Fünf-Achs-Gelenktechnik in der CNC-Sonderbearbeitung: Innovation und Vorteile

Bei der kundenspezifischen CNC-Bearbeitung spielt die Fünf-Achsen-Verbindungstechnologie eine entscheidende Rolle. Die fünfachsige CNC-Werkzeugmaschine ist eine Art Werkzeugmaschine mit hohem Technologiegehalt und hoher Präzision, die speziell für die Bearbeitung komplexer gekrümmter Oberflächen verwendet wird.

Aufgrund der strukturellen Zusammensetzung besteht die CNC-Werkzeugmaschine mit fünf Achsen normalerweise aus Steuermedien, einem numerischen Steuergerät, einem Servosystem, einem Maschinenkörper, einem Erkennungsgerät und anderen Teilen. Im Vergleich zu herkömmlichen CNC-Werkzeugmaschinen sind zusätzlich zu X, Y, Z drei lineare Bewegungsachsen, aber auch zwei Rotationsachsen festgelegt, um die Vorschubbewegung abzuschließen. Die meisten fünfachsigen CNC-Werkzeugmaschinen haben eine „3+2“-Struktur, d. h. drei lineare Bewegungsachsen X, Y, Z sowie drei Rotationsachsen A, B, C, die sich jeweils um die X-, Y- und Z-Achse drehen. Von der allgemeinen Richtung aus gesehen gibt es drei Formen von Spindeln + zweiachsige schwenkbare Fräskopfverbindung (X, Y, Z, A, B), drei gerade Spindeln + zweiachsige Drehtischverbindung (X, Y, Z, A). , C), drei gerade Spindeln + einachsiger schwenkbarer Fräskopf + einachsiger Drehtisch-Gestänge (X, Y, Z, B, C).

Funktionsprinzipisch wird der Arbeitsprozess von CNC-Werkzeugmaschinen durch digitale Anweisungen gesteuert. Vor der Verarbeitung muss der angegebene Anweisungscode gemäß der Teilezeichnung verwendet werden, um das numerische Steuerungsbearbeitungsprogramm vorzubereiten und in das numerische Steuerungsgerät einzugeben. Das numerische Steuergerät erzeugt nach der Dekodierung und Bedienung das entsprechende Steuersignal, einschließlich Positionssignal, Bewegungssteuersignal und Logiksteuersignal. Nach der Signalumwandlung und Leistungsverstärkung durch das Servosystem treiben das Positionssignal und der Bewegungssteuerungsbefehl den Servomotor an, um sich präzise zu bewegen, und treiben die beweglichen Teile der Werkzeugmaschine an, um automatisch gemäß dem Programm zu arbeiten. Die logischen Steuerbefehle, die von der integrierten programmierbaren Steuerung ausgegeben werden, die von der numerischen Steuervorrichtung gesteuert wird, treiben nach der Leistungsverstärkung direkt die ausführenden Komponenten gemäß der vorab festgelegten logischen Reihenfolge an, steuern den Start und Stopp der Spindel, die Geschwindigkeitsänderung, die Umkehrung und das Werkstück Anziehen oder Lösen und andere Hilfsmaßnahmen, um den automatischen Betrieb von Werkzeugmaschinen mit numerischer Steuerung zu erreichen. Darüber hinaus erkennt das Erkennungsgerät den tatsächlichen Positions- und Geschwindigkeitswert der Koordinatenachse in Echtzeit und gibt nach der Signalumwandlung eine Rückmeldung an das numerische Steuergerät oder Servosystem, vergleicht es mit dem Befehlswert und gleicht die Fehleranpassung aus. damit die beweglichen Teile in die richtige Position laufen. Das Besondere ist, dass bei der Bearbeitung der fünfachsigen CNC-Werkzeugmaschine die fünf Freiheitsgrade, die die Bewegung des Werkstücks und des Werkzeugs steuern, sich auch gleichzeitig bewegen können, um jede Oberfläche zu bearbeiten.

Einer der herausragenden Vorteile der Fünf-Achs-Gelenktechnik ist die Möglichkeit, komplexe Formen in einer Aufspannung zu bearbeiten. Bei herkömmlichen Bearbeitungsmethoden müssen komplex geformte Werkstücke oft mehrmals eingespannt und justiert werden, was nicht nur viel Zeit kostet, sondern auch die Kosten erhöht und anfällig für Bedienerfehler ist. Die Fünf-Achsen-Verbindungstechnologie kann die Bearbeitung komplexer Formen durch die koordinierte Bewegung von fünf Achsen gleichzeitig abschließen. Beispielsweise kann in der Luft- und Raumfahrtindustrie die Endbearbeitung komplexer Hohlraumwerkstücke mithilfe der Werkzeugseitenkante bearbeitet werden, um eine glattere Bearbeitungsoberfläche zu erhalten, wodurch Fehler vermieden werden, die durch mehrfaches Spannen verursacht werden können, was erheblich Zeit und Kosten spart und auch die Kosten reduziert Bedienerfehler, die beim Mehrfachspannen auftreten können.

Die 5-Achs-Bearbeitung bietet erhebliche Vorteile im Werkzeugeinsatz. Da durch die Fünf-Achsen-Gestängetechnik der Werkzeugkopf in Arbeitsrichtung und das Werkzeug in Richtung Oberfläche abgesenkt werden kann, können kürzere Werkzeuge verwendet werden. Kürzere Werkzeuge ermöglichen höhere Schnittgeschwindigkeiten, da die Schnittgeschwindigkeit des Werkzeugs bei gleicher Spindeldrehzahl höher ist. Gleichzeitig kann das kürzere Werkzeug auch die Vibration des Werkzeugs reduzieren und die Stabilität und Genauigkeit der Bearbeitung verbessern. Laut Statistik kann der Einsatz der Fünf-Achsen-Bearbeitungstechnologie die Vibration des Werkzeugs um mehr als 30 % reduzieren, wodurch die Lebensdauer des Werkzeugs verlängert und der Verschleiß des Werkzeugs verringert wird.

Die Fünf-Achs-Bearbeitung bietet die Möglichkeit, äußerst komplexe Teile aus dem Vollen zu bearbeiten. Bei einigen Teilen mit komplexen Formen und hohen Präzisionsanforderungen, wie z. B. Zylinderblöcken von Automobilmotoren, Schlüsselteilen von Flugzeugen usw., ist es mit herkömmlichen Bearbeitungsmethoden oft schwierig, die Anforderungen zu erfüllen. Die Fünf-Achsen-Verbindungstechnologie kann die Mehrwinkel- und Mehrebenenbearbeitung auf einer Werkzeugmaschine durchführen, egal ob es sich um Formbearbeitung, Hohlbearbeitung oder Bohren, schräge Löcher, schräges Schneiden und andere Prozesse handelt, können problemlos realisiert werden. Beispielsweise können im Formenbau durch die 5-Achs-Bearbeitung besonders komplexe Oberflächen an dreidimensionalen Rohlingen ohne den Einsatz speziell gegossener Rohlinge bearbeitet werden, was viel Zeit und Kosten spart. Für die Verarbeitung kleiner Chargen ist diese Methode schneller und wirtschaftlicher und kann in nur 1 bis 2 Wochen abgeschlossen werden, während das herkömmliche Gießen und Verarbeiten 2 Monate oder länger dauern kann.

Beim Bohren haben fünfachsige Werkzeugmaschinen offensichtliche Vorteile. Das Bohren einer Reihe von Löchern mit unterschiedlichen Verbindungswinkeln ist zeitaufwändig, und die Verwendung einer dreiachsigen Maschine zum Bohren schräger Löcher erfordert für jedes Loch ein anderes Werkzeug. Bei der Fünf-Achsen-Bearbeitung kann der Kopf automatisch entlang der richtigen Achse jedes Lochs ausgerichtet werden, wodurch der Bohrvorgang schneller abgeschlossen wird und viel Bohrzeit gespart wird. Bei der Bearbeitung komplexer Automobilteile oder Flugzeugstrukturteile kann die fünfachsige Werkzeugmaschine beispielsweise die Bohrarbeiten einer großen Anzahl geneigter Löcher schnell und präzise abschließen, was die Produktionseffizienz erheblich verbessert.

Die meisten Hersteller, die sich auf Fertigungssteuerungen für Fünf-Achsen-Maschinen spezialisiert haben, können auch eine Funktion anbieten, mit der grundlegende Bearbeitungsvorgänge auf diagonalen Flächen selbst für manuelle Programmierer programmiert werden können. Dies macht die Fünf-Achsen-Bearbeitung im Programmiervorgang bequemer und schneller und reduziert die Schwierigkeit und Komplexität der Programmierung. Für einige kleine Bearbeitungsunternehmen oder einzelne Studios ist die manuelle Programmierung immer noch eine gängige Programmiermethode, und diese Funktion der Fünf-Achsen-Maschine kann ihnen die Bearbeitung komplexer Teile erleichtern und so die Produktionseffizienz und Bearbeitungsqualität verbessern.

In der Luft- und Raumfahrtindustrie spielt die Fünf-Achs-Gelenktechnik eine entscheidende Rolle. Die Konstruktion wichtiger Teile im Luft- und Raumfahrtbereich umfasst in der Regel eine Vielzahl von Theorien wie Strömungsmechanik, Aerodynamik und Materialmechanik, und ihre Oberflächenform ist komplex und erfordert eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit. Die Fünf-Achsen-Bearbeitungstechnologie ermöglicht eine effiziente und präzise Bearbeitung dieser komplex geformten Komponenten, wie beispielsweise Turbinenschaufeln. Die Form der Turbinenschaufel ist kompliziert und mit der herkömmlichen Bearbeitungsmethode ist es schwierig, die Genauigkeitsanforderungen zu erfüllen. Allerdings kann die Fünf-Achsen-Verbindungsbearbeitung die Bearbeitung mehrerer Flächen in einer einzigen Aufspannung abschließen, wodurch der durch Mehrfachbelastungen verursachte Fehler reduziert und die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert wird. Gleichzeitig können durch die Fünf-Achsen-Verbindungsverarbeitungstechnologie auch die Produktionskosten gesenkt werden. Beispielsweise kann der Einsatz von fünfachsigen CNC-Werkzeugmaschinen zur Bearbeitung von Flugzeugfahrwerken, Flügeln, Flügelrippen, Rahmen- und Trägerstrukturteilen die Produktionseffizienz verbessern, Bearbeitungszeit und Arbeitskosten reduzieren und den Produktionsnutzen steigern. Laut Statistik kann der Einsatz der Fünf-Achsen-Verbindungsverarbeitungstechnologie die Produktionseffizienz von Luft- und Raumfahrtteilen um mehr als 30 % steigern.

Im Automobilbau findet die Fünf-Achs-Gelenktechnik vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Mit der fünfachsigen Bearbeitungsmaschine können komplexe und feine Automobilteile wie Motorblock, Zylinderkopf, Kurbelwelle, Pleuel usw. effektiv hergestellt werden. Durch präzise Zuschnitte und aufwendige Oberflächenbearbeitung wird die Präzision und Oberflächenqualität der Teile gewährleistet. Gleichzeitig kann das Fünf-Achsen-Bearbeitungszentrum auch eine mehrseitige Simultanbearbeitung realisieren, was die Produktionseffizienz erheblich verbessert. Auch im Bereich der Kfz-Reparatur kann die Fünf-Achs-Gelenktechnik eine wichtige Rolle spielen. Beispielsweise kann ein beschädigter Karosserierahmen mit einem Bearbeitungszentrum mit fünfachsigem Gestänge präzise repariert werden, um die Festigkeit und Sicherheit der Karosserie zu gewährleisten. Darüber hinaus können durch die Fünf-Achsen-Bearbeitungstechnologie auch die Kosten für die Automobilherstellung gesenkt werden. Senken Sie die Produktionskosten, indem Sie die Verarbeitungsgenauigkeit und -effizienz verbessern und Ausschussraten und Nacharbeitszeiten reduzieren.

Bei der Herstellung von Werkzeugteilen kann die Fünf-Achsen-Verbindungstechnologie die Effizienz und Genauigkeit des Prozesses verbessern. Die Eigenschaften des Fünf-Achsen-Bearbeitungszentrums zur Änderung der Richtung der Werkzeugwelle können nicht nur die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität der Form verbessern, sondern auch die Anwendung des Universalwerkzeugs verbessern, wodurch der Werkzeugwechsel reduziert wird. Beispielsweise kann der Einsatz eines Fünf-Achsen-Bearbeitungszentrums zur Bearbeitung von Gesenkteilen die Bearbeitung mehrerer Winkel in einer einzigen Aufspannung abschließen und so den durch Mehrfachbeladung entstehenden Fehler vermeiden. Gleichzeitig kann das Fünf-Achsen-Bearbeitungszentrum auch ein kürzeres Werkzeug verwenden, die Steifigkeit des Werkzeugs verbessern und die Bearbeitung des gesamten Teils schnell abschließen, ohne dass eine zweite Ladekarte erforderlich ist, und die Oberflächenqualität des Teil ist auch gut. Darüber hinaus kann das Fünf-Achsen-Bearbeitungszentrum auch die Einrichtzeit verkürzen. Bei der Bearbeitung komplexer Formteile muss bei der herkömmlichen Bearbeitungsmethode die Position des Werkzeugs und des Werkstücks häufig angepasst werden, und die Fünf-Achsen-Gestängebearbeitung kann den Bearbeitungswinkel und die Position durch die koordinierte Bewegung der fünf Koordinatenachsen automatisch anpassen. Reduzierung der Anpassungszeit und Verbesserung der Produktionseffizienz.

Im Bereich der Herstellung medizinischer Geräte bietet die Fünf-Achs-Gelenktechnik ein breites Anwendungsspektrum bei der Herstellung komplexer und feiner medizinischer Komponenten. Beispielsweise erfordert die Herstellung von chirurgischen Instrumenten, Implantaten, künstlichen Gelenken, künstlichen Herzen und anderen hochpräzisen medizinischen Geräten eine fünfachsige Verbindungstechnologie. Mit der Fünf-Achsen-Bearbeitung können Form und Größe dieser komplexen Komponenten präzise bearbeitet werden, um den individuellen Anforderungen medizinischer Geräte gerecht zu werden. Gleichzeitig kann die Fünf-Achsen-Verbindungsverarbeitungstechnologie auch die Qualität und Sicherheit medizinischer Geräte gewährleisten. Beispielsweise kann bei der Bearbeitung künstlicher Gelenke durch die Bearbeitung von Fünf-Achsen-Gestängen die Oberflächen- und Maßhaltigkeit des Gelenks sichergestellt und die Eignung und Lebensdauer des Gelenks verbessert werden. Darüber hinaus kann die Fünf-Achsen-Bearbeitungstechnologie auch die Produktionseffizienz medizinischer Geräte verbessern. Durch eine einzige Aufspannung können Sie die Bearbeitung mehrerer Oberflächen abschließen, die Bearbeitungszeit und Arbeitskosten reduzieren und die Produktionseffizienz verbessern.

Auch in der Energiewirtschaft findet die Fünf-Achs-Gelenktechnik wichtige Anwendungsmöglichkeiten. Beispielsweise können bei der Herstellung von Rotorblättern für Windkraftanlagen, Komponenten für Ölbohrgeräte, Präzisionskomponenten für Solargeräte usw. mit der Fünf-Achsen-Verbindungsverarbeitungstechnologie komplexe Formen und hochpräzise Abmessungen verarbeitet werden. Bei Rotorblättern von Windkraftanlagen kann die Fünf-Achsen-Bearbeitung die Oberflächengenauigkeit und aerodynamische Leistung der Rotorblätter sicherstellen und die Effizienz der Stromerzeugung von Windkraftanlagen verbessern. Bei der Herstellung von Komponenten für Ölbohrgeräte können durch die Fünf-Achsen-Gestängebearbeitung hochfeste und hochpräzise Teile bearbeitet werden, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Bohrgeräten zu gewährleisten. Bei der Herstellung von Präzisionskomponenten für Solaranlagen können durch die Fünf-Achsen-Verbindungsbearbeitung hochpräzise Reflektoren und Konzentratoren sowie andere Komponenten bearbeitet werden, um die Umwandlungseffizienz von Solaranlagen zu verbessern. Darüber hinaus können durch die Fünf-Achsen-Bearbeitungstechnologie auch die Herstellungskosten von Energieanlagen gesenkt werden. Senken Sie die Produktionskosten, indem Sie die Verarbeitungsgenauigkeit und -effizienz verbessern und Ausschussraten und Nacharbeitszeiten reduzieren.

Im Kontext der intelligenten Fertigung hat der Entwicklungstrend der Fünf-Achsen-Verbindungstechnologie in der CNC-Sonderbearbeitung vielfältige Merkmale gezeigt. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technologie und der Veränderung der Marktnachfrage entwickelt sich die Fünf-Achsen-Verbindungstechnologie in Richtung hoher Präzision, hoher Effizienz, Intelligenz und Verbindung.

Angesichts der immer höheren Anforderungen an die Produktgenauigkeit in der Fertigungsindustrie verbessert die Fünf-Achsen-Verbindungstechnologie weiterhin die Bearbeitungsgenauigkeit und Bearbeitungsstabilität durch den Einsatz hochpräziser Servosysteme, fortschrittlicher Algorithmen und Präzisionswerkzeuge. Gleichzeitig werden die Fehlerkompensationstechnologie und die adaptive Steuerungstechnologie im Bearbeitungsprozess häufig eingesetzt, um die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern und Fehler zu reduzieren. Beispielsweise hat die Bearbeitungsgenauigkeit einiger fortschrittlicher fünfachsiger CNC-Werkzeugmaschinen derzeit das Mikrometer-Niveau erreicht, und es wird erwartet, dass sie in Zukunft weiter auf das Nanometer-Niveau verbessert wird.

Angesichts der Intensivierung des Marktwettbewerbs müssen produzierende Unternehmen die Produktionseffizienz kontinuierlich verbessern und den Verarbeitungszyklus verkürzen. Die Fünf-Achsen-Verbindungstechnologie verbessert durch den Einsatz von Hochgeschwindigkeits-Schneidtechnologie, Mehrachsen-Verbindungstechnologie, automatischer Be- und Entladetechnologie und anderen Mitteln die Verarbeitungseffizienz und Produktionsautomatisierung erheblich. Gleichzeitig werden die Prozessparameter und Werkzeugwege ständig optimiert, um die Bearbeitungszeit zu reduzieren und die Bearbeitungseffizienz zu verbessern. Laut Statistik kann der Einsatz der Fünf-Achs-Gelenktechnik die Bearbeitungseffizienz um mehr als 30 % steigern.

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie der künstlichen Intelligenz wird die Fünf-Achsen-Verbindungstechnologie nach und nach Intelligenz verwirklichen. Durch die Integration von künstlicher Intelligenz, Big-Data-Analysetechnologie, Internet-of-Things-Technologie und anderen Mitteln können adaptive Verarbeitung, intelligente Diagnose, Fernüberwachung und andere Funktionen erreicht werden, um die Verarbeitungseffizienz und Verarbeitungsqualität weiter zu verbessern. Gleichzeitig kann intelligente Technologie Unternehmen auch dabei helfen, personalisierte Anpassungen und eine flexible Produktion zu erreichen, um den vielfältigen Anforderungen des Marktes gerecht zu werden. Beispielsweise können einige intelligente fünfachsige CNC-Werkzeugmaschinen die Bearbeitungsparameter automatisch an das Material, die Form und die Bearbeitungsanforderungen des Werkstücks anpassen, um den optimalen Bearbeitungseffekt zu erzielen.

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Fertigungsindustrie und der Diversifizierung der Produkte müssen immer mehr Teile einer mehrachsigen Verbindungsbearbeitung und Verbundbearbeitung unterzogen werden. Die Fünf-Achsen-Verbindungstechnologie kann durch den Einsatz von Verbundtechnologie und Mehrachsen-Verbindungstechnologie eine einzige Klemmung erreichen, um die Bearbeitung mehrerer Oberflächen abzuschließen, die Anzahl der Teilespann- und Einstellzeiten zu reduzieren und die Bearbeitungseffizienz und Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern. Gleichzeitig kann die Verbundtechnologie Unternehmen dabei helfen, eine Mehrzweckmaschine zu entwickeln und die Investitionskosten für Ausrüstung und Produktionskosten zu senken. Beispielsweise können einige Bearbeitungszentren mit fünfachsiger Verbindung Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden und andere Bearbeitungsfunktionen integrieren, um eine Verbundwerkstoffbearbeitung zu erreichen.

Obwohl die Fünf-Achsen-Verbindungstechnologie im Entwicklungsprozess mit einigen Herausforderungen konfrontiert ist, wie z. B. hohen technischen Schwierigkeiten, hohen Kosten, Talentmangel und anderen Problemen, ist die Fünf-Achsen-Verbindungstechnologie mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technologie und dem kontinuierlichen Wachstum der Marktnachfrage konfrontiert Die Verbindungstechnologie hat breite Perspektiven in der CNC-Sonderbearbeitung. Auch in Zukunft wird die Fünf-Achsen-Verbindungstechnologie weiterhin innovativ sein und sich weiterentwickeln und so die Transformation und Modernisierung der Fertigungsindustrie stark unterstützen. Holen Sie sich sofort ein Angebot