3軸CNCルーターvs4軸CNCルーターvs5軸CNCルーター
CNCルーターマシンを購入するアイデアがある場合、CNCルーターキットにはいくつの軸が必要ですか？これはすべてのCNCルーターの購入者に共通の問題なので、3軸、4軸、5軸のCNCルーターの比較を始めましょう。
CNCルーターマシンキットの3軸、4軸、4軸、5軸を理解する
5軸：X-Y-Z-A-B、X-Y-Z-A-C、X-Y-Z-B-C（スピンドルは左右に180度回転できます。）
4軸：X-Y-Z-A、X-Y-Z-B、X-Y-Z-C（4軸リンケージ）
4軸目：Y-Z-A、X-Z-A（3軸リンケージ）
3軸：X-Y-Z（3軸リンケージ）
A、B、またはC軸は、X、Y、Zの回転軸に対応します。
3軸CNCルーターマシン
これらの特定のCNCルーターは、同時に3つの異なる軸に沿って移動できます。
X軸：左から右
Y軸：前から後ろ
Z軸：上下
同時に3軸を移動する3軸CNCルーターマシン。 X軸、Y軸、およびZ軸。 X軸に沿って切断すると、ルータービットが左から右に移動し、Y軸に沿って切断すると、ルータービットが前から後ろに移動し、Z軸に沿って切断すると、ルータービットが上下に移動します。これらの機械は、主にフラット、2D、および2.5D部品の切断に使用されます。フラットカービングでもラウンドカービングでも、パルスに基づいて計算されたフラットカービングと考えることができます。
4軸CNCルーターマシン
一般的に、A軸とも呼ばれる3軸CNCルーターキットに回転軸、つまり4番目の回転軸CNCルーターを追加します。実際の4軸CNCルーターキットを区別する方法は？ 4軸3Dシリンダールーティングの一般的な例を示します。これは、丸い短いスティックカットまたは3D仏の彫刻で構成され、この作業には4軸がありますが、3軸CNCシステムでのみ機能し、X軸またはY軸を使用して駆動します。回転軸の場合、実際の作業者は3軸CNCマシンまたは回転式4軸CNCマシンです。
4軸CNCルーターマシン
4軸CNCルーターテーブルは、3軸CNCルーターテーブルではなく、両側での作業を可能にします。 4軸CNC工作機械にもX、Y、Z軸があり、X-Y-Z-A、X-Y-Z-B、X-Y-Z-Cを指し、4軸がリンクされており、4軸が同時に動作します。
4軸VS4軸
4軸とは、工作機械がX、Y、Z、A軸の移動を同時に行うことを意味します。 4つの軸は、工作機械の4つの方向を表します。通常、X軸は左右方向、Y軸は前後方向、Z軸は上下方向です。 A軸は、回転軸の正と負の方向です。 4軸目は、工作機械がX、Y、Z、A軸の移動のみを同時に実行できることを意味します。
3軸で4軸のリンクを同時に実行することはできません。 4軸CNCルーターマシンは大きく2つのタイプに分けられます。1つは4軸フラットプレーンルーターマシンで、もう1つは4軸3DCNCルーターマシンです。名前が示すように、4軸フラットプレーンルーターマシンは、材料の片側だけを彫刻または切断します。
4軸3D加工とは、機械が3D回転彫刻または切削を実行できることを意味しますが、3軸X、Y、およびZの1つがルーティングのためにA軸に変換されます。これら2種類の3DCNCマシンの違いをさまざまな角度から説明します。
1.概念的には、4軸と4軸の違いは、X、Y、Z、Aの4軸リンケージを同時に実行できるかどうかです。
2.機械の制御システムの観点から、4軸CNC機械は4軸リンケージシステムを使用し、4軸は3軸リンケージシステムを使用します。
3. 4軸リンケージシステムは、機械の運動信号に応じた4軸信号伝達を使用します。損失、3軸リンケージは3軸信号伝送を使用し、1つの信号は4軸未満です。
4.ルーティング効果によると、4軸は4軸よりも処理が多く、処理が均一で、デッドアングルが小さく、外観が美しくなっています。
5.工作機械の方向とは異なります。 4軸ツールチップが指す方向はいつでも変更できます。 4軸目の工具先端は常にワークの中心を指します。 4軸は、4軸よりも高度で信頼性があります。 4軸は3DCNCルーターマシンの開発動向です。重要なことは、市場に出回っている3D CNCルーターマシンの60％以上が4軸であるということです。 4軸3DCNCマシンを選択する場合、4軸と4軸を区別するだけでなく、ワークのサイズ、重量、硬度、加工方法など、独自の加工条件を分析する必要があります。
5軸CNCルーターマシン
これらのルーターは、3、4軸CNCマシンキットに似ていますが、移動可能な2つの追加軸があります。これらの追加の軸は、材料の5つのエッジを同時に切断できるため、プロジェクト時間を短縮できます。ただし、これらのマシンはX軸が長いため、安定性と精度が低下します。3、4軸CNCルーターキットよりも注意が必要になる可能性があります。
5軸CNCマシニングセンタは高効率・高精度の特徴があり、五面体はワークの1回のクランプで加工できます。 5軸リンケージハイエンド数値制御システムを搭載すれば、複雑な空間面の高精度な処理も可能であり、自動車部品や航空機構造部品などの最新の金型の処理に適しています。 5軸立形マシニングセンタの回転軸には2つの方法があります。 1つはテーブルの回転軸です。ベッドにセットされたテーブルは、A軸として定義されるX軸を中心に回転できます。 A軸の一般的な動作範囲は+30度から-120度です。また、作業台の中央には回転台があり、図のようにC軸と定義した位置でZ軸を中心に回転し、C軸は360度回転します。このように、A軸とC軸を組み合わせることで、ワークテーブルに固定されたワークの底面にある5軸マシニングセンタを除いて、他の5面を垂直主軸で加工することができます。 A軸とC軸の最小目盛値は通常0.001度ですので、ワークを任意の角度に細分化でき、傾斜面や傾斜穴などの加工が可能です。 A軸とC軸がX、Y、Zの3つの直線軸にリンクされている場合、複雑な空間サーフェスを処理できます。もちろん、これにはハイエンドのCNCシステム、サーボシステム、およびソフトウェアのサポートが必要です。この配置の利点は、スピンドルの構造が比較的単純であり、スピンドルの剛性が非常に良好であり、製造コストが比較的低いことである。ただし、一般的な作業台は大きすぎるように設計することはできず、耐荷重能力も小さくなります。特に、A軸の回転が90度以上の場合、ワークピースは大きな耐荷重モーメントをもたらします。切断時の作業台。もう1つは、垂直スピンドルヘッドの回転に依存することです。メインシャフトの前端は回転ヘッドで、Z軸を360度回転させてC軸にすることができます。回転ヘッドには、X軸を中心に回転できるA軸もあります。これは、通常、上記と同じ機能を実現するために±90度以上に達する可能性があります。この設定方法の利点は、スピンドル処理が非常に柔軟であり、作業台も非常に大きくなるように設計でき、旅客機の巨大な胴体と巨大なエンジンシェルをこのタイプのマシニングセンターで処理できることです。この設計には大きな利点もあります。球面フライスを使用して曲面を処理する場合、工具の中心線が加工面に垂直である場合、球面フライスの頂点の線速度がゼロであるため、表面は頂点で切削されるワークの品質が低下します。スピンドル回転の設計は、スピンドルがワークピースに対してある角度で回転するように採用されているため、球形フライスは頂点の切断を回避し、一定の直線速度を保証し、表面処理品質を向上させます。この構造は、回転台マシニングセンターでは実現が難しい金型の高精度表面加工に非常に人気があります。高精度の回転を実現するために、ハイエンドの回転軸にも円形格子フィードバックが装備されており、インデックス精度は数秒以内です。もちろん、このタイプのスピンドルの回転構造はより複雑であり、製造コストも高くなります。
真の5軸と偽の5軸
真の5軸にはRTCP機能があります。スピンドルの振り子の長さと回転テーブルの機械的座標に応じて自動的に変換できます。プログラムをコンパイルするときは、スピンドルの振り子の長さや回転テーブルの位置ではなく、ワークピースの座標のみを考慮する必要があります。それが実際の5軸であるかどうかは、5軸がリンクされているかどうかに依存せず、偽の5軸も5軸リンクである可能性があります。スピンドルにRTCPの真の5軸アルゴリズムがある場合。インデックス処理を行うことです。 RTCP機能を備えた真の5軸は、1つの座標系を設定するだけでよく、ツールの座標を1回設定するだけで済みます。偽の5軸は多くの問題です。
RTCP機能を備えたCNCシステムは、回転軸の中心距離を考慮せずに、工具先端プログラミングを直接使用できます。 RTCPモードを適用した後、5軸CNC加工のプログラミングでは、回転するスピンドルヘッドの中心ではなく、ツールチップを直接ターゲットにできるため、プログラミングがはるかに簡単で効率的になります。
疑似5軸ダブルターンテーブルの場合、インデックス処理の目的を達成するために複数の座標を設定する必要があります。ただし、5軸スイングヘッドの場合、5軸スイングヘッドは下向きに処理する際の単一のZモーションではなく、ZがXまたはYと一緒に移動するため、インデックス処理を完了できません。現時点では、偽の5軸プログラミングは非常に面倒で、デバッグはより困難であり、3軸オフセット機能は現時点では使用できません。
どのCNCルーターマシンがあなたに最適ですか？
これらのルーターは、達成できることについてはやや単純に見えますが、非常に繊細で高度なテクノロジーです。デザインをより創造的にしたい場合は、4軸または5軸のCNCルーターキットに投資することをお勧めしますが、3軸または4軸のCNCルーターキットの方が手頃な価格であることがよくあります。
ルーターがどのように機能するかについての実用的な知識が得られたので、さまざまなモデル間の違いをよりよく理解できます。
5軸CNCマシンは、3軸CNCマシンよりも2つの追加軸に沿って切断できます。これらのルーターには、材料の5つの側面を同時に切断する機能があり、オペレーターの能力と柔軟性を拡張します。 3軸の対応物とは異なり、これらのマシンは通常、大きな3Dパーツを切断するために使用されます。さらに、5軸CNCマシンは、ガントリーが高く、X軸が長いため、より大きな部分を切断できます。ただし、これには重大なコストがかかります。ガントリーが高く、X軸が長いほど、これらのマシンの精度と安定性は低くなります。適切な品質管理のために、ガントリーの高さとX軸の長さを可能な限り制限する必要があります。
ルーターは単純な機械のように見えますが、操作するにはある程度の専門知識が必要な高度な技術です。 5軸CNCマシンは、従来の3軸タイプよりも高価になる傾向がありますが、最終的には柔軟性が高く、ユーザーはデザインをより創造的にすることができます。
いくつの軸が必要ですか？
7軸、9軸、さらには11軸を提供するCNCルーターへの言及を見たことがあるかもしれません。その多くの追加の軸を想像するのは難しいように思われるかもしれませんが、そのような驚異的な形状の説明は実際には非常に簡単です。
複数の回転スピンドルを備えた機械を扱っている場合、すでにより多くの軸があります。
たとえば、2番目のスピンドルと下部タレットを備えたマシンがあります。これらのマシンには、いくつかの軸があります。上部のタレットには4つの軸があり、下部のタレットには2つの軸があり、反対側のスピンドルにも2つの軸があります。これらのマシンは最大9台まで使用できます。
航空宇宙バルブのようなコンポーネントは、5軸CNCマシンで実行される場合があります。または、回転B軸と2つのC軸用のツインスピンドルに加えてX、Y、Zを備えた多軸CNCルーターでその部分を行うこともできます。2番目のXとZを提供する下部タレットもあります。したがって、より多くの軸が得られますが、パーツ自体は同じジオメトリです。
では、ビジネスにはいくつの軸が必要ですか？
製造業でよくあることですが、その質問への答えは特定のアプリケーションに依存します。次の例を見てください：
タービンブレードは自由曲面であり、かなり複雑になる可能性があります。このようなブレードを仕上げる最も効率的な方法は、5軸を使用して、ブレードの翼の周りにツールをらせん状に配置することです。ブレードをある位置にインデックス付けしてから3直線軸を使用して表面加工する場合は、3軸を使用して加工できますが、通常、これは最も効率的な方法ではありません。
パーツの形状により、3軸、4軸、または5軸の構成が必要かどうかがわかります。
ただし、必要な軸の数は1つ以上のパーツに依存することを覚えておくことが重要です。その部分はそれの多くを決定しますが、それから店が達成したいこともあります。
チタン製の航空宇宙用ブラケットなどの部品をお客様が持ってきてくれるかもしれません。これは5軸CNCルーターテーブルに最適な部品ですが、私たちのマシンの1つでより適切に機能する部品の製造を計画している可能性があります。その多機能マシンは、5軸CNCマシンと同じように最適化されていない可能性がありますが、長期計画の一部である旋盤、シャフト、またはチャッカーの作業を行う機会を顧客に提供する可能性があります。
考慮すべきもう1つのことは、作業範囲です。マシンに配置しても、工具交換や部品転送を実行できる最大サイズの部品はどれくらいですか？ CNCマシンの機能と、CNCマシンができることとできないことを理解しています。
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