차례
3축, 4축, 4축, 5축 CNC 라우터 머신 키트 이해
어떤 CNC 라우터 머신이 당신에게 적합할까요?
실제로 몇 개의 축이 필요할까요?
시중에 다양한 모델이 너무 많아서 CNC 라우터 키트를 사는 것은 어처구니없을 수 있습니다. 3축, 4축 또는 5축 CNC 라우터가 필요한지 어떻게 알 수 있을까요? 차이점은 무엇일까요? 여러분만 그런 것이 아닙니다! 이것은 모든 초보 CNC 라우터 구매자에게 흔한 딜레마입니다. 이 간단한 가이드를 읽고 모든 것이 무엇을 의미하는지, 여러분과 여러분의 필요에 맞는 올바른 모델은 무엇인지 이해하세요.
3축, 4축, 4축, 5축 CNC 라우터 머신 키트 이해
지금 시중에서 찾아볼 수 있는 다양한 유형은 다음과 같습니다.
5축: XYZAB, XYZAC, XYZBC(스핀들은 좌우로 180° 회전 가능).
4축: XYZA, XYZB, XYZC(4축 링크).
4축: YZA, XZA(3축 링크).
3축: XYZ(3축 링크).
A, B, C 축은 X, Y, Z 회전 축에 해당합니다.
3축 CNC 라우터 머신
3축 CNC 라우터는 가장 간단한 유형의 기계로, 이름에서 알 수 있듯이 동시에 세 개의 다른 축을 따라 움직일 수 있습니다.
X축 : 왼쪽에서 오른쪽으로
Y축: 앞에서 뒤로
Z축: 위아래
3축 CNC 라우터 기계 동시에 세 개의 축을 따라 움직일 수 있습니다. X축, Y축, Z축입니다. X축을 따라 자르면 라우터 비트가 왼쪽에서 오른쪽으로 움직이고, Y축을 따라 자르면 앞에서 뒤로 움직이고, Z축을 따라 자르면 위아래로 움직입니다. 이러한 기계는 주로 평면, 2D 및 2.5D 부품을 자르는 데 사용됩니다. 평면 또는 원형 조각이든 평면 조각이라고 생각하는 것이 더 쉽습니다.
4축 CNC 라우터 머신
일반적으로 3축 CNC 라우터 키트에 회전 축을 추가하면 A축이라고도 하며, 4번째 회전 축 CNC 라우터가 됩니다. 이는 더 복잡한 작업을 할 수 있는 저렴한 방법이지만 적절한 4축 기계만큼 다재다능하거나 효율적이지 않습니다.
그렇다면 진짜 4축 CNC 라우터 키트와 4축 키트를 어떻게 구별할 수 있을까요? 4축 CNC 라우터의 일반적인 예로는 짧고 둥근 나무 막대기에서 부처상을 조각하는 것이 있습니다. 여기에는 4D 원통형 조각이기 때문에 3축을 사용합니다. 4축 라우터는 3D 원통이 아닌 원통형 평면에서만 조각할 수 있으므로 이를 수행할 수 없습니다. 이것이 4축 기계가 더 비싼 이유입니다.
4축 CNC 라우터 머신
4축 대 4축
4축 CNC 라우터 테이블은 3축 CNC 라우터 테이블에서는 할 수 없는 양쪽 작업이 가능합니다. 4축 CNC 공작 기계에는 X, Y, Z, A(또는 B 또는 C) 축이 있으며 모두 이동합니다. 추가 축은 XYZA, XYZB 또는 XYZC라고 합니다. 4축은 연결되어 있어 동시에 움직이고 함께 작업할 수 있습니다. 이를 통해 규칙적, 불규칙적, 대칭적 및 비대칭적 조각이 가능합니다.
4축은 공작 기계가 X, Y, Z, A축을 따라 동시에 움직일 수 있다는 것을 의미합니다. 즉, 네 가지 다른 방향으로 동시에 움직일 수 있습니다. 똑똑하죠? 보통 X축은 좌우 방향이고, Y축은 앞뒤 방향이며, Z축은 상하 방향입니다. A축은 회전 축의 양수 및 음수 방향입니다.
4축은 분명히 3축을 동시에 연결할 수 없습니다. 4축 CNC 라우터 머신은 4축과 4축 라우터의 중간쯤 되는 종류입니다. 대략 3축 플랫 플레인 라우터 머신과 4축 XNUMXD CNC 라우터 머신의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 XNUMX축 플랫 플레인 라우터 머신은 재료의 한 면만 조각하거나 절단합니다.
4축 3D 가공은 기계가 어느 정도 3D 회전 조각 또는 절단을 수행할 수 있지만 X, Y 또는 Z 축 중 하나가 라우팅을 위해 A축으로 변환된다는 것을 의미합니다. 이 두 가지 유형의 3D CNC 기계의 차이점을 다른 각도에서 설명하겠습니다.
1. 개념적으로 4축과 4축 기계의 차이는 X, Y, Z, A의 XNUMX축 연동을 동시에 실행할 수 있는지 여부입니다.
2. 기계의 제어 시스템을 살펴보면, 4축 CNC 기계는 4축 링크 시스템을 사용하고, XNUMX축은 XNUMX축 링크 시스템을 사용합니다.
3. 4축 연동 시스템은 기계의 동작 신호 및 펄스에 따라 3축 신호 전송을 사용합니다. 4축 연동은 XNUMX축보다 XNUMX축 적은 XNUMX축 신호 전송만 사용합니다.
4. 라우팅 효과에 따르면 4축 기계는 4축 기계보다 처리 능력이 뛰어나고, 처리가 더 균일하고, 사각이 더 작으며, 완성품이 더 복잡하고, 깨끗하고, 매력적입니다. 가장 아름다운 패턴을 조각할 수 있습니다.
5. 다른 차이점은 4축 툴팁 포인트가 언제든지 변경될 수 있다는 것입니다. 4축의 툴팁은 항상 작업물의 중심을 가리킵니다. 4축 라우터는 4축 라우터보다 더 발전되고 안정적입니다. 3축은 60D CNC 라우터 기계에서 개발된 것입니다. 중요한 점은 시중에 나와 있는 3D CNC 라우터 기계의 4% 이상이 4축이라는 것입니다. 3축 4D CNC 기계를 선택할 때는 4축과 XNUMX축 모델을 구별하는 것뿐만 아니라 작업물의 크기, 무게, 경도, 가공 방법과 같은 가공 조건도 분석해야 합니다. 돈을 주고 무엇을 얻는지 알고 있어야 합니다.
5축 CNC 라우터 머신
이제 CNC 라우터의 핵심에 대해 알아보겠습니다. 이 라우터는 3축 및 4축 CNC 머신 키트와 비슷하지만, 움직일 수 있는 축이 두 개 더 있습니다. 이 추가 축은 재료의 다섯 모서리를 동시에 절단할 수 있기 때문에 절단 또는 조각 시간을 훨씬 더 빠르게 만듭니다. 그러나 이 머신은 X축이 더 길기 때문에 안정성이 떨어지고 3축 또는 4축 CNC 라우터 키트보다 더 많은 주의가 필요할 수 있습니다.
기술적 세부 사항을 살펴보겠습니다. 5축 기계를 더 자세히 살펴보세요
5축 CNC 기계는 효율성과 정밀도가 높고, 30면체는 작업물의 한 번의 클램핑으로 가공할 수 있습니다. 120축 링크 하이엔드 수치 제어 시스템을 장착하면 복잡한 공간 표면의 고정밀 가공도 수행할 수 있으며 자동차 및 항공기 구조 부품과 같은 최신 금형을 가공하는 데 적합합니다. 360축 수직 가공 센터 회전 축에는 두 가지 설정이 있습니다. 하나는 테이블 회전 축입니다. 베드에 설정된 테이블은 A축으로 정의된 X축을 중심으로 회전할 수 있습니다. A축의 일반적인 작업 범위는 +0.001도에서 -XNUMX도입니다. 작업대 중앙에는 그림에 표시된 위치에서 Z축을 중심으로 회전하는 또 다른 회전 테이블이 있습니다. 이를 C축이라고 하며 XNUMX도 회전합니다. 따라서 A축과 C축을 조합하여 작업물 바닥 표면의 XNUMX축 가공 센터를 제외하고 다른 XNUMX개 표면은 수직 스핀들로 가공할 수 있습니다. A축, C축의 최소 눈금값은 일반적으로 XNUMX도로 하여 공작물을 임의의 각도로 세분화할 수 있으며, 경사면, 경사구멍 등의 가공이 가능합니다.
A축과 C축을 X, Y, Z 선형 축과 연결하면 복잡한 공간 표면을 처리할 수 있습니다. 물론 여기에는 하이엔드 CNC 시스템, 서보 시스템 및 소프트웨어의 지원이 필요합니다. 이러한 배열의 장점은 스핀들 구조가 비교적 간단하고 스핀들 강성이 특히 좋으며 제조 비용이 비교적 낮다는 것입니다.
그러나 일반적인 작업대는 너무 크게 설계할 수 없으며, 특히 A축 회전이 90° 이상일 때 하중 지지 용량도 비교적 작습니다. 너무 크면 작업물이 절단 시 작업대에 큰 하중 지지 모멘트를 유발합니다.
다른 유형은 수직 스핀들 헤드의 회전에 의존합니다. 메인 샤프트의 전단은 회전 헤드로, Z축을 360도 완전히 둘러싸서 C축이 될 수 있습니다. 회전 헤드에는 또한 X축을 중심으로 회전할 수 있는 A축이 있으며, 일반적으로 ±90도 이상에 도달할 수 있습니다. 이 설정 방법의 장점은 스핀들 처리가 매우 유연하고 작업대도 훨씬 더 클 수 있으며 항공기 동체 및 엔진 쉘과 같은 거대한 물체를 이 유형의 가공 센터에서 처리할 수 있다는 것입니다.
이 설계에는 또 다른 큰 장점이 있습니다. 구형 밀링 커터를 사용하여 곡면을 가공하고 공구 중심선이 가공된 표면에 수직일 때 정점에 의해 절단된 공작물 표면 품질은 구형 밀링 커터 정점의 선형 속도가 0이기 때문에 좋지 않습니다. 스핀들 회전은 스핀들이 공작물에 대해 각도로 회전하도록 채택되어 특정 선형 속도를 보장하고 표면 처리 품질을 개선합니다.
이 구조는 회전 테이블 가공 센터에서 달성하기 어려운 금형의 고정밀 표면 가공에 매우 인기가 있습니다. 높은 회전 정밀도를 달성하기 위해 하이엔드 회전 축에도 원형 격자 피드백이 장착되어 있으며 인덱싱 정확도는 몇 초 이내입니다. 당연히 이 유형의 스핀들의 회전 구조는 더 복잡하고 제조 비용도 상당히 높습니다.
진짜 5축 vs 가짜 5축
진정한 5축 기계에는 RTCP(회전 도구 중심점) 기능이 있는데, 이는 스핀들 진자 길이와 회전 테이블의 기계적 좌표에 따라 자동으로 변환될 수 있음을 의미합니다.
프로그램을 컴파일할 때는 스핀들 진자 길이나 회전 테이블 위치가 아닌 작업물 좌표만 고려하면 됩니다. 실제 5축과 가짜 5축 기계 모두 5축 연결을 가질 수 있습니다. 스핀들에 RTCP 진짜 5축 알고리즘이 있는 경우 인덱싱 처리를 수행합니다. RTCP 기능이 있는 진짜 XNUMX축은 좌표계를 하나만 설정하면 되고, 도구 좌표는 한 번만 설정하면 됩니다. 가짜 XNUMX축은 다소 문제가 있으므로 피해야 합니다.
RTCP 기능이 있는 CNC 시스템은 회전 축 중심 거리를 고려하지 않고 도구 팁 프로그래밍을 직접 사용할 수 있습니다. RTCP 모드를 적용한 후, 5축 CNC 가공 프로그래밍은 회전 스핀들 헤드 중심 대신 도구 팁을 직접 타겟팅할 수 있으므로 프로그래밍이 훨씬 더 간단하고 효율적이 될 것입니다.
가짜 5축 더블 턴테이블의 경우 인덱스 처리를 실현하기 위해 여러 좌표를 설정해야 합니다. 그러나 5축 스윙 헤드인 경우 인덱싱 처리를 어차피 완료할 수 없습니다. 스윙 헤드는 아래로 처리할 때 단일 Z 동작이 아니라 Z가 X 또는 Y와 함께 이동하기 때문입니다. 따라서 가짜 5축 프로그래밍은 매우 번거롭고 디버깅이 더 어렵고 이때는 XNUMX축 오프셋 기능을 사용할 수 없습니다.
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어떤 CNC 라우터 머신이 당신에게 적합할까요?
이러한 라우터는 달성할 수 있는 측면에서 다소 간단해 보이지만, 매우 섬세하고 진보된 기술입니다. 디자인에 더 창의적이기를 원하고 예산이 충분하다면 4축 또는 5축 CNC 라우터 키트에 투자하는 것이 좋습니다. 그러나 3축 또는 4축 CNC 라우터 키트는 종종 더 저렴합니다.
이제 라우터의 작동 방식에 대한 기본 지식을 갖추었으므로 다양한 모델 간의 차이점을 더 잘 이해할 수 있으며, 이는 어떤 제품을 구매할지 결정하는 데 도움이 되기를 바랍니다.
요약하자면, 5축 CNC 기계는 3축 CNC 기계보다 두 개 더 많은 축을 따라 절단할 수 있습니다. 이 라우터는 물체의 다섯 면을 동시에 절단할 수 있어 작업자의 역량과 유연성이 확장됩니다. 3축 기계와 달리 이 기계는 일반적으로 대형 3D 부품을 절단하는 데 사용됩니다. 또한 5축 CNC 기계는 더 높은 갠트리와 더 긴 X축을 가지고 있어 더 큰 부품을 절단할 수 있지만, 이는 심각한 비용이 듭니다. 갠트리가 높고 X축이 길수록 이 기계의 정확도와 안정성이 떨어집니다. 적절한 품질 관리를 위해 갠트리와 X축은 가능한 한 제한되어야 합니다.
라우터는 비교적 간단한 기계처럼 보이지만, 작동하려면 일정 수준의 전문성이 필요한 매우 정교한 기술입니다. 설명서를 철저히 읽거나 전문가로부터 교육을 받는 것이 좋습니다. 5축 CNC 기계는 전통적인 3축 유형보다 훨씬 비싼 경향이 있지만 궁극적으로 더 큰 유연성을 제공하고 사용자가 디자인에 더 창의적일 수 있도록 합니다.
실제로 몇 개의 축이 필요할까요?
7, 9, 심지어 11개의 축을 제공하는 CNC 라우터를 본 적이 있을 것입니다. 그렇게 많은 추가 축이 상상하기 어려울 수 있지만, 그러한 놀라운 기하학적 구조에 대한 설명은 실제로 매우 간단합니다.
두 개 이상의 회전 스핀들이 있는 기계를 다루는 경우 이미 더 많은 축을 갖고 있는 셈입니다.
예를 들어, 두 번째 스핀들과 하단 터렛이 있는 기계는 여러 개의 축을 갖습니다. 상단 터렛은 4개의 축을 갖고 하단 터렛은 2개의 축을 갖고, 그러면 반대쪽 스핀들도 2개의 축을 갖습니다. 이러한 기계는 총 9개까지 가질 수 있습니다.
항공우주 밸브와 같은 구성 요소는 5축 CNC 기계에서 수행될 수 있습니다. 또는 회전 B축과 두 개의 C축을 위한 트윈 스핀들, 그리고 X, Y, Z축이 있는 다축 CNC 라우터에서 수행될 수 있습니다. 또한 두 번째 X와 Z축을 제공하는 하부 터릿이 있어 축이 더 많지만 부품 자체는 동일한 형상입니다.
그렇다면 귀하의 사업에는 몇 개의 도끼가 필요할까요?
제조에서 흔히 그렇듯이, 그 질문에 대한 답은 귀하의 특정 애플리케이션에 달려 있습니다. 다음 예가 도움이 될 것입니다.
터빈 블레이드는 매우 복잡할 수 있는 자유형 표면입니다. 이와 같은 블레이드를 기계로 마감하는 가장 효율적인 방법은 5축 기계를 사용하여 블레이드 에어포일 주위로 나선형으로 도구를 가져가는 것입니다. 블레이드를 위치에 인덱싱한 다음 3개의 선형 축을 사용하여 표면 가공하는 경우 XNUMX축 모델을 사용하여 가공할 수 있지만 가장 효율적인 방법은 아닙니다.
부품의 기하 구조를 통해 3축, 4축 또는 5축 구성이 필요한지 알 수 있습니다.
하지만 필요한 축의 수는 한 가지 부품에만 의존하는 것이 아니라는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 부품은 물론 중요하지만, 작업장에서 달성하고자 하는 바를 제한할 것입니다.
고객이 티타늄 항공우주 브라켓과 같은 부품을 가져올 수 있으며, 5축 CNC 라우터 테이블에 완벽한 부품이라고 생각할 수 있습니다. 그 다기능 기계는 5축 CNC 기계와 같은 방식으로 최적화되지 않을 수 있지만, 고객에게 장기 계획의 일부인 선반, 샤프트 또는 척커 작업을 할 수 있는 기회를 제공할 수 있습니다.
고려해야 할 또 다른 사항은 작업 범위입니다. 기계에 넣을 수 있는 최대 크기의 부품은 얼마이며 여전히 도구 변경 및 부품 전송을 수행할 수 있습니까? CNC 기계의 기능과 무엇을 할 수 있고 할 수 없는지 이해하는 것은 귀하의 비즈니스에 정말 중요합니다.
출처 스타일씨앤씨
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