مقایسه روترهای CNC 3 محور، 4 محور و 5 محور

فهرست مندرجات
آشنایی با کیت های دستگاه روتر CNC 3 محور، 4 محور، 4 محور و 5 محور
کدام دستگاه روتر CNC برای شما مناسب است؟
واقعاً به چند محور نیاز دارید؟

خرید یک کیت روتر CNC ممکن است با مدل‌های مختلف موجود در بازار مبهوت کننده به نظر برسد. چگونه متوجه می شوید که به یک روتر CNC 3 محوره، 4 محوره یا 5 محوره نیاز دارید؟ چه فرقی دارد؟ تو تنها نیستی! این یک معضل رایج برای هر خریدار روتر CNC برای اولین بار است. این راهنمای آسان را بخوانید تا به شما کمک کند بفهمید همه اینها به چه معناست و کدام مدل مناسب برای شما و نیازهای شماست.

آشنایی با کیت های دستگاه روتر CNC 3 محور، 4 محور، 4 محور و 5 محور

اینها برخی از انواع مختلفی هستند که در حال حاضر در بازار پیدا خواهید کرد:

5-محور: XYZAB، XYZAC، XYZBC (دوک می تواند 180 درجه به چپ و راست بچرخد).

4-محور: XYZA، XYZB، XYZC (پیوند 4 محور).

محور چهارم: YZA، XZA (پیوند 4 محور).

3-محور: XYZ (پیوند 3 محور).

محورهای A، B یا C مربوط به محورهای چرخش X، Y و Z هستند.

دستگاه های روتر CNC 3 محوره

روترهای 3 محوره CNC ساده ترین نوع ماشین هستند و می توانند در سه محور مختلف به طور همزمان حرکت کنند، از این رو به این نام می گویند.

محور X: از چپ به راست

محور Y: جلو به عقب

محور Z: بالا و پایین

3 محوره دستگاه های روتر CNC می تواند در امتداد سه محور به طور همزمان حرکت کند. محور X، محور Y و محور Z. برش در امتداد محور X بیت روتر را از چپ به راست حرکت می دهد، برش در امتداد محور Y آن را از جلو به عقب و برش در محور Z آن را به بالا و پایین حرکت می دهد. این دستگاه ها عمدتاً برای برش قطعات مسطح، 2 بعدی و 2.5 بعدی استفاده می شوند. چه حکاکی تخت باشد و چه گرد، ساده تر است که آن را به عنوان حکاکی تخت در نظر بگیرید. 

دستگاه های روتر CNC محور چهارم

به طور کلی، هنگامی که یک محور چرخش به کیت روتر 3 محوره CNC، که محور A نیز نامیده می شود، اضافه می شود، به یک روتر CNC محور چرخشی چهارم تبدیل می شود. این روش ارزان‌تری است که به شما امکان می‌دهد کارهای پیچیده‌تری را انجام دهید، اما به اندازه یک ماشین 4 محوره همه کاره یا کارآمد نیست. 

بنابراین چگونه می توانید یک کیت روتر CNC 4 محوره واقعی را از یک کیت محور چهارم تشخیص دهید؟ یک نمونه معمول از یک روتر CNC 4 محوره، کنده کاری مجسمه بودا از یک چوب چوبی گرد و کوتاه است، که شامل استفاده از 4 محور است، زیرا یک کنده کاری استوانه ای سه بعدی است. روتر محور چهارم نمی تواند این کار را انجام دهد زیرا فقط می توان از آن برای حکاکی روی صفحه استوانه ای استفاده کرد، نه یک استوانه سه بعدی. به همین دلیل است که ماشین های 4 محور گران تر هستند.

دستگاه های روتر CNC 4 محوره

4 محور در مقابل محور 4

میز روتر 4 محوره CNC کار را در هر دو طرف ممکن می کند، که میز روتر 3 محوره CNC نمی تواند انجام دهد. ماشین ابزارهای CNC 4 محوره دارای محورهای X، Y، Z و A (یا B یا C) هستند که همگی حرکت می کنند. محور اضافی را می توان XYZA، XYZB یا XYZC نامید. 4 محور به هم متصل هستند، آنها می توانند حرکت کنند و همزمان با هم کار کنند. این امکان کنده کاری منظم، نامنظم، متقارن و نامتقارن را فراهم می کند.

4 محور به این معنی است که ماشین ابزار می تواند در امتداد محورهای X، Y، Z و A به طور همزمان حرکت کند، بنابراین در چهار جهت مختلف در یک زمان. باهوش، نه؟ معمولاً محور X جهت چپ به راست، محور Y جهت جلو به عقب و محور Z جهت بالا و پایین است. محور A جهت مثبت و منفی محور چرخش است. 

واضح است که سه محور نمی توانند چهار محور را به طور همزمان به هم مرتبط کنند. دستگاه های مسیریاب CNC محور چهارم نوعی راه بین روترهای 4 و 3 محور هستند. آنها را می توان به طور تقریبی به دو نوع تقسیم کرد، ماشین های مسیریاب صفحه مسطح محور چهارم و ماشین های روتر سه بعدی CNC محور چهارم. همانطور که از نام آن پیداست، دستگاه‌های مسیریاب صفحه مسطح محور چهارم فقط یک طرف مواد را حک یا برش می‌دهند.

ماشینکاری سه بعدی محور چهارم به این معنی است که دستگاه می تواند تا حدودی حکاکی یا برش چرخشی سه بعدی انجام دهد، اما یکی از محورهای X، Y یا Z برای مسیریابی به یک محور A تبدیل می شود. بیایید تفاوت بین این دو نوع دستگاه CNC سه بعدی را از زوایای مختلف توضیح دهیم:

1. از نظر مفهومی، تفاوت بین ماشین های 4 محور و 4 محور در این است که آیا پیوند چهار محور X، Y، Z و A می تواند به طور همزمان اجرا شود.

2. با نگاهی به سیستم های کنترل ماشین ها، دستگاه CNC 4 محوره از سیستم پیوند چهار محوره و محور چهارم از سیستم پیوند سه محوره استفاده می کند.

3. سیستم پیوند 4 محوری از انتقال سیگنال چهار محوره با توجه به سیگنال های حرکتی و پالس های دستگاه استفاده می کند. اتصال 3 محوره فقط از انتقال سیگنال سه محوره استفاده می کند، یکی کمتر از 4 محور.

4. با توجه به اثر مسیریابی، ماشین های 4 محور نسبت به ماشین های محور 4 قدرت پردازش بیشتری دارند، پردازش یکنواخت تر است، زاویه مرده کوچکتر است و محصول نهایی پیچیده تر، تمیزتر و جذاب تر است. شما می توانید زیباترین الگوها را حکاکی کنید.

5. تفاوت های دیگر شامل این است که نقاط راهنمای ابزار چهار محور را می توان در هر زمان تغییر داد. نوک ابزار محور چهارم همیشه به مرکز قطعه کار اشاره می کند. روترهای 4 محور پیشرفته تر و قابل اعتمادتر از روترهای محور 4 هستند. 4-axis یک توسعه در دستگاه های روتر سه بعدی CNC است. نکته مهمی که باید بدانیم این است که بیش از 4 درصد از دستگاه های روتر سه بعدی CNC موجود در بازار، محور چهارم هستند. هنگام انتخاب یک دستگاه CNC سه بعدی 3 محوره، مراقب باشید که نه تنها بین مدل های 60 محور و محور 3 تمایز قائل شوید، بلکه شرایط ماشینکاری مانند اندازه، وزن، سختی و روش های ماشینکاری قطعه کار خود را نیز تجزیه و تحلیل کنید. مطمئن شوید که می دانید برای پول خود چه چیزی به دست می آورید.

دستگاه روتر CNC 5 محوره

بنابراین اکنون به کرم روترهای CNC می رسیم. این روترها شبیه کیت های دستگاه CNC 3 و 4 محور هستند، اما دارای دو محور اضافی هستند که می توانند در امتداد آنها حرکت کنند. این محورهای اضافی زمان برش یا کنده کاری را بسیار سریعتر می کنند زیرا می توانند پنج لبه مواد را همزمان برش دهند. با این حال، از آنجایی که این ماشین‌ها محور X طولانی‌تری دارند، پایداری کمتری دارند و بنابراین به طور بالقوه نسبت به کیت روتر CNC 3 یا 4 محوره به توجه بیشتری نیاز دارند.

بیایید به جزئیات فنی نگاه کنیم 5 محوره ماشین ها از نزدیک تر

دستگاه های CNC 5 محوره دارای راندمان بالا و دقت بالایی هستند و پنج وجهی را می توان در یک گیره قطعه کار پردازش کرد. اگر مجهز به یک سیستم کنترل عددی پیشرفته با اتصال پنج محوره باشند، می توانند پردازش با دقت بالا سطوح فضایی پیچیده را نیز انجام دهند و برای پردازش قالب های مدرن مانند قطعات ساختاری خودرو و هواپیما عالی هستند. دو تنظیم برای محور چرخشی مرکز ماشینکاری عمودی پنج محوره وجود دارد. یکی از محورهای چرخشی میز است. میز روی تخت می تواند حول محور X که به عنوان محور A تعریف می شود بچرخد. محدوده کاری معمول محور A +30 درجه تا -120 درجه است. در وسط میز کار، میز چرخشی دیگری وجود دارد که حول محور Z در موقعیت نشان داده شده در شکل می چرخد. این به عنوان محور C شناخته می شود و 360 درجه می چرخد. بنابراین، از طریق ترکیب محور A و محور C، به جز مرکز ماشینکاری پنج محور در سطح زیرین قطعه کار، پنج سطح دیگر را می توان توسط دوک عمودی پردازش کرد. حداقل مقدار درجه بندی محور A و C به طور کلی 0.001 درجه است به طوری که قطعه کار را می توان به هر زاویه ای تقسیم کرد و سطوح شیبدار، سوراخ های شیب دار و غیره را می توان پردازش کرد. 

سطوح فضایی پیچیده را می توان پردازش کرد اگر محور A و محور C با محورهای خطی X، Y و Z مرتبط باشند. البته، این نیاز به پشتیبانی از سیستم های CNC، سیستم های سروو و نرم افزارهای پیشرفته دارد. مزیت این ترتیب این است که ساختار دوک نسبتاً ساده است، استحکام دوک به ویژه خوب است و هزینه ساخت نسبتاً پایین است. 

با این حال، میز کار عمومی را نمی توان خیلی بزرگ طراحی کرد، و ظرفیت تحمل بار نیز نسبتاً کوچک است، به خصوص زمانی که چرخش محور A بیشتر یا مساوی 90 درجه باشد. اگر بیش از حد بزرگ باشد، قطعه کار در هنگام برش، لحظه باربری زیادی را روی میز کار ایجاد می کند. 

نوع دیگر به چرخش سر دوک عمودی متکی است. انتهای جلوی شفت اصلی یک سر گردان است که می تواند به طور کامل محور Z را 360 درجه محاصره کند تا به محور C تبدیل شود. سر گردان همچنین دارای یک محور A است که می تواند حول محور X بچرخد که به طور کلی می تواند به بیش از 90 ± درجه برسد. مزیت این روش تنظیم این است که پردازش دوک بسیار انعطاف پذیر است، میز کار نیز می تواند بسیار بزرگتر باشد و اجسام عظیمی مانند بدنه هواپیما و پوسته موتور را می توان بر روی این نوع مرکز ماشینکاری پردازش کرد. 

این طرح مزیت بزرگ دیگری نیز دارد: زمانی که از فرزهای کروی برای پردازش سطوح منحنی استفاده می شود و خط مرکزی ابزار عمود بر سطح ماشین کاری شده است، کیفیت سطح قطعه کار برش توسط راس ضعیف خواهد بود، زیرا سرعت خطی راس فرز کروی صفر است. چرخش دوک برای چرخش دوک با زاویه ای نسبت به قطعه کار اتخاذ می شود، سرعت خطی مشخصی را تضمین می کند و کیفیت پردازش سطح را بهبود می بخشد. 

این ساختار برای ماشینکاری سطح با دقت بالا قالب ها بسیار محبوب است، که دستیابی به آن برای مراکز ماشینکاری میز دوار دشوار است. برای دستیابی به دقت چرخش بالا، محور چرخشی سطح بالا نیز به بازخورد توری دایره ای مجهز شده است و دقت نمایه سازی در عرض چند ثانیه است. طبیعتاً ساختار چرخشی این نوع دوک پیچیده تر است و هزینه ساخت نیز بسیار بالاست.

5 محور واقعی در مقابل 5 محور جعلی

ماشین‌های واقعی 5 محور دارای عملکرد RTCP (نقطه مرکز ابزار چرخش) هستند که به این معنی است که می‌توان آن را به طور خودکار با توجه به طول آونگ دوک و مختصات مکانیکی میز دوار تبدیل کرد. 

هنگام کامپایل برنامه، فقط مختصات قطعه کار باید در نظر گرفته شود، نه طول آونگ دوک یا موقعیت میز دوار. هم ماشین های 5 محوره واقعی و هم ماشین های 5 محوره تقلبی می توانند یک اتصال پنج محوره داشته باشند. اگر اسپیندل دارای الگوریتم 5 محوره RTCP true باشد، باید پردازش نمایه سازی را انجام دهد. 5 محور واقعی با تابع RTCP فقط نیاز به تنظیم یک سیستم مختصات دارد و مختصات ابزار فقط باید یک بار تنظیم شود. پنج محور جعلی تا حدودی مشکل ساز است و باید از آن اجتناب کرد.

سیستم‌های CNC با عملکرد RTCP می‌توانند مستقیماً از برنامه‌نویسی نوک ابزار بدون در نظر گرفتن فاصله مرکز محور چرخشی استفاده کنند. پس از اعمال حالت RTCP، برنامه‌نویسی ماشین‌کاری 5 محوره CNC می‌تواند مستقیماً نوک ابزار را به جای مرکز سر دوک چرخان هدف قرار دهد، بنابراین برنامه‌نویسی خوشبختانه بسیار ساده‌تر و کارآمدتر می‌شود.

برای میز دوار شبه 5 محوره، برای دستیابی به پردازش شاخص باید چند مختصات تنظیم شود. با این حال، اگر هد نوسانی 5 محوره باشد، پردازش نمایه سازی به هر حال نمی تواند تکمیل شود، زیرا هد نوسانی در هنگام پردازش به سمت پایین یک حرکت Z نیست، بلکه Z همراه با X یا Y حرکت می کند. در نتیجه، برنامه نویسی 5 محوره جعلی بسیار دردسرساز خواهد بود، اشکال زدایی دشوارتر خواهد بود و در این زمان از تابع سه محوری استفاده نمی شود. 

. 

کدام دستگاه روتر CNC برای شما مناسب است؟

در حالی که این روترها از نظر کارهایی که می توانند انجام دهند تا حدودی ساده به نظر می رسند، اما قطعات بسیار ظریف و پیشرفته ای از فناوری هستند. اگر به دنبال خلاقیت بیشتر در طرح های خود هستید و بودجه کافی دارید، توصیه می شود روی کیت روتر CNC 4 محوره یا 5 محوره سرمایه گذاری کنید. با این حال، کیت های مسیریاب CNC 3 محور یا محور 4 اغلب مقرون به صرفه تر هستند.

اکنون که دانش کاری در مورد نحوه کار یک روتر دارید، می توانید تفاوت بین مدل های مختلف را بهتر درک کنید که امیدواریم به شما کمک کند تصمیم بگیرید کدام یک را بخرید. 

برای جمع بندی. دستگاه های CNC 5 محوره نسبت به دستگاه های CNC 3 محوره می توانند در امتداد دو محور بیشتر برش دهند. این روترها می توانند پنج طرف یک شی را به طور همزمان برش دهند که این امر قابلیت ها و انعطاف پذیری اپراتور را افزایش می دهد. این ماشین ها بر خلاف همتایان 3 محوره خود، معمولا برای برش قطعات بزرگ سه بعدی استفاده می شوند. علاوه بر این، ماشین‌های CNC 3 محوره دارای دروازه‌ای بلندتر و محور X طولانی‌تر هستند که به آن‌ها امکان برش قطعات بزرگ‌تر را می‌دهد. با این حال، این هزینه جدی دارد. هرچه دروازه‌ای بلندتر و محور X بلندتر باشد، دقت و پایداری این ماشین‌ها کمتر است. برای کنترل کیفیت مناسب، دروازه و محور X باید تا حد امکان محدود شوند.

اگرچه روترها مانند ماشین‌های نسبتا ساده به نظر می‌رسند، اما قطعات بسیار پیچیده‌ای از فناوری هستند که برای کارکردن به سطح خاصی از تخصص نیاز دارند. خواندن کامل راهنما یا دریافت آموزش از یک متخصص بسیار توصیه می شود. ماشین‌های CNC 5 محوره نسبت به انواع سنتی 3 محوره بسیار گران‌تر هستند، اما در نهایت انعطاف‌پذیری بیشتری را ارائه می‌دهند و کاربران را قادر می‌سازند در طراحی‌های خود خلاق‌تر باشند. 

واقعاً به چند محور نیاز دارید؟

ممکن است روترهای CNC را دیده باشید که هفت، نه یا حتی یازده محور را ارائه می دهند. اگرچه تصور بسیاری از محورهای اضافی ممکن است دشوار به نظر برسد، توضیح برای چنین هندسه های خیره کننده ای در واقع بسیار ساده است.

وقتی با ماشین هایی سر و کار دارید که بیش از یک دوک چرخشی دارند، در این صورت شما از قبل محورهای بیشتری دارید.

به عنوان مثال، ماشین‌های با دوک دوم و برجک‌های پایینی دارای چندین محور هستند: برجک بالایی 4 محور و برجک پایینی 2 محور دارد، سپس شما دوک‌های مخالفی دارید که دارای 2 محور هستند. این ماشین ها در مجموع می توانند تا 9 عدد داشته باشند.

یک جزء، مانند یک شیر هوافضا، ممکن است بر روی یک دستگاه CNC 5 محوره انجام شود. یا می‌توان آن را روی یک روتر CNC چند محوره انجام داد که دارای یک محور B چرخشی و دوک‌های دوقلوی برای دو محور C، بعلاوه X، Y و Z است. یک برجک پایین‌تر نیز وجود دارد که X و Z دوم را به شما می‌دهد و محورهای بیشتری به شما می‌دهد، اما خود قطعه همان هندسه است.

بنابراین برای کسب و کار خود به چند محور نیاز دارید؟

همانطور که اغلب در تولید اتفاق می افتد، پاسخ به این سوال به برنامه های خاص شما بستگی دارد. مثال زیر باید کمک کند:

تیغه توربین یک سطح آزاد شکل است که می تواند بسیار پیچیده باشد. کارآمدترین راه برای تکمیل ماشینکاری تیغه ای مانند آن، استفاده از یک ماشین 5 محوره است که ابزار را به صورت مارپیچ در اطراف ایرفویل تیغه قرار می دهد. اگر تیغه را در یک موقعیت شاخص کنید و سپس از سه محور خطی برای ماشینکاری سطح آن استفاده کنید، می توانید از یک مدل 3 محوره برای ماشین کاری استفاده کنید، اما این کارآمدترین راه نیست.

هندسه قطعه به شما می گوید که آیا به پیکربندی 3، 4 یا 5 محوری نیاز دارید.

با این حال، مهم است که به یاد داشته باشید که تعداد محورهای مورد نیاز شما به بیش از یک قسمت بستگی دارد. البته این بخش مهم است، اما آنچه را که فروشگاه شما می خواهد انجام دهد محدود می کند.

یک مشتری ممکن است یک قطعه را بیاورد، مثلاً یک براکت هوافضای تیتانیومی، و ممکن است فکر کنید که این قطعه عالی برای میز روتر 5 محوره CNC است. این دستگاه چند منظوره ممکن است مانند یک دستگاه CNC 5 محوره بهینه نباشد، اما ممکن است به مشتری فرصت هایی برای انجام کارهای تراش، شفت یا چاکر که بخشی از برنامه بلندمدت آنها است، بدهد.

نکته دیگری که باید در نظر بگیرید پاکت کار است. حداکثر اندازه قطعه ای که می توانید در دستگاه قرار دهید و همچنان تغییر ابزار و انتقال قطعات را انجام دهید چقدر است؟ درک قابلیت‌های دستگاه CNC و کارهایی که می‌تواند و نمی‌تواند انجام دهد برای کسب‌وکار شما بسیار مهم است.

منبع از Stylecnc

سلب مسئولیت: اطلاعات ذکر شده در بالا توسط Stylecnc مستقل از Chovm.com ارائه شده است. Chovm.com هیچ گونه نمایندگی و ضمانتی در مورد کیفیت و قابلیت اطمینان فروشنده و محصولات نمی دهد.