Prezentując różnorodność i możliwości centrów obróbczych 4-osiowych, nie można zapomnieć o centrach 3-osiowych. Większość tych maszyn jest bowiem fabrycznie przygotowana do montażu czwartej osi, służącej do interpolacji położenia głowic kątowych. Tak więc zasadnicze różnice pomiędzy centrami 3- i 4-osiowymi, jeśli chodzi o budowę, są nieznaczne. Mogą one wykonywać również różnorodne frezowania, wiercenia i cięcia, poruszając się w osi X, Y i Z, ale posiadają jeszcze czwartą oś, najczęściej oznaczaną jako oś C. Konstrukcja centrów 4-osiowych może się opierać także na jednej z trzech podstawowych (konsolowej, portalowej, bramowej), a zastosowane w nich stoły, systemy mocowania, pompy próżniowe są bardzo podobne do stosowanych w maszynach 3-osiowych. Dobór ich parametrów do obróbki również opiera się na identycznych zasadach jak w centrach 3-osiowych.

Oś C
Obrabiarki 4-osiowe charakteryzują się tym, że posiadają czwartą oś, tak zwaną oś C, która powstała po obrocie wokół osi Z. Jest to system elektromechaniczny, instalowany w dolnej części elektrowrzeciona, który umożliwia ustawianie położenia specjalistycznych agregatów kątowych względem osi Z o 360 stopni, dzięki czemu możliwości obróbcze maszyny znacznie się zwiększają. 
– Bardzo ważne jest to, czy centrum posiada oś C z interpolacją, czy też nie. Oś bez interpolacji pozwala bowiem na to, by wrzeciono główne obracało i pozycjonowało agregat o dowolnie zadany kąt, a następnie tak ustawiony, będący we wrzecionie głównym, agregat porusza się razem z suportem w trzech osiach (X, Y, Z) i nie ma on możliwości obrotu wokół osi Z, kiedy suport porusza się w kierunkach X, Y – mówi Michał Piłat z firmy Homag. – Jeśli chodzi o oś C z interpolacją, to ruch agregatu wokół osi Z następuje w tym samym czasie co zmiana położenia wrzeciona w kierunkach X, Y, Z. Opcja ta jest szczególnie wykorzystywana w centrach obróbczych z funkcją okleinowania krzywoliniowego – dodaje.

Elektrowrzeciono
– Centra 4-osiowe wymagają zastosowania specjalnych agregatów, przez co zapotrzebowanie na moc elektrowrzeciona wzrasta do około 11 kW, zwłaszcza w przypadku obróbki stolarki budowlanej – mówi Piotr Wojtczak, prezes firmy InterMASZ. – Zastosowanie dodatkowych agregatów powoduje wzrost całej masy jednostki obróbczej, a to z kolei ma negatywny wpływ na sztywność tradycyjnych konsolowych CNC. Dlatego w profesjonalnej produkcji stolarki budowlanej w przypadku maszyn 4-osiowych zaleca się użycie konstrukcji portalowej.

Agregaty
Do pracy z czwartą osią w centrach CNC stosowana jest szeroka gama tak zwanych kątowych głowic narzędziowych, z wyjściami dla frezów, wierteł oraz pił tarczowych. Najczęściej używanymi są głowice z jednym lub dwoma wyjściami dla frezu (frezowanie gniazd), z jednym wyjściem dla wiertła, z regulacją kąta położenia wiertła (wiercenia np. pod kątem pod zawiasy) oraz agregaty z wyjściem dla piły tarczowej.

Przeznaczenie i zastosowanie
– Czwarta oś jest w wielu zastosowaniach wręcz niezbędna, także wtedy, kiedy istnieje konieczność wykonania wiercenia lub frezowania w płaszczyźnie poziomej w kierunkach, które nie są prostopadłe do podstawowych osi X-Y, lub cięć ukośnych i pod kątem – mówi Jerzy Sarnecki z firmy Teknika.
Zastosowane w tych centrach agregaty kątowe wykorzystywane są bardzo często w produkcji stolarki budowlanej do frezowania poziomych kieszeni na zamki w drzwiach, frezowania poziomego rowka pod blachę zamka, wiercenia pod kątem 7 lub 9 stopni otworów pod zawiasy w drzwiach, frezowania poziomych otworów pod tralki w wandze schodowej, rozcinania wszelkiego rodzaju materiałów agregatem z piłą.
– Czteroosiowe CNC można polecić również producentom mebli. Zastosowanie agregatu kątowego z piłą umożliwia szybkie rozcięcie płyty meblowej pod dowolnym kątem. Nie jesteśmy wtedy ograniczeni piłą standardową, która może pracować najczęściej w dwóch prostopadłych kierunkach wzdłuż osi X i Y – mówi Piotr Wojtczak.
– Ponadto do wykonywania operacji frezowania nadmiaru obrzeża do grubości elementu oraz cyklinowania krawędzi formatek zaokleinowanych na centrach pełna oś C jest absolutnie niezbędna – dodaje Michał Piłat. – Również zastosowanie obróbki z wykorzystaniem agregatów kątowych znacznie upraszcza proces obróbczy. Dla przykładu nie ma potrzeby ukośnego pozycjonowania obrabianego elementu. Pamiętajmy o tym, że przy tego typu sposobie pozycjonowania najczęściej potrzebne są szablony, a te z kolei stosuje się wtedy, kiedy mamy obróbkę seryjną. W dzisiejszych czasach klienci najczęściej potrzebują jednak maszyny uniwersalnej do obróbki często jednostkowych elementów, zatem konstruowanie szablonów do obróbki jednostkowej jest nieuzasadnione.

Zalety
Zaletą maszyn 4-osiowych jest znaczny wzrost ich uniwersalności i zwiększenie możliwości obróbki, gdyż przy odpowiednich parametrach umożliwiają one prace zarówno przy produkcji mebli, jak również przy całej produkcji stolarki budowlanej. 
– W zależności jednak od rodzaju zastosowanego agregatu zmieniają się możliwości i zastosowanie maszyn, przy stosunkowo niewielkim wzroście kosztu ich zakupu – mówi Jerzy Sarnecki.

Wady
– Główna wada wynika z ograniczeń dotyczących głowic kątowych, gdyż ze względu na nośność uchwytu standardowych elektrowrzecion i magazynków narzędzi ciężar takiej głowicy jest ograniczony do 7-8 kg. W związku z tym głowica taka nie może przenieść na narzędzie pełnej mocy elektrowrzeciona, przez co ograniczone są długości i średnice stosowanych narzędzi – dodaje Jerzy Sarnecki.
– Wadą jest także ograniczony czas pracy zastosowanych w nich agregatów kątowych, które dla prawidłowej pracy wymagają ciągłej kontroli temperatury, gdyż znacznie się nagrzewają i mogą się przegrzać. Uniemożliwia to ciągłą pracę do ok. 15-25 minut. Agregaty kątowe mają również określoną maksymalną prędkość obrotową, co wpływa często na parametry obróbki – mówi Piotr Wojtczak.
Przy zakupie kilku agregatów kątowych warto ze względów finansowych zastanowić się nad inwestycją w maszynę 5-osiową, która pozbawiona jest wszystkich powyższych wad, a jednocześnie powiększa nam uniwersalność maszyny. 
– Także z ekonomicznego punktu widzenia przestaje być uzasadnione używanie czwartej osi w przypadku, gdy konieczne jest użycie więcej niż trzech, czterech specjalizowanych agregatów kątowych – mówi Jerzy Sarnecki.

Ireneusz Maciąg

OGŁOSZENIA | zobacz wszystkie