Come scegliere tra testa a 5 assi e testa angolare per il centro di lavoro per profili?

Avete bisogno di lavorare profili complessi, ma siete bloccati tra una tecnologia costosa e componenti aggiuntivi più economici. La scelta sbagliata prosciuga il vostro budget e rovina il vostro programma di produzione.

Scegliete una testa a 5 assi per le esigenze di lavorazione complesse e multiangolari, come contorni intricati o superfici 3D su profili. Optate per una testa angolare fissa per operazioni ortogonali più semplici, come la foratura laterale o la fresatura frontale su profili standard. La testa a 5 assi offre versatilità, mentre la testa angolare offre una semplicità economica per le macchine a 3 assi di base.

Alcuni proprietari di officine acquistano costose macchine a 5 assi solo per eseguire semplici fori. Vedo anche officine alle prese con teste angolari su pezzi complessi.

Quali sono le principali differenze funzionali tra una testa a 5 assi e una testa ad angolo fisso?

Si potrebbe pensare che entrambe le teste facciano lo stesso lavoro perché entrambe tagliano lateralmente. Questo equivoco porta ad acquistare attrezzature che non sono in grado di gestire la vostra geometria specifica.

Una testa a 5 assi utilizza gli assi A e C sincronizzati per inclinare e ruotare l'utensile in modo continuo durante il taglio, consentendo una rotazione simultanea completa (spesso ±120° di inclinazione). Una testa angolare è un attacco meccanico bloccato a un angolo prestabilito (di solito 90°). Non può cambiare angolazione dinamicamente mentre l'utensile è in movimento.

Dobbiamo definire chiaramente la meccanica. Una testa a 5 assi è come un polso umano. Si torce, si gira e si inclina mentre lavora. Supporta il "collegamento a cinque assi". Ciò significa che la testa si muove contemporaneamente con gli assi X, Y e Z. Crea un movimento fluido e continuo. Questo è essenziale per i pezzi con forme complesse, come i componenti aerospaziali o le parti di motori automobilistici. Non ci si ferma per regolare la testa. La testa scorre sulla superficie, mantenendo l'angolo di taglio perfetto contro un profilo curvo.

Un testa angolare¹ è diverso. È più simile a un "regolatore d'angolo" o a un adattatore rigido. Si inserisce nel mandrino. Punta l'utensile a un angolo fisso, in genere 90 gradi per l'accesso laterale. Trasforma la macchina verticale in orizzontale per un momento. È eccellente per raggiungere spazi ristretti o per eseguire lavorazioni ortogonali su facce laterali. Ma è statica. Se è necessario tagliare una curva che avvolge un angolo o cambia passo, una testa angolare non può farlo. Richiede una regolazione manuale o un cambio di utensile per cambiare angolo. Ciò la limita alle operazioni laterali di base, a differenza della testa a 5 assi che gestisce contorni 3D dinamici in un'unica impostazione.

Caratteristica	Testa a 5 assi	Testa angolare
Movimento	Collegamento continuo (dinamico)	Angolo fisso (statico)
Regolazione	Automatico / in tempo reale	Manuale / Cambio utensile
Uso primario	Curve e superfici complesse	Foratura/fresatura laterale semplice
Flessibilità	Alto (qualsiasi angolo)	Basso (angoli preimpostati)

In che modo una testa angolare rappresenta un'alternativa economica per la semplice foratura e fresatura laterale?

Il vostro budget è limitato e dovete solo praticare alcuni fori sul lato di una trave. Acquistare un sistema completo a 5 assi per questo scopo significa buttare via i soldi.

Le teste angolari consentono alle apparecchiature standard a 3 assi di eseguire lavorazioni su più lati senza doverle riconfigurare in fabbrica. Sono accessori convenienti che possono essere acquistati in un secondo momento per consentire l'accesso laterale senza capovolgere il pezzo. In questo modo si riducono gli allestimenti e i tempi di movimentazione per le attività ripetitive ad alto volume, come l'asolatura degli estrusi di alluminio.

Il costo è il fattore principale per i miei clienti. Una vera testa a 5 assi è costosa. Richiede una struttura specifica della macchina e in genere deve essere configurata in fabbrica. Se si acquista una macchina che ne è sprovvista, di solito si è bloccati. È difficile modificarla in seguito.

Una testa angolare offre libertà. È un accessorio. Oggi potete acquistare da noi una macchina standard a 3 assi. Due anni dopo, ricevete un contratto per telai di finestre che necessitano di fori di chiusura laterali. Non avete bisogno di una nuova macchina. È sufficiente acquistare una testa angolare.

Questa configurazione evita la necessità di complesse strategie di attrezzaggio o di costosi Aggiornamenti a 5 assi². Per le sezioni normali, come i profili in acciaio o alluminio utilizzati per finestre e porte, di solito è sufficiente forare, battere o fresare una scanalatura piatta. La testa angolare è perfetta per questo scopo. È una soluzione "imposta e dimentica". Si ottengono capacità di lavorazione multi-faccia con un budget a 3 assi. Elimina la necessità di capovolgere manualmente il pezzo, con un enorme risparmio di tempo e di costi di attrezzaggio.

In che modo i requisiti di programmazione e i costi del software differiscono tra queste due soluzioni di fresatura?

Avete la macchina, ma avete il personale? Una macchina a 5 assi è un fermacarte se il programmatore conosce solo il codice G standard a 3 assi.

Le teste a cinque assi richiedono costosi software CAM avanzati e programmatori esperti per gestire gli algoritmi RTCP e la simulazione delle collisioni. Le teste angolari utilizzano una programmazione standard a 3 assi con semplici offset geometrici. Se non avete personale specializzato, la testa angolare riduce i costi di formazione ed elimina la necessità di complessi post-processori.

Il costo nascosto di Lavorazione a 5 assi³ è il software e il cervello. La programmazione di una testa a 5 assi è difficile. È necessario coordinare il movimento sincronizzato di cinque assi lineari e rotativi. È necessario gestire il punto centrale dell'utensile (RTCP). Questo impedisce all'utensile di scavare nel pezzo quando si inclina. Se la macchina non dispone di funzioni "vere" a 5 assi (RTCP), sono necessari post-processori personalizzati e costose licenze software per ricalcolare i percorsi a ogni cambio utensile.

La programmazione di una testa angolare è semplice. Si tratta fondamentalmente di una programmazione a 3 assi. Si dice alla macchina che l'utensile sporge lateralmente. Si utilizza una semplice macro o una compensazione geometrica nel sistema CNC per tenere conto della lunghezza della testa. Tutto qui. È compatibile con il software CAM di base.

Si risparmia anche sul personale. I programmatori a 5 assi esperti sono rari e richiedono stipendi elevati perché devono comprendere il controllo degli errori non lineari del percorso utensile. Chiunque può programmare una testa angolare. Non è necessario eseguire complessi controlli di collisione nello spazio 3D per ogni singolo movimento. Basta impostare il percorso e tagliare.

Quale configurazione è migliore per la lavorazione di profili extra-lunghi?

La lavorazione di una trave di 10 metri richiede stabilità. L'uso della testa sbagliata su questi pezzi lunghi provoca vibrazioni, finiture scadenti e scarti di materiale.

Per i profili lunghi con superfici curve complesse o angoli composti, la testa a 5 assi è superiore perché taglia in modo continuo senza necessità di riavvicinamento. Per i profili lunghi che richiedono solo semplici fori laterali o scanalature rettilinee, la testa angolare è migliore perché offre un'impostazione più semplice e una portata sufficiente, senza dover ricorrere alla programmazione.

Quando si lavorano profili molto lunghi, come gli estrusi di alluminio da 6 metri, la complessità della geometria impone la scelta dell'utensile.
Se la trave ha bisogno di una forma contorta, di un contorno 3D o di una scanalatura complessa che corre lungo tutta la lunghezza, è necessario il sistema Testa a 5 assi⁴. Ottimizza l'angolo di taglio. Utilizza il lato della fresa a sfere per migliorare la finitura superficiale. Evita la rugosità che si ottiene quando una macchina a 3 assi cerca di superare una curva. Ma soprattutto, una testa a 5 assi consente di lavorare cinque lati della trave in un'unica configurazione, unendo i processi e garantendo un perfetto allineamento del sistema di coordinate su tutta la lunghezza.

Tuttavia, se la trave è semplice, come una normale guida di una finestra o un telaio di una porta, la testa angolare è vincente. Su una macchina a 3 assi a bancale lungo, l'aggiunta di una testa angolare consente di eseguire fori laterali senza sforzo. In questo modo si evita l'investimento massiccio di un sistema a portale a 5 assi. Sebbene sia necessario prestare attenzione al rapporto lunghezza/diametro dell'utensile per evitare vibrazioni, per i profili rettilinei standard la testa angolare consente l'accesso laterale senza frequenti riposizionamenti o programmazioni complesse.

Conclusione

Se avete bisogno di curve complesse e alta precisione, investite nella testa a 5 assi. Se avete bisogno di una semplice foratura laterale con un budget limitato, scegliete la testa angolare. Abbinate l'utensile alla geometria del vostro pezzo.

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