官方消息!在加工过程中添加额外的轴可以使加工效率更高，降低成本。以下是它的工作原理。

在制造业中，事物总是在不断变化。新技术到来，旧技术改进，我们需要更新我们的流程来跟上。

最近发生的一个变化是可以用于数控加工的轴的数量增加。根据当前的趋势，最新的技术是允许多轴加工变得比以往任何时候都更容易。

但是，你可能想知道，更多的轴真的更好吗?

嗯……是的。

在机加工过程中添加额外的轴可以增加大量的好处，包括提高效率和降低成本。

您可以通过投资多轴数控机床或机器人加工增加额外的轴。

哪个是更好的选择?为了回答这个问题，我们先来看看传统加工的问题。

传统三轴数控机床的5个问题

传统上，数控机床有3个可编程轴，通常是X、Y和z。这些轴允许钻、铣或以其他方式将工件转换为3维。一些减轴机器(如雕刻机)也只具备2D或2.5D功能。

三维加工对于许多常见的制造操作来说是非常重要的。然而，只有3个轴也会非常受限。

以下是传统数控机床出现的5个问题:

1.需要更多的设置

更少的轴意味着更多的设置。除非你的产品只需要非常简单的加工，否则很可能需要改变零件的位置和/或方向来实现所有所需的切割。

每一个额外的设置直接影响加工单元的生产率。这在低批量(这变得越来越普遍)的情况下尤其成问题，因为高达90%的加工时间可能被设置所占用。

2.更多的实践时间

更多的设置不仅降低了机器的生产率。它们还降低了工人的生产率。每个设置都要求人工工作者将宝贵的时间花在非增值任务上。他们可以把这段时间花在更有成效的地方。

简化您的转换可以帮助减少这个时间，但是尽可能地减少实践时间会更有效。

3.需要定制夹具

三轴机床在接近工件的方向上受到限制。如果一个加工操作需要一个轻微的偏移方向，这通常意味着你需要设计和制造定制夹具。

自定义fixture对于非常大的批大小是很好的。然而，它们会为每个设置添加大量的工作。这将显著增加每个部件所花费的时间和成本。

4.每次操作增加的步骤

任何制造商都会同意:加工步骤越少越好。制造设计实践中的许多原则都致力于简化加工操作和减少所需的加工步骤的数量。

与具有更多自由度的加工技术相比，三轴机床常常不必要地增加步长。

5.增加交货时间和产品成本

以上所有问题都会对整个制造过程产生负面影响，导致交货时间延长和产品成本上升。每一次技术人员需要花费宝贵的时间进行新的设置，每一次必须定制夹具，这都可能直接影响到底线。

为什么多余的轴可以降低成本

对于这些问题，越来越流行的解决方案是在加工操作中添加额外的轴。

有两种方法可以实现这一点，我们将在下面概述，但首先让我们看看为什么更多的斧头可以降低成本。

6度自由的最佳点

我们通常认为世界是三维的。但在现实中，完全柔性加工需要6个维度:

• 3个位置维度(X, Y, Z)
• 3旋转尺寸(Rot[X]， Rot[Y]， Rot[Z])

这6个值是从任何角度接近工作空间中的任何点所需的最小自由度(DoF)。

拥有3、4甚至5轴的数控机床总是会受到限制，因为它们无法满足6自由度的“甜点”。

5种额外斧头降低成本的方法

在机加工操作中增加额外的自由度可以通过以下几种方式降低成本:

1. 只需要一个单独的设置(aka Done-in-one设置)。
2. 操作人员的操作时间减少到最低限度。
3. 通常不需要定制夹具。
4. 减少和简化加工步骤。
5. 缩短产品的交货期。

所有这些因素都有助于减少生产时间和成本。

你能加多少个轴?

由于一个完全柔性的机器需要6个自由度，下一个问题是:我们如何添加这些自由度?我们可以添加多少个自由度?

有两个选项添加额外的轴到您的加工单元:

1. 多轴数控机器。
2. 机器人加工。

以下是每种技术可以添加多少个坐标轴:

数控机

当我们谈到数控机床时，我们通常指的是目前最常见的三种机床类型:

1. 传统的硬件数控
2. 四轴数控
3. 五轴数控机器

尽管市场上也开始出现其他机器(例如2019年报道的这款6轴机器)，但5轴是最常见的“上限”。

与机械加工

数控机床的另一种替代方法是使用机器人加工。这涉及到在工业机器人上添加一个加工工具。

在这个设置中，基本设置有6个自由度，因为这是工业机器人的标准。然而，通过添加尽可能多的额外轴，可以在机器人加工设置中添加更多的轴!

虽然你不可能将自由度增加到6以上，但是像这样添加更多的轴可以提供更大的工作空间和更大的灵活性。

CNC和机器人加工哪个更好?

目前多轴加工的趋势是使五轴机床更受欢迎。然而，与机器人加工相比，使用数控机床有缺点。

多轴数控机床的两个主要缺点是:

• 他们是不灵活的你不能像机器人加工那样只添加一个额外的轴。
• 他们是巨大的!- - - - - -用CNC，轴越多，机器通常就会变得越大。

最终，选择哪种技术取决于你，但值得一提的是，机器人加工在某些情况下甚至可以胜过数控机床。

与多轴数控机床相比，机器人加工真的可以简化你的生活。