วิธีเลือกเครื่องจักร CNC 5 แกนที่ดีที่สุดสำหรับโรงงานของคุณ

ความเข้าใจ การกลึง CNC 5 แกน : ขีดความสามารถและข้อได้เปรียบหลัก

อะไรคือ การกลึง CNC 5 แกน และแตกต่างจากวิธีแบบ 3 แกนอย่างไร

ด้วยการกลึงแบบ 5 แกน (CNC) เครื่องมือตัดสามารถเคลื่อนที่ไปพร้อมกันในทุกแนวแกนได้ทั้ง X, Y, Z และการหมุนอีก 2 แกน ซึ่งทำให้สามารถสร้างรูปร่างที่ซับซ้อนมากได้โดยไม่จำเป็นต้องถอดชิ้นงานออกจากเครื่องหลายครั้ง ในทางตรงกันข้าม เครื่องจักรแบบ 3 แกนแบบดั้งเดิมจำเป็นต้องมีผู้ปฏิบัติงานจัดตำแหน่งชิ้นงานใหม่ทุกครั้งที่ต้องการตัดจากมุมที่ต่างกัน ข้อได้เปรียบสำคัญคือ ลดความผิดพลาดจากมนุษย์และให้ความแม่นยำสูงกว่ามากเมื่อทำงานกับพื้นผิวโค้งหรือร่องลึกในวัสดุ สำหรับบริษัทที่ผลิตชิ้นส่วนเครื่องบินหรือเครื่องมือผ่าตัด เครื่องจักรเหล่านี้แทบจะขาดไม่ได้เลย เพราะบางข้อกำหนดมีค่าความคลาดเคลื่อนเพียง +/- 0.005 มิลลิเมตรเท่านั้น ความแม่นยำระดับนี้ไม่สามารถทำได้ด้วยวิธีการเก่า

ข้อดีหลัก: ความแม่นยำ สภาพการทำงานที่ลดลง และผิวเรียบที่เหนือกว่า

การเปลี่ยนจากการใช้เครื่องจักร CNC แบบ 3 แกน มาเป็นแบบ 5 แกน สามารถลดขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงการตั้งค่าได้ระหว่าง 60 ถึง 70 เปอร์เซ็นต์ ส่งผลให้เวลาที่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนแต่ละชุดลดลงอย่างมีนัยสำคัญ การเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องของเส้นทางเครื่องมือทำให้ไม่ต้องพบกับปัญหาความผิดพลาดจากการจัดตำแหน่งใหม่ และพื้นผิวสำเร็จรูปจะมีค่าความหยาบผิวประมาณ 0.4 ไมครอน Ra หรือดีกว่านั้น โดยไม่จำเป็นต้องขัดเงาเพิ่มเติม ผู้ที่ผลิตแม่พิมพ์สำหรับรถยนต์ระบุว่า เวลาไซเคิลลดลงได้สูงสุดถึง 40% เมื่อทำงานเช่น ใบพัดเทอร์ไบน์ และอิมพีลเลอร์ ด้วยเทคโนโลยีประเภทนี้ ซึ่งสมเหตุสมผล เพราะกระบวนการโดยรวมมีการหยุดและเริ่มต้นใหม่น้อยลง

การเปรียบเทียบระหว่างการกลึงแบบพร้อมกัน (Simultaneous) กับแบบ 3+2 แกน: ความแตกต่างด้านประสิทธิภาพและการประยุกต์ใช้งาน

อุตสาหกรรมและแอปพลิเคชันที่ได้รับประโยชน์จาก 5 axis cnc machine เทคโนโลยี

ผู้ผลิตในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศพึ่งพาเครื่องจักรกลซีเอ็นซี 5 แกน สำหรับผลิตชิ้นส่วนเครื่องยนต์จากไทเทเนียมที่ต้องการความแม่นยำสูง ในขณะที่บริษัทในภาคพลังงานใช้มันในการกลึงฮับกังหันลมที่มีค่าเบี่ยงเบนเชิงมุมต่ำกว่า 0.01° ด้านการแพทย์ เทคโนโลยีนี้ช่วยให้สามารถผลิตอุปกรณ์ฝังกระดูกเฉพาะบุคคลได้ ด้วยความซ้ำซ้อนถึง 99.7% ในการผลิตจำนวนมาก

ประเภทของ 5 axis cnc machine รูปแบบการจัดวางและการมีผลกระทบต่อการผลิต

เปรียบเทียบรูปแบบโต๊ะ/โต๊ะ หัว/หัว และหัว/โต๊ะ

ประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องจักร CNC แบบ 5 แกนขึ้นอยู่กับการตั้งค่าเป็นหลัก โดยระบบแบบโต๊ะ/โต๊ะ (table/table) จะมีชิ้นส่วนที่หมุนได้ทั้งสองส่วนถูกสร้างเข้าไปในตัวโต๊ะทำงานโดยตรง การจัดวางเช่นนี้ให้ความมั่นคงสูงขณะทำงานกับชิ้นงานขนาดเล็ก เช่น ขาแขวนเล็กๆ ที่ใช้ในเครื่องบิน ขณะที่อีกแบบหนึ่งคือ หัว/หัว (head/head) ซึ่งการหมุนเกิดขึ้นที่ปลายสปินเดิล ระบบนี้มักจะเหมาะกับรูปร่างที่ใหญ่และซับซ้อนมากกว่า เช่น ใบพัดเทอร์ไบน์หรือชิ้นส่วนขนาดใหญ่ในลักษณะเดียวกัน ทางเลือกที่สามคือการผสมผสานกันระหว่างสองแบบนี้ ซึ่งเรียกว่า ระบบไฮบริดแบบหัว/โต๊ะ (hybrid head/table) ที่รวมเอาสปินเดิลที่หมุนได้เข้ากับพื้นที่โต๊ะที่สามารถเอียงได้ ทำให้เกิดความสมดุลที่ดีระหว่างความยืดหยุ่นและการควบคุม จึงทำให้เป็นที่นิยมอย่างมากในโรงงานที่ผลิตอุปกรณ์ฝังในทางการแพทย์ ซึ่งความแม่นยำมีความสำคัญสูงสุด นอกจากนี้ การสำรวจแนวโน้มในอุตสาหกรรมการผลิตเมื่อไม่นานมานี้ยังพบข้อมูลที่น่าสนใจว่า ประมาณสองในสามของโรงงานเลือกใช้ระบบหัว/โต๊ะ เมื่อต้องการเครื่องจักรที่มีความหลากหลายเพียงพอที่จะทำงานข้ามอุตสาหกรรมต่างๆ ได้ในช่วงการผลิตต้นแบบ

ข้อดีและข้อเสียของการออกแบบโต๊ะทรันเนียน หัวหมุน และคอลัมน์เคลื่อนที่

โต๊ะทรันเนียนเหมาะมากสำหรับการยึดชิ้นงานระหว่างการทำงานกลึงชิ้นส่วนขนาดใหญ่ แต่มีข้อจำกัดอยู่บ้าง คือ เส้นทางการหมุนที่ติดตั้งถาวรทำให้ชิ้นงานขนาดใหญ่ไม่สามารถใส่ได้ ส่วนหัวหมุนนั้น ช่วยให้เครื่องมือสามารถแกว่งได้ประมาณ 120 องศาในทั้งสองทิศทาง ซึ่งทำให้มันทำงานได้ดีในพื้นที่แคบ เช่น การตัดแม่พิมพ์แบบ undercut หรือรูปร่างใบพัดที่ซับซ้อน แต่ต้องระวังให้ดี เพราะการรักษาระดับความแม่นยำจำเป็นต้องอาศัยทักษะในการจัดการความร้อนอย่างเข้มงวด ส่วนระบบคอลัมน์เคลื่อนที่ใช้แนวทางที่แตกต่างออกไป โดยทั้งสปินเดิลและคอลัมน์จะเคลื่อนที่ไปพร้อมกันตามแนวแกน X เป็นหน่วยเดียว ทำให้เครื่องจักรเหล่านี้มีพื้นที่ทำงานที่กว้างขึ้นมาก ยกตัวอย่างเช่น การผลิตใบพัดเรือขนาดใหญ่ หรือชิ้นส่วนโครงสร้างขนาดใหญ่ที่ใช้ในการสร้างอากาศยาน การออกแบบนี้ทำให้ผู้ผลิตมีพื้นที่มากขึ้นในการทำงานกับชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่เกินมาตรฐาน โดยไม่ต้องแลกกับความมั่นคงของเครื่อง

การจัดวางเครื่องจักรมีผลต่อพื้นที่ทำงานและระยะเข้าถึงชิ้นส่วนอย่างไร

ประสิทธิภาพของพื้นที่ทำงานแตกต่างกันไปตามการออกแบบ: การจัดวางแบบโต๊ะ/โต๊ะ สูญเสียพื้นที่ใช้งานได้ 15–25% เนื่องจากการทับซ้อนของแกนหมุน ในขณะที่การจัดวางแบบคอลัมน์เคลื่อนที่สามารถรักษาช่วงแกนเชิงเส้นได้สูงถึง 90% ระบบหัว/หัวช่วยเพิ่มความสามารถในการเข้าถึงเครื่องมือ ลดจำนวนการตั้งค่าที่จำเป็นสำหรับชิ้นส่วนหลายด้านลง 40% เมื่อเทียบกับทางเลือกแบบใช้โต๊ะ

ข้อกำหนดทางเทคนิคสำคัญเมื่อซื้อ 5 axis cnc machine

พื้นที่ทำงาน ระยะการเคลื่อนที่ของแกน และความต้องการความเร็วของแกนหมุน

สิ่งที่เราเรียกว่าพื้นที่ทำงาน (work envelope) โดยพื้นฐานแล้วบ่งบอกถึงขนาดของชิ้นงานที่เครื่องจักรสามารถใส่เข้าไปได้จริง พิจารณาจากการเคลื่อนที่ของแกนต่างๆ ด้วย เพราะการเคลื่อนที่ของแกนช่วยให้เครื่องจักรสามารถเข้าถึงตำแหน่งที่แคบและสร้างรูปร่างที่ซับซ้อนได้ เมื่อทำงานกับวัสดุที่แข็งแรง เช่น ไทเทเนียม โรงงานส่วนใหญ่จำเป็นต้องใช้ความเร็วแกนหมุนมากกว่า 15,000 รอบต่อนาที เพื่อให้สามารถตัดผ่านวัสดุได้ แต่สำหรับชิ้นส่วนอลูมิเนียม แรงบิดจะมีความสำคัญมากกว่าความเร็วเพียงอย่างเดียว เครื่องจักรขนาดใหญ่ที่มีพื้นที่ทำงานมากกว่า 1.5 ลูกบาศก์เมตร เหมาะมากสำหรับการผลิตชิ้นส่วนเครื่องบินและชิ้นส่วนขนาดใหญ่ในลักษณะคล้ายกัน อย่างไรก็ตาม เครื่องจักรขนาดใหญ่เหล่านี้ต้องมีโครงสร้างที่แข็งแรงเป็นพิเศษ เพื่อไม่ให้เกิดการยืดหยุ่นขณะทำการตัดชิ้นงานขนาดใหญ่ มิฉะนั้นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปอาจไม่สามารถตอบสนองข้อกำหนดด้านความแม่นยำ

ความสามารถรองรับน้ำหนักของโต๊ะทำงานและผลกระทบต่อความยืดหยุ่นในการผลิต

ความจุรับน้ำหนักของโต๊ะทำงาน—โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 500 ถึง 2,000 กิโลกรัม—มีผลต่อความยืดหยุ่นในการทำงาน ความจุที่สูงขึ้นทำให้สามารถกลึงชิ้นงานหล่อขนาดใหญ่ได้ แต่อาจลดความเร็วในการเคลื่อนที่เร็วสุดลง 15—20% สำหรับโรงงานที่รับงานหลากหลายซึ่งต้องจัดการกับวัสดุหลายประเภท ความจุ 800—1,200 กิโลกรัมร่วมกับระบบยึดชิ้นงานแบบโมดูลาร์ จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเปลี่ยนงานโดยไม่กระทบต่อความมั่นคง

ความแม่นยำ ความสามารถในการทำซ้ำ และฟีเจอร์ชดเชยอุณหภูมิ

เครื่องจักร 5 แกนที่ดีที่สุดสามารถบรรลุความแม่นยำประมาณ 0.002 มม. ได้ เนื่องจากเอ็นโค้ดเดอร์เชิงเส้นที่ทำงานร่วมกับระบบชดเชยอุณหภูมิแบบเรียลไทม์ เมื่อพิจารณาถึงจุดที่ข้อผิดพลาดเกิดขึ้นในเส้นทางการตัดที่ซับซ้อน ปัญหาส่วนใหญ่กลับมาจากจุดหมุนที่ไม่ตรงกัน นั่นคือเหตุผลที่โรงงานหลายแห่งเริ่มใช้วิธีการปรับเทียบด้วยโพรบเพื่อตรวจจับปัญหาเหล่านี้ก่อนที่จะกลายเป็นปัญหาร้ายแรง สำหรับผู้ผลิตที่ปฏิบัติตามแนวทาง ISO 230-2 ก็มีสิ่งที่น่าประทับใจเกิดขึ้นเช่นกัน โรงงานที่ผลิตชิ้นส่วนความแม่นยำสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์รายงานว่าลดอัตราของเสียลงได้เกือบ 40% ลองนึกภาพดูว่าสิ่งนี้หมายความว่าอย่างไรทั้งในแง่ของการประหยัดต้นทุนและด้านความปลอดภัยของผู้ป่วย เมื่อชิ้นส่วนพอดีกับการออกแบบอย่างแม่นยำ

กำลังสปินเดิล ประเภทเครื่องเปลี่ยนเครื่องมือ และตัวเลือกระบบหล่อเย็น

ความต้องการพลังงานสำหรับสปินเดิลขึ้นอยู่กับประเภทของงานที่ทำเป็นหลัก สำหรับงานผลิตแม่พิมพ์และได้ ทั่วไปแล้วเครื่องจักรจะต้องใช้พลังงานประมาณ 40 กิโลวัตต์ หรือมากกว่านั้น แต่ในร้านที่ทำชิ้นส่วนต้นแบบยานยนต์ มักใช้หน่วยขนาดเล็กกว่าที่อยู่ในช่วง 15 ถึง 25 กิโลวัตต์ สำหรับระบบเปลี่ยนเครื่องมือ ระบบที่สามารถเปลี่ยนเครื่องมือได้ภายในเวลาไม่ถึงสี่วินาที จะช่วยเพิ่มความเร็วในการผลิตได้อย่างมาก ผู้ผลิตบางรายเริ่มใช้การออกแบบแขนคู่ ซึ่งช่วยลดการชนกันของเครื่องมือได้มาก จริงๆ แล้วลดลงได้ประมาณสองในสามเมื่อเทียบกับเครื่องเปลี่ยนเครื่องมือแบบร่มดั้งเดิม อีกสิ่งที่ต้องพิจารณาคือระบบสารหล่อเย็นที่ไหลผ่านตัวสปินเดิลโดยตรง ระบบเหล่านี้จำเป็นต้องทำงานภายใต้แรงดันอย่างน้อย 1,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว เพื่อให้ทำงานได้อย่างเหมาะสมกับโลหะผสมนิกเกิล และจากรายงานของโรงงานระบุว่า ระบบดังกล่าวสามารถยืดอายุการใช้งานของเครื่องกัดปลายได้ถึงสามเท่า แต่มีข้อควรระวังคือ ระบบเหล่านี้จำเป็นต้องมีการกรองจนละเอียดถึง 5 ไมครอน มิฉะนั้นจะเกิดการอุดตันได้อย่างรวดเร็ว

ระบบควบคุมและการรวมซอฟต์แวร์เพื่อประสิทธิภาพสูงสุดของเครื่องจักร CNC 5 แกน

การตรวจจับการชนกันและการจำลองเส้นทางการตัดแบบเรียลไทม์

เครื่องจักร CNC 5 แกนในปัจจุบันมาพร้อมอัลกอริทึมอัจฉริยะที่สามารถทำนายตำแหน่งที่เครื่องมือจะเคลื่อนไปก่อนที่จะเคลื่อนที่จริง ซึ่งช่วยลดการชนกันได้ประมาณ 90% เมื่อเทียบกับการตรวจสอบด้วยตนเองโดยคนงาน ระบบเหล่านี้ยังมีคุณสมบัติที่เรียกว่า การแมปข้อผิดพลาดเชิงปริมาตร (volumetric error mapping) ซึ่งทำหน้าที่สร้างแผนที่ของพื้นที่ทำงานทั้งหมด เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้น เช่น เครื่องมือไปกระทบกับอุปกรณ์ยึดหรือชิ้นส่วนอื่นๆ ที่กำลังเคลื่อนที่ นอกจากนี้ยังมีการปรับแต่งเส้นทางการตัดแบบเรียลไทม์อีกด้วย เทคโนโลยีนี้จะปรับความเร็วในการป้อนวัสดุของเครื่องอย่างต่อเนื่องในขณะทำการตัดเส้นโค้งที่ซับซ้อน เพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องมือทำงานเกินศักยภาพ แต่ยังคงรักษาระดับความแม่นยำไว้ที่ประมาณ 0.002 มม. ถือเป็นเทคโนโลยีที่น่าประทับใจมากสำหรับผู้ที่บริหารงานในพื้นที่ผลิต

การกลึงแบบปรับตัวและการควบคุมกระบวนการตามข้อมูลตอบกลับ

ระบบเครื่องจักรระดับสูงในปัจจุบันมาพร้อมกับเครื่องสแกนเลเซอร์และเซ็นเซอร์วัดแรงที่คอยตรวจสอบสถานการณ์แบบเรียลไทม์ ทำให้สามารถปรับตั้งค่าโดยอัตโนมัติเมื่อมีความแปรปรวนของวัสดุหรือเมื่อปรากฏสัญญาณการสึกหรอของเครื่องมือ ในการทำงานกับโลหะผสมที่มีบริเวณที่แข็งกว่าปกติ การกัดหยาบแบบปรับตัว (adaptive roughing) จะเข้ามามีบทบาท โดยการเปลี่ยนแปลงความลึกของการตัด ซึ่งอาจช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือได้นานขึ้นประมาณ 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ก่อนต้องเปลี่ยนใหม่ นอกจากนี้ ยังมีฟีเจอร์ที่เรียกว่า การชดเชยอุณหภูมิแบบวงจรปิด (closed loop thermal compensation) ที่คอยปรับตำแหน่งของแกนเครื่องจักรอย่างต่อเนื่องตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในสภาพแวดล้อมของโรงงานผลิต สำหรับกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศที่ต้องการความสม่ำเสมอสูง ระบบนี้สามารถรักษาระดับผลลัพธ์ที่สามารถทำซ้ำได้ในระดับต่ำกว่าห้าไมครอน ตลอดหลายรอบการผลิต

ความเข้ากันได้ของซอฟต์แวร์ CAM และการสนับสนุนโพสต์โปรเซสเซอร์

ในปัจจุบัน การได้ระบบ CNC 5 แกนที่ทำงานร่วมกับซอฟต์แวร์ CAM มาตรฐาน เช่น Mastercam หรือ Siemens NX ได้อย่างราบรื่นถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ร้านงานส่วนใหญ่จำเป็นต้องมีความเข้ากันได้นี้เพื่อให้งานดำเนินไปอย่างมีประสิทธิภาพ โดยกระบวนการทั้งหมดขึ้นอยู่กับสิ่งที่เรียกว่าโพสต์โปรเซสเซอร์ (post processor) ซึ่งทำหน้าที่แปลงเส้นทางการตัดที่สร้างขึ้นในซอฟต์แวร์ CAM ให้กลายเป็นคำสั่ง G code ที่เฉพาะเจาะจงกับเครื่องแต่ละเครื่อง โปรเซสเซอร์เหล่านี้ยังต้องสามารถรองรับรูปแบบเครื่องจักรที่หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นการจัดเรียงหัวหมุน (head swivel) หรือชุดโต๊ะทรันเนียน (trunnion table setups) ผู้ผลิตชื่อดังบางรายเริ่มจัดเตรียมคลังข้อมูลออนไลน์สำหรับโพสต์โปรเซสเซอร์เหล่านี้แล้ว และมีการอัปเดตอย่างสม่ำเสมอเมื่อมีเครื่องมือตัดใหม่ๆ ออกมา ร้านงานรายงานว่าเกิดข้อผิดพลาดในการเขียนโปรแกรมลดลงประมาณครึ่งหนึ่งเมื่อใช้ไฟล์ที่อัปเดตนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับวัสดุที่ยากต่อการตัด เช่น ไทเทเนียม ซึ่งความแม่นยำมีความสำคัญสูงสุด

การวิเคราะห์ต้นทุนและผลตอบแทนจากการลงทุนใน 5 axis cnc machine

การแยกประเภทค่าใช้จ่ายเริ่มต้น ค่าติดตั้ง และค่าดำเนินงาน

การเริ่มต้นใช้งานเครื่องจักรซีเอ็นซี 5 แกน หมายถึงการลงทุนก้อนโตตั้งแต่เริ่มต้น เครื่องรุ่นพื้นฐานเริ่มต้นที่ประมาณ 200,000 ดอลลาร์สหรัฐ และอาจสูงเกินกว่าครึ่งล้านดอลลาร์สหรัฐได้อย่างง่ายดาย ขึ้นอยู่กับฟีเจอร์ที่ต้องการ นอกจากนี้ยังมีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งอีก ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งเครื่องให้พร้อมใช้งานโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่างสิบห้าถึงห้าหมื่นดอลลาร์สหรัฐ สำหรับงานต่างๆ เช่น การเตรียมพื้นคอนกรีต การปรับปรุงระบบไฟฟ้า และการตรวจสอบให้มั่นใจว่าทุกอย่างได้รับการปรับเทียบอย่างถูกต้อง ซอฟต์แวร์เป็นอีกหนึ่งค่าใช้จ่ายที่ต้องพิจารณา โดยผู้ผลิตส่วนใหญ่จะคิดค่าใช้จ่ายตั้งแต่สองหมื่นถึงสี่หมื่นดอลลาร์สหรัฐ สำหรับโปรแกรม CAM พิเศษและโพสต์โปรเซสเซอร์ที่จำเป็น ซึ่งทำให้เครื่องทำงานร่วมกันได้อย่างราบรื่น เมื่อเริ่มเดินเครื่องแล้ว เครื่องเหล่านี้จะสิ้นเปลืองเครื่องมือตัดในอัตราประมาณ 8 ถึง 12 ดอลลาร์สหรัฐต่อชั่วโมง ในขณะที่การใช้ไฟฟ้ายังสูงกว่าเครื่องซีเอ็นซี 3 แกนแบบดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ การใช้พลังงานเพิ่มเติมนี้เกิดจากแกนต่างๆ ที่เคลื่อนไหวพร้อมกันในระหว่างการทำงานที่ซับซ้อน

ค่าใช้จ่ายต่อเนื่อง: การฝึกอบรม การบำรุงรักษา และการมีอยู่ของชิ้นส่วนอะไหล่

การฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานให้ได้รับการรับรองในด้านการเขียนโปรแกรมเครื่องจักร 5 แกน โดยทั่วไปมีค่าใช้จ่ายอยู่ระหว่างห้าพันถึงเจ็ดพันดอลลาร์สหรัฐต่อคน เมื่อพูดถึงการบำรุงรักษาเครื่องจักรเหล่านี้ให้ทำงานได้อย่างราบรื่น ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษารายปีจะอยู่ที่ประมาณหกถึงแปดเปอร์เซ็นต์ของมูลค่าเครื่องจักรเมื่อซื้อมาใหม่ และยังไม่นับรวมค่าเปลี่ยนมอเตอร์เซอร์โวที่มีราคาสูง ซึ่งอาจทำให้บริษัทต้องเสียค่าใช้จ่ายถึงหนึ่งหมื่นแปดพันไปจนถึงยี่สิบห้าพันดอลลาร์สหรัฐ นอกจากนี้ แท่นปรับมุมแบบทรันเนียน (Trunnion tables) ก็ต้องได้รับการดูแลเป็นประจำ เช่น การตรวจสอบระบบหล่อลื่นทุกสองสัปดาห์ และการเปลี่ยนแบริ่งปีละครั้ง ซึ่งมีค่าใช้จ่ายอยู่ระหว่างสามพันห้าร้อยถึงห้าพันสองร้อยดอลลาร์สหรัฐ แต่ปัญหาที่แท้จริงคืออะไหล่สำหรับระบบโรตารีสองแกนที่นำเข้าจากยุโรป มักใช้เวลานานมากกว่าจะมาถึง บางครั้งอาจนานถึงสิบสองถึงสิบแปดเดือน ส่งผลให้เกิดปัญหาร้ายแรงสำหรับผู้ที่ต้องวางแผนซ่อมแซมโดยไม่ต้องการหยุดทำงานกะทันหัน

การคำนวณผลตอบแทนจากการลงทุนผ่านปริมาณงานและประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น

ตามรายงานการศึกษาอุตสาหกรรมการผลิตปี 2023 โดยคณะกรรมาธิการด้านผลผลิตภาพ บริษัทที่นำเครื่องจักรแบบ 5 แกนมาใช้งานสามารถทำงานได้เร็วขึ้นถึง 68% เนื่องจากจำนวนขั้นตอนการตั้งค่าลดลง ตัวอย่างหนึ่งคือผู้ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่สามารถลดเวลาในการกลึงชิ้นส่วนไทเทเนียมจาก 3 ชั่วโมงเหลือเพียง 40 นาทีต่อชิ้น ส่งผลให้ประหยัดเงินได้ 740,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อปีในด้านแรงงานและของเสีย ปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อผลตอบแทนจากการลงทุน ได้แก่:

• คืนทุนค่าอุปกรณ์ยึดจับภายใน 4 ถึง 9 เดือน
• ลดของเสียจากวัสดุได้ 22 ถึง 35%
• ศักยภาพในการตั้งราคาสูงขึ้น 15 ถึง 25% สำหรับชิ้นส่วนที่ซับซ้อน

ระยะเวลาคืนทุนมักอยู่ระหว่าง 26 ถึง 38 เดือน โดยสามารถทำผลตอบแทนจากการลงทุนได้มากกว่า 85% ภายในเจ็ดปี โดยเฉพาะในภาคอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ และการผลิตแม่พิมพ์ความแม่นยำสูง