Plotery CNC z dodatkowymi osiami. Kiedy standardowe trzy osie nie wystarczają?

Takie rozwiązania stosuje się między innymi przy obróbce skomplikowanych elementów technicznych, modeli przestrzennych i części, do których powierzchni trzeba dotrzeć pod różnymi kątami.

Co oznaczają trzy osie?

W podstawowym układzie ploter frezujący CNC porusza się w trzech kierunkach. Dwie osie przesuwają narzędzie nad stołem, a trzecia zmienia jego położenie w pionie. To wystarcza do wielu typowych operacji: wycinania kształtów, wiercenia otworów, frezowania zagłębień i obróbki powierzchni przestrzennych dostępnych z jednego kierunku.

W wielu zastosowaniach przemysłowych taka konfiguracja w zupełności wystarcza. Przy bardziej skomplikowanej geometrii ograniczeniem może być jednak dostęp narzędzia do niektórych powierzchni.

Po co dodatkowe osie?

Weźmy element, w którym trzeba wykonać otwór pod określonym kątem. W podstawowym układzie często trzeba wtedy przemocować przedmiot w innej pozycji. Maszyna z odpowiednią dodatkową osią może część takich operacji wykonać, zmieniając orientację narzędzia albo materiału, co ogranicza liczbę ręcznych przezbrojeń.

Dodatkowa oś nie pozwala jednak automatycznie wykonać dowolnego kształtu. Liczą się zakres ruchu, konstrukcja maszyny i możliwości oprogramowania.

Oś obrotowa na stole

Jednym z rozwiązań jest dodatkowa oś obrotowa zamontowana na stole, która zmienia położenie obrabianego elementu względem narzędzia. Przydaje się przy częściach, które trzeba obrabiać z różnych stron. W praktyce trzeba odpowiednio zamocować przedmiot i uwzględnić jego wymiary, a zakres zastosowań zależy od konstrukcji osi, możliwości obrabiarki i rodzaju operacji.

Pochylane wrzeciono

Innym rozwiązaniem jest wrzeciono, którego kąt ustawienia można zmieniać. Narzędzie może wtedy pracować w innej orientacji niż standardowa pionowa, co przydaje się przy obróbce powierzchni nachylonych i niektórych operacjach bocznych. W części zastosowań można też korzystać z agregatów kątowych.

Takie rozwiązania wymagają jednak odpowiednio skonfigurowanego układu sterowania i przygotowanej technologii.

Co oferuje polski producent?

KIMLA z Częstochowy przewiduje dodatkowe osie w wybranych konfiguracjach przemysłowych ploterów i centrów obróbczych. W ofercie są między innymi rozwiązania z osią obrotową na stole, pochylanym wrzecionem i osią do współpracy z agregatami kątowymi, dzięki czemu maszyny można dopasować do bardziej wymagających zadań.

Dodatkowa oś w ploterze to jednak nie to samo co pełne możliwości typowej frezarki pięcioosiowej. Rzeczywisty zakres obróbki zależy od konkretnej konstrukcji i sposobu sterowania ruchem. Przykłady konfiguracji można znaleźć w ofercie ploterów frezujących CNC KIMLA.

Czy każda firma potrzebuje dodatkowych osi?

W wielu firmach podstawowa konfiguracja trzyosiowa w zupełności wystarcza, zwłaszcza przy obróbce płaskich materiałów, wycinaniu konturów i wierceniu typowych otworów. Dodatkowe osie mają największy sens tam, gdzie geometria części naprawdę wymaga zmiany orientacji narzędzia albo przedmiotu.

Zwiększają możliwości maszyny, ale oznaczają też dodatkowe koszty i trudniejsze przygotowanie programów. Decyzja powinna więc wynikać z analizy konkretnych zadań.

Technologia dopasowana do potrzeb

Firmy mogą dziś wybierać spośród coraz bardziej zróżnicowanych konfiguracji obrabiarek CNC, ale najbardziej zaawansowana maszyna nie zawsze będzie najbardziej opłacalna. Trzeba ustalić, jakie elementy firma będzie wykonywać, jak często i czy dodatkowe osie rzeczywiście pozwolą ograniczyć liczbę operacji.

Dobrze dobrana konfiguracja poszerza możliwości produkcyjne firmy. Liczba osi w specyfikacji ma jednak mniejsze znaczenie niż to, jak technologia zostanie wykorzystana w praktyce.