5 osi, czyli zaawansowana obróbka skrawaniem
Raven MediaObrabiarki 5-osiowe to obecnie jedna z najbardziej zaawansowanych technologii wykorzystywanych w obróbce skrawaniem. Umożliwia ona obróbkę detali o złożonych kształtach, która w przypadku tradycyjnych obrabiarek 3-osiowych byłaby znacznie trudniejsza albo wręcz niemożliwa. Dzięki zastosowaniu dodatkowych osi ruchu obrabiarki 5-osiowe oferują unikalną elastyczność i precyzję, co stawia je w czołówce nowoczesnych technologii w przemyśle produkcyjnym.
Obróbka skrawaniem to jeden z częściej realizowanych procesów podczas wytwarzania nowych produktów. Żeby zoptymalizować procesy obróbcze i zwiększyć ich efektywność, stosuje się coraz bardziej zaawansowane obrabiarki, które ewoluują w wielu kierunkach. Jednym z nich jest przejście do obróbki 5-osiowej, która pod wieloma względami jest bardziej zaawansowana niż obróbka 3-osiowa.
Jak działają obrabiarki 5-osiowe?
Obrabiarki 5-osiowe, jak sama nazwa wskazuje, oferują pięć niezależnych osi ruchu. Tradycyjna obrabiarka 3-osiowa ma trzy podstawowe osie liniowe: X (pozioma oś przesuwu w lewo-prawo), Y (pozioma oś przesuwu w przód-tył) i Z (osi pionowa przesuwu w górę-dół). Obrabiarka 5-osiowa rozszerza tę konfigurację o dwie dodatkowe osie obrotowe.
Pozwalają one na obrót narzędzia lub obrabianego przedmiotu wokół osi X i Y, umożliwiając wykonanie bardziej złożonych ścieżek skrawania. Dzięki temu obrabiarka może realizować obróbkę z dowolnego kąta, w tym skomplikowanych detali bez konieczności ich wielokrotnego mocowania.
W przypadku obrabiarki 5-osiowej mamy do czynienia z układem, w którym narzędzie skrawające i/lub detal może być przesuwane w pięciu różnych kierunkach. Ruch wokół osi A i B daje operatorowi możliwość precyzyjnego ustawienia detalu w przestrzeni roboczej. Umożliwia to obróbkę powierzchni pod różnymi kątami, w tym trudnych do osiągnięcia krawędzi i konturów.
Taki system umożliwia także obróbkę detali o dużych gabarytach i złożonych kształtach – bez konieczności ich wielokrotnego przestawiania. W tradycyjnych obrabiarkach 3-osiowych stanowiłoby to dużą trudność.
Czym się wyróżniają obrabiarki 5-osiowe?
Obrabiarki 5-osiowe wyróżniają się przede wszystkim możliwością bardziej złożonej obróbki. Pozwalają bowiem na skrawanie detalu w pięciu płaszczyznach, co jest szczególnie korzystne przy produkcji elementów o skomplikowanej geometrii.
Jednocześnie (m.in. dzięki brakowi konieczności częstej zmiany mocowania i sterowaniu CNC) charakteryzują się wyjątkową precyzją w wykonywaniu skomplikowanych detali. Możliwość obróbki w pięciu osiach pozwala również znacznie ograniczyć liczbę błędów, a także zapewnia lepszą powtarzalność operacji, co jest kluczowe w produkcji seryjnej i masowej.
Duża precyzja obróbki detali sprawia, że maszyny 5-osiowe często wykorzystuje się w branżach, które wymagają najwyższej jakości – takich jak przemysł lotniczy, motoryzacyjny czy medyczny.
Tradycyjne obrabiarki 3-osiowe wymagają częstych zmian mocowania detali w celu wykonania obróbki na różnych powierzchniach. Obrabiarki 5-osiowe eliminują potrzebę takich operacji, ponieważ umożliwiają obrót detali wokół dwóch dodatkowych osi.
Dzięki temu znacząco zwiększa się efektywność procesu obróbczego, a także minimalizuje się ryzyko błędów, które wiążą się z niewłaściwym ustawieniem detali.
Korzyści obróbki 5-osiowej w porównaniu do 3-osiowej
Jedną z najważniejszych zalet obrabiarek 5-osiowych w porównaniu z obrabiarkami 3-osiowymi jest oszczędność czasu. Obrabiarki 5-osiowe wykonują bardziej złożoną obróbkę w jednym cyklu roboczym. Eliminuje to konieczność wielokrotnego przestawiania detali i poprawia efektywność produkcji.
W efekcie produkcja staje się wydajniejsza, a czas realizacji zamówień zostaje skrócony. To szczególnie istotne w tych branżach, w których czas reakcji jest kluczowy (jak w produkcji części do lotnictwa czy motoryzacji).
Dzięki zredukowaniu liczby mocowań obrabianego elementu i obróbce w jednym cyklu obrabiarki 5-osiowe przyczyniają się do obniżenia kosztów operacyjnych. Mniej skomplikowane operacje mocowania i ustawiania detali oznaczają niższe koszty robocizny, mniejsze zużycie narzędzi i mniej odpadów materiałowych. W długim okresie przekłada się to na istotne oszczędności w kosztach produkcji.
Obrabiarki 5-osiowe umożliwiają również uzyskanie bardzo wysokiej jakości produktów dzięki większej precyzji i lepszej kontroli nad procesem obróbczym. Mniejsze ryzyko błędów przy ustawianiu detali, dokładniejsza obróbka i możliwość wykonania złożonych powierzchni w jednym cyklu sprawiają, że wyprodukowane detale charakteryzują się wyższą jakością.
Olbrzymią korzyścią z użycia obrabiarki 5-osiowej jest możliwość realizowania dużo bardziej skomplikowanych projektów, które nie byłyby możliwe do wykonania przy użyciu tradycyjnych maszyn 3-osiowych. Złożone kształty, geometrie, które wymagają pracy pod różnymi kątami, można wykonać w sposób precyzyjny i efektywny. Z tego względu producenci mogą tworzyć bardziej innowacyjne i zaawansowane technologicznie produkty.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Obróbka w 5 osiach to również pewne wyzwania
Użytkowanie obrabiarek 5-osiowych wiąże się z wieloma zaletami, ale niesie ze sobą także wyzwania, które wymagają specjalistycznej wiedzy, doświadczenia i stosowania odpowiednich procedur. W porównaniu z obrabiarkami 3-osiowymi maszyny 5-osiowe stawiają wyższe wymagania zarówno pod względem obsługi, jak i konserwacji.
Programowanie takiej maszyny wymaga np. dużej precyzji i umiejętności. Oprogramowanie CAM, używane do sterowania obrabiarką, musi uwzględniać wszystkie pięć osi ruchu, a także skomplikowane trajektorie narzędzi i detali.
Niewłaściwe zaprogramowanie obrabiarki może prowadzić do błędów w obróbce, uszkodzenia narzędzi, a nawet zniszczenia samego detalu. W przypadku nieoptymalnego ustawienia ścieżek skrawania obrabiarka może nie wykorzystywać w pełni swoich możliwości, co będzie się wiązać z gorszą efektywnością i precyzją procesu obróbczego.
Choć obrabiarki 5-osiowe pozwalają na obróbkę detali w jednym cyklu roboczym, proces ustawienia detalu w maszynie może być wyzwaniem, szczególnie w przypadku skomplikowanych i dużych przedmiotów. Wymagane jest precyzyjne zamocowanie detalu w uchwycie, co zapobiega odkształceniom i zapewnia dokładność obróbki.
Ustawienie detali w odpowiednich pozycjach roboczych i zapewnienie odpowiednich parametrów mocowania jest kluczowe. Pozwala bowiem uniknąć błędów i wibracji, które mogą wpłynąć na jakość detali.
Obrabiarki 5-osiowe są znacznie bardziej skomplikowane pod względem konstrukcyjnym i technologicznym, co wiąże się z wyższym kosztem zakupu takiej maszyny. Dodatkowe osie ruchu, systemy sterowania, czujniki i napędy wymagają zaawansowanej technologii, co zwiększa cenę maszyny i późniejsze koszty, które wiążą się z jej utrzymaniem. Ponadto, ze względu na bardziej zaawansowane komponenty, serwisowanie obrabiarek 5-osiowych może być bardziej kosztowne i czasochłonne.
Żeby zachować wszystkie walory obróbki 5-osiowej, konieczna jest regularna konserwacja i kalibracja maszyny. Obecność kilku osi ruchu i skomplikowana konstrukcja tych obrabiarek sprawia, że wymagają one szczególnej uwagi przy konserwacji.
Regularne sprawdzanie stanu napędów, osi, układów chłodzenia czy systemów sterowania jest niezbędne, jeśli chce się uniknąć problemów z dokładnością obróbki. Kalibracja, szczególnie osi A i B, musi być przeprowadzana z wyjątkową precyzją, aby zapewnić optymalne wyniki.
Obrabiarki 5-osiowe mają wiele niezaprzeczalnych zalet, dzięki którym przedsiębiorstwo produkcyjne może wejść na wyższy poziom produktywności i zwiększyć swoją konkurencyjność rynkową. Dzięki swojej wszechstronności i precyzji pozwalają na efektywne wytwarzanie skomplikowanych komponentów.
Oczywiście trzeba pamiętać, że większa złożoność maszyny pociąga za sobą większe koszty zakupu i późniejsze koszty eksploatacyjne. Jeśli jednak zostanie wykorzystany cały jej potencjał, przedsiębiorstwo zyska na większej wydajności procesów skrawania i lepszej jakości uzyskanych detali.
O Autorze
