Quando si confrontano le macchine CNC, è facile perdersi nelle schede tecniche.
Una macchina CNC può avere un mandrino da 12.000 giri al minuto, un'altra da 15.000 giri al minuto e una terza da 20.000 giri al minuto. Una macchina può offrire corse X, Y e Z più grandi, mentre un'altra ha una tavola più grande o un magazzino utensili più grande.
A prima vista, la macchina con i numeri più grandi potrebbe sembrare la scelta migliore.
Ma non è così che funziona nella pratica la selezione delle macchine CNC.
La domanda importante non è:
"Quale macchina CNC ha specifiche migliori?"
È:
"Quali specifiche influenzeranno effettivamente le parti che produciamo?"
Un acquirente che confronta un centro di lavoro CNC dovrebbe quindi esaminare le specifiche in relazione al pezzo, al materiale, al processo di taglio, al volume di produzione e alla precisione richiesta.
1. Inizia con le specifiche che possono eliminare una macchina
Prima di confrontare la velocità del mandrino o i sistemi di controllo, verifica se la macchina è in grado di gestire fisicamente e tecnicamente i tuoi pezzi.
Le prime specifiche da confrontare sono:
Corsa dell'asse X/Y/Z
Dimensioni del tavolo
Peso massimo del pezzo
Altezza massima del pezzo
Distanza tra mandrino-e-tavola
Potenza del mandrino
Coppia del mandrino
Precisione di posizionamento
Ripetibilità
Capacità magazzino utensili
Se una macchina non soddisfa uno di questi requisiti di base, le sue altre specifiche potrebbero non avere importanza.
Ad esempio, un centro di lavoro CNC può avere un mandrino eccellente e un'elevata precisione di posizionamento, ma se l'attrezzatura e il pezzo non rientrano nel suo spazio di lavoro utilizzabile, la macchina non è adatta alla vostra produzione.
Questo è il motivo per cui gli acquirenti esperti di solito iniziano con il pezzo, quindi lavorano a ritroso fino alle specifiche della macchina.
2. Viaggio della macchina: non confrontare i numeri X/Y/Z in modo isolato
La corsa della macchina è una delle prime specifiche che gli acquirenti solitamente confrontano.
Una tipica scheda tecnica può mostrare:
Corsa dell'asse X-
Viaggio sull'asse Y-
Corsa dell'asse Z-
Questi numeri indicano la distanza di spostamento degli assi della macchina, ma non indicano automaticamente la dimensione effettiva del pezzo che è possibile lavorare.
Devi anche considerare:
Dimensioni dell'apparecchio
Lunghezza dell'utensile
Gioco del mandrino
Altezza del pezzo
Posizione di bloccaggio
Approccio allo strumento richiesto
Tavola rotante o altri accessori
Ad esempio, un pezzo può tecnicamente rientrare nella corsa dell'asse X- ma essere comunque difficile da lavorare perché l'attrezzatura occupa troppo spazio.
Cosa dovresti chiedere al fornitore di macchine CNC?
Invece di chiedere solo:
"Qual è la corsa X/Y/Z?"
chiedere:
"Qual è la dimensione massima consigliata del pezzo per le lavorazioni che dobbiamo eseguire?"
Questo ti dà una risposta molto più utile.
Per i componenti di grandi dimensioni, ciò diventa particolarmente importante quando si confronta un centro di lavoro a portale con una macchina verticale o orizzontale convenzionale.
3. Le dimensioni della tavola e il peso del pezzo contano più di quanto sembri
Un tavolo più grande non significa automaticamente che su di esso sia possibile posizionare un pezzo molto più grande.
La tabella deve collaborare con:
Carico massimo della tavola
Peso dell'apparecchio
Peso del pezzo
Metodo di bloccaggio del lavoro
Viaggio disponibile
Gioco del mandrino
Supponiamo che il tuo componente pesi 1.500 kg.
Una macchina può avere un'area del tavolo sufficiente, ma se il carico consentito del tavolo è troppo basso, non può supportare in sicurezza il processo di produzione.
Per i componenti pesanti, confrontare la condizione di carico completa, non solo le dimensioni della tavola.
Ciò è particolarmente importante quando si valuta un centro di lavoro a portale o un grande centro di lavoro orizzontale.
4. Velocità del mandrino: maggiore non è automaticamente migliore
La velocità del mandrino è probabilmente una delle specifiche più abusate nel marketing delle macchine CNC.
Una macchina con un mandrino da 20.000 giri non è automaticamente migliore di una con un mandrino da 12.000 giri.
La velocità utile del mandrino dipende da:
Materiale del pezzo
Diametro dell'utensile
Velocità di taglio
Finitura superficiale richiesta
Tasso di rimozione del materiale
Operazione di lavorazione
Ad esempio, velocità del mandrino elevate possono essere utili per piccoli utensili da taglio e componenti in alluminio.
Il taglio dell'acciaio pesante è una situazione diversa.
Una fresa di grandi dimensioni che rimuove materiale consistente può funzionare a una velocità del mandrino molto inferiore ma richiede una coppia notevolmente maggiore.
Pertanto, quando si confrontano le specifiche della macchina CNC, non chiedere solo:
"Quanto velocemente può ruotare il mandrino?"
Chiedere:
"A quale velocità e coppia del mandrino la macchina eseguirà effettivamente le nostre principali operazioni di taglio?"
Questa distinzione può evitare una costosa discrepanza tra le specifiche della macchina e le reali esigenze di produzione.
5. Potenza e coppia del mandrino: guardali entrambi
La potenza e la coppia del mandrino diventano particolarmente importanti durante la lavorazione di acciaio, ghisa, stampi e altre applicazioni che comportano tagli più pesanti.
Una macchina con elevata velocità del mandrino ma coppia insufficiente potrebbe non funzionare bene quando l'utensile da taglio e il materiale richiedono forze di taglio più elevate.
Quando si confrontano le macchine CNC, chiedere:
Potenza nominale del mandrino
Massima potenza del mandrino
Coppia nominale
Coppia massima
Curva di coppia, se disponibile
Gamma di velocità del mandrino
La curva di coppia è particolarmente utile perché la coppia massima non è necessariamente disponibile nell'intero intervallo di velocità del mandrino.
Ad esempio, se la tua produzione richiede una coppia elevata intorno a 2.000–4.000 giri/min, conoscere solo il numero di giri massimo del mandrino non è sufficiente.
Questa è un'area in cui un produttore di macchine CNC dovrebbe essere in grado di spiegare come il mandrino si adatta alle condizioni di taglio effettive.
6. La rigidità della macchina è spesso più importante di quanto gli acquirenti si aspettino
La rigidità della macchina è difficile da riassumere con un solo numero, motivo per cui spesso manca nelle semplici tabelle di confronto.
Ma può avere un effetto importante sulla lavorazione vera e propria.
Quando le forze di taglio aumentano, una rigidità insufficiente può contribuire a:
Chiacchiere
Vibrazione dell'utensile
Finitura superficiale scadente
Usura degli utensili
Variazione dimensionale
Profondità di taglio ridotta
Ciò è importante soprattutto per:
Lavorazione dell'acciaio
Lavorazione della ghisa
Lavoro con stampi e matrici
Pezzi di grandi dimensioni
Sgrossatura pesante
Quando confronti un centro di lavoro CNC, guarda oltre le specifiche del mandrino e chiedi informazioni sul design strutturale della macchina.
I fattori rilevanti includono:
Costruzione del basamento della macchina
Progettazione di colonne
Disposizione della guida
Supporto del mandrino
Massa strutturale
Supporto per vite a ricircolo di sfere
Architettura complessiva della macchina
Per le applicazioni pesanti-, una struttura rigida della macchina può essere più preziosa di una velocità del mandrino più elevata.
7. Precisione di posizionamento e ripetibilità non sono la stessa cosa
Queste due specifiche vengono spesso confuse.
Precisione di posizionamento
Descrive quanto la macchina può avvicinarsi a una posizione comandata.
Ripetibilità
Questo descrive la coerenza con cui la macchina può tornare nella stessa posizione.
Una macchina può avere una buona ripetibilità ma mostrare comunque un errore di posizionamento.
Per la lavorazione di precisione, entrambe le caratteristiche contano.
Tuttavia, dovresti anche chiedere come sono stati misurati i valori.
Cerca informazioni su:
Metodo di misurazione
Norma di misurazione
Asse testato
Condizioni di misurazione
Temperatura della macchina
Stato della compensazione
Ad esempio, un numero stampato su un foglio delle specifiche non indica necessariamente come funzionerà la macchina dopo diverse ore di produzione.
Per i componenti critici, chiedere al fornitore della macchina CNC come viene verificata la precisione e quale documentazione di ispezione può essere fornita.
8. La stabilità termica può influire sulla precisione-nel mondo reale
Una macchina CNC non funziona a temperatura costante.
Durante la produzione:
Il mandrino genera calore
I motori generano calore
Le viti a ricircolo di sfere generano calore
La temperatura del liquido di raffreddamento può cambiare
La temperatura circostante la fabbrica cambia
Questi effetti possono causare crescita termica e cambiamenti dimensionali.
Ciò è particolarmente importante durante la lavorazione:
Lunghi cicli di produzione
Componenti di precisione
Parti di grandi dimensioni
Componenti di stretta-tolleranza
Pertanto, quando si confrontano le specifiche delle macchine CNC, non guardare solo alla precisione del posizionamento statico.
Chiedi come la macchina gestisce gli effetti termici.
A seconda del design della macchina, ciò può comportare:
Compensazione termica
Raffreddamento del mandrino
Raffreddamento viti a ricircolo di sfere
Monitoraggio della temperatura
Progettazione strutturale intesa a ridurre la deformazione termica
L'obiettivo non è trovare il numero più piccolo su una scheda tecnica.
L'obiettivo è mantenere dimensioni stabili durante la produzione effettiva.
9. La capacità del magazzino utensili dovrebbe corrispondere al tuo processo
La capacità del magazzino utensili è un'altra specifica che può essere facilmente fraintesa.
Più strumenti non sono automaticamente migliori.
Se la tua parte tipica richiede 18 utensili, un magazzino da 60 utensili può fornire pochi vantaggi pratici a meno che la tua produzione non coinvolga molte parti diverse.
D'altro canto, se si eseguono più famiglie di parti con frequenti cambi utensile, una capacità utensile insufficiente può creare lavoro di impostazione non necessario.
Considerare:
Numero di utensili per parte
Numero di tipi di parti
Diametro dell'utensile
Lunghezza dell'utensile
Peso dell'utensile
Frequenza dei cambi utensile
Volume di produzione
Per una produzione ad alto-mix, la capacità degli strumenti può avere un effetto diretto sull'efficienza della configurazione.
Per la produzione di volumi elevati-di un pezzo, il tempo di ciclo e la velocità-di cambio utensile possono avere maggiore importanza.
10. Il tempo di cambio automatico degli utensili è importante quando il volume di produzione è elevato
Due macchine possono essere entrambe dotate di cambio utensile automatico, ma le loro prestazioni produttive effettive possono essere diverse.
Se il tuo programma di lavorazione prevede centinaia di cambi utensile per turno, è possibile accumulare anche una piccola differenza nel tempo di cambio utensile-.
Per la produzione di-volumi elevati, confronta:
Orario cambio utensile
Tempo da chip-a-chip
Accelerazione del mandrino
Velocità di traslazione rapida
Risposta di controllo
Non valutare però questi dati separatamente dal ciclo di lavorazione.
Risparmiare un secondo sul cambio utensile non è molto significativo se l'operazione di taglio vera e propria dura diversi minuti.
Confrontare sempre le specifiche con il tempo di ciclo completo.
11. Sistema di controllo CNC: confrontalo in base al tuo lavoro
Il sistema di controllo CNC è importante, ma non dovrebbe nemmeno diventare una competizione sulle specifiche.
Un'applicazione di lavorazione di base a 3 assi non richiede necessariamente le stesse funzionalità di controllo di una lavorazione complessa a 5 assi.
Per un centro di lavoro a 5 assi, potrebbe essere necessario considerare:
Interpolazione multiasse-
Controllo del punto centrale dell'utensile
Funzioni Guarda-avanti
Funzioni di lavorazione ad alta-velocità
Trasformazione delle coordinate
Funzioni di prevenzione delle collisioni
Per il lavoro standard a 3 assi, altre considerazioni potrebbero essere più importanti.
Il miglior sistema di controllo è quindi quello che supporta il processo di programmazione e lavorazione effettivamente utilizzato.
12. Velocità di spostamento rapido: utile, ma non sopravvalutarla
La velocità di traslazione rapida influisce sulla velocità con cui la macchina si sposta tra le operazioni di taglio.
Può influenzare il tempo di ciclo, in particolare quando:
Le parti contengono molte operazioni di lavorazione brevi
I modelli di fori sono estesi
I percorsi utensile contengono frequenti movimenti non-di taglio
Il volume di produzione è elevato
Ma la velocità di spostamento rapido non equivale alla velocità di taglio.
Una macchina con movimenti molto rapidi può comunque avere un tempo ciclo lungo se i suoi parametri di taglio o i cambi utensile sono inefficienti.
Quando si confrontano centri di lavoro CNC, utilizzare la velocità di avanzamento rapido come parte del calcolo del tempo ciclo-piuttosto che trattarla come una misura a sé stante delle prestazioni della macchina.
13. La rimozione automatica del truciolo può avere importanza per più di un altro numero di specifica
È facile ignorare la gestione dei trucioli durante la selezione della macchina.
Ma se il vostro processo produce grandi quantità di trucioli, una scarsa evacuazione dei trucioli può diventare un problema di produzione quotidiana.
Ciò è particolarmente rilevante per:
Tasche profonde
Sgrossatura pesante
Ghisa
Alluminio
Cicli di lavorazione lunghi
Un centro di lavoro orizzontale può avere un vantaggio in alcune applicazioni perché l'orientamento orizzontale può favorire la caduta dei trucioli dalla zona di taglio.
A seconda dell'applicazione, considerare anche:
Convogliatore di trucioli
Flusso del liquido di raffreddamento
Pressione del liquido di raffreddamento
Lavaggio dei trucioli
Progettazione della custodia della macchina
La soluzione giusta dipende dal materiale e dal processo di taglio.
14. Confronta le macchine CNC in base alla parte reale
A questo punto diventa chiaro il motivo per cui un confronto con le specifiche standard può essere fuorviante.
Considera tre parti diverse.
Parte A - Alloggiamento in alluminio
I requisiti principali sono:
Fresatura ad alta-velocità
Perforazione
Toccando
Buona finitura superficiale
Tempo di ciclo breve
Potrebbe essere appropriato un centro di lavoro verticale ad alta-velocità.
Parte B - Stampo grande in acciaio
I requisiti principali sono:
Ampia busta di lavoro
Rimozione di materiale pesante
Rigidità strutturale
Lavorazione a ciclo lungo-stabile
Un centro di lavoro a portale potrebbe essere più appropriato.
Parte C - Componente complesso multi-faccia
Il problema principale è:
Configurazioni multiple
Superfici angolate
Accesso difficile allo strumento
Allineamento tra diverse funzionalità
Un centro di lavoro a 5 assi può offrire un processo più efficiente.
Il punto è che le specifiche "migliori" cambiano con la parte.
15. Confronta le specifiche che influiscono sul tuo più grande problema di produzione
Un modo utile per valutare una macchina CNC è identificare il problema più grande nel processo attuale.
| Problema attuale | Specifiche che vale la pena confrontare |
|---|---|
| La parte non si adatta | Corsa X/Y/Z, dimensioni della tavola, gioco del mandrino |
| Il taglio pesante è instabile | Rigidità, coppia del mandrino, potenza del mandrino |
| Il tempo di ciclo è troppo lungo | Capacità di taglio, spostamento rapido, tempo di cambio utensile |
| Troppe configurazioni | Configurazione degli assi, capacità di rotazione, accesso agli utensili |
| Le superfici complesse sono difficili | Capacità 5 assi, funzioni di controllo |
| Le tolleranze strette sono difficili | Precisione, ripetibilità, stabilità termica |
| Troppi cambi manuali degli strumenti | Capacità magazzino utensili, prestazioni ATC |
| I chip si accumulano | Refrigerante, lavaggio trucioli, trasportatore trucioli |
| Pezzi di grandi dimensioni | Struttura a portale, capacità di carico, spazio di lavoro |
| Produzione di-volumi elevati | Tempo ciclo, affidabilità, compatibilità con l'automazione |
Questa è la tabella comparativa effettivamente utile all'acquirente.
Invece di confrontare tutte le specifiche disponibili, confronta le specifiche che possono risolvere il tuo specifico problema di produzione.
16. Cosa dovresti chiedere a un produttore di macchine CNC?
Prima di acquistare una macchina CNC, porre al produttore domande che vanno oltre il catalogo.
Per quanto riguarda la tua parte
Questa macchina può completare la nostra parte rappresentativa senza configurazioni inutili?
A proposito di taglio
Quali condizioni di taglio consigliate per i nostri materiali e utensili?
Informazioni sulle prestazioni del mandrino
Quale coppia del mandrino è disponibile alla velocità effettivamente utilizzata?
A proposito di precisione
Come vengono misurate la precisione di posizionamento e la ripetibilità?
Sulla stabilità termica
Come viene controllata la deformazione termica durante i cicli di lavorazione lunghi?
Informazioni sulla rigidità della macchina
Per quali applicazioni è strutturalmente progettata questa macchina?
A proposito di produttività
Potete stimare il tempo di ciclo utilizzando la nostra parte effettiva?
A proposito di utensili
Il magazzino utensili standard è sufficiente per la nostra famiglia di pezzi?
Un serio produttore di macchine CNC dovrebbe essere in grado di discutere queste domande utilizzando i tuoi disegni e i requisiti di produzione.
17. Quali informazioni dovresti fornire quando richiedi un preventivo per una macchina CNC?
Se desideri un consiglio utile da un fornitore di macchine CNC, invia più del nome di un prodotto.
Fornire:
Disegno della parte o modello 3D
Materiale
Dimensioni massime del pezzo
Peso del pezzo
Tolleranze richieste
Finitura superficiale
Principali lavorazioni meccaniche
Numero attuale di configurazioni
Volume di produzione
Attrezzatura esistente
Infissi esistenti
Tempo di ciclo target, se disponibile
Con queste informazioni, il fornitore può determinare se è necessario un centro di lavoro verticale, un centro di lavoro orizzontale, un centro di lavoro a portale, un centro di lavoro a 5 assi o un'altra configurazione CNC.
Offre inoltre al produttore l'opportunità di identificare le limitazioni prima che la macchina venga ordinata.
18. Un modo migliore per confrontare le specifiche delle macchine CNC
Quando confronti due macchine, non creare un foglio di calcolo con 30 specifiche ed evidenziare semplicemente il numero più grande.
Dividi invece il confronto in quattro domande.
La macchina può gestire il pezzo?
Controllo:
Busta di lavoro
Carico della tabella
Gioco del mandrino
Requisiti dell'apparecchio
Può sopportare il taglio?
Controllo:
Potenza del mandrino
Coppia del mandrino
Rigidità
Capacità dello strumento
Può raggiungere il risultato richiesto?
Controllo:
Precisione di posizionamento
Ripetibilità
Stabilità termica
Precisione del mandrino
Può produrre le parti in modo economico?
Controllo:
Tempo di ciclo
Modifiche agli strumenti
Tempo di installazione
Capacità magazzino utensili
Manutenzione
Potenziale di automazione
Questo metodo ti impedisce di pagare per specifiche che non contribuiscono alla tua produzione.
Finale: non acquistare la scheda tecnica
Lo scopo delle specifiche di una macchina CNC è dirti cosa può potenzialmente fare la macchina.
Non ti dice se la macchina è la scelta giusta per la tua produzione.
Quando confronti i centri di lavoro CNC, inizia con le parti e procedi a ritroso:
Geometria della parte → materiale → operazioni di lavorazione → impostazioni → precisione → volume di produzione → configurazione della macchina → specifiche
Questo processo può portarti a un centro di lavoro verticale per parti prismatiche generiche, un centro di lavoro orizzontale per lavorazioni multi-faccia, un centro di lavoro a portale per componenti di grandi dimensioni o un centro di lavoro a 5 assi per geometrie complesse.
L'importante è non selezionare la macchina con la scheda tecnica più lunga.
Seleziona la macchina le cui specifiche risolvono i problemi che effettivamente ti costano tempo, precisione e capacità produttiva.
Per gli acquirenti che valutano diverse macchine CNC, Dabai Precision Machine Tool può esaminare i disegni reali delle parti, i materiali, le operazioni di lavorazione e i requisiti di produzione prima di consigliare una configurazione adatta del centro di lavoro CNC.