So sánh máy phay CNC 3 trục, 4 trục và 5 trục

Mục lục
Hiểu về bộ máy định tuyến CNC 3 trục, 4 trục, 4 trục và 5 trục
Máy phay CNC nào phù hợp với bạn?
Bạn thực sự cần bao nhiêu trục?

Việc mua một bộ định tuyến CNC có vẻ khó khăn với rất nhiều mẫu mã khác nhau trên thị trường. Làm sao để biết bạn cần bộ định tuyến CNC 3 trục, 4 trục hay 5 trục? Sự khác biệt là gì? Bạn không đơn độc! Đây là tình huống khó xử thường gặp đối với mọi người lần đầu mua bộ định tuyến CNC. Đọc hướng dẫn dễ hiểu này để giúp bạn hiểu tất cả ý nghĩa của nó và mẫu nào phù hợp với bạn và nhu cầu của bạn.

Hiểu về bộ máy định tuyến CNC 3 trục, 4 trục, 4 trục và 5 trục

Sau đây là một số loại khác nhau mà bạn có thể tìm thấy trên thị trường hiện nay:

5 trục: XYZAB, XYZAC, XYZBC (Trục chính có thể xoay 180° cả trái và phải).

4 trục: XYZA, XYZB, XYZC (liên kết 4 trục).

Trục thứ 4: YZA, XZA (liên kết 3 trục).

3 trục: XYZ (liên kết 3 trục).

Các trục A, B hoặc C tương ứng với các trục quay X, Y và Z.

Máy phay CNC 3 trục

Máy phay CNC 3 trục là loại máy đơn giản nhất và có thể di chuyển theo ba trục khác nhau cùng một lúc, do đó có tên như vậy.

Trục X: từ trái sang phải

Trục Y: từ trước ra sau

Trục Z: lên và xuống

3 trục Máy định tuyến CNC có thể di chuyển theo ba trục cùng lúc; trục X, trục Y và trục Z. Cắt theo trục X di chuyển mũi phay từ trái sang phải, cắt theo trục Y di chuyển mũi phay từ trước ra sau và cắt ngang trục Z di chuyển mũi phay lên xuống. Những máy này chủ yếu được sử dụng để cắt các chi tiết phẳng, 2D và 2.5D. Cho dù là chạm khắc phẳng hay tròn, thì dễ dàng hơn khi chỉ nghĩ đến việc chạm khắc phẳng. 

Máy phay CNC trục thứ 4

Nhìn chung, khi một trục quay được thêm vào bộ định tuyến CNC 3 trục, còn gọi là trục A, nó sẽ trở thành bộ định tuyến CNC trục quay thứ 4. Đây là cách rẻ hơn để giúp bạn thực hiện các tác vụ phức tạp hơn nhưng không linh hoạt hoặc hiệu quả bằng máy 4 trục thực thụ. 

Vậy làm sao bạn có thể phân biệt được một bộ định tuyến CNC 4 trục thực sự với một bộ định tuyến 4 trục? Một ví dụ phổ biến về bộ định tuyến CNC 4 trục là việc khắc một bức tượng Phật từ một thanh gỗ tròn ngắn, điều này liên quan đến việc sử dụng 4 trục vì đây là một tác phẩm chạm khắc hình trụ 3D. Một bộ định tuyến 4 trục sẽ không thể làm được điều này vì nó chỉ có thể được sử dụng để khắc trên một mặt phẳng hình trụ, không phải hình trụ 3D. Đây là lý do tại sao máy 4 trục đắt hơn.

Máy phay CNC 4 trục

4 trục so với trục thứ 4

Bàn định tuyến CNC 4 trục có thể làm việc ở cả hai mặt, điều mà bàn định tuyến CNC 3 trục không thể làm được. Máy công cụ CNC 4 trục có các trục X, Y, Z và A (hoặc B hoặc C) đều chuyển động. Trục bổ sung có thể được gọi là XYZA, XYZB hoặc XYZC. 4 trục được liên kết, chúng có thể di chuyển và làm việc cùng nhau cùng một lúc. Điều này cho phép chạm khắc đều đặn, không đều đặn, đối xứng và không đối xứng.

4 trục có nghĩa là máy công cụ có thể di chuyển dọc theo các trục X, Y, Z và A cùng lúc, tức là theo bốn hướng khác nhau cùng một lúc. Thông minh phải không? Thông thường, trục X là hướng từ trái sang phải, trục Y là hướng từ trước ra sau và trục Z là hướng lên và xuống. Trục A là hướng dương và hướng âm của trục quay. 

Ba trục rõ ràng không thể liên kết bốn trục cùng một lúc. Máy phay CNC trục thứ 4 là một loại máy phay nằm giữa máy phay 3 trục và 4 trục. Chúng có thể được chia thành hai loại, máy phay phẳng trục thứ 4 và máy phay CNC 4D trục thứ 3. Như tên gọi của nó, máy phay phẳng trục thứ 4 chỉ khắc hoặc cắt trên một mặt của vật liệu.

Gia công 4D trục thứ 3 có nghĩa là máy có thể thực hiện chạm khắc hoặc cắt quay 3D ở một mức độ nào đó, nhưng một trong các trục X, Y hoặc Z được chuyển đổi thành trục A để định tuyến. Hãy cùng giải thích sự khác biệt giữa hai loại máy CNC 3D này từ các góc độ khác nhau:

1. Về mặt khái niệm, sự khác biệt giữa máy 4 trục và máy trục thứ 4 là liệu liên kết bốn trục X, Y, Z và A có thể được thực hiện đồng thời hay không.

2. Nhìn vào hệ thống điều khiển của máy, máy CNC 4 trục sử dụng hệ thống liên kết bốn trục, còn trục thứ 4 sử dụng hệ thống liên kết ba trục.

3. Hệ thống liên kết 4 trục sử dụng truyền tín hiệu bốn trục theo tín hiệu chuyển động và xung của máy. Liên kết 3 trục chỉ sử dụng truyền tín hiệu ba trục, ít hơn 4 trục một trục.

4. Theo hiệu ứng định tuyến, máy 4 trục có công suất xử lý lớn hơn máy 4 trục, xử lý đồng đều hơn, góc chết nhỏ hơn, thành phẩm tinh xảo hơn, sạch sẽ hơn, đẹp hơn. Có thể khắc những hoa văn đẹp nhất.

5. Những điểm khác biệt khác bao gồm các điểm chú giải công cụ bốn trục có thể thay đổi bất kỳ lúc nào. Chú giải công cụ của trục thứ 4 luôn hướng đến tâm của phôi. Máy phay 4 trục tiên tiến và đáng tin cậy hơn máy phay trục thứ 4. 4 trục là sự phát triển trên máy phay CNC 3D. Điều quan trọng cần nhận ra là hơn 60% máy phay CNC 3D trên thị trường là máy phay trục thứ 4. Khi chọn máy CNC 4D 3 trục, hãy cẩn thận không chỉ phân biệt giữa các mô hình 4 trục và trục thứ 4 mà còn phải phân tích các điều kiện gia công, chẳng hạn như kích thước, trọng lượng, độ cứng và phương pháp gia công của phôi. Hãy đảm bảo rằng bạn biết mình sẽ nhận được gì với số tiền bỏ ra.

Máy phay CNC 5 trục

Bây giờ chúng ta sẽ đến với những bộ định tuyến CNC tốt nhất. Những bộ định tuyến này tương tự như bộ máy CNC 3 và 4 trục, nhưng chúng có thêm hai trục mà chúng có thể di chuyển dọc theo. Những trục bổ sung này giúp thời gian cắt hoặc chạm khắc nhanh hơn nhiều vì chúng có thể cắt năm cạnh của vật liệu cùng một lúc. Tuy nhiên, vì những máy này có trục X dài hơn nên chúng kém ổn định hơn và do đó có khả năng đòi hỏi nhiều sự chú ý của bạn hơn so với bộ định tuyến CNC 3 hoặc 4 trục.

Hãy cùng xem xét các chi tiết kỹ thuật của 5 trục máy móc gần gũi hơn

Máy CNC 5 trục có hiệu suất cao và độ chính xác cao, và khối ngũ diện có thể được gia công trong một lần kẹp phôi. Nếu được trang bị hệ thống điều khiển số cao cấp liên kết năm trục, chúng cũng có thể thực hiện gia công có độ chính xác cao các bề mặt không gian phức tạp và hoàn hảo để gia công các khuôn mẫu hiện đại như các bộ phận kết cấu ô tô và máy bay. Có hai cài đặt cho trục quay của trung tâm gia công thẳng đứng năm trục. Một là trục quay của bàn. Bàn, được đặt trên giường, có thể quay quanh trục X, được định nghĩa là trục A. Phạm vi làm việc thông thường của trục A là +30 độ đến -120 độ. Ở giữa bàn làm việc, có một bàn quay khác, quay quanh trục Z tại vị trí hiển thị trong hình. Đây được gọi là trục C và quay 360 độ. Do đó, thông qua sự kết hợp của trục A và trục C, ngoại trừ trung tâm gia công năm trục ở bề mặt dưới cùng của phôi, năm bề mặt còn lại có thể được xử lý bằng trục chính thẳng đứng. Giá trị chia độ tối thiểu của trục A và trục C thường là 0.001 độ để có thể chia phôi thành bất kỳ góc nào và có thể gia công các bề mặt nghiêng, lỗ nghiêng, v.v. 

Có thể xử lý các bề mặt không gian phức tạp nếu trục A và trục C được liên kết với các trục tuyến tính X, Y và Z. Tất nhiên, điều này đòi hỏi sự hỗ trợ của các hệ thống CNC, hệ thống servo và phần mềm cao cấp. Ưu điểm của sự sắp xếp này là cấu trúc trục chính tương đối đơn giản, độ cứng của trục chính đặc biệt tốt và chi phí sản xuất tương đối thấp. 

Tuy nhiên, bàn làm việc chung không thể thiết kế quá lớn và khả năng chịu tải cũng tương đối nhỏ, đặc biệt là khi góc quay trục A lớn hơn hoặc bằng 90°. Nếu quá lớn, phôi sẽ tạo ra mômen chịu tải lớn trên bàn làm việc khi cắt. 

Loại còn lại dựa vào sự quay của đầu trục chính thẳng đứng. Đầu trước của trục chính là đầu quay, có thể bao quanh hoàn toàn trục Z 360 độ để trở thành trục C. Đầu quay cũng có trục A có thể quay quanh trục X, thường có thể đạt tới hơn ±90 độ. Ưu điểm của phương pháp thiết lập này là quá trình gia công trục chính rất linh hoạt, bàn làm việc cũng có thể lớn hơn nhiều và các vật thể lớn như thân máy bay và vỏ động cơ có thể được gia công trên loại trung tâm gia công này. 

Thiết kế này có một lợi thế lớn khác: khi sử dụng dao phay hình cầu để gia công các bề mặt cong và đường tâm của dụng cụ vuông góc với bề mặt gia công, chất lượng bề mặt phôi được cắt bằng đỉnh sẽ kém, vì vận tốc tuyến tính của đỉnh dao phay hình cầu bằng không. Việc quay trục chính được áp dụng để làm cho trục chính quay theo một góc so với phôi, đảm bảo tốc độ tuyến tính nhất định và cải thiện chất lượng gia công bề mặt. 

Cấu trúc này cực kỳ phổ biến đối với gia công bề mặt khuôn có độ chính xác cao, điều mà các trung tâm gia công bàn quay khó có thể đạt được. Để đạt được độ chính xác quay cao, trục quay cao cấp cũng được trang bị phản hồi lưới tròn và độ chính xác lập chỉ mục chỉ trong vài giây. Tất nhiên, cấu trúc quay của loại trục chính này phức tạp hơn và chi phí sản xuất cũng khá cao.

5 trục thật so với 5 trục giả

Máy 5 trục thực sự có chức năng RTCP (Điểm trung tâm của dụng cụ quay) có nghĩa là nó có thể được tự động chuyển đổi theo chiều dài con lắc trục chính và tọa độ cơ học của bàn quay. 

Khi biên soạn chương trình, chỉ cần xem xét tọa độ phôi, không cần xem xét chiều dài con lắc trục chính hoặc vị trí bàn xoay. Cả máy 5 trục thật và máy 5 trục giả đều có thể có liên kết năm trục. Nếu trục chính có thuật toán 5 trục thực RTCP thì thuật toán này sẽ thực hiện xử lý lập chỉ mục. 5 trục thực có chức năng RTCP chỉ cần đặt một hệ tọa độ và tọa độ công cụ chỉ cần đặt một lần. Năm trục giả có phần gây ra vấn đề và cần tránh.

Hệ thống CNC có chức năng RTCP có thể sử dụng trực tiếp lập trình đầu công cụ mà không cần xem xét khoảng cách tâm trục quay. Sau khi áp dụng chế độ RTCP, lập trình gia công CNC 5 trục có thể nhắm trực tiếp vào đầu công cụ thay vì tâm đầu trục chính quay, do đó, may mắn thay, lập trình sẽ trở nên đơn giản và hiệu quả hơn nhiều.

Đối với bàn xoay đôi giả 5 trục, cần phải thiết lập nhiều tọa độ để đạt được xử lý chỉ mục. Tuy nhiên, nếu là đầu xoay 5 trục, thì dù sao cũng không thể hoàn thành xử lý chỉ mục, vì đầu xoay không phải là chuyển động Z đơn khi xử lý xuống dưới, mà Z di chuyển cùng với X hoặc Y. Do đó, lập trình 5 trục giả sẽ rất rắc rối, việc gỡ lỗi sẽ khó khăn hơn và chức năng bù trừ ba trục không thể sử dụng tại thời điểm này. 

. 

Máy phay CNC nào phù hợp với bạn?

Mặc dù các bộ định tuyến này có vẻ khá đơn giản về những gì chúng có thể thực hiện, nhưng chúng là những sản phẩm công nghệ rất tinh vi và tiên tiến. Nếu bạn muốn sáng tạo hơn với các thiết kế của mình và có ngân sách, bạn nên đầu tư vào bộ định tuyến CNC 4 trục hoặc 5 trục. Tuy nhiên, bộ định tuyến CNC 3 trục hoặc 4 trục thường có giá cả phải chăng hơn.

Bây giờ bạn đã hiểu rõ về cách thức hoạt động của bộ định tuyến, bạn có thể hiểu rõ hơn về sự khác biệt giữa các mẫu máy khác nhau, hy vọng điều này sẽ giúp bạn quyết định nên mua loại nào. 

Tóm lại. Máy CNC 5 trục có thể cắt dọc theo hai trục nhiều hơn máy CNC 3 trục. Các máy phay này có thể cắt đồng thời năm mặt của một vật thể, giúp mở rộng khả năng và tính linh hoạt của người vận hành. Không giống như các máy 3 trục tương tự, các máy này thường được sử dụng để cắt các chi tiết 3D lớn. Ngoài ra, máy CNC 5 trục có cổng trục cao hơn và trục X dài hơn, cho phép chúng cắt các chi tiết lớn hơn; tuy nhiên, điều này đi kèm với cái giá rất đắt; cổng trục càng cao và trục X càng dài thì các máy này càng kém chính xác và ổn định. Để kiểm soát chất lượng phù hợp, cần hạn chế cổng trục và trục X càng nhiều càng tốt.

Mặc dù máy phay có vẻ là những cỗ máy tương đối đơn giản, nhưng chúng là những thiết bị công nghệ cực kỳ tinh vi, đòi hỏi một trình độ chuyên môn nhất định để vận hành. Rất khuyến khích đọc kỹ hướng dẫn sử dụng hoặc được đào tạo từ một chuyên gia. Máy CNC 5 trục có xu hướng đắt hơn nhiều so với các loại 3 trục truyền thống, nhưng cuối cùng lại linh hoạt hơn và cho phép người dùng sáng tạo hơn với các thiết kế của họ. 

Bạn thực sự cần bao nhiêu trục?

Bạn có thể đã thấy các bộ định tuyến CNC cung cấp bảy, chín hoặc thậm chí mười một trục. Mặc dù nhiều trục bổ sung như vậy có vẻ khó hình dung, nhưng lời giải thích cho hình học đáng kinh ngạc như vậy thực sự khá đơn giản.

Khi bạn sử dụng máy có nhiều hơn một trục quay, tức là bạn đã có nhiều trục hơn.

Ví dụ, máy có trục chính thứ hai và tháp pháo dưới có nhiều trục: tháp pháo trên cùng sẽ có 4 trục và tháp pháo dưới cùng có 2 trục, sau đó bạn có các trục chính đối diện cũng có 2 trục. Những máy đó có thể có tổng cộng tới 9 trục.

Một thành phần, như van hàng không vũ trụ, có thể được thực hiện trên máy CNC 5 trục. Hoặc có thể được thực hiện trên máy định tuyến CNC đa trục có trục B quay và hai trục chính cho hai trục C, cộng với X, Y và Z. Ngoài ra còn có một tháp pháo thấp hơn cung cấp cho bạn một X và Z thứ hai, cung cấp cho bạn nhiều trục hơn, nhưng bản thân bộ phận đó có cùng hình dạng.

Vậy bạn cần bao nhiêu trục cho doanh nghiệp của mình?

Như thường lệ trong sản xuất, câu trả lời cho câu hỏi đó phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể của bạn. Ví dụ sau đây sẽ giúp ích:

Cánh tua bin là bề mặt dạng tự do có thể khá phức tạp. Cách hiệu quả nhất để gia công hoàn thiện một cánh như vậy là sử dụng máy 5 trục, đưa dụng cụ theo hình xoắn ốc quanh cánh máy bay. Bạn có thể sử dụng mô hình 3 trục để gia công nếu bạn lập chỉ mục cánh đến một vị trí và sau đó sử dụng ba trục tuyến tính để gia công bề mặt, nhưng đó không phải là cách hiệu quả nhất.

Hình dạng của bộ phận sẽ cho bạn biết liệu bạn cần cấu hình 3, 4 hay 5 trục.

Tuy nhiên, điều quan trọng cần nhớ là số lượng trục bạn cần phụ thuộc vào nhiều hơn một bộ phận. Bộ phận này tất nhiên là quan trọng, nhưng nó sẽ hạn chế những gì cửa hàng của bạn muốn đạt được.

Một khách hàng có thể mang đến một bộ phận, chẳng hạn như giá đỡ hàng không vũ trụ bằng titan, và bạn có thể nghĩ rằng đó là một bộ phận hoàn hảo cho một bàn định tuyến CNC 5 trục. Máy đa chức năng đó có thể không được tối ưu hóa theo cùng một cách như máy CNC 5 trục, nhưng nó có thể mang đến cho khách hàng cơ hội thực hiện công việc tiện, trục hoặc chucker là một phần trong kế hoạch dài hạn của họ.

Một điều khác cần cân nhắc là phạm vi làm việc. Kích thước tối đa của bộ phận mà bạn có thể đặt vào máy và vẫn thực hiện thay đổi công cụ và chuyển bộ phận là bao nhiêu? Hiểu được khả năng của máy CNC và những gì máy có thể và không thể làm thực sự quan trọng đối với doanh nghiệp của bạn.

Nguồn từ Kiểu dáng CNC

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Thông tin nêu trên được cung cấp bởi Stylecnc độc lập với Chovm.com. Chovm.com không tuyên bố và bảo đảm về chất lượng và độ tin cậy của người bán và sản phẩm.