تفاوت ۳ محور، ۴ محور و دستگاه CNC پنج محور — کدام برای کار شما مناسب است؟
اگر قطعه تان نیاز به ماشین کاری چند وجه در یک بست دارد و زمان جابه جایی برایتان هزینه ساز است، دستگاه CNC پنج محور بهترین گزینه است؛ چون زوایا و سطوح پیچیده را بدون چند بار باز و بست انجام می دهد و خطای تطبیق را کم می کند. برای قطعات ساده و تخت، ۳ محور کافی است؛ وقتی سوراخ کاری جانبی یا یک چرخش اضافی لازم دارید، ۴ محور منطقی است.
- ۳ محور: حرکت هم زمان X/Y/Z؛ مناسب صفحات، کَف تراشی، پاکت تراشی ساده.
- ۴ محور: یک محور چرخشی (A یا B) اضافه؛ برای سوراخ کاری محیطی شفت ها و آب بندی دور تا دور مفید.
- دستگاه CNC پنج محور: دو محور چرخشی هم زمان؛ تولید سطوح آزاد، زیر بُرها، تیغه ها و قالب های پیچیده با دقت بالا. نتیجه: اگر به کیفیت سطح بهتر، زمان سیکل کمتر و دقت مونتاژی بالاتر نیاز دارید، از دستگاه CNC پنج محور استفاده کنید.
| نوع ماشین | مزایا | محدودیت ها | کاربرد نمونه |
| ۳ محور | هزینه کمتر، اپراتوری ساده | چند بار بست، دسترسی محدود | صفحات، فیکسچرها، جیب های ساده |
| ۴ محور | سوراخ کاری پیرامونی، حکاکی مارپیچ | هنوز زیر بُرهای پیچیده سخت است | روتورهای ساده، شفت ها |
| دستگاه CNC پنج محور | دسترسی کامل، کیفیت سطح عالی، یک بست | قیمت/آموزش بیشتر | ایمپلنت پزشکی، پره توربین، قالب های پیچیده |
انواع سینماتیک دستگاه CNC پنج محور (میز–میز، هد–میز، هد–هد)
انتخاب سینماتیک روی دقت حجمی، حدِ دسترسی ابزار و نگهداری اثر دارد.
سینماتیک | توضیح کوتاه | مزایا | نکته انتخاب |
میز–میز (دو روتاری روی میز) | دو محور چرخشی زیر قطعه | پایداری بالا، مناسب قطعات کوچک/میانی | فضای کار مفید کمتر |
هد–میز | یک روتاری روی میز + یک Tilt در هد | تعادل بین دسترسی و اندازه قطعه | تنظیم و کالیبراسیون دقیق RTCP لازم |
هد–هد | هر دو محور در هد اسپیندل | دسترسی عالی به زیر بُرها | هزینه/پیچیدگی بیشتر، حساس به بالانس ابزار |
نکته: برای کارگاه های قالب سازی و قطعات پزشکی، هد–میز یا هد–هد روی دستگاه CNC پنج محور انعطاف پذیری بیشتری می دهد.
چه قطعاتی واقعاً به دستگاه CNC پنج محور نیاز دارند؟
- پره و ایمپلر با سطوح آزاد (Freeform) و زیر بُر.
- ایمپلنت های پزشکی (استخوانی/دندانی) با تلرانس فیت بالا.
- قالب تزریق با کانتور پیچیده و خطوط جدایش چند جهته.
- حفره ها و کانال های زاویه دار که با ۳ محور دسترسی ندارند.
- قطعات آلومینیومی هوافضا با جیب های عمیق و دیواره نازک.
| ویژگی قطعه | ۳ محور | ۴ محور | دستگاه CNC پنج محور |
| سطوح آزاد چندجهته | ✖️ | ◑ | ✅ |
| نیاز به یک بار بست | ✖️ | ◑ | ✅ |
| تلرانس حجمی سخت | ◑ | ◑ | ✅ |
| زمان تحویل کوتاه | ◑ | ◑ | ✅ |
انتخاب دستگاه CNC پنج محور - کورس ها، اسپیندل، روتاری و کنترلر
برای خرید یا برون سپاری مطمئن، این معیارها را بسنجید.
چک لیست انتخاب
- کورس محورها و ابعاد میز متناسب با قطعات شما
- اسپیندل: توان/گشتاور، سرعت، کولانت از داخل (ICS/MTC)
- روتاری: دقت تقسیم، قفل مکانیکی، نسبت انتقال
- کنترلر: پشتیبانی از RTCP/DWO، Look-ahead، HSM
- پروبینگ: لمس قطعه/ابزار، جبران حرارتی
- سرویس و قطعات یدکی در دسترس
جدول مقایسه کنترلرها (مثال کلی)
قابلیت | حداقل لازم برای دستگاه CNC پنج محور |
RTCP (Tool Center Point) | ضروری برای مسیر نرم و دقیق |
Dynamic Work Offset | ساده سازی صفرکاری فیکسچر |
Look-ahead 200–600 بلوک | کیفیت سطح و سرعت پایدار |
High Speed Machining | حذف لرزش و پولیش بهتر |
ابزار و هولدر در دستگاه CNC پنج محور - HSK در برابر BT، طول مؤثر و بالانس
- HSK به دلیل قفل دو کانه (محوری+مخروطی) در سرعت بالا پایداری بهتری می دهد؛ برای سطوح ظریف روی دستگاه CNC پنج محور عالی است.
- BT/CAT اقتصادی تر و رایج تر است؛ برای خشن تراشی با ابزار کوتاه مناسب.
- طول مؤثر (gauge length) کوتاه تر ⇒ لرزش کمتر ⇒ کیفیت سطح بهتر.
- Runout کمتر از ۵ میکرون را هدف بگذارید؛ بالانس G2.5 در RPM کاری.
| سناریو | پیشنهاد |
| پرداخت سطوح آزاد | هولدر HSK + کولت دقیق ER/HP |
| خشن تراشی | BT/CAT + Weldon برای گیرایی |
| دسترسی عمیق | هولدرهای باریک Shrink/Friction |
فیکسچرینگ هوشمند برای دستگاه CNC پنج محور - دسترسی، صلبیت، تکرارپذیری
- از فیکسچرهای ماژولار/صفرنقطه ای استفاده کنید تا ستاپ ها سریع عوض شوند.
- ارتفاع فیکسچر را طوری انتخاب کنید که ابزار به زیر بُرها دسترسی داشته باشد.
- سطح تماس را بهینه کنید: کافی برای صلبیت، کم برای جلوگیری از تداخل.
- نقاط مرجع سخت کاری شده برای تکرارپذیری ۲–۵ میکرون تعریف کنید.
- کابل ها/شلنگ ها را از مسیر چرخش ها دور نگه دارید.
چک لیست قبل از استارت
- گیره/فیکسچر محکم، بولت ها گشتاوردهی شده
- تایید Clearance با مدل دیجیتال
- شماره برنامه، ابزار و آفست ها Cross-check
- لاگ عکس از ستاپ برای تکرار پروژه
جلوگیری از برخورد در دستگاه CNC پنج محور - شبیه سازی و Verification
سه لایه دفاع بسازید:
- CAD/CAM: استراتژی های Swarf/Morph، محدودیت زاویه، کنترل طول ابزار.
- Verification: شبیه سازی ماشین با مدل کامل کینماتیک و RTCP.
- روی ماشین: نرم افزار آنتی کُلیژن کنترلر، فید/اسپیندل امن، بلوک به بلوک.
| مورد | ابزار/اقدام | خروجی |
| مدل دیجیتال ماشین | Digital Twin/RTCP | مسیر واقعی بدون نفوذ |
| کنترل طول ابزار | Tool Library دقیق | کاهش زیر بُر ناخواسته |
| Clearance Planning | Safe planes, retracts | حذف برخورد با فیکسچر |
| Dry Run با سرعت کم | Single Block, M01 | تایید عملی قبل از براده |
کالیبراسیون و دقت حجمی دستگاه CNC پنج محور: Ballbar و لیزر
- Ballbar: تشخیص خطاهای هندسی (بک لش، اسکـوِر، ریورسال) در دایره تراشی.
- لیزر اینترفِرومتر: کالیبراسیون مقیاس محورها، گام به گام.
- RTCP Calibration: هم راستاسازی نوک ابزار با محورهای چرخشی.
- Compensation Table: جبران حرارتی/هندسی برای پایداری طولانی.
روال پیشنهادی ماهیانه
- تمیزکاری و Warm-up استاندارد.
- Ballbar سریع 10–15 دقیقه و ثبت گزارش.
- کنترل خطی/زاویه ای با لیزر برای محورهای کلیدی.
- به روزرسانی جداول جبران، تست قطعه مرجع و ذخیره لاگ.
برنامه نویسی دستگاه CNC پنج محور به زبان ساده - کدها و نکات
هدف: مسیر نرم، ایمن و کوتاه.
- ساختار برنامه: Header واضح (واحد، سیستم مختصات، ابزار)، بلوک های عملیاتی، Footer.
- استفاده از G43.4/G43.5 یا معادل RTCP کنترلر برای دستگاه CNC پنج محور.
- محدودیت های سرعت/شتاب محورها را در CAM لحاظ کنید.
- از M01 برای توقف های اختیاری نقاط حساس استفاده کنید.
- شماره گذاری ابزار و آفست ها سازگار و مستند باشد.
نمونه عمومی
(5AXIS PROGRAM)
G17 G21 G90
T1 M6 (BALL NOSE)
G54
G43.4 H01 Z100. ; RTCP ON
M8
نکته: پست پروسسور منطبق با کینماتیک ماشین شما حیاتی است.
چک لیست کنترل کیفیت و تحویل قطعه در ماشین کاری پنج محور
- تایید ابعادی: CMM/گزارش ابعادی مطابق نقشه.
- زبری سطح: Ra هدف گذاری و نمونه تست.
- تطابق ماده و گواهی متریال.
- عدم وجود پلیسه/زخم ابزار، گوشه های حساس پولیش.
- مقایسه وزن/توخالی ها با مدل CAD برای تشخیص باقیمانده.
- بسته بندی ایمن و برچسب گذاری رهگیری.
| سند | توضیح |
| گزارش ابعادی | مقادیر کلیدی + تلرانس ها |
| برنامه و نسخه CAM | شماره نسخه برای تکرار |
| لاگ ستاپ/ابزار | عکس ها و مشخصات ابزار |
| گواهی متریال | Heat Number/Grade |
