Kas teate, et viieteljelisi tööpinke on mitut tüüpi?
Viie telje töötlemine, nagu nimigi ütleb, on CNC-töötlusviis. Viieteljeliseks töötlemiseks kasutatavat tööpinki, mis kasutab lineaarset interpolatsiooni liikumist mis tahes viies koordinaadis X, Y, Z, A, B ja C, nimetatakse tavaliselt viieteljeliseks tööpingiks või viieteljeliseks töötluskeskuseks. Aga kas sa tõesti mõistad viieteljelist töötlemist?
Viie telje tehnoloogia arendamine
Aastakümneid on levinud arvamus, et viieteljelise CNC-töötlustehnoloogia on ainus vahend pidevate, siledate ja keerukate pindade töötlemiseks. Kui inimesed kogevad keerukate pindade projekteerimisel ja valmistamisel lahendamatuid probleeme, pöörduvad nad viieteljelise töötlemise tehnoloogia poole. Kuid... Viieteljelise ühendusega CNC on CNC-tehnoloogias kõige keerulisem ja laialdasemalt kasutatav tehnoloogia. See integreerib arvutijuhtimise, suure jõudlusega servoajami ja täppistöötlustehnoloogia ning seda kasutatakse keerukate pindade tõhusaks, täpseks ja automatiseeritud töötlemiseks. Rahvusvaheliselt peetakse viieteljelist CNC-tehnoloogiat riigi tootmisseadmete automatiseerimistehnoloogia taseme sümboliks. Tänu oma erilisele staatusele, eelkõige olulisele mõjule lennundusele, kosmose- ja sõjatööstusele ning tehnoloogilisele keerukusele, on arenenud lääne tööstusriigid alati rakendanud viieteljelistele CNC-süsteemidele kui strateegilistele materjalidele ekspordilitsentside süsteemi. Võrreldes kolmeteljelise sidemega CNC-töötlusega on tehnoloogia ja programmeerimise vaatenurgast viieteljelise CNC-töötluse kasutamisel keeruliste pindade jaoks järgmised eelised: 1) töötlemise kvaliteedi ja tõhususe parandamine 2) protsesside ulatuse laiendamine 3) uue suuna saavutamine. liitarendus
Viieteljeline CNC-mehaaniline töötlemine on CNC-programmeerimise, CNC-süsteemi ja masina struktuuri poolest palju keerulisem võrreldes kolmeteljeliste tööpinkidega, mis on tingitud häiretest ja tööriista asukoha juhtimisest töötlemisruumis. Nii et viis telge on lihtne öelda, kuid tegelikult on neid raske rakendada! Pealegi on seda veelgi keerulisem tõhusalt tegutseda ja rakendada!
Viiest kirvest rääkides pean ütlema, kas see on tõsi või vale? Peamine erinevus tõese ja vale 5-telje vahel on see, kas sellel on RTCP-funktsioon. Seetõttu otsis toimetaja spetsiaalselt seda sõna! RTCP, palun selgitage, et Fidia RTCP tähistab "pöörlevat tööriista keskpunkti", mis tähendab sõna-sõnalt "pöörlevat tööriista keskpunkti". Tööstuses tõlgitakse seda sageli kui "tööriistakeskuse ümber pöörlemist" ja mõned inimesed tõlgivad seda otse kui "tööriistakeskuse ümber programmeerimine". Tegelikult on see ainult RTCP tulemus. PA RTCP on lühend sõna "Reaalajas tööriista keskpunkti pööramine" esimestest sõnadest. Heidelberg viitas sarnasele uuendustehnoloogiale kui TCPM, mis tähendab Tool Center Point Management. Mõned tootjad viitavad sarnastele tehnoloogiatele kui TCPC, mis tähistab "Tool Center Point Control" või tööriista keskpunkti juhtimist. Fidia RTCP sõnasõnalisest tähendusest lähtudes, eeldades, et RTCP funktsioon täidetakse käsitsi kindlas punktis, jäävad tööriista keskpunkt ja tegelik kontaktpunkt tööriista ja tooriku pinna vahel muutumatuks. Sel hetkel langeb tööriista keskpunkt normaalsele tööriista ja tooriku pinna tegelikule kontaktpunktile ning tööriistahoidik pöörleb ümber tööriista keskpunkti. Kuulotsa lõikurite puhul on tööriista keskpunkt CNC-koodi sihttrajektoori punkt. Selleks, et saavutada RTCP funktsiooni ajal tööriistahoidja lihtsalt ümber sihttrajektoori punkti (st tööriista keskpunkti) pööramise, on vaja reaalajas kompenseerida pöörlemisest põhjustatud tööriista keskpunkti koordinaatide nihe. tööriistahoidikust. Alles siis saab muuta nurka tööriistahoidiku ja tööriista ja tooriku pinna vahelise tegeliku kontaktpunkti normaalnurga vahel, hoides samal ajal tööriista keskpunkti ning tööriista ja tooriku pinna tegelikku kontaktpunkti muutumatuna. Lõikamise efektiivsuse maksimeerimiseks kuulotste lõikurid ja tõhusalt vältida häireid. Seetõttu näib RTCP olevat rohkem keskendunud tööriista keskpunktis (st CNC-koodi sihttrajektoori punktis) seismisele, käsitledes pöördekoordinaatide muutusi. Viieteljelised tööpingid ja CNC-süsteemid ilma RTCP-ta peavad tuginema CAM-i programmeerimisele ja järeltöötlusele, planeerides tööriista teekonna ette. Sama osa puhul, kui tööpinki või tööriista vahetatakse, tuleb CAM-i programmeerimine ja järeltöötlus uuesti läbi viia, nii et seda saab nimetada ainult võlts viieteljeks. Paljud kodumaised viieteljelised CNC-tööpingid ja süsteemid kuuluvad seda tüüpi võltsitud viieteljeliste seadmete hulka. Muidugi on arusaadav, kui teised nõuavad end viieteljeliseks ühenduslüliks nimetamisest, kuid see (võlts) viieteljeline pole see (päris) viieteljeline!
Seetõttu konsulteeris toimetaja ka valdkonnaekspertidega. Lühidalt öeldes viitab tõeline viis telge viie telje ühendusele, samas kui vale viie telje ühendus võib olla viie teljega kolme teljega ja ülejäänud kaks telge täidavad ainult positsioneerimisfunktsiooni! See on levinud ütlus, mitte standardiseeritud. Üldiselt on viieteljelisi tööpinke kahte tüüpi: üks on viie teljega ühendamine, mis tähendab, et kõiki viit telge saab ühendada korraga, ja teine on viie telje positsioneerimine. Tegelikult on see viieteljeline kolme ühendus, mis tähendab, et kaks pöörlevat telge saavad pöörata ja positsioneerida ning korraga saab ühendada ainult kolm telge. Seda tüüpi viieteljelist tööpinki, mida tavaliselt tuntakse režiimina 3+2, võib mõista ka kui vale viieteljelist tööpinki.
Viieteljeliste CNC-tööpinkide praegune vorm
Tööpingitootjad on 5-teljega töötlemiskeskuste mehaanilise disaini puhul alati pühendunud uute liikumisrežiimide väljatöötamisele, et need vastaksid erinevatele nõuetele. Arvestades praegu turul saadaolevaid erinevat tüüpi viieteljelisi tööpinke, kuigi nende mehaanilised struktuurid on mitmekesised, on peamiselt järgmised vormid:
Kaks pöörlemiskoordinaati juhivad otseselt tööriista telje suunda (topeltpendli vorm)
Kaks koordinaattelge on tööriista ülaosas, kuid pöörlemistelg ei ole sirge teljega risti (vertikaalse pendli tüüp)
Kaks pöörlemiskoordinaati juhivad otseselt ruumi pöörlemist (kahekordse pöördlaua kujul)
Töölaual on kaks koordinaattelge, kuid pöörlemistelg ei ole sirge teljega risti (vertikaalne töölaud)
Viieteljelistes tööpinkide konstruktsioonides on nähtud kahte pöörlemiskoordinaati, millest üks mõjub tööriistale ja teine toorikule (ühe pöörde ja ühe pöörde kujul). Usume, et peaksime aru saama, mida viieteljeline tööpink liigub ja kuidas see liigub.
Raskused ja takistused viieteljelise CNC-tehnoloogia väljatöötamisel
Kõik on juba ammu tunnustanud viieteljelise CNC-tehnoloogia paremust ja tähtsust. Kuid siiani on viieteljelise CNC-tehnoloogia rakendamine piiratud mõne rahaliselt tugeva osakonnaga ja endiselt on lahendamata probleeme.
Allpool on toimetaja kokku kogunud mõned raskused ja takistused, et näha, kas need vastavad teie olukorrale?
Viieteljelise CNC programmeerimise abstraktne ja raske töö valmistab peavalu igale traditsioonilisele CNC programmeerijale. Kolmeteljelistel tööpinkidel on ainult lineaarsed koordinaatteljed, samas kui viieteljelised CNC-tööpinkidel on erinevad struktuurivormid; Sama NC-kood võib saavutada sama töötlusefekti erinevatel kolmeteljelistel CNC-tööpinkidel, kuid teatud tüüpi viieteljeliste tööpinkide NC-koodi ei saa rakendada igat tüüpi viieteljelistele tööpinkidele. Lisaks lineaarsele liikumisele peab CNC programmeerimine koordineerima ka vastavaid pöördliikumise arvutusi, nagu pöördenurga käigu kontroll, mittelineaarsete vigade kontrollimine, tööriista pöörlemisliikumise arvutamine jne. Töödeldava teabe hulk on suur ja CNC programmeerimine on äärmiselt suur. abstraktne. Viieteljelise CNC-töötluse töö- ja programmeerimisoskused on omavahel tihedalt seotud. Kui kasutajad lisavad tööpingile erifunktsioone, on programmeerimine ja kasutamine keerulisem. Ainult korduva harjutamisega saavad programmeerimine ja operaatorid omandada vajalikud teadmised ja oskused. Viieteljelise CNC-tehnoloogia populariseerimisel on suureks takistuseks kogenud programmeerijate ja operaatorite puudumine. Paljud kodumaised tootjad on ostnud välismaalt viieteljelisi CNC-tööpinke. Ebapiisava tehnilise väljaõppe ja teenuste tõttu on viieteljeliste CNC-tööpinkide omaseid funktsioone raske saavutada ning tööpinkide kasutusmäär on väga madal. Paljudes olukordades on parem kasutada kolmeteljelisi tööpinke. Nõuded NC-interpolatsioonikontrolleritele ja servoajamisüsteemidele on väga ranged. Viieteljelise tööpingi liikumine on kombinatsioon viiest koordinaattelje liikumisest. Pöörlevate koordinaatide lisamine mitte ainult ei suurenda interpoleerimisoperatsioonide koormust, vaid vähendab oluliselt ka töötluse täpsust, mis on tingitud väikestest vigadest pööramises koordinaatides. Seetõttu on nõutav, et kontrolleril oleks suurem töötäpsus. Viieteljelise tööpinkide liikumisomadused nõuavad servoajamisüsteemi häid dünaamilisi omadusi ja suurt kiirusevahemikku.
Eriti oluline on viieteljelise CNC NC-programmi kontrollimine
Mehaanilise töötlemise tõhususe parandamiseks tuleb kiiresti kõrvaldada traditsiooniline "proovilõikemeetodi" kontrollimeetod. Viieteljelise CNC-töötluse puhul on muutunud väga oluliseks ka NC-programmi kontrollimine, kuna tavaliselt viieteljelise CNC-tööpinkide abil töödeldav toorik on väga kallis ning viieteljelise CNC-töötlemise puhul on kokkupõrge tavaline probleem: tööriist lõikab sisse toorik; Tööriist põrkub töödeldava detailiga kokku väga suurel kiirusel; Lõikeriistade, tööpinkide, kinnitusdetailide ja muude töötlemisvahemikus olevate seadmete kokkupõrge; Liikuvate osade kokkupõrge tööpingil olevate fikseeritud osade või toorikute vahel. Viieteljelises CNC-s on kokkupõrke ennustamine keeruline ning kontrollprogramm peab põhjalikult analüüsima tööpingi kinemaatikat ja juhtimissüsteemi. Kui CAM-süsteem tuvastab vea, saab see kohe töödelda tööriista teed; Kui aga töötlusprotsessi käigus leitakse NC-programmi vigu, ei saa tööriista teekonda otse muuta, nagu kolmeteljelise CNC puhul. Kolmeteljelisel tööpingil saab operaator otseselt muuta parameetreid, näiteks tööriista raadiust. Viieteljelise töötlemise puhul pole olukord nii lihtne, sest tööriista suuruse ja asendi muutused mõjutavad otseselt järgnevat pöörleva liikumise trajektoori.
Tööriista raadiuse kompenseerimine
Viieteljelise ühenduse NC programmis on tööriista pikkuse kompenseerimise funktsioon endiselt efektiivne, kuid tööriista raadiuse kompenseerimine on ebaefektiivne. Silindriliste freeside kasutamisel kontaktvormimisfreesimiseks tuleb erineva läbimõõduga tööriistade jaoks välja töötada erinevad programmid. Praegu populaarsed CNC-süsteemid ei suuda tööriista raadiuse kompenseerimist lõpule viia, kuna ISO-fail ei anna piisavalt andmeid tööriista asukoha ümberarvutamiseks. Kasutajad peavad CNC-töötlemise ajal tööriistu sageli vahetama või tööriistade täpset suurust kohandama. Tavaliste töötlemisprotseduuride kohaselt tuleks tööriista trajektoor uuesti CAM-süsteemi tagasi saata. Selle tulemusena on kogu töötlemisprotsessi efektiivsus väga madal. Norra teadlased töötavad sellele probleemile välja ajutist lahendust nimega LCOPS (Low Cost Optimized Production Strategy). Tööriista trajektoori korrigeerimiseks vajalikud andmed edastatakse CNC rakendusest CAM süsteemi ning arvutatud tööriista trajektoor saadetakse otse kontrollerile. LCOPS nõuab kolmanda osapoole CAM-tarkvara, mida saab otse ühendada CNC-tööpinkidega, edastades ISO-koodide asemel CAM-süsteemi faile. Selle probleemi lõplik lahendus sõltub uue põlvkonna CNC-juhtimissüsteemi kasutuselevõtust, mis suudab tuvastada töödeldava detaili mudelifaile levinud vormingutes (nt STEP) või CAD-süsteemi faile.
Postiprotsessorid
Viieteljelise tööpingi ja kolmeteljelise tööpingi erinevus seisneb selles, et sellel on ka kaks pöörlemiskoordinaati. Tööriista asend teisendatakse tooriku koordinaatsüsteemist masina koordinaatsüsteemi ja vahepeal on vaja mitmeid koordinaatide teisendusi. Kasutades turul populaarset postprotsessori generaatorit, on võimalik luua postprotsessor kolmeteljelisele CNC-tööpingile, sisestades lihtsalt tööpingi põhiparameetrid. Viieteljeliste CNC-tööpinkide jaoks on praegu ainult mõned täiustatud postprotsessorid. Viieteljelise CNC-tööpingi postprotsessor vajab veel edasiarendamist.
Kolmeteljelise hoovastiku kasutamisel ei pea tööriista trajektooril arvestama tooriku alguspunkti asukohta tööpingil. Postiprotsessor suudab automaatselt käsitleda tooriku koordinaatsüsteemi ja tööpingi koordinaatsüsteemi vahelisi seoseid. Viieteljelise hoovastiku puhul, nagu mehaaniline töötlemine horisontaalsel freespingil X-, Y-, Z-, B- ja C-viieteljelise hoovastikuga, peavad tooriku asukoha mõõtmed C-pöördlaual ning B- ja C-pöördlaudade vahelised asendimõõtmed olema arvestatakse tööriista radade loomisel. Tavaliselt kulutavad töötajad detailide kinnitamisel palju aega nende positsioonisuhetega tegelemisele. Kui postprotsessor suudab neid andmeid töödelda, on toorikute paigaldamine ja tööriistade trajektooride töötlemine oluliselt lihtsustatud; Lihtsalt kinnitage toorik töölauale, mõõtke tooriku koordinaatsüsteemi asukoht ja suund, sisestage need andmed järelprotsessorisse ja teostage tööriista tee järeltöötlus, et saada sobiv NC-programm.
Mittelineaarse vea ja singulaarsuse probleemid
Pöörlemiskoordinaatide kasutuselevõtu tõttu on viieteljelise CNC-tööpinkide kinemaatika palju keerulisem kui kolmeteljelisel tööpingil. Esimene pöörlemisega seotud probleem on mittelineaarne viga. Mittelineaarsed vead tuleks omistada programmeerimisvigadele ja neid saab kontrollida sammude vahemaa vähendamisega. Eelarvutamise etapis ei saa programmeerijad mittelineaarsete vigade suurust määrata. Mittelineaarseid vigu saab arvutada alles pärast masinaprogrammi genereerimist postprotsessori kaudu. Tööriista trajektoori lineariseerimine võib selle probleemi lahendada. Mõned juhtimissüsteemid võivad töötlemise ajal tööriista teekonda lineariseerida, kuid tavaliselt tehakse seda postprotsessoris. Teine pöörlemisteljest tingitud probleem on singulaarsus. Kui singulaarsus on pöörlemistelje piirasendis, võib iga väike võnkumine singulaarsuse lähedal põhjustada pöörlemistelje 180-kraadise pöörde, mis on üsna ohtlik.
Nõuded CAD/CAM-süsteemidele
Pentaeedrilise töötluse kasutamiseks peavad kasutajad toetuma küpsetele CAD/CAM-süsteemidele ja CAD/CAM-süsteemi kasutamiseks peavad olema kogenud programmeerijad.
