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為什麼增加加工軸可以降低生產成本

by hiholife
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這是真實的!在加工過程中增加額外的軸可以使其效率更高並降低成本。這就是它起作用的原因。

製造業不斷變化。新技術到來,舊技術不斷改進,我們需要更新流程以跟上步伐。

最近發生的一種變化是可以在 CNC 加工中使用的軸數增加了。根據目前趨勢,最新技術使多軸加工變得比以往任何時候都更容易使用。

但是,您可能想知道,更多的軸真的更好嗎?

嗯,是。

在加工過程中增加額外的軸可以增加整體收益,包括提高效率和降低成本。

您可以透過購買多軸 CNC 機台或購過機器人加工來增加額外的軸。

哪個更好的選擇?為了回答這個問題,讓我們首先看一下傳統加工的問題。

傳統3軸 CNC 的5個問題

傳統上,CNC 機台有3個可編程軸,通常是X,Y和Z。這些軸使您可以在3個軸上鑽、銑或以其他方式變換工件。一些減少軸的機器(例如雕刻機)也僅具有 2D 或 2.5D 功能。

3D 加工非常適合製造業中的許多常見操作。但是,僅具有3個軸也可能非常嚴格。

這是傳統 CNC 機台出現的5個問題:

1.需要更多設定

更少的軸意味著更多的設定,除非您的產品僅需要極其簡單的加工,否則您可能需要更改零件的位置和/或方向才能實現所有所需的切削。

每個額外的設定都會直接影響加工單元的生產率。對於小批量(正在變得越來越普遍)而言,這尤其成問題,其中多達90%的加工時間可以透過設定完成

2.更多動手時間

更多設定不僅會降低機器的生產率。它們還會降低工人的生產率。每種設定都需要人工將寶貴的時間用於非增值任務。他們可以在其他地方更有效地度過這段時間。

簡化轉換過程可以幫助減少時間,但更有效地減少盡可能多的動手時間。

3.需要自定義夾具

三軸機床在接近工件的方向上受到限制。如果加工操作需要稍微偏移的方向,這通常意味著您需要設計和製造定制夾具。

定制夾具適用於非常大的批量。但是,它們可以為每種設置增加大量工作。這會大大增加每個零件花費的時間和成本。

4.每次操作增加步驟

任何製造商都會同意:您擁有的加工步驟越少越好。製造設計實踐中的許多原理致力於簡化加工操作並減少所需的加工步驟。

與具有更多自由度的加工技術相比,三軸機床通常不必要地增加了步數。

5.增加交貨時間和產品成本

上述所有問題都會對整個製造過程產生負面影響,從而導致交貨時間增加和產品成本上升。每次技術人員需要花費寶貴的時間進行新的設置以及每次必須製作自定義固定裝置時,都會直接影響利潤。

為什麼額外的軸可以降低成本

解決這些問題的日益流行的解決方案是在加工操作中增加額外的軸。

有兩種方法可以實現此目的,我們將在下面概述,但是首先讓我們看看為什麼更多的軸可以降低成本。

六個自由度最佳點

我們經常認為世界是3維的。但是,實際上,完全靈活的加工需要6個尺寸

  • 3個位置尺寸(X,Y和Z)
  • 3個旋轉尺寸(Rot [X],Rot [Y]和Rot [Z])

這6個值是從任何角度接近工作空間中任何點所需的最小自由度(DoF)。

具有3軸,4軸甚至5軸的CNC機床總是會受到限制,因為它們不符合此6 DoF“最佳點”。

5種額外軸降低成本的方法

在加工操作中添加額外的自由度可以通過以下幾種方式降低成本:

  1. 僅需要一個設置(又稱為“完成合一”設置)。
  2. 操作員的動手時間減少到最少。
  3. 通常不需要自定義夾具。
  4. 減少並簡化加工步驟。
  5. 減少產品的交貨時間。

所有這些因素有助於減少生產時間和成本。

您可以添加多少個軸?

由於完全靈活的機器需要6 DoF,因此下一個問題是:我們如何添加這些DoF,以及可以添加多少?

有兩個選項可用於向加工單元添加額外的軸:

  1. 多軸數控機床。
  2. 機器人加工。

每種技術可以添加多少個軸:

與數控機床

在談到CNC機床時,通常指的是目前可用的三種最常見的機床類型

  1. 傳統三軸CNC
  2. 4軸數控
  3. 五軸數控機床

儘管市場上開始有其他機器(例如 這款6軸機床於2019年發布),其中5軸是最常見的“上限”。

使用機器人加工

CNC的替代方法是使用機器人加工。這涉及將加工工具添加到工業機器人上。

使用此設置,基本設置具有6 DoF,因為這是工業機器人的標準。但是,可以根據需要添加更多的額外軸,從而在機器人加工設置中增加更多的軸!

儘管您永遠無法將DoF增大到6以上,但是添加更多這樣的軸可以更大的工作空間和更大的靈活性。

哪個更好:CNC 還是機器人加工?

當前的多軸加工趨勢使5軸機床越來越受歡迎。但是,與機器人加工相比,使用CNC機床有一些缺點。

多軸 CNC 機床的兩個主要缺點是:

  • 它們不靈活-不能像機器人加工那樣添加額外的軸。
  • 他們很大!—使用CNC,軸數越多,機器通常變得越大。

最終,選擇哪種技術完全取決於您,但是值得一提的是,在某些情況下,機器人加工甚至可以勝過CNC機床

與使用多軸 CNC 機床相比,機器人加工確實可以簡化您的壽命

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