Machine de routeur CNC à 3 axes, 4 axes et 5 axes

Lorsque vous avez l'idée d'acheter une machine de routeur CNC, de combien d'axes avez-vous besoin pour la Kit de routeur CNC? C'est un problème courant pour chaque acheteur de routeur CNC, alors commençons par faire une comparaison des routeurs CNC 3 axes, 4 axes et 5 axes.

Comprendre les kits de machines à 3 axes, 4 axes, 4 axes et 5 axes pour routeurs CNC

5 axes : XYZAB, XYZAC, XYZBC (la broche peut être tournée à gauche et à droite) 180° autour.)

4 axes : XYZA, XYZB, XYZC (liaison 4 axes)

4ème axe : YZA, XZA (liaison 3 axes)

3 axes : XYZ (liaison 3 axes)

L'axe A, B ou C correspond à l'axe de rotation de X, Y, Z.

Machine de routeur de commande numérique par ordinateur d'axe de 3

Ces routeurs CNC spécifiques peuvent fonctionner sur 3 axes différents en même temps.

Axe X : de gauche à droite

Axe Y : d'avant en arrière

Axe Z : haut et bas

Les fraiseuses CNC à 3 axes déplacent 3 axes en même temps : l'axe X, l'axe Y et l'axe Z. La coupe le long de l'axe X déplace la fraise de gauche à droite, la coupe le long de l'axe Y la déplace d'avant en arrière et la coupe le long de l'axe Z la déplace de haut en bas. Ces machines sont principalement utilisées pour la découpe de pièces plates, 2D et 2.5D. Qu'il s'agisse de sculpture plate ou de sculpture ronde, vous pouvez la considérer comme une sculpture plate, elle est calculée en fonction de l'impulsion.

3 axe CNC routeur

Routeur CNC à 4 axes

En général, ajoutez un axe de rotation sur le kit de routeur CNC à 3 axes, également appelé axe A, c'est-à-dire le 4ème axe rotatif du routeur CNC. Comment distinguer un vrai kit de routeur CNC à 4 axes ? Nous donnons un exemple courant de 4 axes 3D le routage des cylindres consiste à couper ou à sculpter un bâton court et rond 3D bouddha, ce travail a 4 axes, mais ne fonctionne qu'avec le système CNC à 3 axes, il utilise l'axe X ou l'axe Y pour entraîner l'axe de rotation, le vrai travailleur est une machine CNC à 3 axes ou une machine CNC rotative à 4 axes.

Routeur CNC 4ème axe

Machine de routeur de commande numérique par ordinateur d'axe de 4

La table de toupie CNC à 4 axes permet de travailler des deux côtés, ce qui n'est pas le cas sur la table de toupie CNC à 3 axes. Les machines-outils CNC à 4 axes ont également des axes X, Y, Z, cela fait référence aux axes XYZA, XYZB, XYZC, les 4 axes sont liés, les 4 axes peuvent fonctionner en même temps.

4 axe CNC routeur

4 axes VS 4ème axe

4 axes signifie que la machine-outil exécute le mouvement des axes X, Y, Z et A en même temps. Les 4 axes représentent les 4 directions de la machine-outil. Habituellement, l'axe X représente la direction gauche et droite, l'axe Y est la direction avant et arrière et l'axe Z est la direction haut et bas. L'axe A est la direction positive et négative de l'axe de rotation. Le 4ème axe signifie que la machine-outil ne peut exécuter que les mouvements des axes X, Y, Z et A en même temps.

3 axes ne peuvent pas exécuter la liaison de 4 axes simultanément. La machine de routeur CNC à 4 axes est grossièrement divisée en 2 types, l'un est une machine de routeur à plan plat à 4 axes et l'autre est une machine de routeur à 4 axes 3D Machine de toupie CNC. Comme son nom l'indique, la machine de toupie à plan plat à 4 axes ne sculpte ou ne coupe que d'un seul côté du matériau.

4ème axe 3D l'usinage signifie que la machine peut effectuer 3D sculpture ou découpe rotative, mais l'un des 3 axes X, Y et Z est converti en axe A pour le routage. Nous expliquons la différence entre ces 2 types de 3D Les machines CNC sous différents angles :

1. Conceptuellement, la différence entre 4 axes et 4ème axe réside dans le fait que la liaison 4 axes de X, Y, Z et A peut être exécutée en même temps.

2. Du point de vue du système de contrôle de la machine, la machine CNC à 4 axes utilise un système de liaison à 4 axes et le 4ème axe utilise un système de liaison à 3 axes.

3. Le système de liaison à 4 axes utilise une transmission de signal à 4 axes en fonction du signal de mouvement de la machine. Perte, la liaison à 3 axes utilise une transmission de signal à 3 axes, un signal est inférieur à 4 axes.

4. Selon l'effet de routage, le 4ème axe a plus de traitement que le 4ème axe, le traitement est plus uniforme, l'angle mort est plus petit et l'apparence est plus belle.

5. Différent de la direction de la machine-outil. La direction vers laquelle pointe l'info-bulle 4 axes peut être modifiée à tout moment. La pointe de l'outil du 4ème axe pointe toujours vers le centre de la pièce. Le 4ème axe est plus avancé et plus fiable que le 4ème axe. Le 4ème axe est la tendance de développement de 3D Machines de routeur CNC. L'important est que plus de 60% des 3D Les machines de fraisage CNC sur le marché sont à 4 axes. Lors du choix d'un 4 axes 3D Machine CNC, il faut non seulement faire la distinction entre 4 axes et 4ème axe, mais aussi analyser ses propres conditions d'usinage, telles que la taille, le poids, la dureté et les méthodes d'usinage de la pièce.

Machine de routeur de commande numérique par ordinateur d'axe de 5

Ces routeurs ressemblent un peu au kit de machine CNC à 3, 4 axes, mais ils disposent de 2 axes supplémentaires sur lesquels ils peuvent se déplacer. Ces axes supplémentaires permettent de réduire la durée du projet en raison de leur capacité à couper 5 bords du matériau simultanément. Cependant, étant donné que ces machines ont un axe X plus long, elles offrent moins de stabilité et de précision, ce qui nécessite potentiellement plus d'attention qu'un kit de routeur CNC à 3, 4 axes.

Le centre d'usinage CNC à 5 axes présente les caractéristiques d'une efficacité élevée et d'une haute précision, et le pentaèdre peut être traité en un seul serrage de la pièce. S'il est équipé d'un système de commande numérique haut de gamme à liaison à 5 axes, il peut également effectuer un traitement de haute précision de surfaces spatiales complexes et est plus adapté au traitement de moules modernes tels que des pièces automobiles et des pièces structurelles d'aéronefs. Il existe 2 façons pour l'axe rotatif du centre d'usinage vertical à 5 axes. L'une est l'axe rotatif de la table. La table placée sur le lit peut tourner autour de l'axe X, qui est défini comme l'axe A. La plage de travail générale de l'axe A est de +30 degrés à -120 degrés. Il y a également une table rotative au milieu de la table de travail, qui tourne autour de l'axe Z à la position indiquée sur la figure, qui est définie comme l'axe C, et l'axe C tourne 360°. De cette manière, grâce à la combinaison de l'axe A et de l'axe C, à l'exception du centre d'usinage à 5 axes sur la surface inférieure de la pièce fixée sur la table de travail, les 5 autres surfaces peuvent être traitées par la broche verticale. La valeur de graduation minimale de l'axe A et de l'axe C est généralement de 0.001 degré, de sorte que la pièce peut être subdivisée en n'importe quel angle et que des surfaces inclinées, des trous inclinés, etc. peuvent être traités. Si l'axe A et l'axe C sont reliés aux 3 axes linéaires X, Y, Z, des surfaces spatiales complexes peuvent être traitées. Bien entendu, cela nécessite le support de systèmes CNC, de systèmes servo et de logiciels haut de gamme. L'avantage de cet agencement est que la structure de la broche est relativement simple, la rigidité de la broche est très bonne et le coût de fabrication est relativement faible. Cependant, la table de travail générale ne peut pas être conçue pour être trop grande et la capacité de charge est également faible, en particulier lorsque la rotation de l'axe A est supérieure ou égale à 90 degrés, la pièce à usiner apportera un moment de charge important à la table de travail lors de la coupe. L'autre consiste à s'appuyer sur la rotation de la tête de broche verticale. L'extrémité avant de l'arbre principal est une tête rotative, qui peut faire le tour de l'axe Z 360° pour devenir l'axe C. La tête rotative possède également un axe A qui peut tourner autour de l'axe X, qui peut généralement atteindre plus de ±90 degrés pour obtenir la même fonction que ci-dessus. L'avantage de cette méthode de réglage est que le traitement de la broche est très flexible, la table de travail peut également être conçue pour être très grande et l'énorme fuselage et l'énorme coque du moteur de l'avion de ligne peuvent être traités sur ce type de centre d'usinage. Cette conception présente également un gros avantage : lorsque nous utilisons des fraises sphériques pour traiter des surfaces courbes, lorsque la ligne centrale de l'outil est perpendiculaire à la surface usinée, puisque la vitesse linéaire du sommet de la fraise sphérique est nulle, la qualité de surface de la pièce coupée par le sommet sera médiocre. La conception de la rotation de la broche est adoptée pour faire tourner la broche d'un angle par rapport à la pièce, de sorte que la fraise sphérique évite la coupe au sommet, garantit une certaine vitesse linéaire et améliore la qualité du traitement de surface. Cette structure est très populaire pour l'usinage de surface de haute précision des moules, ce qui est difficile à réaliser pour les centres d'usinage à table rotative. Afin d'obtenir une haute précision de rotation, l'axe rotatif haut de gamme est également équipé d'un retour de grille circulaire et la précision d'indexation est de quelques secondes. Bien entendu, la structure de rotation de ce type de broche est plus compliquée et le coût de fabrication est également élevé.

Vrai 5 axes VS faux 5 axes

Le véritable 5 axes a la fonction RTCP. Il peut être converti automatiquement en fonction de la longueur du pendule de la broche et des coordonnées mécaniques de la table rotative. Lors de la compilation du programme, seules les coordonnées de la pièce doivent être prises en compte, pas la longueur du pendule de la broche ni la position de la table rotative. Qu'il s'agisse d'un véritable 5 axes, cela ne dépend pas du fait que les 5 axes soient liés ou non, le faux 5 axes peut également être une liaison à 5 axes. Si la broche a l'algorithme RTCP véritable 5 axes. Il s'agit d'effectuer un traitement d'indexation. Le véritable 5 axes avec fonction RTCP n'a besoin que de définir un seul système de coordonnées et n'a besoin de définir les coordonnées qu'une seule fois pour l'outil. Le faux 5 axes pose beaucoup de problèmes.

Le système CNC avec fonction RTCP peut utiliser directement la programmation de la pointe de l'outil sans tenir compte de la distance centrale de l'axe de rotation. Après avoir appliqué le mode RTCP, la programmation de l'usinage CNC 5 axes peut cibler directement la pointe de l'outil au lieu du centre de la tête de broche rotative, de sorte que la programmation deviendra beaucoup plus simple et plus efficace.

Pour la pseudo-platine double à 5 axes, plusieurs coordonnées doivent être définies pour atteindre l'objectif du traitement d'indexation. Cependant, s'il s'agit d'une tête pivotante à 5 axes, le traitement d'indexation ne peut pas être terminé, car la tête pivotante à 5 axes n'est pas un mouvement Z unique lors du traitement vers le bas, mais Z se déplace avec X ou Y ensemble. À ce stade, la fausse programmation à 5 axes sera très gênante et le débogage sera plus difficile, et la fonction de décalage à 3 axes ne peut pas être utilisée pour le moment.

5 axe CNC routeur

Quelle machine de routeur CNC est idéale pour vous ?

Bien que ces routeurs semblent assez simples à utiliser, ce sont des pièces de technologie très délicates et avancées. Si vous cherchez à faire preuve de plus de créativité dans vos conceptions, il est recommandé d'investir dans un kit de routeur CNC à 4 ou 5 axes, mais les kits de routeur CNC à 3 ou 4 axes sont souvent plus abordables.

Maintenant que vous avez une connaissance pratique du fonctionnement d'un routeur, vous pouvez mieux comprendre les différences entre les différents modèles.

Les machines CNC à 5 axes peuvent couper sur 2 axes supplémentaires par rapport aux machines CNC à 3 axes. Ces routeurs ont la capacité de couper simultanément sur 5 côtés d'une pièce de matériau, ce qui élargit les capacités et la flexibilité de l'opérateur. Contrairement à leurs homologues à 3 axes, ces machines sont généralement utilisées pour couper de grandes pièces 3D De plus, les machines CNC à 5 axes ont un portique plus haut et un axe X plus long, ce qui leur permet de couper des pièces plus grandes. Cependant, cela a un coût important. Plus le portique est haut et plus l'axe X est long, moins ces machines sont précises et stables. Pour un contrôle qualité correct, le h8 du portique et la longueur de l'axe X doivent être limités autant que possible.

Bien que les routeurs semblent être des machines simples, ce sont des pièces de technologie très sophistiquées qui nécessitent un certain niveau d'expertise pour fonctionner. Les machines CNC à 5 axes ont tendance à être plus chères que les types traditionnels à 3 axes, mais offrent en fin de compte une plus grande flexibilité et permettent aux utilisateurs d'être plus créatifs avec leurs conceptions.

De combien d'axes avez-vous besoin ?

Vous avez peut-être déjà vu des références à des routeurs CNC proposant sept, neuf ou même onze axes. Bien qu'un tel nombre d'axes supplémentaires puisse sembler difficile à imaginer, l'explication de ces géométries stupéfiantes est en fait assez simple.

Lorsque vous avez affaire à des machines qui ont, par exemple, plus d'une broche de tournage, vous avez déjà plus d'axes.

Par exemple, nous avons des machines avec 2èmes broches et tourelles inférieures. Sur ces machines, vous aurez plusieurs axes : la tourelle supérieure aura 4 axes et la tourelle inférieure en aura 2, puis vous aurez des broches opposées qui auront également 2 axes. Ces machines peuvent en avoir jusqu'à 9.

Un composant, comme une valve aérospatiale, peut être fabriqué sur une machine CNC à 5 axes. Nous pourrions également fabriquer cette pièce sur une fraiseuse CNC multi-axes dotée d'un axe B rotatif et de deux broches pour 2 axes C, plus X, Y et Z. Il y a également une tourelle inférieure qui vous donne un 2e axe X et Z. Cela vous donne donc plus d'axes, mais la pièce elle-même a la même géométrie.

Alors, de combien d’axes avez-vous besoin pour votre entreprise ?

Comme c'est souvent le cas dans le secteur manufacturier, la réponse à cette question dépend de votre application particulière. Jetez un œil à l'exemple suivant :

Une pale de turbine est une surface de forme libre et peut être assez complexe. La manière la plus efficace d'usiner une pale comme celle-ci est d'utiliser 5 axes, en déplaçant l'outil en spirale autour du profil aérodynamique de la pale. Vous pouvez utiliser un 3 axes pour usiner si vous indexez la pale à une position, puis utilisez 3 axes linéaires pour l'usiner en surface, mais ce n'est généralement pas la manière la plus efficace.

La géométrie de la pièce vous indiquera si vous avez besoin d'une configuration 3, 4 ou 5 axes.

Il est toutefois important de garder à l'esprit que le nombre d'axes dont vous avez besoin dépend de plusieurs facteurs. La pièce en déterminera une grande partie, mais il faut également tenir compte de ce que l'atelier souhaite accomplir.

Un client peut m'apporter une pièce, par exemple un support aéronautique en titane, et je peux dire : « C'est une pièce parfaite pour une table de toupie CNC à 5 axes », mais il peut envisager de fabriquer des pièces qui fonctionneraient mieux sur l'une de nos machines. Cette machine multifonction n'est peut-être pas optimisée de la même manière qu'une machine CNC à 5 axes, mais elle peut offrir au client des possibilités de réaliser des travaux de tournage, d'arbre ou de mandrin qui font partie de son plan à long terme.

Un autre élément à prendre en compte est l'enveloppe de travail : quelle est la taille maximale de la pièce que vous pouvez insérer dans la machine tout en effectuant des changements d'outils et des transferts de pièces ? Il s'agit de comprendre les capacités de la machine CNC et ce qu'elle peut et ne peut pas faire.

Routeur CNC 3 axes VS Routeur CNC 4 axes VS Routeur CNC 5 axes.pdf