Siete bloccati a lavorare solo tre lati di un pezzo? Le impostazioni multiple sono terribilmente lente e introducono errori costosi. Un quarto asse risolve questo problema ruotando il pezzo per voi.

Un quarto asse su un centro di lavoro verticale è un asse rotante, di solito un asse A, che ruota il pezzo. Questo permette alla macchina di accedere a più lati di un pezzo in un'unica configurazione, consentendo tagli complessi come scanalature elicoidali e caratteristiche multi-faccia senza dover ricorrere al serraggio manuale.

Molti piccoli negozi trasformano completamente le loro capacità con questo aggiornamento. È come passare da un semplice trapano a un multiutensile. Si apre un mondo completamente nuovo di pezzi che si possono realizzare. Ma è importante capire che non tutti gli assi rotanti sono uguali. Alcuni si limitano a "indicizzare" o a ruotare il pezzo in una nuova posizione da lavorare. Altri offrono un "vero" movimento sul 4° asse, ruotando il pezzo in modo continuo mentre l'utensile taglia. Vediamo cosa è un 4° asse e cosa può fare per voi.

Quali sono le differenze tra una tavola di indicizzazione e la rotazione della testa del mandrino?

Siete confusi dai diversi tipi di assi rotanti? La scelta della configurazione sbagliata può limitare le capacità future della macchina. Vediamo di chiarire i due modi principali per ottenere un quarto asse su una VMC.

La differenza fondamentale è la posizione e la funzione. Una tavola rotante si trova sul basamento della macchina e ruota il pezzo, solitamente posizionandolo prima di un taglio. La testa del mandrino rotante fa parte del gruppo del mandrino stesso e ruota l'utensile, non il pezzo.

Questa distinzione è molto importante perché influisce sul tipo di lavoro che si può svolgere. La maggior parte dei Macchine a 4° asse¹ Vedo che nelle officine si usa una tavola rotante. È un modo versatile e comune per aggiungere capacità di rotazione. Con una tavola rotante, la macchina ruota il pezzo a un angolo specifico, lo blocca in posizione e poi inizia a tagliare. Una testa di mandrino rotante è una soluzione più integrata e spesso più rigida, ma cambia la meccanica fondamentale della macchina. Muove l'utensile intorno al pezzo, il che è ideale per alcuni lavori di alta precisione. Una testa rotante sposta il pezzo verso l'utensile per il posizionamento e l'altra sposta l'utensile intorno al pezzo per il taglio.

Le principali differenze in sintesi

Caratteristica	Tavola rotante a 4 assi	Rotazione della testa del mandrino2
Posizione	Montato sul tavolo di lavoro principale della macchina.	Integrato nel gruppo del mandrino.
Cosa ruota	Il pezzo da lavorare.	L'utensile da taglio.
Uso primario	Indicizzazione delle facce dei pezzi, lavorazione di fori angolati e taglio di elementi avvolgenti su pezzi scatolati.	Lavorazione diretta di superfici curve complesse e di elementi angolati senza spostare il pezzo.
Il migliore per	Miglioramento dell'efficienza sui pezzi che necessitano di una lavorazione su più lati; un aggiornamento conveniente e versatile.	Lavorazione ad alta precisione di superfici curve spaziali complesse in cui la rigidità del mandrino è fondamentale.

Quali forme complesse può lavorare un quarto asse?

La vostra macchina a 3 assi si limita a pezzi semplici e squadrati? I lavori più redditizi spesso richiedono forme complesse. Un quarto asse consente di lavorare questi particolari complessi in modo semplice ed efficiente.

Un quarto asse consente di lavorare forme che si avvolgono attorno a un cilindro. Ciò include ingranaggi elicoidali, filettature di viti, coclee, alberi a camme e qualsiasi pezzo che richieda caratteristiche su più facce angolate, il tutto in un'unica operazione di serraggio.

Quando si aggiunge l'asse di rotazione, le capacità si ampliano notevolmente. Invece di spostarsi solo a sinistra-destra, avanti-indietro e su-giù, ora è possibile ruotare il pezzo. Questa semplice aggiunta cambia le carte in tavola. Ricordo un cliente che produceva corpi valvola. Per finire un pezzo aveva tre configurazioni separate sulla sua macchina a 3 assi. Dopo aver aggiunto una 4° asse³e hanno fatto tutto con un solo serraggio. I tempi di produzione si sono dimezzati e la precisione è aumentata notevolmente perché hanno eliminato gli errori dovuti al serraggio. Questa è la vera potenza del quarto asse. È possibile produrre pezzi con contorni cilindrici complessi, come pistoni e camme, o pezzi che richiedono caratteristiche su molte facce diverse, come giranti o alloggiamenti di motori.

Sbloccare nuove geometrie

• Caratteristiche elicoidali e a spirale: È qui che un vero e proprio quarto asse si distingue. Può creare scanalature a spirale, coclee e filettature sincronizzando la rotazione del pezzo con il movimento lineare della macchina.
• Parti prismatiche a più facce: Si tratta di un enorme guadagno di efficienza. Per un pezzo a forma di scatola, è possibile lavorare la parte superiore e tutti e quattro i lati senza mai sbloccare il pezzo. Il 4° asse si limita a ruotare il pezzo per presentare ogni nuova faccia all'utensile.
• Contorni cilindrici⁴: Consente la lavorazione di pezzi come alberi a camme e pezzi con tasche o scanalature avvolgenti. L'asse di rotazione regola continuamente l'angolo del pezzo rispetto all'utensile da taglio.

È possibile aggiungere un quarto asse a un VMC a 3 assi esistente?

Volete una capacità a 4 assi senza acquistare una macchina completamente nuova? Il costo di una nuova VMC può essere enorme. La buona notizia è che spesso è possibile aggiornare ciò che già si possiede.

Sì, di solito è possibile aggiungere un quarto asse a una VMC a 3 assi esistente, a condizione che il sistema di controllo della macchina sia in grado di supportare un asse aggiuntivo. Ciò comporta l'installazione di una tavola rotante sul bancale della VMC e l'integrazione del sistema di azionamento e controllo.

L'acquisto di una macchina a 4 assi nuova di zecca e integrata in fabbrica è un'ottima cosa, ma rappresenta un investimento di capitale notevole. Il retrofit di una macchina esistente offre la maggior parte dei vantaggi con una frazione del costo. La chiave è assicurarsi che il controllo della macchina abbia la capacità di gestire un altro asse. La maggior parte dei controlli moderni lo fa. Il processo di installazione è semplice per un tecnico qualificato. Si avvita l'unità della tavola rotante alle cave a T della macchina, si collegano i cavi all'armadio elettrico e si configura il controllo CNC per riconoscere e comandare il nuovo asse. È un modo molto pratico per aumentare le capacità dell'officina.

Fattori chiave per un aggiornamento

1. Compatibilità del controllo⁵: Questo è il passo più importante. È necessario verificare che il controllore CNC della macchina sia in grado di supportare fisicamente e logicamente un quarto asse.
2. Installazione meccanica⁶: La tavola rotante deve essere montata sul basamento della macchina senza interferire con i limiti di corsa. Deve essere avvitata e allineata meticolosamente.
3. Integrazione elettrica: Un tecnico collega il servomotore della tavola rotante a un azionamento dell'asse di riserva nell'armadio di controllo della macchina.
4. Impostazione del software e dei parametri: La fase finale consiste nell'impostare i parametri del controllo in modo che invii i comandi di movimento corretti e legga il feedback di posizione. Il software CAM dovrà inoltre disporre di un post-processore in grado di emettere codice a 4 assi.

Quando un'officina dovrebbe passare a un quarto asse invece che a un VMC a 5 assi?

Sapete di aver bisogno di più di 3 assi, ma fino a che punto? Il salto da una macchina a 4 assi a una a 5 assi è enorme sia in termini di capacità che di costi, quindi la scelta giusta è fondamentale.

Passate a un 4° asse quando il vostro obiettivo principale è quello di ridurre i setup su pezzi prismatici o di lavorare elementi attorno a un singolo asse di rotazione. Scegliete una macchina a 5 assi quando dovete lavorare superfici complesse e organiche che richiedono l'inclinazione simultanea dell'utensile.

Mi capita spesso di parlare di questo argomento con i proprietari di negozi. Tutti sono affascinati da Lavorazione a 5 assi⁷ma, francamente, la maggior parte delle officine non ne ha bisogno. Un quarto asse risolve il problema più grande per la maggior parte delle officine: la riduzione degli allestimenti. Consente di raggiungere quattro o cinque lati di un pezzo in un'unica operazione. Una vera macchina a 5 assi aggiunge un altro asse di rotazione, di solito inclinando l'utensile o la tavola. Questo è essenziale per i pezzi in cui l'utensile deve avvicinarsi alla superficie da un numero infinito di angolazioni, come nella lavorazione delle complesse pale di una girante o di un'elica. Ma questa incredibile capacità comporta un forte aumento del costo della macchina, della complessità della programmazione e del livello di abilità dell'operatore. Per la maggior parte delle officine, un quarto asse è l'investimento più intelligente e redditizio.

Fare la scelta giusta

Considerazione	Scegliere il VMC a 4 assi	Scegliere il VMC a 5 assi
Parti tipiche	Pezzi scatolati, alloggiamenti, pezzi con fori su più facce, alberi con scanalature elicoidali, ingranaggi.	Giranti, pale di turbine, stampi complessi, impianti medici, componenti strutturali aerospaziali.
Obiettivo primario	Riducete le impostazioni, migliorate la precisione evitando il riaccatastamento, lavorate elementi che si avvolgono attorno a un asse.	Lavorate superfici complesse e di forma libera in un'unica configurazione; evitate di utilizzare utensili molto lunghi inclinando il pezzo.
Costo e complessità	Investimento moderato. La programmazione è un passo avanti logico rispetto a quella a 3 assi ed è più facile da imparare per gli operatori.	Investimento significativo. La programmazione e la prevenzione delle collisioni sono molto più complesse e richiedono competenze specialistiche.

Conclusione

Un quarto asse è uno strumento potente che amplia la gamma di lavorazioni, migliora la precisione e aumenta l'efficienza. Spesso è il passo successivo più pratico e redditizio per un'officina meccanica in crescita che vuole affrontare lavori più complessi e di valore.

---