. Auch wenn diese vielen zusätzlichen Achsen schwer vorstellbar erscheinen, ist die Erklärung für solch atemberaubende Geometrien eigentlich ganz einfach.

Wenn Sie es mit Maschinen zu tun haben, die mehr als eine Drehspindel haben, dann haben Sie bereits mehr Achsen.

Wir haben zum Beispiel Maschinen mit zweiten Spindeln und unteren Revolvern. Auf diesen Maschinen haben Sie mehrere Achsen:der obere Revolver hat 4 Achsen und der untere Revolver hat 2, dann haben Sie gegenüberliegende Spindeln, die ebenfalls 2 Achsen haben. Diese Maschinen können bis zu 9 haben.

Eine Komponente, wie ein Luft- und Raumfahrtventil, könnte auf einer 5-Achsen-CNC-Maschine hergestellt werden. Oder wir könnten diesen Teil auf einem mehrachsigen CNC-Router mit einer rotierenden B-Achse und Doppelspindeln für zwei C-Achsen plus X, Y und Z ausführen. Es gibt auch einen unteren Revolver, der Ihnen ein zweites X und Z bietet. Sie haben also mehr Achsen, aber das Teil selbst hat die gleiche Geometrie.

Wie viele Achsen benötigen Sie also für Ihr Unternehmen?

Wie so oft in der Fertigung hängt die Antwort auf diese Frage von Ihrer speziellen Anwendung ab. Sehen Sie sich das folgende Beispiel an:

Eine Turbinenschaufel ist eine Freiformfläche und kann ziemlich komplex sein. Der effizienteste Weg, eine solche Klinge zu bearbeiten, besteht darin, 5-Achsen zu verwenden, wobei das Werkzeug in einer Spirale um das Schaufelblatt der Klinge geführt wird. Sie können eine 3-Achsen-Bearbeitung verwenden, wenn Sie die Klinge auf eine Position indexieren und dann drei Linearachsen verwenden, um sie zu bearbeiten, aber das ist normalerweise nicht der effizienteste Weg.

Die Geometrie des Teils sagt Ihnen, ob Sie eine 3-, 4- oder 5-Achsen-Konfiguration benötigen.

Beachten Sie jedoch, dass die Anzahl der benötigten Achsen von mehr als nur einem Teil abhängt. Das Teil wird viel davon diktieren, aber dann gibt es auch noch das, was der Shop erreichen möchte.

Ein Kunde könnte mir ein Teil bringen, sagen wir eine Titan-Luftfahrthalterung, und ich könnte sagen, das ist ein perfektes Teil für einen 5-Achsen-CNC-Frästisch, aber er plant möglicherweise, Teile herzustellen, die auf einer unserer Maschinen besser funktionieren würden. Diese Multifunktionsmaschine ist möglicherweise nicht so optimiert wie eine 5-Achsen-CNC-Maschine, aber sie bietet dem Kunden möglicherweise Möglichkeiten für Dreh-, Wellen- oder Spannfutterarbeiten, die Teil ihres langfristigen Plans sind.

Eine andere zu berücksichtigende Sache ist der Arbeitsraum. Welche Teilegröße können Sie maximal in die Maschine einlegen und dennoch Werkzeugwechsel und Teiletransfers durchführen? Es geht darum, die Fähigkeiten der CNC-Maschine zu verstehen und zu verstehen, was sie kann und was nicht.

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