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觀點 | 昂貴的五軸,在國內(nèi)的現(xiàn)狀和普及之路

近年來五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心在各領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在實際應(yīng)用中,當遇到異形復(fù)雜零件高效、高質(zhì)量加工難題時,五軸聯(lián)動技術(shù)無疑是最有效的解決手段。但五軸的高價格還是讓它的普及之路變得遲緩,高效率、高質(zhì)量的加工對應(yīng)的是高投入。

Q1 五軸設(shè)備的價格為什么高?

一、機械部件價格高

1.在國內(nèi)很難買到100萬以下的雙擺銑頭,常用的300萬到400萬。以雙擺銑頭這個核心部件為例,因為其加工難度大,要求精度高,更因為體積小其內(nèi)部機械組件相對細小,要保證像三軸機主軸箱那樣的高剛性很難。所以雙擺銑頭做得很大、很重,一般只在大型龍門結(jié)構(gòu)的五軸機才用這種五軸核心部件,比如各下面的大銑頭就重達幾噸。

2.在國內(nèi)很難買到10萬以下的雙轉(zhuǎn)臺,常用的在15萬到50萬甚至更高。雙轉(zhuǎn)臺(搖籃、懸臂):最難的是A擺(或者B擺),因為整個C軸轉(zhuǎn)臺固定在A(或B)軸上,A(B)擺電機在擺角時、即使是空載(不裝夾工件),要克服整個C軸組件的重量,其負載都很大,如果再加上夾具及工件,負載成倍增加,所以雙轉(zhuǎn)臺的精度和壽命出問題的一般都在A(B)擺,C擺相對少得多。這也是雙轉(zhuǎn)臺五軸機很少加工鋼件的本質(zhì)原因【DMG直徑800的轉(zhuǎn)臺,A擺扭矩高達5000NM,也只能加工一噸左右的工件(含夾具)】,而這種大力矩電機的價格不是一般人承受的。但即便如此,五軸機中雙轉(zhuǎn)臺形式仍是最多的,因為這類五軸機相對制造難度較低(跟有擺角銑頭的機型比)。

3.一擺一轉(zhuǎn):單擺銑頭30萬-60萬甚至更高。這個機型的價格高,原因也是它也有擺角銑頭,雖然只有一個旋轉(zhuǎn)軸,造價還是很高,而且外國人不喜歡用單純的單擺銑頭,一般做成45度B擺,編程難度更高。

4、除了核心部件,相對于三軸機,五軸機的床身鑄件要加工的地方多,難度也大,水電油氣等附件多,成本也高。

二、數(shù)控系統(tǒng)價格高

日本三菱、法那科基本不賣五軸系統(tǒng)給國內(nèi),如果需要得經(jīng)過很煩瑣的審批,并限制用途。德國的海德漢,西門子、力仕樂、PA等相對寬容價格在20萬以上。國產(chǎn)的帶RTCP真五軸一套下來也要10萬左右,穩(wěn)定性還有待考驗,而且國產(chǎn)五軸CNC系統(tǒng)廠家只有十來家。(這里參考價格以850三軸機類似大小的五軸,含系統(tǒng)及驅(qū)動和電機。)

三、使用調(diào)試成本高

ABC三種圓周運動的精度檢測設(shè)備價格很高,三軸的激光干涉儀才10-20萬,而五軸的檢測目前只有英國雷尼紹能提供,一套需要60萬-80萬(含球桿儀)。


三、五軸機的應(yīng)用面現(xiàn)階段太窄現(xiàn)在的五軸機,除了國企、軍工用做一些普通人無法接觸的東西之外,民企中的五軸機都在做一些外企業(yè)訂單(高檔消費電子,高檔生活器具,高端模具),而且加工對象材料主要以鋁合金為主,鋼件為輔。


Q2 五軸設(shè)備的國內(nèi)現(xiàn)狀怎樣?

一、五軸機及其核心部件的生產(chǎn)廠家很少跟傳統(tǒng)的三軸機床比,五軸機的制造廠少的可憐。從上海北京之類的大型機械展就可以看出這一點。從目前筆者手中一份不是很齊全的廠商名錄看,全國數(shù)量不到三位數(shù)。而僅僅在松崗長安兩個鎮(zhèn),做三軸機的廠家數(shù)量不止這個數(shù)(100家以上)。能提供五軸機的三大核心部件(5軸CNC控制系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)工作臺,擺角銑頭)的廠家,更是鳳毛麟角,主要以臺灣、日本、歐美企業(yè)居多。

二、五軸機編程、操機等相關(guān)從業(yè)人員少上網(wǎng)搜一下五軸編程培訓(xùn),相關(guān)機構(gòu)不超過20家。(當然實際數(shù)量肯定不止)。發(fā)一份招工信息,要會五軸編程(UG或POWERMILL之類)且能獨立做事的,應(yīng)聘者極少,如果再加一點條件,比如:能根據(jù)不同的機型定制后處理,會車銑復(fù)合(或銑車復(fù)合),再懂一點PLC之類的就幾乎沒有了。


Q3 五軸設(shè)備應(yīng)該怎樣普及?

目前五軸設(shè)備的現(xiàn)狀形成了一個閉環(huán):制造難度大——>五軸機制造商少——>售價高——>應(yīng)用面窄——>從業(yè)者少,特別是研發(fā)人員少——>生產(chǎn)難題無法解決——>制造難度大。這種情況應(yīng)該如何破局?對比三軸機的普及過程,五軸機的普及也要以應(yīng)用范圍的拓展來做突破口。從長遠來說,五軸機的應(yīng)用范圍要拓展到傳統(tǒng)的模具行業(yè),要拓展到生活用品領(lǐng)域,也要拓展到工業(yè)產(chǎn)品、工具類的領(lǐng)域,這樣才能形成長期需求。

一、模具行業(yè)大部分的模具三軸機都能做,但造型復(fù)雜的、曲面有倒扣的模具就無法用三軸機器。還有就是高檔產(chǎn)品設(shè)計時對曲線要求高、一定要一刀過的模具,三軸機也得讓位于四軸五軸。拓展到模具行業(yè)時,要想工件的運動像三軸機一樣,只在水平面上動,不受重力影響,那么五軸機的機型只有兩個選擇:雙擺銑頭型及一擺一轉(zhuǎn)型。

這種機型的轉(zhuǎn)臺可以做的很大,承載大重量的模具,因為工件只在XY平面做直線運動和轉(zhuǎn)動,重力對其沒有影響。但轉(zhuǎn)臺C和B擺銑頭的聯(lián)動,加上XYZ,它又是一個真五軸機,什么復(fù)雜曲面都能加工。另外旋轉(zhuǎn)工作臺只有一個C軸,制造成本跟搖籃比大幅度降低,無論是從功能,還是從力學(xué)結(jié)構(gòu)、還是從精度,從制造難度上來考量,這種五軸機都應(yīng)該是加工模具的完美機型。

二、生活用品領(lǐng)域、工業(yè)工具領(lǐng)域的五軸機應(yīng)用生活水平是隨著生產(chǎn)工藝的提高而提高的。社會上越來越多的人愿意為高品質(zhì)買單。而且現(xiàn)在還有一個趨勢,為了提高技術(shù)門檻防止仿冒,越來越多的廚房用品、高檔衛(wèi)浴、玩具、裝飾品都采用了復(fù)雜表面設(shè)計,這些四軸都無法加工,只能使用五軸設(shè)備。一個精美的蜘蛛因此,五軸設(shè)備的普及之路總結(jié)為:從傳統(tǒng)鉆攻機加裝小搖籃變五軸——>大力進入手機金屬外殼制造業(yè)——>四軸五軸及假五軸(3+2)的針對性推廣——>人員培訓(xùn)機構(gòu)大面積建立——>進軍模具行業(yè)(五軸機型多樣化)——>進軍消費品行業(yè)(五軸機型進一步多樣化)——>增強汽車行業(yè)(發(fā)動機變速箱)——>四軸、假五軸(3+2)、真五軸遍地開花。

(以上為正文,本文觀點源自:奧思克多軸數(shù)控 http://www.cmiw.cn/thread-797941-1-2.html


沃迪士在五軸高精度、高剛性雙轉(zhuǎn)臺已經(jīng)B軸主軸擺頭領(lǐng)域已經(jīng)攻克技術(shù)難關(guān),目前正與有心開發(fā)優(yōu)質(zhì)五軸機床的廠家進行配套合作。我們希望沃迪士在五軸普及之路盡綿薄之力。


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