Πώς η 5-αξονική κατεργασία μειώνει τις εργασίες και βελτιώνει την ακρίβεια

Εξάλειψη Πολλαπλών Ρυθμίσεων με 5-άξονες μηχανολαβεία

Κατανοητική 5-άξονες μηχανολαβεία διαδικασίας και της επίδρασής της στη ροή εργασίας

Οι εργολογικές μηχανές CNC με 5 άξονες επιτρέπουν στα εργαλεία κοπής να κινούνται ελεύθερα κατά μήκος και των πέντε αξόνων ταυτόχρονα, γεγονός που σημαίνει ότι μπορούν να προσεγγίσουν τα εξαρτήματα σχεδόν από κάθε πιθανή κατεύθυνση. Δεν χρειάζεται πλέον να σταματάτε τη μηχανή στη μέση της εργασίας για να ρυθμίσετε χειροκίνητα τις θέσεις, κάτι που συνήθως σήμαινε να σταματήσετε τις εργασίες, να ξαναρχίσετε τα πάντα από την αρχή και να ασχοληθείτε με πιθανά προβλήματα ευθυγράμμισης. Η διατήρηση όλων των εργασιών σε μία μόνο ρύθμιση μειώνει αυτές τις εκνευριστικές διακοπές στη ροή εργασίας κατά περίπου 63 τοις εκατό σε σχέση με τα παλαιότερα συστήματα τριών αξόνων. Περιοδικές εκθέσεις κατεργασίας από πέρυσι το επιβεβαιώνουν, δείχνοντας σημαντική εξοικονόμηση χρόνου για εργαστήρια που κατασκευάζουν πολύπλοκα εξαρτήματα.

Μείωση του χρόνου εγκατάστασης και του αριθμού των εργασιών μέσω ενσωματωμένης τοποθέτησης

Η παραδοσιακή κατεργασία σε 3 άξονες συνήθως απαιτεί αρκετές ρυθμίσεις για να επεξεργαστεί όλες τις πλευρές ενός περίπλοκου εξαρτήματος. Μιλάμε για περίπου 4 έως 6 ρυθμίσεις για πολύ περίπλοκα εξαρτήματα. Κάθε φορά που σταματούν και ξαναθέτουν τη θέση, χάνονται περίπου 30 έως 45 λεπτά χωρίς να γίνεται πραγματική κοπή μετάλλου. Αυτό προστίθεται γρήγορα, όταν κατασκευάζεται, για παράδειγμα, ένα εξάρτημα αεροναυπηγικής, όπου χάνονται περίπου 165 λεπτά μόνο στις ρυθμίσεις. Τώρα δείτε τι συμβαίνει με τις μηχανές 5 αξόνων. Αυτά τα μηχανήματα μπορούν να χειριστούν τα περισσότερα εξαρτήματα σε μία ή δύο μόνο ρυθμίσεις, μειώνοντας τον χαμένο χρόνο σε περίπου μία ώρα συνολικά. Η διαφορά έγκειται στα ενσωματωμένα συστήματα θέσης που ρυθμίζουν αυτόματα τη γωνία όποτε χρειάζεται. Αυτό επιτρέπει στους μηχανικούς να συνεχίζουν την εργασία τους χωρίς διακοπές για εκείνες τις δύσκολες καμπύλες και περίεργες γωνίες. Ένας μεγάλος αεροναυπηγικός οργανισμός λειτούργησε ως απόδειξη. Κατάφερε να μειώσει τις απαιτούμενες πέντε ξεχωριστές ρυθμίσεις για πτερύγια στροβίλου σε μόλις μία και μοναδική ρύθμιση. Το αποτέλεσμα; Μία τεράστια μείωση 37% στον συνολικό χρόνο παραγωγής.

Πώς ο αυτοματισμός στις 5-άξονες CNC μειώνει τα ανθρώπινα λάθη κατά τις μεταβάσεις

Όταν οι εργαζόμενοι τοποθετούν χειροκίνητα τα εξαρτήματα, τείνουν να προκαλούν προβλήματα ευθυγράμμισης περίπου μία φορά σε κάθε οκτώ ρυθμίσεις, σύμφωνα με πρόσφατα δεδομένα της βιομηχανίας από την Έκθεση Αποδοτικότητας Μηχανημάτων πέρυσι. Οι 5-άξονες μηχανές μειώνουν αυτά τα ζητήματα, διότι χειρίζονται αυτόματα τις αλλαγές στη διαδρομή του εργαλείου και περιστρέφουν τα τεμάχια. Τα περισσότερα σύγχρονα συστήματα διαθέτουν χαρακτηριστικά ανίχνευσης σύγκρουσης που διασφαλίζουν την ομαλή κίνηση σε όλους τους άξονες. Ορισμένοι κατασκευαστές αναφέρουν μείωση των αποβλήτων κατά περίπου 30% σε τομείς όπου η ακρίβεια είναι κρίσιμη, όπως στην κατασκευή ιατρικών συσκευών. Ενώ οι αυτοματοποιημένες διαδικασίες αυξάνουν σίγουρα την ακρίβεια, υπάρχει ακόμη μια καμπύλη μάθησης για τους χειριστές που πρέπει να διαχειρίζονται πολλαπλές μηχανές ταυτόχρονα, αντί να εστιάζουν μόνο σε μία ρύθμιση.

Βελτίωση της ακρίβειας των εξαρτημάτων και της ποιότητας της επιφάνειας

η κατεργασία 5 αξόνων ανεβάζει την ακριβή κατασκευή σε νέο επίπεδο, επιτρέποντας τη συνεχή επαφή του εργαλείου με πολύπλοκες γεωμετρίες. Αυτή η δυνατότητα ελαχιστοποιεί τις παρεμβάσεις του χειριστή, διατηρώντας ανοχές ±0,005 mm, κάτι που είναι απολύτως απαραίτητο για εξαρτήματα της αεροπορίας και της ιατρικής, όπως πτερύγια τουρμπίνης ή ορθοπεδικές εμφυτεύσεις.

Αυξημένη ακρίβεια και επαναληψιμότητα σε πολύπλοκες γεωμετρίες

Σε αντίθεση με τις μηχανές 3 αξόνων που απαιτούν επαναπροσανατολισμό, τα συστήματα 5 αξόνων διατηρούν τις βέλτιστες γωνίες κοπής κατά τη διάρκεια των εργασιών περιμετρικής κατεργασίας. Μια έλικα τροχιάς μπορεί να κατεργαστεί την αεροτομή ενός πτερυγίου τουρμπίνης σε μία μόνο θέση – μειώνοντας τις διαστασιακές αποκλίσεις κατά 18% σε σχέση με πολυσταδιακές διαδικασίες.

Επίτευξη στενότερων ανοχών μέσω βελτιωμένου ελέγχου της τροχιάς του εργαλείου

Το προηγμένο λογισμικό CAM βελτιστοποιεί τον προσανατολισμό του εργαλείου για να αποτρέπει την απόκλιση, ιδιαίτερα στην κατεργασία βαθιών τσέπων. Διατηρώντας το εργαλείο κάθετο στις καμπυλωτές επιφάνειες, τα συστήματα 5 αξόνων μειώνουν τα σφάλματα χορδής στα τόξα κατά 32%, ενώ εξασφαλίζουν συνεπή ποιότητα επιφάνειας σε όλες τις παρτίδες παραγωγής.

Πληροφορία Δεδομένων: Βελτιώσεις στην Επιφανειακή Κατεργασία έως 40% σε Σχέση με Συστήματα 3 Αξόνων

Η δυνατότητα διατήρησης της ιδανικής ποσότητας τσιπ και της ταχύτητας κοπής σε σύνθετες γωνίες μειώνει τα σημάδια από τα εργαλεία και τις ανάγκες για μετεπεξεργασία. Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων αναφέρουν τιμές Ra (μέση τραχύτητα) κάτω από 0,8 μm για περιπτώσεις μετάδοσης που κατεργάζονται με 5 άξονες – βελτίωση 40% σε σχέση με τα συμβατικά αποτελέσματα 3 αξόνων.

Ενοποίηση Εργασιών Παραγωγής για Μεγαλύτερη Αποτελεσματικότητα

Ολοκλήρωση Εργασιών Φρεζαρίσματος και Τόρνευσης σε Συστήματα 5 Αξόνων

Οι πιο πρόσφατες ρυθμίσεις κοπτικών μηχανημάτων 5 αξόνων ενώνουν τις λειτουργίες τόρνευσης και φραιζαρίσματος, επιτρέποντας στα εργαστήρια να εκτελούν πολλαπλές εργασίες χωρίς αλλαγή μηχανημάτων. Η απουσία μετακίνησης των εξαρτημάτων μπρος πίσω μεταξύ τόρνων και φραιζών σημαίνει λιγότερα προβλήματα ευθυγράμμισης συνολικά. Σύμφωνα με πρόσφατα στοιχεία της βιομηχανίας από τη Machinery Trends στην έκθεσή της για το 2024, αυτή η διαμόρφωση μειώνει τα προβλήματα ευθυγράμμισης κατά περίπου 30 τοις εκατό. Για εκείνα τα πολύπλοκα εξαρτήματα που χρειάζονται τόσο περιστροφή όσο και ευθείες διαδρομές κοπής, αυτά τα συστήματα εκτελούν τα πάντα σε έναν μόνο σφιγκτήρα. Έτσι εξοικονομείται χρόνος και χρήματα, ενώ αποφεύγονται τα λάθη που προκύπτουν όταν τα εξαρτήματα χειρίζονται υπερβολικά κατά τη διάρκεια των παραδοσιακών βιομηχανικών διαδικασιών.

Βελτιστοποίηση της παραγωγής με λιγότερες μεταφορές και σταθερές μηχανές

Οι εταιρείες αεροναυπηγικής που χρησιμοποιούν 5-αξονικά συστήματα έχουν δει την ανάγκη τους για εξαρτήματα να μειώνεται κατά περίπου 50% όταν κατασκευάζουν πτερύγια στροβίλων. Η μείωση αυτή σημαίνει λιγότερες ρυθμίσεις συνολικά, κάτι που μειώνει τόσο τον χρόνο παραγωγής όσο και το κόστος σε εργαλεία. Για παράδειγμα, ένας κατασκευαστής ανταλλακτικών αυτοκινήτων κατάφερε να μειώσει κατά περίπου 22% τον χρόνο παραγωγής κάθε εξαρτήματος απλώς και μόνο επειδή υπήρχαν λιγότερες μεταφορές μεταξύ των μηχανημάτων. Αυτό που κάνει αυτή την προσέγγιση τόσο καλή είναι ότι αποτρέπει τη ζημιά στα εξαρτήματα κατά τη διάρκεια των συνεχών βημάτων σύσφιξης, διατηρώντας παράλληλα την ακρίβεια θέσης εντός 5 μικρομέτρων ή καλύτερη. Για εργαστήρια που ασχολούνται με ανοχές πολύ μικρές, αυτού του είδους οι βελτιώσεις κάνουν πραγματική διαφορά στις καθημερινές εργασίες.

Τάση: Υιοθέτηση Υβριδικής 5-άξονες μηχανές για Μεγάλη Αποδοτικότητα Παραγωγής

Περισσότερες εταιρείες σε διάφορους τομείς της βιομηχανίας στρέφονται πλέον σε υβριδικά συστήματα 5 αξόνων, τα οποία συνδυάζουν την παραδοσιακή κατεργασία με τις δυνατότητες προσθετικής κατασκευής για τη δημιουργία εξαρτημάτων που απαιτούν ελάχιστη μετα-επεξεργασία. Αυτές οι ενοποιημένες πλατφόρμες μειώνουν τον αριθμό των βημάτων που χρειάζονται για να ολοκληρωθεί ένα εξάρτημα, μερικές φορές ακόμα και 40% λιγότερο σε σχέση με το συνηθισμένο. Μια πραγματική μελέτη περίπτωσης από μια εταιρεία ιατρικών συσκευών δείχνει πώς αυτά τα συστήματα μπορούν να μειώσουν και το κόστος – είδαν περίπου 15% μείωση στα εργατικά έξοδα όταν τα μηχανήματά τους άρχισαν να χειρίζονται αυτόματα τις αλλαγές εργαλείων και να χρησιμοποιούν μονής προγραμματιστικής ρυθμίσεις αντί για πολλαπλές. Αυτό που είναι πραγματικά ενδιαφέρον όμως είναι η τάση προς μηχανήματα που διαθέτουν δυνατότητα αυτο-βαθμονόμησης. Αυτή η εξέλιξη έχει κάνει τις γραμμές παραγωγής να λειτουργούν πιο ομαλά μεταξύ των παρτίδων, μειώνοντας τις περιόδους αναμονής κατά περίπου 18%, σύμφωνα με πρόσφατα στοιχεία. Οι κατασκευαστές διαπιστώνουν ότι αυτές οι βελτιώσεις δεν είναι απλώς οικονομικά αποδοτικές, αλλά και απαραίτητες για να κρατήσουν τον ρυθμό με τις σύγχρονες απαιτήσεις παραγωγής.

Μείωση των Χρόνων Προετοιμασίας μέσω Βελτιστοποίησης Ρύθμισης και Εξαρτημάτων Στερέωσης

Ελαχιστοποίηση της Πολυπλοκότητας Εξαρτημάτων Στερέωσης μέσω Δυναμικής Προσανατολισμού Τεμαχίου

Η πολυπλοκότητα των εξαρτημάτων στερέωσης μειώνεται σημαντικά όταν μιλάμε για κατεργασία σε 5 άξονες, διότι το μηχάνημα μετακινεί το τεμάχιο καθώς εργάζεται πάνω του. Τα παραδοσιακά συστήματα τριών αξόνων χρειάζονται πολλά ειδικά εξαρτήματα στερέωσης κάθε φορά που αλλάζει η θέση του τεμαχίου, αλλά τα νεότερα μηχανήματα διαθέτουν επιπλέον δυνατότητα κίνησης σε δύο ακόμη άξονες. Σύμφωνα με μια έρευνα της AMT από το 2023, οι επιχειρήσεις μπορούν να καταργήσουν περίπου από 60 έως 80 τοις εκατό των εξαρτημάτων στερέωσης όταν χειρίζονται πολύπλοκα σχήματα. Πάρτε για παράδειγμα τις πτερύγια των τουρμπινών. Παλαιότερα χρειάζονταν περίπου δώδεκα διαφορετικές ρυθμίσεις σε παλαιότερο εξοπλισμό, αλλά τώρα οι κατασκευαστές καταφέρνουν να τα κάνουν με μόλις μία έως τρεις ρυθμίσεις χάρη στα καθολικά σφιγκτήρια που λειτουργούν σε διαφορετικές γωνίες.

Εξοικονόμηση Κόστους και Χρόνου από τη Μειωμένη Ανάγκη Στερέωσης

Η απλούστερη στερέωση μειώνει άμεσα τις ώρες εργασίας και τα υλικά που χάνονται:

• Μείωση του χρόνου στερέωσης : 50–70% ταχύτερη ανά εξάρτημα (Αναφορά Αποδοτικότητας Εργαλείων IMTS 2024)
• Κόστος στερεώσεων : 2.500–15.000 δολάρια Ηνωμένων Πολιτειών ανά πολύπλοκο έργο με την αποφυγή ειδικών προσαρμογέων
  Οι ακριβείς περιστροφικές τράπεζες διατηρούν ακρίβεια θέσης εντός 5 μικρομέτρων κατά τη δυναμική επανατοποθέτηση, εξαλείφοντας τα βήματα χειροκίνητης μέτρησης μεταξύ των εργασιών.

Μείωση του Χρόνου Παράδοσης Με Κοπή 5 Αξόνων Λόγω Ενοποίησης Διαδικασιών

Όταν οι εταιρείες συνδυάζουν διάτρηση, φραιζάρισμα και τελική επεξεργασία σε μία μόνο διάταξη, τότε συνήθως παρατηρούν μείωση των κύκλων παραγωγής τους κατά 30 έως 60 τοις εκατό. Το αεροναυπηγικό επιπλέον είδε εντυπωσιακά αποτελέσματα. Ένας κατασκευαστής μείωσε σημαντικά τους χρόνους αναμονής μεταβαίνοντας σε 5-αξονικά συστήματα. Για τα πολύ σημαντικά εξαρτήματα που χρειάζονται για τις πτήσεις, αυτό που παλαιότερα διαρκούσε δύο εβδομάδες τώρα ολοκληρώνεται σε λίγο περισσότερο από μία εβδομάδα. Υπάρχουν ακόμη περισσότερες εξοικονομήσεις όταν εξετάζουμε την κίνηση των εργαλείων κατά τη διάρκεια της παραγωγής. Μια δοκιμή από την Haas Automation έδειξε ότι η βελτιστοποίηση αυτών των τροχιών μπορεί να επιταχύνει την παραγωγή κατά 15 έως 20 τοις εκατό, απλώς και μόνο επειδή οι μηχανές ξοδεύουν λιγότερο χρόνο σε κινήσεις χωρίς να επεξεργάζονται πραγματικά το υλικό.

Τμήμα Γενικών Ερωτήσεων

Τι είναι η Εργασία με 5 Αξόνες;

η 5-αξονική κοπή επιτρέπει στα εργαλεία κοπής να κινούνται παράλληλα σε πέντε διαφορετικούς άξονες, καθιστώντας δυνατή την επεξεργασία πολύπλοκων σχημάτων από σχεδόν οποιαδήποτε κατεύθυνση.

Πώς η 5-αξονική κοπή μειώνει τους χρόνους διάταξης;

Επιτρέποντας την κατεργασία των περισσότερων εξαρτημάτων σε ένα ή δύο μόνο στήσιμα, η 5-αξονική κατεργασία μειώνει σημαντικά την ανάγκη για χειροκίνητη επανατοποθέτηση, μειώνοντας έτσι τους χρόνους στήσιμο και το συνολικό κόστος παραγωγής.

Γιατί το 5-αξονικό CNC θεωρείται πιο ακριβές;

τα 5-αξονικά CNC μηχανήματα χρησιμοποιούν προηγμένο λογισμικό CAM για τη βελτιστοποίηση των διαδρομών των εργαλείων και τη διατήρηση των ανοχών, εξασφαλίζοντας μεγαλύτερη ακρίβεια και σταθερή ποιότητα επιφάνειας σε πολύπλοκες γεωμετρίες.

Πώς επηρεάζει η 5-αξονική κατεργασία τους χρόνους παράδοσης;

Μειώνοντας την πολυπλοκότητα της στερέωσης και ενσωματώνοντας πολλαπλές εργασίες σε ένα μόνο στήσιμο, η 5-αξονική κατεργασία μειώνει σημαντικά τους χρόνους παραγωγής.