Hoofdspindel-selectie Beheersen: 5 Bewezen Tips voor Optimale CNC-prestaties

Ongeacht of u een CNC-freesmachine gebruikt waarin de spindel het snijgereedschap roteert of een CNC-draaibank waarin de spindel het werkstuk roteert, hebben grotere CNC-machines meerdere spindelbereiken. Het lagere spindelbereik biedt meer vermogen, en het hogere bereik biedt meer snelheid. Het is kritisch belangrijk om ervoor te zorgen dat bewerking in het juiste spindelsnelheidsbereik wordt gedaan om optimale productiviteit te bereiken. Hier zijn vijf tips voor het selecteren van het juiste bereik:

1) Ken de vermogens- en snelheidskarakteristieken van uw spindel.

Machinebouwers publiceren spindelkarakteristieken in hun bedieningshandleidingen. Daar vindt u de laagste en hoogste toer/min voor elk bereik, samen met hoeveel vermogen u kunt verwachten door het toer/min-bereik heen.

Als u deze belangrijke data nog nooit heeft bestudeerd, is het waarschijnlijk dat uw cyclustijden niet geoptimaliseerd zijn. Erger, u kunt oneigenlijke stress op uw machine's spindelmotor plaatsen, of deze zelfs laten stallen. Het uitgraven van de handleiding en leren over spindelkarakteristieken kan helpen uw machine's productiviteit te optimaliseren.

2) Weet hoe lang het duurt om spindelbereiken te wijzigen.

Er zijn ten minste twee soorten spindelbereik-wijzigingssystemen: die met spindelaandrijvingmotoren die meerdere wikkelingen incorporeren en die met mechanische transmissies.

De eerste veranderen bereiken elektronisch door te veranderen welke motorwikkelingen ze gebruiken. Deze veranderingen zijn bijna direct.

Systemen met mechanische transmissies zijn doorgaans direct-aandrijving op hun hoogste bereik en koppelen de transmissie in met lagere bereiken. Bereik-wijzigen kan enkele seconden duren, vooral als de spindel tijdens het proces moet stoppen.

3) Weet hoe u spindelbereik selecteert.

Met CNC's zijn spindelbereik-wijzigingen enigszins transparant omdat spindelsnelheid gespecificeerd wordt in toer/min, het S-woord dat snelheid specificert veroorzaakt ook dat de machine het gerelateerde spindelbereik selecteert. Stel een machine's laag bereik loopt van 20-1.500 toer/min en het hoge bereik loopt van 1.501-4.000 toer/min. Als u een S-woord van S300 specificeren, zou de machine het lage bereik selecteren. Een S-woord van S2000 zorgt ervoor dat de machine het hoge bereik selecteert.

Een slecht geïnformeerde programmeur kan ongewild twee problemen veroorzaken.

Eerst, het programma kan onnodige bereik-wijzigingen van gereedschap tot gereedschap veroorzaken. Met mechanische transmissies zal dit de cyclustijd verhogen maar onopgemerkt kunnen blijven omdat het zich alleen manifesteert wanneer sommige gereedschappen langer duren om te wisselen dan anderen. Gereedschappen die hetzelfde bereik vereisen in sequentie draaien zal de cyclustijd verminderen.

Tweede, de spindelsnelheid rpm-berekening voor een krachtige ruwbewerking kan de spindel aan het lage einde van het hoge-spindelbereik plaatsen, waar er beperkt vermogen is. Dit zal oneigenlijke spanning op het spindelaandrijvingssysteem plaatsen of de spindelmotor laten stallen. Een goed geïnformeerde programmeer zal de spindelsnelheid iets naar beneden compromitteren, de hoogste snelheid in het lage bereik selecterend, waar voldoende vermogen is om de bewerkingsoperatie uit te voeren.

Met draaicentra wordt spindelbereik-wijzigen gedaan met M-codes, en hogere bereiken overlappen doorgaans lagere bereiken. Voor een draaicenter met drie spindelbereiken, kan het lage bereik overeenkomen met M41 en lopen van 30-1.400 toer/min, het middenbereik kan overeenkomen met M42 en lopen van 40-2.800 toer/min, en het hoge bereik kan overeenkomen met M43 en lopen van 45-4.500 toer/min.

4) Weet hoe spindelsnelheid cyclustijd kan beïnvloeden.

Dit punt geldt alleen voor draaicentra en operaties die constant oppervlaktesnelheid benutten. Met constant oppervlaktesnelheid zal de CNC constant snelheid in toer/min selecteren op basis van een snelheid gespecificeerd in oppervlakte voet of meters per minuut en de diameter die momenteel bewerkt wordt.

Spindelsnelheid is omgekeerd evenredig met tijd wanneer u de voedsnelheid in een per-omwenteling-manier instelt. Als u de spindelsnelheid kunt verdubbelen, zal de benodigde tijd voor de gerelateerde bewerkingsoperatie gehalveerd worden.

Een populaire rule of thumb voor spindelbereik-selectie is om ruw te bewerken in het lage bereik en fijn te bewerken in het hoge bereik. Hoewel dit een goede rule of thumb is voor het garanderen dat de spindel voldoende vermogen heeft, doet het minder goed aan snelheid rekening te houden.

Overweeg een 25,4 mm diameter werkstuk dat ruw- en fijn-gedraaid moet worden. De aanbevolen snelheid is 152 m/min voor het ruwgereedschap. Zelfs bij de grootste diameter (25,4 mm), levert dit 1.910 toer/min op (3,82 maal 152 gedeeld door 1). Kleinere diameters zullen nog hogere toer/min vereisen. Als de programmeur het lage bereik selecteert op basis van de rule of thumb, zal de spindel een 1.400 toer/min limiet raken. De ruwbewerking zal sneller klaar zijn in een hoger bereik, mits er voldoende vermogen is.

5) Weet wanneer u spindelbereiken moet wijzigen.

Dit punt geldt ook alleen voor draaicentra en ruwbewerkingen die constant oppervlaktesnelheid vereisen. Overweeg ruw-draaien van een 101,6 mm diameter as die verschillende diameters heeft, de kleinste van welke 25,4 mm is. Stel de aanbevolen snelheid is 244 m/min. Bij 101,6 mm is de vereiste snelheid 764 toer/min. Het lage bereik zal het benodigde vermogen leveren.

Naarmate ruw-draaien voortgaat, worden diameters kleiner en neemt toer/min toe. Bij 54 mm vereist optimale bewerking meer dan 1.400 toer/min, maar de spindel zal in het lage bereik pieken op 1.400 toer/min, en elke opvolgende ruwbewerkingspas zal langer duren dan het zou moeten. Het zou wijzer zijn om op dit moment over te schakelen naar het middenbereik, vooral als bereik-wijzigen direct is.