Centro de mecanizado CNC de 5 ejes

Tipos de Centros de Maquinado CNC de 5 Ejes

Los centros de mecanizado CNC permiten el mecanizado multieje con control automatizado. Una máquina básica de tres ejes tiene un eje Z vertical además de los ejes horizontales X e Y. Las máquinas de 5 ejes incluyen dos ejes adicionales girados. Esta rotación puede ocurrir en la mesa de trabajo o en la herramienta de corte.

Muchas máquinas de 5 ejes tienen un eje A que gira la pieza alrededor del eje horizontal X. El eje B de la mesa luego gira la pieza alrededor del eje Y. Esta configuración se encuentra comúnmente en mesas inclinables o lápidas. Por el contrario, el husillo o la herramienta de corte pueden tener las rotaciones de los ejes A y B, que se pueden observar en máquinas con un codificador rotatorio de doble eje.

Los cinco ejes se definen de la siguiente manera:

• 1er Eje (Lineal X): Mueve la pieza horizontalmente hacia la izquierda y hacia la derecha.
• 2do Eje (Lineal Y): Mueve la pieza verticalmente hacia arriba y hacia abajo.
• 3er Eje (Lineal Z): Mueve la pieza hacia adentro y hacia afuera (profundidad).
• 4to Eje (A - Rotación): Rota la pieza/artículo alrededor del eje X.
• 5to Eje (B - Rotación): Rota la pieza/artículo alrededor del eje Y.

Generalmente, hay dos tipos principales de centros de mecanizado CNC de 5 ejes:

• Máquinas de Fresado CNC de 5 Ejes: Estas son fresadoras estándar equipadas con sistemas de control de cinco ejes. Por lo general, tienen cabezales fijos o giratorios como característica de sujeción de trabajo. Las máquinas de fresado CNC de 5 ejes son capaces de proporcionar características complejas sin la necesidad de configuraciones adicionales.
• Máquinas CNC de 5 Ejes con Ejes Giratorios: Estas máquinas vienen con dispositivos adicionales, generalmente mesas giratorias o trunnions, que proporcionan rotación axial a la pieza de trabajo. Esto permite una mayor facilidad de acceso a la pieza que se está trabajando, así como niveles mejorados de precisión mecánica.

Además de los tipos de máquinas mencionados anteriormente, también existen otras configuraciones de 5 ejes que brindan diferentes formas de rotación de los ejes:

• Máquinas Puente de 5 Ejes: Estas máquinas CNC de 5 ejes tipo puente cuentan con una configuración de portal. Esto significa que la máquina herramienta tiene un componente fijo que está soportado por dos partes laterales. Puede estar guiado adicionalmente por motores lineales o cojinetes. Las máquinas puente se utilizan principalmente en la industria de la piedra para materiales como mármol, granito y cuarzo. Por lo general, tienen un husillo refrigerado por agua que funciona con hasta cinco ejes simultáneamente.
• Celdas de Robots de 5 Ejes: La celda de robots de 5 ejes combina el CNC de 5 ejes y un brazo robótico en una célula de mecanizado única. Esta configuración suele ser adecuada para mecanizar piezas grandes que requieren un alto nivel de flexibilidad espacial. Además, la célula de mecanizado es capaz de utilizar la combinación para lograr un procesamiento de alimentación continua de manera eficiente. El robot puede estar diseñado para realizar tareas de carga/descarga de piezas, lo que proporciona una solución integrada de mecanizado y automatización.

Especificación y mantenimiento de centros de mecanizado CNC de 5 ejes

Aquellos que buscan la capacidad de corte de una máquina CNC de 5 ejes deben saber que esta capacidad varía según el modelo de la máquina. Las longitudes de trabajo suelen estar entre 1270 mm y 3500 mm, mientras que los anchos y alturas de trabajo suelen estar entre 1270 mm x 1270 mm y 2000 mm x 3000 mm. Se pueden trabajar espesores de hasta 1-1/4'' de MDF, madera contrachapada y otras placas blandas, 3/4'' de maderas duras y 1'' de PVC extruido, acrílico y otros materiales plásticos. Para el aluminio y otros metales no ferrosos, se pueden procesar espesores de hasta 1/2''. La velocidad de corte puede alcanzar un máximo de 24 m/min.

La velocidad del husillo para el mecanizado CNC de 5 ejes suele estar entre 12.000 y 24.000 rpm, y la potencia del husillo puede variar de 3-4Kw a 12Kw. Las mesas de trabajo o fosos giratorios con un puñado de abrazaderas que sujetan la pieza de trabajo son accesorios comúnmente utilizados para estas máquinas. La posición y el ángulo utilizados para cortar un objeto también se controlan a menudo mediante un jig o dispositivo de sujeción utilizado para sujetar un tipo específico de objeto, como una culata de motor, para ser cortado.

El par del motor paso a paso o servo suele estar entre 3 y 6 Nm para los ejes de rotación o indexador, mientras que el par de retención para los sistemas de vacío puede llegar hasta 12 kg/cm. La interfaz hombre-máquina (HMI) o el controlador utilizado para ejecutar una máquina CNC de 5 ejes puede ser un cambiador automático de herramientas o una pantalla táctil con una interfaz de diseño asistido por computadora (CAD).

Típicamente, se requiere mantenimiento preventivo diario, mantenimiento preventivo semanal y mantenimiento preventivo mensual. Se requiere limpieza diaria de la mesa de trabajo y los rieles guía. Se necesita limpieza semanal de las abrazaderas, mantenimiento del compresor de aire y lubricación de los rieles guía. Se requiere una verificación mensual de la puesta a tierra estática, un cambio de aceite del compresor de aire y un mantenimiento del enfriador centrífugo. Los tutoriales en video in situ para el mantenimiento semanal y mensual del centro de mecanizado CNC de 5 ejes están disponibles a pedido del proveedor.

Escenarios de la industria para una máquina CNC de 5 ejes

Los centros de mecanizado CNC de 5 ejes son populares debido a sus diversas aplicaciones. Esta máquina se utiliza ampliamente en las industrias aeroespacial y automotriz, la arquitectura, el arte y los muebles, entre otras cosas.

• Industria Aeroespacial

  Los centros de mecanizado CNC de 5 ejes se utilizan para fabricar los componentes pequeños y complicados de la industria aeroespacial, como palas de turbina, carcasas, piezas de cabina, etc. Estas máquinas CNC pueden lograr un mecanizado de alta precisión, lo cual es necesario para los equipos aeroespaciales. Además, manejar múltiples ángulos reduce el tiempo de producción al optimizar el trabajo.

• Industria Automotriz

  En la industria automotriz, los centros de 5 ejes se utilizan para fabricar diversas piezas como componentes del motor, piezas de transmisión, cubos de rueda, componentes de acabado interior, etc. También se utilizan para fabricar moldes para piezas interiores y molduras de automóviles. Además, estas máquinas CNC pueden crear formas complejas, lo que se adapta al mecanizado de piezas de automóviles.

• Modelos Arquitectónicos

  En arquitectura, la máquina CNC de 5 ejes se utiliza comúnmente para realizar modelos arquitectónicos. Esta máquina CNC de 5 ejes realiza el trabajo de forma rápida y precisa al crear modelos arquitectónicos intrincados.

• Fabricación de Muebles

  En la industria de la fabricación de muebles, los carpinteros utilizan máquinas CNC de 5 ejes para realizar diseños creativos de muebles en 3D. Esta máquina puede producir perfectamente patrones intrincados en piezas de muebles.

• Fabricación de Joyas

  Los diseñadores de joyas utilizan la fresadora CNC de 5 ejes para crear anillos, collares y pulseras, entre otros accesorios. Su precisión se utiliza para cortar metal de joyería con detalles intrincados.

• Industria Naval

  En la industria naval, la máquina CNC de 5 ejes se utiliza ampliamente para fabricar hélices, accesorios de casco o componentes del motor, entre otros. La máquina puede crear fácilmente geometrías complejas como piezas marinas.

• Fabricación de Dispositivos Médicos

  La máquina CNC de 5 ejes produce perfectamente piezas médicas intrincadas como implantes, prótesis e instrumentos quirúrgicos. Además, estas máquinas logran alta precisión y velocidad de producción rápida al fabricar dispositivos médicos.

• Fabricación de Moldes

  Los centros de mecanizado CNC de 5 ejes se utilizan ampliamente en la fabricación de moldes para moldes de inyección complejos, moldes de fundición y moldes de troquelado, entre otros. Puede crear con precisión cavidades y contornos intrincados.

• Industria del Petróleo y el Gas

  En la industria del petróleo y el gas, las máquinas CNC de 5 ejes se utilizan para fabricar componentes complejos como válvulas, carcasas de bombas y cabezales de pozo, entre otros. También se utilizan para operaciones de perforación, instalación de tuberías y mantenimiento de plataformas.

• Fabricación de Señales

  Utilizando una fresadora CNC de 5 ejes, puede fabricar fácilmente y con precisión formas y diseños complejos, como letreros 3D y nombres personalizados. Como resultado, la máquina es adecuada para hacer letreros regulares o personalizados.

• Trabajos de Madera

  La máquina CNC de 5 ejes funciona perfectamente y ayuda a los trabajadores de la madera a realizar detalles decorativos en puertas, gabinetes y muebles, entre otras piezas de trabajo de la madera. Como resultado, es una gran opción para tareas de trabajo de la madera que involucran diseños intrincados.

Cómo elegir centros de mecanizado CNC de 5 ejes

• Requisitos del Proyecto:

  Los compradores comerciales deben considerar cómo se utilizan los controles de software y la capacitación de los operadores para comprenderlos. ¿Son complicadas las piezas y cuántas se necesitan? Si se requieren muchas piezas idénticas, una máquina con rotación y múltiples cabezales de herramientas podría ahorrar tiempo y funcionar bien. Para formas más simples, un 5 ejes básico puede ser suficiente.

• Espacio y Ajuste:

  Compruebe las dimensiones de la máquina para asegurarse de que pueda caber en el espacio de trabajo. Además, observe el sistema de sujeción y las herramientas para asegurarse de que pueda sujetar las piezas únicas fabricadas.

• Consideraciones Presupuestarias:

  Los modelos básicos pueden seguir siendo funcionales para algunos proyectos más simples, pero considere comprar una máquina CNC de 5 ejes de alto rendimiento que sobresalga en precisión y velocidad para proyectos más complejos. Equilibre los costos con las necesidades específicas del proyecto. Un precio inicial asequible puede valer la pena si uno premium tiene una producción más rápida y ofrece un mejor retorno a largo plazo.

• Flexibilidad Futura:

  Al comprar, piense cómo las máquinas se pueden utilizar de nuevas formas a medida que cambian las necesidades comerciales. Seleccione un modelo que tenga cabezales de herramientas avanzados, como los que se utilizan para el grabado láser o el uso de múltiples maestros, para permitir explorar diferentes opciones de producción más adelante.

• Fácil Carga de Ordenes de Trabajo:

  Elija una máquina que permita cargar archivos de datos de trabajo en formatos comunes como STL y G-code. Esto facilitará la carga de nuevos diseños para las piezas que se van a fabricar.

Centro de mecanizado CNC de 5 ejes Preguntas frecuentes

P1: ¿Cuál es la diferencia entre las máquinas CNC de 3 y 5 ejes?

A1: En una máquina CNC de 3 ejes, la pieza se mueve en tres ejes, con la parte estática de la máquina moviéndose en su eje. Por otro lado, en una máquina CNC de 5 ejes, tanto la parte de la máquina como la pieza de trabajo se mueven, lo que permite una mayor flexibilidad y una fabricación más fácil de piezas complejas.

P2: ¿Valen la pena las máquinas CNC de 5 ejes?

A2: Aunque las máquinas CNC de 5 ejes son más caras que sus contrapartes de 3 y 4 ejes, son muy beneficiosas para ahorrar tiempo y obtener un producto mejor acabado. Con la capacidad de realizar múltiples cortes en una sola configuración, hay menos trabajo y menos margen de error; además, la velocidad a la que operan las hace más rápidas de producir.

P3: ¿Qué tan fácil es operar una máquina CNC de 5 ejes?

A3: La mayoría de las máquinas CNC de 5 ejes tienen un controlador que se asemeja a una computadora. Por lo tanto, si el operador tiene algún conocimiento de máquinas y computadoras, no debería ser muy difícil aprender a operar una máquina CNC de 5 ejes. Sin embargo, puede que se requiera alguna capacitación para comprender completamente las funciones y características específicas de la máquina.