Fraiseuse à métaux 5 axes de type berceau

Cette machine est une fraiseuse CNC entièrement fermée pour métaux, intégrant une table rotative 5 axes de type berceau, un système de changement d'outils automatique et un palpeur. Elle se caractérise par une grande rigidité, une haute précision et la capacité d'usiner des pièces lourdes et complexes, représentant ainsi le summum de la technologie dans ce domaine.

La machine est équipée d'un boîtier de protection robuste et entièrement fermé, qui assure non seulement la sécurité d'usinage, mais isole également efficacement les interférences extérieures, réduit le bruit d'usinage et empêche les projections de copeaux et de liquide de refroidissement, protégeant ainsi l'opérateur.

La table rotative 5 axes à tourillon permet de fixer la pièce à usiner pour réaliser des mouvements complexes multi-angles. Associée au système de changement d'outil automatique linéaire, elle permet l'usinage de haute précision de pièces lourdes aux surfaces complexes en une seule opération. La broche à changement d'outil automatique est intégrée à un système de mesure par palpeur intelligent, capable d'acquérir rapidement et automatiquement le point zéro de la pièce et de positionner la référence, transformant ainsi l'usinage traditionnel des métaux en une fabrication intelligente et automatisée. L'unité rotative 5 axes à tourillon est démontable. Lors de l'usinage de surfaces complexes, elle peut être fixée à la table de travail à l'aide de vis ; pour l'usinage plan conventionnel, le retrait de l'unité rotative transforme la machine en une fraiseuse 3 axes offrant une plus grande capacité de travail et une rigidité accrue, répondant ainsi aux besoins d'usinage de pièces de précision complexes et de grandes pièces conventionnelles. Avec l'investissement et l'encombrement d'une seule machine, diverses tâches d'usinage peuvent être réalisées, maximisant ainsi le retour sur investissement.

Cette fraiseuse CNC pour métaux intègre une table de travail 5 axes à tourillon, une broche à changement d'outils automatique (ATC), un magasin d'outils linéaire, un palpeur et un carter de protection entièrement fermé. Elle convient à une large gamme d'opérations d'usinage, des pièces de précision à surfaces complexes aux assemblages multi-fonctions. La table de travail 5 axes à tourillon offre une excellente rigidité et une haute précision, permettant l'usinage simultané continu sur 5 axes et l'usinage positionnel multi-angle de surfaces complexes. Associée au système de palpeur, la machine effectue automatiquement le centrage et le contrôle dimensionnel des pièces, améliorant considérablement la précision et la régularité d'usinage tout en réduisant fortement le taux de rebut et en simplifiant le positionnement des pièces de formes complexes. Le magasin d'outils linéaire et la broche ATC permettent le changement d'outils automatique, et le palpeur facilite le centrage et le contrôle dimensionnel automatiques. Conjuguée à la capacité d'usinage multi-faces 5 axes, cette machine permet une production automatisée multi-processus sans surveillance et de longue durée, optimisant ainsi l'utilisation des équipements et réduisant les coûts de main-d'œuvre.

Caractéristiques de la fraiseuse CNC à métaux ATC fermée avec axe rotatif à 5 axes de type tourillon et palpeur

1. Structure de bâti en fonte haute résistance et robuste et portique intégré

• Lit de machine : Fabriqués en fonte grise haute résistance, les canaux de récupération du liquide de refroidissement et la plateforme de montage des rails de guidage et des vis à billes sont moulés directement. La conception structurelle optimisée confère au bâti en fonte une rigidité statique et dynamique extrêmement élevée sous fortes charges, résistant ainsi à la déformation due aux forces de coupe. Le bâti subit un traitement de vieillissement pour éliminer complètement les contraintes internes, puis les points de fixation des composants clés tels que les rails de guidage, la table de travail et les vis à billes sont usinés par de grands centres d'usinage 5 axes, garantissant une planéité, une rectitude et une perpendicularité optimales. Comparé aux structures soudées, le bâti en fonte présente un coefficient d'amortissement supérieur, ce qui permet de réduire considérablement les vibrations pendant l'usinage, notamment lors des opérations de finition, pour un meilleur état de surface et une durée de vie des outils accrue.
• Portique intégré : L'adoption d'un portique intégré, dont les colonnes latérales et la poutre supérieure sont moulées d'une seule pièce, confère au portique une rigidité et une résistance à la torsion accrues. Ce système réduit efficacement les vibrations pendant l'usinage et évite les problèmes de desserrage des assemblages, contrairement aux structures disjointes. Lors de l'usinage intensif et de l'usinage multiaxes 5 axes soumis à des charges composites complexes, la déformation est minimale, garantissant une stabilité de coupe optimale et améliorant la précision d'usinage et la qualité de surface.

2. Cœur de l'usinage multiprocessus : broche ATC refroidie par eau et magasin d'outils linéaire

• Broche à changement d'outil automatique : Dotée d'une broche à changement d'outils automatique (ATC) à fréquence variable de 3.5 kW à refroidissement liquide haute vitesse, cette machine est équipée d'un système de refroidissement par circulation d'eau intégré qui refroidit directement le rotor, les roulements et le carter. Ce système contrôle efficacement l'échauffement et garantit une précision élevée et une puissance de sortie stable, même lors d'usinages prolongés sous forte charge. La broche est également équipée d'une interface de changement d'outils automatique NBT30, permettant un assemblage rapide avec le magasin d'outils linéaire pour un changement d'outils de précision de second niveau.
• Magazine Linear Tool : Le magasin d'outils linéaire est équipé d'un capot anti-poussière et peut contenir jusqu'à cinq outils. Il reste fermé pendant l'usinage, empêchant ainsi efficacement la pénétration de fluide de coupe, de copeaux métalliques, de poussière, etc., et protégeant la surface conique et le goujon de traction du porte-outil. Plus compact, ce magasin d'outils linéaire occupe moins d'espace sur la fraiseuse et permet un changement d'outil plus rapide, réduisant ainsi le temps de changement.

3. Table de travail robuste à rainures en T, axe rotatif 5 axes de type tourillon, palpeur de haute précision

• Table de travail robuste à rainures en T : La table de travail est fabriquée en fonte haute résistance, offrant une rigidité et une qualité élevées, ainsi que d'excellentes propriétés d'amortissement, pour une résistance supérieure à la flexion et à la torsion. Sa conception à poids propre élevé assure une excellente réduction des vibrations et une stabilité d'usinage optimale. Les pièces sont fixées par des dispositifs de serrage à plaques pressables, permettant un bridage multi-angles pour répondre aux exigences des différentes pièces et procédés.
• Axe rotatif : Doté d'une structure à berceau détachable de 100 mm, il se fixe par vis sur une table à rainures en T. Le dispositif se compose d'un rouleau d'axe A et d'un plateau tournant d'axe C : l'axe A pivote dans le plan YZ de la machine, et le plateau tournant d'axe C est installé sur l'axe A. Leur combinaison permet un usinage multi-angles, avec une grande rigidité structurelle et une réponse dynamique rapide, offrant une précision de positionnement et de contour élevée dans une liaison 5 axes, et réduisant efficacement les vibrations de coupe. Cette structure permet un réglage précis de la position d'usinage de la pièce et de l'outil dans l'espace 3D, autorisant ainsi l'utilisation du tranchant de l'outil pour la coupe, améliorant la qualité de surface et l'efficacité d'usinage. Il est particulièrement adapté à l'usinage de turbines de moteur, de pièces à surfaces courbes complexes, de pièces automobiles, etc.
• Sonde tactile : Dotée d'une sonde infrarouge tactile de haute précision, cette machine assure des fonctions d'acquisition et de mesure du point zéro. Lors de l'acquisition du point zéro, la tête sphérique de la sonde entre en contact avec la pièce à usiner, permettant la mesure automatique de caractéristiques de référence telles que le bord de la pièce et les trous circulaires. Cette méthode remplace l'alignement manuel traditionnel et réduit le temps de positionnement de plus de 70 %. Elle permet également d'effectuer des mesures de base telles que la hauteur et l'espacement des passes, s'adaptant ainsi parfaitement aux besoins d'usinage multi-processus et multi-angles des fraiseuses CNC 5 axes à tourillon.

4. Blindage périphérique entièrement fermé et blindages en tôle entièrement fermés pour axes XYZ

• Bouclier d'enceinte entièrement fermé : Doté d'une structure en tôle d'acier avec portes latérales coulissantes munies de fenêtres d'observation, ce dispositif bloque intégralement les projections de copeaux et de fluide de coupe pendant l'usinage, réduisant ainsi efficacement le bruit et garantissant la sécurité des opérations. La partie inférieure du blindage intègre un orifice de récupération des copeaux ainsi qu'un système de récupération et de filtration du liquide de coupe, qui, associé au système de filtration, permet une récupération et un recyclage efficaces de ce dernier.
• Boucliers entièrement fermés pour haches XYZ : L'axe X est équipé d'un soufflet de protection, l'axe Y d'un blindage télescopique en tôle d'acier et l'axe Z d'un blindage en tôle, ce qui empêche efficacement les copeaux, la poussière, le fluide de coupe, etc. de pénétrer dans les rails de guidage et les vis à billes, garantissant ainsi une précision de fonctionnement à long terme, prolongeant la durée de vie et réduisant le taux de panne.

5. Système d'entraînement servo de bus de haute précision et système de transmission à grande vitesse

• Système d'entraînement servo pour bus Weihong : Doté d'un contrôleur multiaxes servo à valeur absolue Weihong, ce système compact et intégré permet de piloter plusieurs servomoteurs, optimisant ainsi l'espace dans l'armoire électrique et simplifiant le câblage. Compatible avec la communication par bus EtherCAT, il intègre des fonctions de sécurité de freinage STO/DB et une technologie de bus CC standard, garantissant des mouvements complexes et une précision de synchronisation ultra-élevée. Il assure la coordination entre l'axe de rotation du tourillon et les axes linéaires dans la liaison 5 axes, améliorant ainsi la qualité d'usinage des surfaces courbes complexes.
• Voies de guidage HIWIN de Taïwan : Grâce à l'utilisation de rails de guidage linéaires HIWIN 25 de haute précision et à forte capacité de charge, ainsi que de roulements linéaires, le coefficient de frottement est 50 fois inférieur à celui des rails de guidage coulissants traditionnels. La structure à quatre rangées de billes et la conception optimisée du rail permettent un positionnement au micron près, supportant des charges multidirectionnelles et constituant la base d'une découpe de haute précision sous fortes charges.
• TBI Vis à billes: Les axes XYZ adoptent tous une charge élevée TBI Les vis à billes, grâce à une conception spéciale des rainures et à une technologie de réglage de la précharge, éliminent le jeu axial, assurant une transmission sans jeu et un rendement de transmission de 98 %. Elles contribuent à réduire la charge du servomoteur, à améliorer la réponse dynamique et la précision de positionnement, et à garantir la stabilité de fonctionnement même lors d'usinages intensifs.

6. Divers systèmes auxiliaires pour faciliter le fonctionnement efficace de la machine

• Refroidisseur d'eau: Le refroidissement de la broche utilise un refroidisseur d'eau à température constante, qui assure un refroidissement précis et constant de la broche grâce à un cycle de réfrigération, garantissant ainsi une température stable de la broche en fonctionnement à haute vitesse, sous forte charge et pendant une longue période, prolongeant la durée de vie de la broche et permettant un usinage continu 24 heures sur 24.
• Régleur d'outils automatique : Dotée d'un système de réglage automatique d'outils par contact de haute précision, cette machine permet, lors du changement d'outils, un contact lent entre la broche et la sonde du système. Après déclenchement du signal, le système enregistre les coordonnées et calcule automatiquement la longueur et la position de la pointe de l'outil, éliminant ainsi les erreurs de réglage manuel et améliorant l'efficacité de l'étalonnage.
• Lubrificateur automatique : Doté d'un graisseur automatique électrique, le cycle et la durée de lubrification sont réglables via la commande. L'huile de lubrification est distribuée avec précision à chaque point de lubrification grâce au répartiteur d'huile, prolongeant ainsi la durée de vie du système de transmission.
• Composants électriques de haute qualité : L'adoption d' Schneider Les composants électriques en série, notamment les disjoncteurs, les parafoudres, les contacteurs CA, les protecteurs de sous-tension, etc., intègrent de multiples protections telles que les surcharges, les courts-circuits et les fuites de courant, assurant ainsi la sécurité électrique et le fonctionnement stable de l'équipement.

7. Système de contrôle Weihong à 5 axes de haute précision

Dotée du système de commande 5 axes Weihong NK300CX, cette machine offre des fonctions telles que l'algorithme trapézoïdal haute vitesse HST, la compensation intelligente des erreurs et des frottements, ainsi qu'un débogage simplifié, et prend en charge la liaison 5 axes. Lors de l'usinage, elle propose deux modes : « priorité à la précision » et « priorité à la vitesse ». Le premier est adapté à l'usinage de moules et de pièces de haute précision, tandis que le second convient à l'ébauche ou à la semi-finition. Compatible avec divers logiciels de CAO/FAO et fichiers G-code, le système est équipé d'une molette de commande 5 axes à impulsions, facilitant les opérations de précision telles que l'alignement des pièces et le calibrage des outils.

Détails de la fraiseuse CNC à métaux fermée avec changeur d'outils automatique (ATC), axe rotatif 5 axes de type berceau et palpeur.

Lit de machine

Le bâti de la machine, moulé, subit un traitement de relaxation des contraintes après la coulée. Les emplacements de fixation des composants clés sont usinés par de grandes fraiseuses à portique. Comparé aux bâtis soudés, il offre une rigidité et une résistance aux vibrations supérieures.

Broche ATC refroidie par eau

Broche à changement d'outils automatique à fréquence variable et refroidissement par eau de 3.5 kW, avec une vitesse maximale de 24 000 tr/min et équipée de porte-outils NBT30. Le refroidissement par eau assure un fonctionnement plus stable : que ce soit pour l'usinage de finition à grande vitesse ou le fraisage intensif, la broche maintient sa puissance nominale en continu, garantissant une coupe efficace et réduisant les temps d'usinage.

Magasin d'outils linéaire avec couvercle de protection

Un magasin d'outils linéaire avec couvercle de protection est installé sur la table de travail. Il se présente sous la forme d'un caisson fermé lorsqu'aucun outil n'est changé. À la réception d'une commande de changement d'outil, le couvercle de protection se soulève automatiquement ; une fois le changement d'outil terminé, il se referme automatiquement. Ceci empêche efficacement le fluide de coupe, les copeaux de métal, etc., de pénétrer, protégeant ainsi le porte-outil et la broche.

Axe rotatif à 5 axes de type tourillon

Axe rotatif 5 axes à tourillon détachable, fixé par boulons sur la table de travail à rainures en T. Il intègre deux axes rotatifs de précision, permettant l'usinage multi-angles et multi-positions des pièces.

Table de travail robuste à rainures en T

Table de travail à rainures en T haute résistance, fixée par des dispositifs de presse. Sa surface, usinée avec précision, présente une planéité extrêmement élevée, assurant ainsi une base d'usinage solide et stable pour la machine.

Régleur d'outils automatique

Il coopère avec le système de commande pour assurer la compensation automatique de la position de la pointe de l'outil après un changement d'outil, garantissant ainsi une utilisation facile.

Sonde tactile

Il transmet par signaux optiques infrarouges. Doté de fonctions telles que l'acquisition automatique du point zéro et la mesure de la pièce, il répond précisément aux exigences de positionnement et de mesure de l'usinage de précision des métaux. Adapté aux fabricants de pièces de précision diverses, il garantit efficacement la précision d'usinage.

Volant à impulsion

La molette à impulsions 5 axes permet un contrôle précis et direct du mouvement de la broche ou de l'outil jusqu'à la position cible. Elle offre également des fonctions avancées, comme la simulation de la molette, pour une utilisation simplifiée.

Protection intégrale pour les axes XYZ

Les deux axes XYZ sont équipés de protections anti-poussière entièrement fermées, empêchant efficacement les copeaux, le fluide de coupe, etc., de pénétrer dans les rails de guidage, les vis à billes et autres systèmes de transmission pendant l'usinage, prolongeant ainsi la durée de vie de la machine.

Système de transmission

Adopte les systèmes de guidage linéaires HIWIN de Taïwan et TBI vis à billes, garantissant fondamentalement la précision de positionnement et la durée de vie de chaque axe linéaire.

Refroidisseur d'eau

Doté d'un refroidisseur d'eau à température constante capable de stabiliser la température du liquide de refroidissement à une valeur fixe avec une précision de ±1 °C, il réduit efficacement la température de fonctionnement de la broche et permet un fonctionnement continu 24 h/24 et 7 j/7.

Réservoir d'eaux usées de type tiroir

Intégré au blindage entièrement fermé, le réservoir à eaux usées de type tiroir traite uniformément les copeaux et le fluide de coupe générés pendant l'usinage, réduisant ainsi la pollution de l'atelier.

graisseur automatique

Ce système lubrifie et entretient automatiquement la transmission de la machine sans intervention manuelle. Il garantit la précision d'usinage à long terme et réduit les taux de panne.

Système servo de bus

Le système d'entraînement servo multiaxes Weihong utilise le protocole de bus industriel EtherCAT, offrant des performances en temps réel supérieures et une large bande passante de réponse. Il garantit efficacement la précision des contours lors de l'usinage de surfaces complexes. Sa conception multiaxes intégrée et compacte simplifie le câblage, la mise en service et la maintenance.

Système de contrôle Weihong

Le système de contrôle Weihong NK300CX prend en charge le fonctionnement sur 5 axes, dispose d'une interface d'affichage multilingue et est compatible avec divers logiciels de CAO/FAO, tout en offrant une utilisation simple.

Paramètres techniques de la fraiseuse à métaux 5 axes de type tourillon

Application de la fraiseuse à métaux 5 axes de type tourillon

Aérospatial: Turbines, carters de moteur, composants structuraux aile-fuselage, structures de train d'atterrissage, pièces d'aéronef, éléments structuraux de panneaux, revêtements, glissières/rails, etc.

Automobile: Blocs-moteurs/carters, carters de transmission, plateaux de batterie, carters de moteur, roues/moyeux automobiles, couvercles d'extrémité de moteur, disques/rotors de frein, fusées de direction, bras de suspension, engrenages, cliquets, arbres cannelés, etc.

Mold: Moules d'injection, matrices d'emboutissage, matrices de moulage sous pression, moules à biscuits, moules à chocolat, moules alimentaires, électrodes en cuivre (pour l'électroérosion), etc.

Industrie du matériel : Serrures de porte haut de gamme, charnières, carters de boîte de vitesses/réducteur, corps de vannes, vannes, connecteurs, fixations, etc.

Équipement médical: Implants, instruments chirurgicaux, supports pour équipements d'imagerie, collimateurs, barillets de lentilles métalliques, stents métalliques, etc.

Composants de précision : Boîtiers de montres, pièces détachées de montres, boîtiers de haut-parleurs, coques/étuis de téléphones portables, châssis de téléphones portables, montures de lunettes, etc.

Avantages de la table rotative à 5 axes de type tourillon

La table rotative à 5 axes de type tourillon intègre la rotation de la pièce à usiner à la structure de base de la machine grâce à une philosophie de conception unique, offrant les avantages notables suivants :

Rigidité et stabilité exceptionnelles : Les deux axes de rotation (axe A et axe C) forment une structure en tourillon (berceau), assurant un support plus stable au niveau du centre de rotation. Il en résulte une résistance supérieure aux vibrations et à la déformation lors d'usinages intensifs ou d'usinages simultanés 5 axes. Par conséquent, on obtient une meilleure finition de surface des pièces et une efficacité de coupe accrue.

Précision d'usinage exceptionnelle : La table rotative 5 axes à tourillon présente une structure simple et rigide, ainsi qu'une précision de positionnement du centre de rotation extrêmement élevée. Ceci permet à la machine de maintenir une excellente précision de positionnement et de contournage sur le long terme, la rendant idéale pour l'usinage de pièces de précision aux exigences de tolérance strictes.

Large gamme d'usinage : Grâce au mouvement coordonné des axes A (plage d'indexage de ±130°) et C (indexage à 360°), la structure du berceau permet à l'outil de coupe d'accéder à la pièce à usiner sous pratiquement n'importe quel angle. Les surfaces et profils complexes, impossibles à usiner sur des machines 3 axes traditionnelles, peuvent être réalisés en une seule opération.

Accessibilité améliorée des outils : En ajustant la position de la pièce grâce aux axes de rotation, l'outil peut toujours l'aborder avec un angle de coupe optimal. Ceci évite l'usinage avec des outils à longue portée sous des angles extrêmes. Il en résulte une réduction des vibrations et de l'usure de l'outil, prolongeant ainsi sa durée de vie et améliorant l'efficacité de coupe.

Vitesse d'usinage plus rapide : Comparativement aux structures à portique 5 axes, la conception à tourillon permet la rotation de la pièce à usiner, évitant ainsi les longs déplacements de la lourde tête de broche. La pièce est fixée directement sur la table à tourillon, ce qui permet l'usinage multifaces et multiangles en une seule opération. Ceci réduit considérablement le temps de positionnement et de calibration habituellement requis pour plusieurs opérations, améliorant ainsi l'efficacité globale d'usinage.