دستگاه CNC پنج محور؛ آنچه باید بدانید

بیشتر کسانی که در کارگاههای برشکاری و کارخانه های فلز کار می کنند بدون شک با دستگاه CNC آشنا هستند. فرآیندی که شامل یک اسپیندل، مقداری ماده خام و سر و صدای زیاد است. اما فرزکاری CNC پنج محوره کشفی جدید و با ارزش است. برای آشنایی با ویژگی های دستگاه CNC پنج محور با فرساد ماشین همراه باشید.

«سی ان سی»، فرآیندی است که در آن یک ابزار برش به صورت سیستمی موادی را حذف میکند تا به یک هندسه نهایی دست پیدا کند. در این فرآیند کاهشی، یک کامپیوتر وظیفه تبدیل طراح سه بعدی CAD به محور مختصات سه گانه را به عهده دارد. این مختصات به دستورالعمل هایی تبدیل می شوند که به ابزار برش ارسال می شوند تا این ابزار با حذف و بریدن مواد، جسم نهایی را تولید کند.

فرآیند Computer Numerical Control که به اختصار آن را CNC می خوانند، به سیستمی گفته می شود که در آن یک سر ابزار در مسیرهای از پیش تعیین شده حرکت می کند و کارهایی مانند دریل، برش، پرینت یا فرزکاری را انجام می دهد.

در بین انجمن های سازندگان، اغلب از CNC برای اشاره به فرزکاری CNC استفاده می شود، فرآیندی که در آن از یک اسپیندل به عنوان سر ابزار استفاده می شود. با این وجود، بد نیست بدانید که CNC می تواند به عملیات های دیگری غیر از فرزکاری نیز اطلاق شود.

توضیح ساده فرزکاری CNC پنج محور

اگر بخواهیم ساده بگوییم، دستگاههای CNC با پنج محور در واقع مدلی پیشرفته از دستگاه های معمولی حکاکی هستند که در آنها ابزار برش در پنج محور متفاوت حرکت میکند. تنها با این آزادی حرکت است که این دستگاه میتواند هندسه های پیچیده را تولید کند. دستگاههای CNC معمولی سه محوره، که طرفداران زیادی هم دارند، نمی توانند اسپیندل برش را در هر جهتی حرکت دهند. برای مثال، این دستگاه ها بدون دخالت و تنظیماتِ دستیِ مواد خام در حین انجام فرآیند، قادر نیستند حفره ها و برآمدگی های جانبی را تولید کنند.

متریال های معمول فرزکاری CNC

• فیبر کربن
• آلومینیوم
• تیتانیوم
• چوب (برای مصارف هنری و طراحی)
• پلاستیکها

دستگاههای CNC پنج محوره به این دلیل که قابلیت ساخت قطعات پیچیده از متریالهای قوی و با دوام را دارند، در صنعت هوا و فضا (که به قطعات قدرتمند نیاز دارد)، برای  تولید و نمونه سازی استفاده میشوند.

فراتر از سه محور

دو روش مکانیکی وجود دارد که دستگاه های برش CNC می توانند به توانایی پنج محور خود دست پیدا کنند:

• سر ابزار چرخنده
• حرکت میز ( و بلوک متریال)

دستگاه هایی که سر چرخنده دارند، همانطور که از نام آنها پیدا است، می توانند سر ابزار را به دور بلوک متریال بچرخانند تا به فضاهای تنگ از زوایای مختلف دسترسی داشته باشند. یکی از مزایای این روش این است که می توان اجسام بزرگ و سنگین را ماشینکاری کرد زیرا بلوک متریال در طول فرآیند ثابت می ماند.

از طرف دیگر، دستگاه هایی هستند که جسم روی میز را حرکت می دهند و به آنها Trunnions (مفصل یا سرمحور افقی) هم گفته می شود. این دستگاه ها با چرخاندن میزی که متریال روی آن قرار دارد می توانند از دو محور اضافی خود آزادانه استفاده کنند. مزیت این روش در سرعت و استحکام است، اگرچه قطعات بسیار سنگین و بزرگ فلزی را در این روش نمی توان چرخاند.

دنیای پیچیده پنج محور

اما فرزکاری CNC پنج محوره پیچیدگیهایی هم دارد. بخصوص زمانی که میخواهید اجسام را برش دهید. برای مثال، بین دو روش استفاده شده برای دستیابی به توانایی های پنج محور تفاوت هایی وجود دارد:

• روش پیوسته

به این صورت است که تنظیماتی پیوسته برای ابزار برش در پنج محور انجام می شود تا نوک ابزار در حالتی بهینه عمود بر سطح قرار بگیرد.

• روش دو بعلاوه سه:

اما در طرف مقابل، در روش 3 + 2، قطعه در زاویه مشخصی که توسط محور های اطراف X و Y تعیین شده است قفل می شود، تا سر ابزار در سه محور کار برش را انجام دهد.

• مقایسه روش پیوسته با روش 3 + 2

شاید برایتان سوال باشد که مزیت اصلی روش پیوسته در چیست؟ سرعت. وقتی نیازی ندارید که هر بار برای تغییر زاویه عملیات برش را متوقف کنید؛ یعنی در روش CNC پنج محوره پیوسته، سرعت کار بیشتر است.

لازم به ذکر است که در این روش به دلیل حرکت پیوسته سر ابزار، قطعات متحرک بیشتری درگیر می شوند که این باعث سایش بیشتر می شود و امکان تصادف و خرابی را بیشتر می کند. بنابراین این روش از نظر مکانیکی و برنامه ریزی برای انجام یک عملیات موفق، پیچیده تر است.

جهت مشاوره خرید و ساخت انواع دستگاه سی ان سی 5 محور با امکانات و ابعاد سفارشی فقط با فرساد ماشین تماس بگیرید.

این باعث می شود یک مسئله مهم در دنیای پنج محوره مشخص شود: برخورد. با وجود ابزارهای برش سنگین و تکه های متریالی که با سرعت زیاد به هوا پرتاب می شوند، این امر بسیار مهم است که مطمئن شویم این چیزها به هم برخورد نمی کنند. اما این که به یک دستگاه آموزش دهید تا هر چیزی را در فضای سه بعدی تعقیب کند نیاز به یک چالش برنامه نویسی بزرگ دارد.

ممکن است خوانندگانی که با ریاضیات آشنا هستند این سوال برایشان پیش بیاید که این دو محور اضافی از کجا آمده اند. خب میدانیم که سیستم مختصات دکارتی تنها سه محور دارد: محور های X، Y و Z. اما مسئله بسیار ساده است، در CNC های پنج محوره یک محور چرخشی به دور هر یک از محور های X و Y اضافه می کنند.