Sviluppo e tendenze delle macchine utensili CNC con collegamento a 5 assi

Le macchine utensili CNC come "macchina madre industriale" dell'industria manifatturiera delle attrezzature, hanno l'obiettivo di promuovere lo sviluppo della forza industriale nazionale e accelerare la costruzione della potenza produttiva di importanti attrezzature strategiche, che rappresentano il livello più alto dell'industria manifatturiera delle macchine utensili. Macchina CNC con collegamento a 5 assi sistema di utensili, è una misura della capacità di un paese di produrre parti complesse e di precisione del livello di tecnologia e automazione delle apparecchiature di produzione nazionali.

Uno standard importante del livello tecnico dell'automazione delle apparecchiature di produzione nazionale. Con lo sviluppo dell'industria, le macchine utensili CNC con collegamento a cinque assi sono considerate le più importanti apparecchiature di lavorazione ad alta precisione per strumenti aerospaziali, marini, militari, classificati, apparecchiature mediche di alta precisione e altre aree di lavorazione e produzione di componenti chiave .

Essendo un controllo computerizzato difficile e ampiamente utilizzato, un servoazionamento ad alte prestazioni e una tecnologia di lavorazione di precisione in una delle tecnologie delle macchine utensili CNC, delle macchine utensili CNC con collegamento a 5 assi e delle tradizionali macchine utensili CNC a tre assi, rispetto ai vantaggi insostituibili:

(1) Le macchine utensili CNC con collegamento a cinque assi possono essere elaborate. Le macchine utensili CNC a tre assi non possono elaborare la forma complessa del pezzo, il processo di lavorazione può efficacemente evitare l'interferenza dell'utensile. Ad esempio, nella lavorazione di applicazioni aerospaziali come giranti, pale, dischi a foglia intera e altre parti, le macchine utensili a cinque assi possono essere lavorate utilizzando un utensile più corto per migliorare la rigidità del sistema, ridurre il numero di utensili ed evitare la generazione di strumenti specializzati.

(2) Rispetto alle macchine utensili CNC a tre assi, le macchine utensili CNC a cinque assi possono ridurre il numero di serraggi e conversioni di datum e ridurre il numero di attrezzature utilizzate per migliorare significativamente l'efficienza e la precisione della lavorazione.

(3) Le macchine utensili CNC a cinque assi con elevata flessibilità, alta precisione, elevata integrazione e capacità di elaborazione complete, possono essere una buona soluzione per i settori aerospaziale, automobilistico e altri campi del processo di sviluppo di nuovi prodotti per la precisione e il ciclo di lavorazione di parti complesse tempo, riducendo così notevolmente il ciclo di sviluppo, migliorare il tasso di successo dei nuovi prodotti. Allo stato attuale, le macchine utensili CNC con collegamento a cinque assi sono diventate il punto caldo e il fulcro dello sviluppo dell'industria delle macchine utensili CNC di alta qualità in vari paesi.

La struttura di base delle macchine utensili CNC con collegamento a cinque assi

Le attuali macchine utensili CNC con collegamento a cinque assi sono per lo più strutture "3 + 2", ovvero tre assi di movimento lineari X, Y, Z più la rotazione degli assi X, Y e Z attorno ai tre assi A, B e C assi rotanti nella composizione di due. Pertanto, dalla direzione generale della classificazione, le macchine utensili CNC con collegamento a cinque assi hanno X, Y, Z, A, B; X, Y, Z, A, C; X, Y, Z, B, C tre forme. Divise in base alla forma combinata di due diversi assi rotanti, le macchine utensili CNC collegate a cinque assi hanno principalmente tre forme: tipo a doppia tavola rotante, tipo a tavola rotante più testa a pendolo e tipo a doppia testa a pendolo.

1.1 Struttura a doppia tavola rotante di macchine utensili CNC collegate a cinque assi

La struttura della tavola rotante di questa macchina utensile con collegamento a cinque assi è la struttura della doppia tavola rotante dell'asse A + asse C. Il tavolo posizionato sul letto può ruotare attorno all'asse X, definito asse A, e il campo di lavoro dell'asse A è generalmente compreso tra 30° e 120°. La tavola rotante posizionata al centro della tavola può ruotare attorno all'asse Z, definito come asse C, mentre l'asse C può ruotare di 360°. Pertanto, attraverso la combinazione dell'asse A e dell'asse C, i pezzi fissati sulla tavola possono essere lavorati con mandrini verticali su tutte e cinque le facce tranne la faccia inferiore.

1.2 Macchina utensile CNC a cinque assi con tavola rotante più struttura della testa a pendolo

L'asse A, l'asse B o l'asse C possono essere la tavola rotante e la testa a pendolo della macchina utensile, quindi la macchina utensile collegata a cinque assi con la tavola rotante e la struttura della testa a pendolo può realizzare diverse combinazioni per adattarsi a diverse lavorazioni oggetti. Il vantaggio di questa configurazione è che il mandrino della macchina può realizzare lavorazioni flessibili e, ingrandendo la tavola della macchina, è possibile realizzare la lavorazione di pezzi grandi e complessi.

1.3 Macchina CNC a cinque assi con struttura della testa a doppio pendolo

La struttura della testa del pendolo con una struttura a coltello sciolto del mandrino, quindi la dimensione della testa del doppio pendolo stessa non dovrebbe essere troppo piccola, generalmente tra 400 mm ~ 500 mm, insieme alla necessità di una gamma di attività della testa del doppio pendolo, struttura della testa a doppio pendolo di macchine utensili CNC a cinque assi con un intervallo di lavorazione più ampio, generalmente di tipo a portale o di tipo a portale con travi mobili, la larghezza del portale è generalmente compresa tra 2000 mm e 3,000 mm. Allo stato attuale, la struttura più avanzata della testa a pendolo della macchina utensile con collegamento a cinque assi del tipo a doppia testa a pendolo adotta generalmente un motore di coppia con tecnologia a "trasmissione zero", la tecnologia a "trasmissione zero" nell'asse rotante dell'applicazione per risolvere il problema della rigidità e della precisione di la catena di trasmissione delle principali vie tecniche.

Lo stato attuale della ricerca nei vari paesi

Stato della ricerca sulle macchine utensili CNC con collegamento a cinque assi di ciascun paese Attualmente, la ricerca sulle macchine utensili CNC con collegamento a 5 assi all'estero, principalmente in Europa e negli Stati Uniti come rappresentante dei paesi sviluppati, il Giappone, questi paesi rappresentano il livello più alto dei cinque assi odierni collegamento sviluppo di macchine utensili CNC. Con il progresso tecnologico e i requisiti sociali per le macchine utensili CNC di alta qualità in continuo miglioramento, la tecnologia CNC della famosa azienda manifatturiera su larga scala di macchine utensili CNC a cinque assi è ad alta velocità, alta precisione, intelligente, composita, alta affidabilità e la direzione verde dello sviluppo.

La tedesca SycoTec (Sycotec) Il mandrino elettrico di precisione ad alta velocità 4015DC-R-HSK63 è stato applicato ai centri di lavoro di macchine utensili CNC a cinque assi, in modo che la gamma di lavorazione della macchina utensile dall'originale 0 ~ 24,000 giri/min si espanda a 0 ~ 100,000 giri/min cinque lavorazione di precisione ad altissima velocità a due assi e macchina utensile con portautensili HSK-63 standard, per raggiungere velocemente lo standard. L'uso di portautensili HSK-63 standard sulla macchina consente cambi utensile rapidi e senza attrito standard, riducendo l'arresto della macchina tempi, aumentando la produttività e l'efficienza e ampliando la gamma di lavorazioni della macchina. Falegname l'azienda ha progettato macchine utensili CNC collegate a cinque assi dotate di M3ABC con testa di fresatura a tre assi di fascia alta con guida curva, coordinata B più di una, ovvero contenente tre diverse teste di coordinate rotanti A, B, C, i cinque assi collegati Macchine utensili CNC con eccellente rigidità e struttura relativamente compatta, grazie alle tre diverse teste di coordinate A, B, C integrate, che aumentano la gamma di deflessione. Il processo di rotazione dell'asse C non è limitato, il che migliora la precisione della macchina utensile CNC collegata a cinque assi durante le operazioni di lavorazione.

Francia Soma (SOMAB) Il centro di lavoro a cinque assi DIAM prodotto dall'azienda è potente, con serraggio e può essere ottenuto mediante tornitura, fresatura, alesatura, perforazione, tornitura e fresatura, lavorazione di ingranaggi, lavorazione di alberi a gomiti, test online e altri lavori compositi e migliora notevolmente l'efficienza di l'elaborazione della macchina utensile e la precisione di lavorazione.

L'Hurco degli Stati Uniti (Urco) Centri di lavoro a cinque assi della serie I con mandrino offset prodotti dall'azienda, l'uso di elettromandrino integrato e la configurazione di cuscinetti in ceramica ad alta precisione, il tavolo di lavoro non può avere alcuna limitazione dell'angolo di rotazione continua, tempo di battuta ridotto, può massimizzare il avanzamento utensile, nella contornatura di pezzi complessi ha prestazioni superbe. Il centro di lavoro CNC multifunzionale a 6 assi VF-5TR prodotto da Haas fornisce un movimento a 5 assi completamente sincronizzato e può posizionare il pezzo da lavorare praticamente a qualsiasi angolazione, migliorando la flessibilità di lavorazione.

La macchina utensile CNC a 40 assi ultraprecisa YASDAYBMVi5 di YASDA Industries, Ltd. (YASDA) è caratterizzato da un corpo rigido con struttura a ponte integrata, che consente lavorazioni di alta precisione ed elevata qualità superficiale nel campo della produzione di matrici e stampi. Yamazaki Mazak Corporation (Mazak) ha sviluppato il centro di lavoro multifunzionale con collegamento a cinque assi della serie VARIAXISi, in grado di completare la complessa lavorazione della superficie di piegatura di pezzi grandi e pesanti in un unico serraggio. Questa serie di attrezzature applica il concetto Done-in-One, che consente di completare tutte le lavorazioni dalla materia prima al prodotto finale su un'unica macchina. Riduce notevolmente i tempi di elaborazione e migliora la precisione dell'elaborazione.

Hyundai Weiya della Corea del Sud (HYUNDAIWIA) ha esposto il centro di lavoro verticale a cinque assi XF6300 ad alta velocità e alta precisione, con prodotti di stampo avanzati e caratteristiche di lavorazione ad alta precisione, la macchina adotta un mandrino integrato ad alte prestazioni da 15,000 giri/min, che può essere trasmesso al asse della vibrazione da ridurre al minimo combinando con la diversificazione ad alta precisione del mandrino, è possibile ottenere una lavorazione ad alta precisione a livello di micron. Italia FIDIA (FIDIA) ha lanciato centri di lavoro verticali di fresatura ad alta velocità a cinque assi, mandrino ad alta velocità fino a 24,000 giri/min, testa oscillante a cinque assi AC, utilizzata principalmente in paraurti automobilistici, lampade, stampi per interni, stampi in plastica, e altre lavorazioni di fresatura a cinque assi ad alta velocità.

Cina Huazhong L'architettura hardware e software del dispositivo CNC a cinque assi di tipo 8 sviluppata da CNC viene utilizzata nell'architettura del sistema CNC aperta, completamente digitale, di tipo bus, in termini di topologia del bus, uso di struttura ad anello o lineare, connessione con uno standard servoazionamento dell'interfaccia bus, unità I/O o modulo di acquisizione dati, che consente di combinare in modo flessibile il sistema a cinque assi e le diverse macchine utensili CNC a tavola rotante, migliorando notevolmente l'efficienza di elaborazione. Allo stato attuale, il sistema CNC a 8 assi tipo Huazhong 5 è stato applicato nel centro di lavoro a portale a 5 assi con testa a pendolo AC, nel centro di lavoro verticale a 5 assi con testa a pendolo BC, nel centro di lavoro a 5 assi a portale a trave mobile e in altri 5 assi macchine utensili CNC di alta qualità.

Trend di sviluppo e prospettive future

Dallo stato di ricerca di cui sopra delle macchine utensili CNC con collegamento a cinque assi, è ovvio che la tendenza di sviluppo delle macchine utensili CNC con collegamento a cinque assi oggi è:

1) alta velocità. Con il continuo sviluppo della tecnologia delle macchine utensili, il meccanismo di avanzamento interno ad alta velocità delle macchine utensili CNC ad alta velocità con collegamento a cinque assi, il mandrino elettrico ad alta velocità e così via hanno fatto un passo avanti, in modo che la velocità del mandrino della macchina utensile CNC e la gamma del volume di alimentazione diventa più ampia. Tra questi, la velocità effettiva del mandrino motorizzato lineare ha ora raggiunto 100,000 giri/min, mentre le parti dell'operazione di avanzamento del movimento rapido della velocità effettiva hanno raggiunto 120 m/min, la velocità di avanzamento di taglio del sistema della macchina utensile ha raggiunto 60 m/min , riducendo efficacemente il tempo di lavorazione delle parti e il tempo ausiliario, migliora la produttività.

2) Precisione. La precisione di lavorazione delle macchine utensili CNC con collegamento a cinque assi è molto elevata, con lo sviluppo di sistemi di produzione assistita da computer (CAM), la precisione ha raggiunto il livello del micron. Nella lavorazione di parti di alta precisione, è possibile garantire l'accuratezza dimensionale e la precisione della forma delle parti, evitando errori di lavorazione.

3) Composito. La macchina utensile CNC con collegamento a 5 assi è adattata alla lavorazione di parti con superfici poliedriche e curve ed è apparsa, con lo sviluppo della tecnologia composita delle macchine utensili, l'emergere di centri di lavoro compositi di fresatura e tornitura a cinque assi, centri di lavoro compositi di fresatura e foratura noiosa , centri di lavoro compositi per fresatura e alesatura, foratura e tornitura, ecc., che possono essere utilizzati per eseguire molte operazioni di lavorazione contemporaneamente, migliorando notevolmente l'efficienza della lavorazione. Ad esempio, durante la lavorazione di parti complesse, è possibile eseguire contemporaneamente fresatura, foratura, maschiatura e altre operazioni, abbreviando così il ciclo di lavorazione delle parti.

4) Intelligente. Con lo sviluppo dell'intelligenza artificiale, dei big data, dell'Internet delle cose e di altre tecnologie, le macchine utensili CNC si sono sviluppate rapidamente nella direzione dell'intelligenza e, attualmente, il processo di lavorazione delle macchine utensili CNC ha realizzato un'ottimizzazione e una selezione intelligenti della lavorazione parametri, controllo adattivo del processo di lavorazione, autodiagnosi intelligente degli errori del processo di lavorazione e autoriparazione, riproduzione intelligente degli errori del processo di lavorazione e simulazione degli errori e servoazionamenti CA intelligenti.

5) Flessibilità. Le macchine utensili CNC con collegamento a cinque assi su superfici complesse e altri cambiamenti nella lavorazione degli oggetti hanno una forte capacità adattiva, il pezzo in lavorazione dopo un bloccaggio può essere realizzato dopo alcune superfici e molte lavorazioni angolari, evitando la lavorazione delle normali macchine utensili CNC per molte volte cambiare il tipo di lavoro, il processo di lavoro tra il trasferimento delle parti e la tracciatura della linea e così via. Attualmente le macchine utensili CNC si stanno muovendo verso la flessibilità delle unità e dei sistemi.

In sintesi, le macchine utensili CNC a cinque assi si sono orientate verso una direzione di rapido sviluppo ad alta velocità, alta precisione, composita, intelligente e flessibile, che porterà una nuova sfida per il futuro del settore. Servizi di lavorazione CNC industria!