Table des matières
Comprendre les kits de machine de routeur CNC à 3 axes, 4ème axe, 4 axes et 5 axes
Quelle machine de routeur CNC est la bonne pour vous ?
De combien d'axes avez-vous réellement besoin ?
L'achat d'un kit de routeur CNC peut sembler ahurissant avec tant de modèles différents sur le marché. Comment savoir si vous avez besoin d'un routeur CNC 3 axes, 4 axes ou 5 axes ? Quelle est la différence? Tu n'es pas seul! C'est un dilemme courant pour tout acheteur de routeur CNC pour la première fois. Lisez ce guide simple pour vous aider à comprendre ce que tout cela signifie et quel est le bon modèle pour vous et vos besoins.
Comprendre les kits de machine de routeur CNC à 3 axes, 4ème axe, 4 axes et 5 axes
Voici quelques-uns des différents types que vous trouverez actuellement sur le marché :
5 axes : XYZAB, XYZAC, XYZBC (la broche peut être tournée de 180° à gauche et à droite).
4 axes : XYZA, XYZB, XYZC (liaison 4 axes).
4ème axe : YZA, XZA (liaison 3 axes).
3 axes : XYZ (liaison 3 axes).
Les axes A, B ou C correspondent aux axes de rotation X, Y et Z.
Fraiseuses CNC 3 axes
Les routeurs CNC à 3 axes sont le type de machine le plus simple et peuvent parcourir trois axes différents en même temps, d'où leur nom.
Axe X : de gauche à droite
Axe Y : d'avant en arrière
Axe Z : haut et bas
3 axes Machines à défoncer CNC peut se déplacer le long de trois axes simultanément; l'axe X, l'axe Y et l'axe Z. Couper le long de l'axe X déplace la mèche de toupie de gauche à droite, couper le long de l'axe Y le déplace d'avant en arrière et couper le long de l'axe Z le déplace de haut en bas. Ces machines sont principalement utilisées pour la découpe de pièces plates, 2D et 2.5D. Qu'il s'agisse d'une sculpture plate ou ronde, il est plus facile de la considérer simplement comme une sculpture plate.
Fraiseuses CNC 4ème axe
Généralement, lorsqu'un axe de rotation est ajouté à un kit de routeur CNC à 3 axes, également appelé axe A, il devient un routeur CNC à 4ème axe rotatif. C'est un moyen moins coûteux de vous permettre d'effectuer des tâches plus complexes, mais ce n'est pas aussi polyvalent ou efficace qu'une machine à 4 axes appropriée.
Alors, comment distinguer un vrai kit de routeur CNC 4 axes d'un kit 4ème axe ? Un exemple courant de routeur CNC à 4 axes serait la sculpture d'une sculpture de Bouddha à partir d'un petit bâton de bois rond, cela implique l'utilisation de 4 axes car il s'agit d'une sculpture cylindrique 3D. Un routeur 4ème axe ne serait pas en mesure de le faire car il ne peut être utilisé que pour tailler sur un plan cylindrique, pas un cylindre 3D. C'est pourquoi les machines 4 axes sont plus chères.
Fraiseuses CNC 4 axes
4 axes vs 4ème axe
Une table de toupie CNC à 4 axes permet de travailler des deux côtés, ce qu'une table de toupie CNC à 3 axes ne peut pas faire. Les machines-outils CNC à 4 axes ont des axes X, Y, Z et A (ou B ou C) qui se déplacent tous. L'axe supplémentaire peut être appelé XYZA, XYZB ou XYZC. Les 4 axes sont liés, ils peuvent se déplacer et travailler ensemble en même temps. Cela permet une taille régulière, irrégulière, symétrique et asymétrique.
4 axes signifie que la machine-outil peut se déplacer simultanément le long des axes X, Y, Z et A, donc dans quatre directions différentes en même temps. Astucieux, hein ? Habituellement, l'axe X est la direction de gauche à droite, l'axe Y est la direction d'avant en arrière et l'axe Z est la direction de haut en bas. L'axe A est la direction positive et négative de l'axe de rotation.
Trois axes ne peuvent évidemment pas relier quatre axes simultanément. Les routeurs CNC 4ème axe sont une sorte de routeur à mi-chemin entre les routeurs 3 et 4 axes. Ils peuvent être grossièrement divisés en deux types, les routeurs à plan plat 4ème axe et les routeurs CNC 4D 3ème axe. Comme leur nom l'indique, les toupies à plan plat 4e axe ne taillent ou ne coupent que d'un côté du matériau.
L'usinage 4D 3e axe signifie que la machine peut effectuer une sculpture ou une coupe rotative 3D dans une certaine mesure, mais l'un des axes X, Y ou Z est converti en axe A pour le routage. Expliquons la différence entre ces deux types de machines CNC 3D sous différents angles :
1. Conceptuellement, la différence entre les machines à 4 et 4 axes est de savoir si la liaison à quatre axes de X, Y, Z et A peut être exécutée simultanément.
2. En regardant les systèmes de contrôle des machines, la machine CNC à 4 axes utilise un système de liaison à quatre axes et le 4ème axe utilise un système de liaison à trois axes.
3. Le système de liaison à 4 axes utilise une transmission de signal à quatre axes en fonction des signaux de mouvement et des impulsions de la machine. La liaison à 3 axes utilise uniquement une transmission de signal à trois axes, un de moins que 4 axes.
4. Selon l'effet de routage, les machines à 4 axes ont plus de puissance de traitement que les machines à 4 axes, le traitement est plus uniforme, l'angle mort est plus petit et l'article fini est plus complexe, propre et attrayant. Vous pouvez sculpter les plus beaux motifs.
5. D'autres différences incluent que les points d'info-bulle à quatre axes peuvent être modifiés à tout moment. La pointe de l'outil du 4e axe pointe toujours vers le centre de la pièce. Les routeurs à 4 axes sont plus avancés et fiables que les routeurs à 4 axes. 4 axes est un développement sur les machines de routeur CNC 3D. La chose importante à réaliser est que plus de 60% des machines de routeur CNC 3D sur le marché sont à 4ème axe. Lorsque vous choisissez une machine CNC 4D 3 axes, veillez non seulement à distinguer les modèles 4 axes et 4ème axe, mais également à analyser les conditions d'usinage, telles que la taille, le poids, la dureté et les méthodes d'usinage de votre pièce. Assurez-vous de savoir ce que vous obtenez pour votre argent.
Machine de routeur CNC 5 axes
Alors maintenant, nous arrivons à la crème des routeurs CNC. Ces routeurs sont similaires aux kits de machines CNC à 3 et 4 axes, mais ils ont deux axes supplémentaires sur lesquels ils peuvent se déplacer. Ces axes supplémentaires rendent le temps de coupe ou de sculpture beaucoup plus rapide car ils peuvent couper cinq bords du matériau en même temps. Cependant, comme ces machines ont un axe X plus long, elles sont moins stables et nécessitent donc potentiellement plus d'attention qu'un kit de routeur CNC à 3 ou 4 axes.
Voyons les détails techniques de 5 axes les machines de plus près
Les machines CNC à 5 axes ont une efficacité et une précision élevées, et le pentaèdre peut être traité en un seul serrage de la pièce. S'ils sont équipés d'un système de commande numérique haut de gamme à cinq axes, ils peuvent également effectuer un traitement de haute précision de surfaces spatiales complexes et sont parfaits pour le traitement de moules modernes tels que les pièces structurelles d'automobiles et d'avions. Il existe deux réglages pour l'axe rotatif du centre d'usinage vertical à cinq axes. L'un est un axe rotatif de table. La table, posée sur le lit, peut pivoter autour de l'axe X, qui est défini comme l'axe A. La plage de travail habituelle de l'axe A est de +30 degrés à -120 degrés. Au milieu de la table de travail, il y a une autre table rotative, qui tourne autour de l'axe Z à la position indiquée sur la figure. Ceci est connu comme l'axe C et tourne à 360 degrés. Par conséquent, grâce à la combinaison des axes A et C, à l'exception du centre d'usinage à cinq axes sur la surface inférieure de la pièce, les cinq 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 afin que la pièce puisse être subdivisée en n'importe quel angle et que des surfaces inclinées, des trous inclinés, etc. puissent être traités.
Les surfaces spatiales complexes peuvent être traitées si les axes A et C sont liés aux axes linéaires X, Y et Z. Bien entendu, cela nécessite la prise en charge de systèmes CNC, de systèmes d'asservissement 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 particulièrement bonne et le coût de fabrication est relativement faible.
Cependant, la table de travail générale ne peut pas être conçue trop grande et la capacité de charge est également relativement faible, en particulier lorsque la rotation de l'axe A est supérieure ou égale à 90°. Si elle est trop grande, la pièce à usiner induira un grand moment porteur sur la table de travail lors de la coupe.
L'autre type repose sur la rotation de la tête de broche verticale. L'extrémité avant de l'arbre principal est une tête tournante, qui peut entièrement encercler l'axe Z à 360 degrés pour devenir l'axe C. La tête tournante a également un axe A qui peut tourner autour de l'axe X, qui peut généralement atteindre plus de ± 90 degrés. L'avantage de cette méthode de réglage est que le traitement de la broche est très flexible, la table de travail peut également être beaucoup plus grande et des objets énormes tels que le fuselage d'avion et les coques de moteur peuvent être traités sur ce type de centre d'usinage.
Cette conception présente un autre grand avantage : lorsque des fraises sphériques sont utilisées pour traiter des surfaces courbes et que l'axe de l'outil est perpendiculaire à la surface usinée, la qualité de la surface de la pièce coupée par le sommet sera médiocre, car la vitesse linéaire de la fraise sphérique le sommet est nul. La rotation de la broche est adoptée pour faire tourner la broche à un angle par rapport à la pièce, garantissant une certaine vitesse linéaire et améliorant la qualité du traitement de surface.
Cette structure est extrêmement 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. Pour obtenir une précision de rotation élevée, l'axe rotatif haut de gamme est également équipé d'un retour de réseau circulaire et la précision d'indexation est de quelques secondes. Naturellement, la structure de rotation de ce type de broche est plus compliquée et le coût de fabrication est également assez élevé.
Vrai 5 axes vs faux 5 axes
Les véritables machines à 5 axes ont une fonction RTCP (Rotation Tool Center Point), ce qui signifie qu'elles peuvent être automatiquement converties 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 tournante. Les vraies machines à 5 axes et les fausses machines à 5 axes peuvent avoir une liaison à cinq axes. Si la broche a le véritable algorithme 5 axes RTCP, elle doit effectuer un traitement d'indexation. Le véritable 5 axes avec fonction RTCP n'a besoin de définir qu'un seul système de coordonnées et les coordonnées de l'outil ne doivent être définies qu'une seule fois. Le faux cinq axes est quelque peu problématique et à éviter.
Les systèmes CNC avec la fonction RTCP peuvent utiliser directement la programmation de la pointe d'outil sans tenir compte de l'entraxe 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, donc la programmation deviendra heureusement beaucoup plus simple et plus efficace.
Pour le plateau tournant double pseudo 5 axes, plusieurs coordonnées doivent être définies pour réaliser le traitement d'index. Cependant, s'il s'agit d'une tête pivotante à 5 axes, le traitement d'indexation ne peut pas être terminé de toute façon, car la tête pivotante n'est pas un seul mouvement Z lors du traitement vers le bas, mais Z se déplace avec X ou Y. Par conséquent, faux 5 axes la programmation sera très gênante, le débogage sera plus difficile et la fonction de décalage à trois axes ne peut pas être utilisée pour le moment.
.
Quelle machine de routeur CNC est la bonne pour vous ?
Bien que ces routeurs semblent assez simples en termes de ce qu'ils peuvent accomplir, ce sont des éléments technologiques très délicats et avancés. Si vous cherchez à être plus créatif avec vos conceptions et que vous avez le budget, il est recommandé d'investir dans un kit de routeur CNC 4 axes ou 5 axes. Cependant, les kits de routeur CNC 3 axes ou 4ème axe 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, ce qui, espérons-le, vous aidera à décider lequel acheter.
Pour résumer. Les machines CNC à 5 axes peuvent couper le long de deux axes de plus que les machines CNC à 3 axes. Ces routeurs peuvent couper simultanément sur cinq côtés d'un objet, ce qui étend les capacités et la flexibilité de l'opérateur. Contrairement à leurs homologues 3 axes, ces machines sont généralement utilisées pour découper de grandes pièces en 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 sérieux; 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 portique et l'axe X doivent être limités autant que possible.
Bien que les routeurs semblent être des machines relativement simples, ce sont des éléments technologiques très sophistiqués qui nécessitent un certain niveau d'expertise pour fonctionner. Il est fortement recommandé de lire attentivement le manuel ou de recevoir une formation d'un expert. Les machines CNC à 5 axes ont tendance à être beaucoup plus chères que les types traditionnels à 3 axes, mais offrent finalement une plus grande flexibilité et permettent aux utilisateurs d'être plus créatifs avec leurs conceptions.
De combien d'axes avez-vous réellement besoin ?
Vous avez peut-être vu des routeurs CNC offrant sept, neuf ou même onze axes. Bien que de nombreux axes supplémentaires puissent sembler difficiles à imaginer, l'explication de ces géométries stupéfiantes est en fait assez simple.
Lorsque vous avez affaire à des machines qui ont plus d'une broche de tournage, vous avez déjà plus d'axes.
Par exemple, les machines avec des secondes broches et des tourelles inférieures ont plusieurs axes : la tourelle supérieure aura 4 axes et la tourelle inférieure 2, puis vous aurez des broches opposées qui auront 2 axes également. Ces machines peuvent avoir jusqu'à 9 au total.
Un composant, comme une vanne aérospatiale, peut être réalisé sur une machine CNC à 5 axes. Ou cela pourrait être fait sur un routeur CNC multi-axes qui a un axe B rotatif et des broches jumelles pour deux axes C, plus X, Y et Z. Il y a aussi une tourelle inférieure qui vous donne un deuxième X et Z, vous donnant plus d'axes, mais la pièce elle-même est la même géométrie.
Alors, de combien d'axes avez-vous besoin pour votre entreprise ?
Comme c'est souvent le cas dans la fabrication, la réponse à cette question dépend de vos applications particulières. L'exemple suivant devrait vous aider :
Une aube de turbine est une surface de forme libre qui peut être assez complexe. Le moyen le plus efficace pour usiner une telle aube est d'utiliser une machine à 5 axes, en prenant l'outil en spirale autour du profil de l'aube. Vous pouvez utiliser un modèle à 3 axes pour usiner si vous indexez la lame à une position, puis utilisez trois axes linéaires pour l'usiner en surface, mais ce n'est pas le moyen le plus efficace.
La géométrie de la pièce vous indiquera si vous avez besoin d'une configuration 3, 4 ou 5 axes.
Cependant, il est important de se rappeler que le nombre d'axes dont vous avez besoin dépend de plus d'une pièce. La partie est importante bien sûr, mais elle limitera ce que votre boutique veut accomplir.
Un client peut apporter une pièce, par exemple un support aérospatial en titane, et vous pensez peut-être que c'est une pièce parfaite pour une table de toupie CNC à 5 axes. Cette machine multifonctions n'est peut-être pas optimisée de la même manière qu'une machine CNC à 5 axes, mais elle peut donner au client la possibilité d'effectuer des travaux de tour, d'arbre ou de mandrin qui font partie de son plan à long terme.
Une autre chose à considérer est l'enveloppe de travail. Quelle est la taille maximale des pièces que vous pouvez mettre dans la machine tout en effectuant des changements d'outils et des transferts de pièces ? Comprendre les capacités de la machine CNC et ce qu'elle peut et ne peut pas faire est vraiment important pour votre entreprise.
Source à partir de Stylecnc
Avis de non-responsabilité : les informations énoncées ci-dessus sont fournies par Stylecnc indépendamment d'Alibaba.com. Alibaba.com ne fait aucune représentation et garantie quant à la qualité et à la fiabilité du vendeur et des produits.
