Memilih CNC Router yang Tepat: 3-Sumbu vs 4-Sumbu vs 5-Sumbu
Pengenalan Sumbu pada Mesin CNC Router
Ketika Anda memiliki ide untuk membeli mesin CNC router, berapa banyak sumbu yang Anda butuhkan untuk kit CNC router? Ini adalah masalah umum bagi setiap pembeli CNC router, jadi, mari kita mulai membandingkan CNC router 3 sumbu, 4 sumbu, dan 5 sumbu.
Pemahaman 3 Sumbu, Sumbu Keempat, 4 Sumbu, dan 5 Sumbu untuk Kit Mesin CNC Router
5 Sumbu: X-Y-Z-A-B, X-Y-Z-A-C, X-Y-Z-B-C (Spindel dapat diputar kiri dan kanan 180 derajat di sekitar.)
4 Sumbu: X-Y-Z-A, X-Y-Z-B, X-Y-Z-C (4 sumbu terhubung)
Sumbu Keempat: Y-Z-A, X-Z-A (3 sumbu terhubung)
3 Sumbu: X-Y-Z (3 sumbu terhubung)
A, B atau C sumbu sesuai dengan sumbu rotasi dari X, Y, Z.
Mesin CNC Router 3 Sumbu
Router CNC spesifik ini dapat bergerak di tiga sumbu yang berbeda secara bersamaan.
Sumbu X: kiri ke kanan
Sumbu Y: depan ke belakang
Sumbu Z: atas dan bawah
Mesin CNC router 3 sumbu menggerakkan tiga sumbu secara bersamaan; sumbu X, sumbu Y, dan sumbu Z. Memotong sepanjang sumbu X memindahkan bit router dari kiri ke kanan, memotong sepanjang sumbu Y memindahkannya dari depan ke belakang, dan memotong di seluruh sumbu Z memindahkannya ke atas dan bawah. Mesin ini digunakan terutama untuk memotong bagian datar, 2D dan 2.5D. Baik ukiran datar atau ukiran bundar, Anda dapat menganggapnya sebagai ukiran datar, yang dihitung berdasarkan pulsa.
Mesin CNC Router Sumbu Keempat
Secara umum, tambahkan sumbu rotasi pada kit CNC router 3 sumbu, juga disebut sumbu A, yaitu router CNC sumbu keempat putar. Bagaimana membedakan kit CNC router 4 sumbu yang asli? Kami memberikan contoh umum dari pemrosesan silinder 3D 4 sumbu, terdiri dari batang bundar pendek yang dipotong atau diukir patung Buddha 3D, pekerjaan ini memiliki 4 sumbu, tetapi hanya bekerja dengan sistem CNC 3 sumbu, menggunakan sumbu X atau sumbu Y untuk menggerakkan sumbu rotasi, pekerja sebenarnya adalah mesin CNC 3 sumbu atau mesin CNC sumbu keempat putar.
Mesin CNC Router 4 Sumbu
Meja CNC router 4 sumbu memungkinkan pekerjaan pada kedua sisi, yang tidak tersedia pada meja CNC router 3 sumbu. Alat mesin CNC 4 sumbu juga memiliki sumbu X, Y, Z, ini merujuk pada X-Y-Z-A, X-Y-Z-B, X-Y-Z-C, 4 sumbu terhubung, 4 sumbu dapat bekerja secara bersamaan.
4 Sumbu vs Sumbu Keempat
4 sumbu berarti mesin perkakas melakukan gerakan sumbu X, Y, Z, dan A secara bersamaan. Empat sumbu mewakili empat arah pada mesin perkakas. Biasanya sumbu X mewakili arah kiri dan kanan, sumbu Y adalah arah depan dan belakang, dan sumbu Z adalah arah atas dan bawah. Sumbu A adalah arah positif dan negatif dari sumbu rotasi. Sumbu keempat berarti mesin perkakas hanya dapat menjalankan gerakan sumbu X, Y, Z, dan A secara bersamaan.
Tiga sumbu tidak dapat menjalankan link empat sumbu secara bersamaan. Mesin CNC router sumbu keempat secara kasar dibagi menjadi dua tipe, satu adalah mesin router sumbu keempat datar, dan yang lain adalah mesin CNC router 3D sumbu keempat. Seperti namanya, mesin router sumbu keempat datar hanya mengukir atau memotong pada satu sisi dalam bahan.
Pemrosesan 3D sumbu keempat berarti mesin dapat melakukan ukiran rotasi 3D atau pemotongan, tetapi salah satu dari tiga sumbu X, Y, dan Z diubah menjadi sumbu A untuk router. Kami menjelaskan perbedaan antara dua tipe mesin CNC 3D ini dari sudut yang berbeda:
- Secara konseptual, perbedaan antara 4 sumbu dan sumbu keempat adalah apakah link empat sumbu X, Y, Z, dan A dapat dieksekusi secara bersamaan.
- Dari sudut pandang sistem kontrol mesin, mesin CNC 4 sumbu menggunakan sistem link empat sumbu, dan sumbu keempat menggunakan sistem link tiga sumbu.
- Sistem link empat sumbu menggunakan transmisi sinyal empat sumbu sesuai dengan sinyal gerakan mesin. Kerugian, sistem link tiga sumbu menggunakan transmisi sinyal tiga sumbu, satu sinyal kurang dari 4 sumbu.
- Menurut hasil pemrosesan, empat sumbu memiliki lebih banyak pemrosesan daripada sumbu keempat, pemrosesan lebih merata, sudut mati lebih kecil, dan penampilan lebih indah.
- Berbeda dari arah mesin perkakas. Arah keujung tooltip empat sumbu dapat diubah kapan saja. Keujung alat sumbu keempat selalu menunjuk ke pusat benda kerja. Empat sumbu lebih canggih dan lebih andal daripada sumbu keempat. 4 sumbu adalah tren perkembangan mesin CNC router 3D. Yang penting adalah lebih dari 60% mesin CNC router 3D di pasar adalah sumbu keempat. Saat memilih mesin CNC 3D empat sumbu, diperlukan tidak hanya untuk membedakan antara 4 sumbu dan sumbu keempat, tetapi juga untuk menganalisis kondisi pemrosesan Anda sendiri, seperti ukuran, bobot, kekerasan, dan metode pemrosesan benda kerja.
Mesin CNC Router 5 Sumbu
Router ini agak mirip dengan kit mesin CNC 3 dan 4 sumbu, tetapi mereka memiliki dua sumbu tambahan yang dapat bergerak. Sumbu tambahan ini memungkinkan waktu proyek lebih singkat karena kemampuan mereka untuk memotong lima sisi bahan secara bersamaan. Namun, karena mesin ini memiliki sumbu X yang lebih lama, hal ini mengakibatkan stabilitas dan akurasi yang lebih rendah - yang mungkin memerlukan perhatian lebih dari Anda daripada kit CNC router 3 dan 4 sumbu.
Mesin pemrosesan CNC 5 sumbu memiliki karakteristik efisiensi tinggi dan presisi tinggi, dan pentahedron dapat diproses dalam satu klem benda kerja. Jika dilengkapi dengan sistem kontrol numerik high-end link lima sumbu, juga dapat melakukan pemrosesan presisi tinggi pada permukaan spasial kompleks, dan lebih cocok untuk memroses cetakan modern seperti bagian mobil dan bagian struktur pesawat. Ada dua cara untuk sumbu rotasi mesin pemrosesan vertikal lima sumbu. Satu adalah sumbu rotasi meja. Meja yang dipasang pada dasar dapat berputar di sekitar sumbu X, yang didefinisikan sebagai sumbu A. Rentang kerja umum dari sumbu A adalah +30 derajat hingga -120 derajat. Ada juga meja putar di tengah meja kerja, yang berputar di sekitar sumbu Z pada posisi yang ditunjukkan dalam gambar, yang didefinisikan sebagai sumbu C, dan sumbu C berputar 360 derajat. Dengan cara ini, melalui kombinasi sumbu A dan sumbu C, kecuali mesin pemrosesan lima sumbu pada permukaan bawah benda kerja yang diikis pada meja kerja, lima permukaan lainnya dapat diproses oleh spindel vertikal. Nilai skala minimum dari sumbu A dan sumbu C umumnya 0,001 derajat, sehingga benda kerja dapat dibagi menjadi sudut apa pun, dan permukaan miring, lubang miring, dll. dapat diproses. Jika sumbu A dan sumbu C terhubung dengan tiga sumbu linier X, Y, Z, permukaan spasial kompleks dapat diproses. Tentu saja, ini memerlukan dukungan sistem CNC high-end, sistem servo, dan perangkat lunak. Keuntungan dari susunan ini adalah struktur spindel relatif sederhana, kekakuan spindel sangat baik, dan biaya manufaktur relatif rendah. Namun, meja kerja umum tidak dapat dirancang terlalu besar, dan kapasitas beban juga kecil, terutama ketika rotasi sumbu A lebih dari atau sama dengan 90 derajat, benda kerja akan memberikan momen beban yang besar pada meja kerja saat pemotongan. Yang lain adalah mengandalkan rotasi kepala spindel vertikal. Ujung depan poros utama adalah kepala putar, yang dapat berputar di sekitar sumbu Z 360 derajat untuk menjadi sumbu C. Kepala putar juga memiliki sumbu A yang dapat berputar di sekitar sumbu X, yang biasanya dapat mencapai lebih dari ±90 derajat untuk mencapai fungsi yang sama di atas. Keuntungan dari metode pengaturan ini adalah pemrosesan spindel sangat fleksibel, meja kerja juga dapat dirancang sangat besar, dan fuselage besar dan cakram mesin besar dari pesawat penumpang dapat diproses pada jenis mesin pemrosesan ini. Desain ini juga memiliki keuntungan besar: ketika kita menggunakan frais bola untuk memroses permukaan melengkung, ketika garis tengah alat tegak lurus terhadap permukaan yang diproses, karena kecepatan linear puncak frais bola adalah nol, kualitas permukaan benda kerja yang dipotong oleh puncak akan buruk. Desain rotasi spindel diadopsi untuk membuat spindel berputar sudut relatif terhadap benda kerja, sehingga frais bola menghindari pemotongan puncak, menjamin kecepatan linear tertentu, dan meningkatkan kualitas pemrosesan permukaan. Struktur ini sangat populer untuk pemrosesan permukaan presisi tinggi cetakan, yang sulit dicapai oleh mesin pemrosesan meja putar. Untuk mencapai presisi rotasi yang tinggi, sumbu rotasi high-end juga dilengkapi umpan balik grating lingkaran, dan akurasi indeksing dalam beberapa detik. Tentu saja, struktur rotasi spindel jenis ini lebih rumit dan biaya manufaktur juga tinggi.
5 Sumbu Asli vs 5 Sumbu Palsu
5 sumbu asli memiliki fungsi RTCP. Ini dapat dikonversi secara otomatis sesuai dengan panjang tiang spindel dan koordinat mekanis meja putar. Saat menyusun program, hanya koordinat benda kerja yang perlu dipertimbangkan, bukan panjang tiang spindel dan posisi meja putar. Apakah itu lima sumbu asli atau tidak, tidak tergantung pada apakah lima sumbu terhubung, lima sumbu palsu juga bisa menjadi lima sumbu terhubung. Jika spindel memiliki algoritma lima sumbu asli RTCP. Ini adalah untuk melakukan pemrosesan indeks. Lima sumbu asli dengan fungsi RTCP hanya perlu mengatur satu sistem koordinat, dan hanya perlu mengatur koordinat sekali untuk alat. Lima sumbu palsu lebih ribet.
Sistem CNC dengan fungsi RTCP dapat langsung menggunakan pemrograman keujung alat tanpa mempertimbangkan jarak pusat sumbu rotasi. Setelah menerapkan mode RTCP, pemrograman pemrosesan CNC 5 sumbu dapat langsung menargetkan keujung alat alih-alih pusat kepala spindel putar, sehingga pemrograman akan menjadi jauh lebih sederhana dan efisien.
Untuk lima sumbu palsu meja ganda, banyak sistem koordinat perlu diatur untuk mencapai tujuan pemrosesan indeks. Namun, jika itu adalah kepala swing lima sumbu, pemrosesan indeks tidak dapat diselesaikan, karena kepala swing lima sumbu bukan gerakan Z tunggal saat memotong ke bawah, melainkan Z bergerak bersama X atau Y. Pada saat ini, pemrograman lima sumbu palsu akan sangat rumit dan debugging akan lebih sulit, dan fungsi offset tiga sumbu tidak dapat digunakan pada saat ini.
Mesin CNC Router Mana yang Ideal untuk Anda?
Sementara router ini tampaknya cukup sederhana dengan apa yang dapat mereka capai, mereka adalah bagian teknologi yang sangat halus dan canggih. Jika Anda ingin menjadi lebih kreatif dengan desain Anda, disarankan Anda berinvestasi dalam kit CNC router 4 sumbu atau 5 sumbu, tetapi kit CNC router 3 sumbu atau sumbu keempat seringkali lebih terjangkau.
Sekarang setelah Anda memiliki pengetahuan kerja tentang cara kerja router, Anda dapat lebih memahami perbedaan antara berbagai model.
Mesin CNC 5 sumbu dapat memotong di dua sumbu tambahan daripada mesin CNC 3 sumbu. Router ini memiliki kemampuan untuk memotong lima sisi dari sepotong bahan secara bersamaan, yang memperluas kemampuan dan fleksibilitas operator. Tidak seperti sejenis 3 sumbu mereka, mesin ini biasanya digunakan untuk memotong bagian 3D besar. Selain itu, mesin CNC 5 sumbu memiliki gantry yang lebih tinggi dan sumbu X yang lebih panjang, yang memungkinkan mereka memotong bagian yang lebih besar; namun, ini datang dengan biaya serius; semakin tinggi gantry dan semakin panjang sumbu X, semakin tidak akurat dan stabil mesin ini. Untuk kontrol kualitas yang tepat, tinggi gantry dan panjang sumbu X harus dibatasi sebesar mungkin.
Meskipun router tampak seperti mesin sederhana, mereka adalah bagian teknologi yang sangat canggih yang memerlukan tingkat keahlian tertentu untuk dioperasikan. Mesin CNC 5 sumbu cenderung lebih mahal daripada jenis 3 sumbu tradisional, tetapi pada akhirnya menawarkan fleksibilitas yang lebih besar dan memungkinkan pengguna untuk menjadi lebih kreatif dengan desain mereka.
Berapa Banyak Sumbu yang Anda Butuhkan?
Anda mungkin telah melihat referensi tentang CNC router yang menawarkan tujuh, sembilan atau bahkan sebelas sumbu. Meskipun banyak sumbu tambahan mungkin sulit untuk dibayangkan, penjelasan untuk geometri yang luar biasa ini sebenarnya cukup sederhana.
Saat Anda berhadapan dengan mesin yang memiliki, Anda mungkin katakan, lebih dari satu spindel putar, maka Anda sudah memiliki lebih banyak sumbu.
Misalnya, kami memiliki mesin dengan spindel kedua dan turun bawah. Pada mesin tersebut, Anda akan memiliki beberapa sumbu: turun atas akan memiliki 4 sumbu dan turun bawah memiliki 2, lalu Anda memiliki spindel lawan yang memiliki 2 sumbu juga. Mesin tersebut dapat memiliki hingga 9.
Komponen, seperti katup pesawat, mungkin dilakukan pada mesin CNC 5 sumbu. Atau kita bisa melakukan bagian itu pada router CNC multi-sumbu yang memiliki sumbu rotasi B dan spindel ganda untuk dua sumbu C, ditambah X, Y dan Z. Ada juga turun bawah yang memberi Anda sumbu X dan Z kedua. Jadi itu memberi Anda lebih banyak sumbu, tapi bagian itu sendiri geometri yang sama.
Jadi berapa banyak sumbu yang Anda butuhkan untuk bisnis Anda?
Seperti yang sering terjadi dalam manufaktur, jawaban atas pertanyaan itu tergantung pada aplikasi khusus Anda. Lihat contoh berikut:
Daun turbin adalah permukaan bebas bentuk dan dapat cukup kompleks. Cara paling efisien untuk menyelesaikan pemrosesan mesin daun seperti itu adalah menggunakan 5 sumbu, mengambil alat dalam spiral di sekitar airfoil daun. Anda dapat menggunakan 3 sumbu untuk memroses jika Anda mengindeks daun ke posisi dan kemudian menggunakan tiga sumbu linier untuk memroses permukaannya, tapi itu biasanya bukan cara yang paling efisien.
Geometri bagian akan memberi tahu apakah Anda membutuhkan konfigurasi 3, 4 atau 5 sumbu.
Namun, penting untuk diingat bahwa banyaknya sumbu yang Anda butuhkan tergantung pada lebih dari sekadar satu bagian. Bagian akan menentukan banyaknya, tapi ada juga apa yang ingin dicapai bengkel.
Seorang pelanggan mungkin membawakan bagian, katakanlah braket pesawat titanium, dan saya mungkin katakan, Itu adalah bagian yang sempurna untuk meja router CNC 5 sumbu, tapi mereka mungkin berencana untuk membuat bagian yang akan bekerja lebih baik pada salah satu mesin kami. Mesin multifungsi itu mungkin tidak dioptimalkan dengan cara yang sama seperti mesin CNC 5 sumbu, tetapi itu mungkin memberi pelanggan kesempatan untuk melakukan pekerjaan mesin bubut, poros, atau pemukulan yang merupakan bagian dari rencana jangka panjang mereka.
Hal lain yang perlu dipertimbangkan adalah envelop kerja, Ukuran bagian maksimum yang dapat Anda masukkan ke dalam mesin dan masih dapat melakukan penggantian alat dan transfer bagian? Itu adalah memahami kemampuan mesin CNC dan apa yang dapat dan tidak dapat dilakukan.
