سی ان سی پنج محور چیست؟ | معرفی ۰ تا ۱۰۰ سی ان سی ۵ محور

ماشین‌های CNC پنج محور از پیشرفته‌ترین دستگاه‌های صنعتی محسوب می‌شوند که به لطف قابلیت حرکتی چندگانه در پنج جهت مختلف، امکان ساخت قطعات با اشکال پیچیده و دقت بسیار بالا را فراهم می‌کنند. این نوع دستگاه CNC به عنوان ابزاری برای افزایش بهره‌وری، دقت و انعطاف‌پذیری در تولید محصولات متنوع و تخصصی، جایگاه ویژه‌ای در صنایع مختلف دارد. در این مقاله، به تشریح کامل دستگاه CNC پنج محور، ساختار و عملکرد آن، مزایا، چالش‌ها و کاربردهای مختلف آن می‌پردازیم.

معرفی و کاربرد سی ان سی پنج محوره

دستگاه CNC پنج محور در واقع به دستگاهی گفته می‌شود که می‌تواند ابزار یا قطعه‌کار را در پنج جهت مختلف حرکت دهد. این حرکات شامل سه محور خطی X، Y و Z و دو محور چرخشی (A و B) است. با این قابلیت، ماشین‌کار می‌تواند به‌راحتی به تمام زوایا و سطوح پیچیده قطعه دسترسی پیدا کند و عملیات برش یا فرزکاری را با دقت بالا انجام دهد.

در صنایع مدرن، دستگاه‌های سی ان سی پنج محور جایگاه ویژه‌ای یافته‌اند:

• صنعت هوافضا: در این صنعت، ساخت قطعات پیچیده و دقیق برای هواپیماها و فضاپیماها نیازمند دستگاهی است که بتواند به تمام زوایای مختلف دسترسی داشته باشد. دستگاه CNC پنج محور با کاهش مراحل تولید و دقت بالای خود، گزینه‌ای ایده‌آل برای این صنعت به‌حساب می‌آید.
• صنعت پزشکی: برای ساخت پروتزها، ایمپلنت‌ها و تجهیزات پزشکی که نیاز به طراحی‌های خاص و سفارشی دارند، دستگاه CNC پنج محور بهترین انتخاب است. این دستگاه‌ها با دقت بالای خود، کیفیت و انطباق بالایی را برای تجهیزات پزشکی فراهم می‌آورند.
• صنعت خودروسازی: در تولید قطعات پیچیده و قالب‌های دقیق برای موتور و سایر اجزای کلیدی خودرو، دستگاه‌های پنج محور نقش حیاتی دارند. این دستگاه‌ها زمان تولید را کاهش داده و بهینه‌سازی فرایند تولید را ممکن می‌سازند.
• هنر و مجسمه‌سازی: انعطاف‌پذیری دستگاه‌های پنج‌محوره به هنرمندان اجازه می‌دهد تا ماشین‌کاری‌های بزرگ و پیچیده انجام دهند و یا کارهای کوچک و دقیق را خلق کنند، امری که با روش‌های سنتی امکان‌پذیر نبود.

به نقل از سایت  get-it-made.co.uk  دستگاه سی ان سی پنج کاره اینگونه تعریف شده است:

5 Axis CNC Machining is an incredibly versatile machining process that implements subtractive machining technology. Through this process, a workpiece is cut into shape using cutting tools working on five axes to deliver a final part.

ماشینکاری CNC 5 Axis یک فرآیند ماشینکاری فوق العاده همه کاره است که فناوری ماشینکاری تفریقی را پیاده سازی می کند. از طریق این فرآیند، یک قطعه کار با استفاده از ابزارهای برشی که بر روی پنج محور کار می کنند، به شکل بریده می شود تا قطعه نهایی تحویل داده شود.

تحلیل دستگاه CNC پنج محور

انواع دستگاه‌های سی ان سی 5 محور

برای راه ‌اندازی کارگاه CNC نیاز به دستگاه های سی ان سی مختلفی است. دستگاه‌های سی ان سی پنج محور در مدل‌های مختلفی طراحی می‌شوند که هر کدام بسته به نوع حرکت محورها و ویژگی‌های ساختاری خود برای کاربردهای خاصی مناسب هستند. در ادامه، انواع اصلی این دستگاه‌ها معرفی شده‌اند:

• دستگاه پنج محور هم‌زمان: در این مدل، امکان حرکت هم‌زمان در هر پنج محور وجود دارد، به این معنی که دستگاه می‌تواند در زمان واقعی زوایای مختلف قطعه را به‌صورت پیوسته تغییر دهد. این نوع دستگاه برای ساخت قطعاتی با اشکال پیچیده، مانند پروانه‌های توربین یا بدنه‌های هواپیما که نیاز به انحنای دقیق دارند، بسیار مناسب است.
• دستگاه پنج محور پیوسته: در این نوع، دستگاه قادر به انجام حرکات پیوسته و هماهنگ در پنج محور است، اما در مراحل مشخصی، برخی حرکات باید به‌صورت مرحله‌ای انجام شوند. این دستگاه‌ها برای کارهای پیچیده؛ اما با سرعت کمتر استفاده می‌شوند و بیشتر در صنایع کوچک‌تر که نیاز به‌دقت متوسط دارند، به کار می‌روند.
  برخلاف ماشین‌های معمولی که پس از هر حرکت متوقف می‌شوند، این ماشین‌ها به‌صورت پیوسته در تمام محورها حرکت می‌کنند که دقت و کیفیت سطح بسیار بالایی را به‌ویژه برای قطعات پیچیده و دقیق به همراه دارد.
• دستگاه پنج محور جداگانه: در این مدل، محورهای چرخشی به طور مستقل از محورهای اصلی کار می‌کنند. این نوع دستگاه معمولاً برای کاربردهایی که نیاز به پیچیدگی کمتری دارند و دقت کمتر موردنیاز است، مورداستفاده قرار می‌گیرد. این مدل‌ها قیمت پایین‌تری نسبت به مدل‌های هم‌زمان دارند و برای کارگاه‌های کوچک مناسب‌تر هستند.

به نقل از سایت www.3ds.com درباره دستگاه سی ان سی 5 محوره اینگونه نوشته است:

• Increased efficiency of material removal. 5-axis machining enables the cutting tool to be tangential to the cutting surface. As a result, shorter cycle times and lower costs are possible since an increased amount of material is removed with each pass of the cutting tool.

افزایش بهره‌وری در حذف مواد. ماشین‌کاری ۵ محور به ابزار برش این امکان را می‌دهد که به صورت مماس با سطح برش حرکت کند. در نتیجه، زمان چرخه کوتاه‌تر و هزینه‌های پایین‌تری ممکن است، زیرا مقدار بیشتری از ماده با هر عبور ابزار برش حذف می‌شود.

پیکربندی پیشرفته دستگاه‌های CNC پنج محوره

دستگاه‌های CNC پنج محور در سه پیکربندی اصلی طراحی می‌شوند که هر کدام ویژگی‌های منحصربه‌فردی برای کاربردهای خاص دارند:

1. دستگاه‌های Head/Head: در این دستگاه‌ها، هر دو قسمت سر ماشین قادر به چرخش و کج‌شدن هستند که دقت و انعطاف‌پذیری بالایی در کار با اشکال پیچیده فراهم می‌آورد. این نوع دستگاه برای صنایع هوافضا و قطعات دقیق اتومبیل‌سازی مناسب است. از مزایای آن کاهش نیاز به تنظیمات چندگانه است که باعث افزایش بهره‌وری می‌شود​
2. دستگاه‌های Table/Head: در این مدل، میز کار به طور هم‌زمان می‌چرخد و کج می‌شود، درحالی‌که سر ماشین بیشتر حرکات خطی را انجام می‌دهد. این پیکربندی ثبات بهتری برای قطعات سنگین و بزرگ فراهم می‌آورد و برای تولید قطعات صنعتی سنگین، همچون پره‌های توربین و قالب‌های بزرگ، ایده‌آل است. این دستگاه‌ها امکان پردازش دقیق و کارآمد قطعات متنوع را فراهم می‌آورند​
3. دستگاه‌های Table/Table: این نوع دستگاه‌ها دارای میزهایی هستند که به طور هم‌زمان قابلیت چرخش و کج‌شدن دارند، و برای کارهایی که نیاز به حرکات پنج محوره هم‌زمان دارند بسیار مناسب هستند. این نوع پیکربندی امکان کنترل دقیق و مناسب بر روی اشکال پیچیده را فراهم می‌آورد و برای تولید قطعاتی با اشکال خاص یا سفارشی، مانند ایمپلنت‌های پزشکی یا قطعات پیچیده صنعتی، ایده‌آل است

محورهای دستگاه CNC پنج محور

دستگاه CNC پنج محور از پنج محور اصلی برای حرکت ابزار و قطعه‌کار استفاده می‌کند. هر یک از این محورها نقش خاصی را در کنترل دقیق فرایند ماشین‌کاری ایفا می‌کند:

1. محور X: این محور حرکت افقی را کنترل می‌کند و اجازه می‌دهد قطعه‌کار یا ابزار به سمت چپ و راست جابه‌جا شود.
2. محور Y: این محور حرکت عمودی را کنترل می‌کند و قطعه‌کار یا ابزار را به جلو و عقب حرکت می‌دهد.
3. محور Z: محور عمقی که مسئول حرکت بالا و پایین ابزار یا قطعه‌کار است.
4. محور A: اولین محور چرخشی که معمولاً حول محور X چرخش می‌کند و امکان دسترسی به زوایای جانبی قطعه را فراهم می‌سازد.
5. محور B: دومین محور چرخشی که به طور معمول حول محور Y یا Z می‌چرخد و به دستگاه اجازه می‌دهد به تمام سطوح قطعه دسترسی پیدا کند.

حرکت دقیق و هماهنگ در این پنج محور باعث می‌شود که بتوان عملیات ماشین‌کاری را بر روی اشکال پیچیده و سطوح زاویه‌دار با دقت بالا انجام داد.

به نقل از سایت swantonweld.com  درباره ماشین های cnc پنج محور:

CNC (Computer Numerical Control) machining refers to the process of removing material with high-speed precision machines that make use of a wide range of cutting tools. 5-axis machining refers to a machine’s ability to move a tool or a part in five different axes simultaneously. Basic machining operates on three primary axes, X,Y, and Z; however, a 5-axis CNC machining tool can rotate two additional axes, A and B, which give the cutting tool a multidirectional approach.

ماشین‌کاری CNC (کنترل عددی کامپیوتری) به فرآیندی اشاره دارد که در آن مواد با استفاده از ماشین‌های دقیق و پرسرعت که از ابزارهای برش متنوعی بهره می‌برند، حذف می‌شوند. ماشین‌کاری 5 محوره به توانایی ماشین در حرکت دادن ابزار یا قطعه کار در پنج محور مختلف به‌صورت همزمان اشاره دارد. ماشین‌کاری پایه‌ای بر روی سه محور اصلی X، Y و Z انجام می‌شود؛ اما ابزار CNC 5 محوره می‌تواند دو محور اضافی، A و B، را نیز بچرخاند، که به ابزار برش اجازه می‌دهد از جهات مختلف به قطعه نزدیک شود.

نحوه فرزکاری CNC پنج محور

فرزکاری با دستگاه‌های سی ان سی پنج محور به دلیل قابلیت دسترسی به زوایای مختلف، یکی از تکنیک‌های کارآمد برای ماشین‌کاری قطعات پیچیده است. این فرایند شامل مراحل زیر می‌شود:

1. برنامه‌ریزی دقیق و تعریف مسیر ابزار: در ابتدای کار، مسیر حرکت ابزار در تمامی پنج محور به طور دقیق برنامه‌ریزی و تعریف می‌شود. نرم‌افزارهای پیشرفته CAD/CAM برای طراحی و تعریف مسیرها به کار می‌روند و به اپراتور اجازه می‌دهند تا حرکت هر محور را به‌صورت دقیق کنترل کند.
2. تنظیم قطعه و ابزار بر روی دستگاه: بعد از برنامه‌ریزی، قطعه‌کار در جایگاه خود قرار می‌گیرد و ابزار ماشین‌کاری تنظیم می‌شود. این مرحله به‌دقت بالایی نیاز دارد و معمولاً به‌صورت خودکار و با استفاده از حسگرها انجام می‌شود.
3. حرکات هم‌زمان برای تولید قطعه: با شروع فرزکاری، دستگاه با استفاده از حرکات هم‌زمان و هماهنگ در پنج محور، برش‌ها و فرزکاری را انجام می‌دهد. این قابلیت به دستگاه اجازه می‌دهد قطعاتی با جزئیات ظریف و سطح صاف تولید کند.

مزایای دستگاه CNC فرز پنج محور

دستگاه سی ان سی پنج محور دارای مزایای فراوانی است که آن را برای کاربردهای صنعتی متنوع بسیار محبوب ساخته است:

• کاهش زمان تولید: به‌جای نیاز به جابه‌جایی‌های متعدد قطعه، این دستگاه امکان تولید کامل قطعات پیچیده را در یک مرحله فراهم می‌کند و به‌این‌ترتیب زمان و هزینه تولید را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد.
• کاهش ضایعات و مواد مصرفی: به دلیل دقت بالا و کاهش نیاز به تکرار مراحل ماشین‌کاری، ضایعات مواد اولیه کاهش‌یافته و در نتیجه هزینه‌ها کمتر می‌شود.
•  کیفیت سطح بی‌نظیر: کاهش نیاز به جابه‌جایی‌های مکرر در حین برش باعث می‌شود که خطاهای موقعیت‌یابی به حداقل برسد و در نتیجه سطح نهایی تقریباً بی‌نقص باشد، به‌طوری‌که معمولاً نیازی به فرایندهای تکمیلی پس از ماشین‌کاری وجود ندارد.
• افزایش عمر ابزار: حفظ زاویه بهینه بین ابزار و ماده باعث کاهش سایش ابزار می‌شود که این امر موجب کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و افزایش عمر ابزار خواهد شد.

سختی‌ها و چالش‌های دستگاه سی ان سی پنج محور

هر تکنولوژی پیشرفته‌ای چالش‌های خاص خود را دارد. برخی از چالش‌های اصلی دستگاه سی ان سی پنج محور عبارت‌اند از:

• نیاز به آموزش و مهارت تخصصی: کار با این دستگاه نیازمند دانش و تجربه در حوزه‌های برنامه‌ریزی و کنترل CNC است. اپراتور باید با نرم‌افزارهای CAD/CAM و اصول ماشین‌کاری دقیق آشنا باشد.
• هزینه‌های نگهداری و تعمیرات بالا: دستگاه‌های سی ان سی پنج محور به دلیل پیچیدگی ساختاری نیاز به نگهداری و تعمیرات منظم دارند. هزینه‌های مرتبط با تعمیرات و تعویض قطعات ممکن است برای برخی کارگاه‌ها سنگین باشد.
• نیاز به فضای کاری مناسب: این دستگاه‌ها به فضای بزرگ‌تری نسبت به دستگاه‌های ساده‌تر نیاز دارند. همچنین محیط کار باید دارای سیستم‌های ایمنی و کنترل کیفیت مناسب باشد.

دورنمای دستگاه‌های سی ان سی پنج محور

آینده دستگاه‌های CNC پنج محور با پیشرفت تکنولوژی و توسعه نرم‌افزارهای هوشمند بسیار روشن است. انتظار می‌رود که با افزایش دقت کنترل‌های نرم‌افزاری و بهبود کیفیت مواد سازنده، دستگاه‌های CNC پنج محور بتوانند قطعات با اشکال و پیچیدگی‌های بیشتری را باکیفیت بالا تولید کنند. در آینده، این دستگاه‌ها در بسیاری از صنایع نقش بیشتری ایفا خواهند کرد و به‌ویژه در زمینه‌های هوش مصنوعی و خودکارسازی ماشین‌کاری، تحولات جدیدی را تجربه خواهند کرد.

مشتریان دستگاه CNC پنج محوره چه کسانی هستند؟

دستگاه CNC پنج محور در صنایع مختلف مشتریان ویژه‌ای دارد، از جمله:

• شرکت‌های فعال در حوزه هوافضا: این شرکت‌ها نیاز به قطعات دقیق برای کاربردهای خاص در هواپیما و فضاپیما دارند.
• صنعت خودروسازی: برای تولید قطعات با طراحی خاص و قالب‌های پیچیده در خودروها از این دستگاه استفاده می‌شود.
• صنایع پزشکی: ساخت تجهیزات جراحی و پروتزهای دقیق از جمله نیازهای این صنعت است که با دستگاه CNC پنج محور برطرف می‌شود.

قیمت دستگاه CNC پنج محور

قیمت دستگاه‌های CNC پنج محور بسته به برند، مدل، ویژگی‌های فنی و کشور سازنده متغیر است. همچنین داشتن قطعات یدکی دستگاه سی ان سی در قیمت نهایی آن موثر است. مدل‌های پایه معمولاً قیمت کمتری دارند؛ اما مدل‌های پیشرفته با ویژگی‌های تخصصی، قیمت بسیار بالاتری دارند. به‌طورکلی، قیمت این دستگاه‌ها از چند صدهزار دلار شروع می‌شود و ممکن است به چند میلیون دلار برسد.

نتیجه‌گیری

دستگاه CNC پنج محور با قابلیت‌های منحصربه‌فرد خود، به یکی از ابزارهای کلیدی و اساسی در صنایع دقیق تبدیل شده است. این دستگاه‌ها علاوه بر افزایش دقت، امکان تولید قطعات پیچیده‌تر را فراهم کرده و به کاهش هزینه‌ها و زمان تولید کمک می‌کنند. با رشد تکنولوژی و نیاز روزافزون صنایع به تولیدات باکیفیت، دستگاه‌های CNC پنج محور در آینده نقشی بی‌بدیل خواهند داشت. اگر علاقمندید به مطالعه بیشتر در این زمینه مقاله مقایسه cnc سه محور و چهار محور و پنج محور را از دست ندهید.