Tiếp nối nguyên lý CNC 5 trục, bài này phân biệt hai cách sử dụng 5 trục hoàn toàn khác nhau về độ phức tạp lập trình và kết quả gia công.
3+2 (indexed 5-axis)
Hai trục quay/nghiêng di chuyển tới một góc cố định, khóa lại tại đó, rồi máy gia công hoàn toàn theo 3 trục thẳng X-Y-Z như một máy 3 trục thông thường — chỉ khác là hướng "thẳng đứng" đã được định vị lại theo góc mới. Có thể lặp lại nhiều lần với các góc cố định khác nhau trong cùng một lần gá.
Ưu điểm: lập trình đơn giản hơn nhiều — về bản chất vẫn là lập trình CAM 3 trục, chỉ thêm bước xác định góc nghiêng bàn/đầu dao trước mỗi nguyên công. Hạn chế: có thể để sót vùng chưa cắt được (uncut areas) ở các góc chuyển tiếp giữa những lần định vị, đôi khi cần thêm nguyên công dọn góc.
5 trục đồng thời (simultaneous)
Tất cả 5 trục chuyển động liên tục cùng lúc — hai trục quay/nghiêng di chuyển đồng bộ với 3 trục thẳng trong suốt đường chạy dao, cho phép hướng dao thay đổi liên tục và mượt theo từng điểm trên biên dạng cong.
Ưu điểm: bắt buộc cần cho hình học tự do phức tạp — cánh tuabin, cánh bơm ly tâm (impeller), bề mặt cong liên tục không thể chia thành các mặt phẳng rời rạc. Hạn chế: đòi hỏi phần mềm CAM chuyên dụng có khả năng sinh đường chạy dao 5 trục đồng thời, và hậu xử lý (post-processor) được cấu hình đúng cho từng loại máy — đầu tư ban đầu về phần mềm và kỹ năng lập trình cao hơn đáng kể so với 3+2.
Chọn loại nào cho bài toán nào
Phần lớn chi tiết công nghiệp thực tế (khung máy, vỏ hộp, chi tiết có nhiều mặt nghiêng phẳng) chỉ cần 3+2 — đủ để giảm số lần gá mà không cần đầu tư CAM/kỹ năng 5 trục đồng thời. 5 trục đồng thời chỉ thực sự cần thiết khi hình học có bề mặt cong tự do liên tục mà không thể phân tách thành các mặt phẳng rời rạc ở góc cố định — ví dụ điển hình là cánh tuabin, khuôn thổi phức tạp, một số chi tiết y tế cấy ghép có biên dạng giải phẫu.
Thuật ngữ
- Uncut area: vùng bề mặt chưa được cắt hết do giới hạn tiếp cận dao ở một góc định vị cố định, thường gặp trong gia công 3+2.
- Post-processor: phần mềm chuyển đổi đường chạy dao CAM sang mã G-code đúng định dạng của từng loại máy CNC cụ thể.
Tài liệu tham khảo
- Engineering.com, The What, Why and How of 5-Axis CNC Machining: https://www.engineering.com/the-what-why-and-how-of-5-axis-cnc-machining/