CNC mašine: vodič za numeričko upravljanje

u CNC mašine su napale mnoge industrijske sektore i radionice svih vrsta, a u posljednje vrijeme iu jednoj od svojih najperspektivnijih varijanti: 3D štampači. Zahvaljujući njemu, materijali se mogu obrađivati na više načina, sa apsolutnom preciznošću, brzo i sa rezultatima koje je teško postići ručnim postupcima. Ovo su samo neke od prednosti ovih sistema koje ćemo ovdje opisati.

Šta je CNC

CNC (kompjuterizovana numerička kontrola) ili kompjuterska numerička kontrola na engleskom, To je široko rasprostranjen sistem u inženjeringu za obradu materijala i dijelova uz minimalnu ljudsku intervenciju. CNC tehnika proizlazi iz numeričke kontrole, automatizovanog sistema za alatne mašine kojima se upravlja pomoću komandi preko ručnih točkića ili poluga. Međutim, ove mašine su evoluirale i sada omogućavaju njihovu kontrolu putem softvera i računara kako bi se dalje automatizovao proces i ponudio bolje performanse.

Rad ovih CNC sistema je prilično jednostavan za razumevanje. Zasniva se na mašinskoj obradi dijela upotrebom koordinate koje će odrediti kretanje alata (rezanje, bušenje, glodanje, zavarivanje...). Slično radu 3D štampača, koji se takođe može shvatiti kao CNC mašina, samo što umesto mašinske obrade, ono što radi je dodavanje slojeva materijala za izradu dela.

I baš kao 3D štampači, možete imati više osa, npr X, Y i Z, koji može izvesti uzdužne, vertikalne i poprečne pomake. Kroz neke servomotori i / ili koračni motori, alat će se pomeriti na tačnu tačku naznačenu kompjuterskim softverom, a obrada će se izvršiti brzo i sa najvećom preciznošću.

Prije pronalaska CNC-a, potrebna je radna snaga za ručno rukovanje alatima, ali mogući kvarovi koje su mogli učiniti utjecali su na kvalitetu, ponovljivost, troškove i smanjenu proizvodnju. Na primjer, zamislite zaposlenika u radnji aluminijuma koji želi da izbuši okvire za prozor. Ovaj zadatak zahtijeva da:

Operater preuzima komad.
Stavi na radni sto.
Stavite odgovarajući bit u bušilicu.
I bušiti.

Ovo napraviti jednu rupu nije problem, ali zamislite da ih je potrebno napraviti stotine ili hiljade da bi se održala značajna proizvodnja i to u najkraćem mogućem roku, uz to da su sve rupe iste. U tom slučaju radna snaga nije adekvatna, a eto gdje cnc mašine donio je velika poboljšanja u industriji. U ovom slučaju, koraci bi bili:

Uvjerite se da je mašina napajana materijalom (ponekad čak mogu imati i automatsko ubacivanje).
Započnite ga potrebnim programiranjem (možda će biti potrebno samo jednom i naznačite broj ponavljanja).
A ona će biti zadužena da precizno napravi perforacije i da ih ponavlja koliko god je potrebno, bez potrebe da operater interveniše.

Takođe, može raditi brže od operatera i ne umara se, tako da su sve prednosti za industriju ili radionicu.

Šta su CNC mašine i kako rade?

Una CNC mašina je vrsta mašinske mašine kojom upravlja kompjuterska numerička kontrola.. Na taj način se postiže automatizacija procesa uspostavljanjem preciznih koordinata za rezanje, zavarivanje, glodanje, kalupljenje, brušenje, postavljanje dijelova i sl., svih vrsta materijala, od mekih poput polimera, pjene, medijapana, drva, pa čak i tvrđe kao što su mermer, metal, kamenje itd.

Isto tako, CNC mašine omogućavaju sofisticirani sistem povratne informacije koje se stalno prate i prilagođavaju brzina i položaj alata koji se koriste za mašinsku obradu, bez potrebe za tako čestim ručnim održavanjem. Čak i neki napredniji imaju inteligentne sisteme za otkrivanje problema, kontrolu kvaliteta rada ili dela itd., ili međusobno povezane ako je u pitanju industrija 4.0.

Važno je napomenuti da neke CNC mašine rade drugačije:

kontrola od tačke do tačke: U ovoj vrsti CNC mašina, početna i krajnja tačka svake putanje će biti uspostavljena.
paraksijalna kontrola: u njima je moguće kontrolisati brzinu kretanja komada.
interpolirati kontrolu: vrše obradu na bilo koji način paralelno sa svojim osama.

Iako ovo nisu vrste cnc mašinaO tome ćemo detaljnije govoriti u budućim objavama.

historia

Prva obrada koja je počela da se radi bila je potpuno ručna, koristeći razne vrste rudimentarnih alata koji su napredovali malo po malo. Od ranog XNUMX. vijeka, industrija je napravila veliki iskorak prema motornim mašinama na pogon kako bi se uštedio ručni napor, povećala produktivnost i efikasnost.

Ove mašine još nisu imale značajniji rast radna snaga, što je i dalje bilo veoma važno. To je podrazumijevalo da proizvodnja dijela traje duže, da ima veće troškove i niže profitne marže, a dobiveni kvalitet i preciznost nisu bili homogeni u svim proizvedenim dijelovima.

U 40-ih i 50-ih, Numeričke kontrolne mašine počinju da se razvijaju u Sjedinjenim Državama. John T. Parsons, inženjer u to vrijeme, modificirao je glodalicu u to vrijeme tako da se može kontrolirati unosom s bušenih kartica, preteča današnje memorije i softvera. Na ovaj način mašine su dobijale informacije o tačnim pokretima koje su morale da naprave da bi obradile deo i nije im bila potrebna tolika ljudska intervencija za aktiviranje poluga, volana itd.

Ta Parsonsova mašina bi postala jedna od njih prethodnici današnjih CNC mašina moderno. Ali to je i dalje bila vrlo rudimentarna glodalica sa elektronskim analognim kontrolnim sistemom koji koristi vakuum ventile. Ovi sistemi su postali popularniji i napredniji sa sazrevanjem čvrste i digitalne elektronike. Od vakumskih cijevi do tranzistora, od tranzistora do tiskanih kola i zatim do integriranih kola, sve dok mikrokontroleri (MCU) nisu postali dovoljno jeftini da se široko koriste.

Tada su rođene CNC mašine sa inteligentnijim i programabilnijim sistemima, kako bi mogli da variraju vrednosti obrade po želji. U 70-ih Stigle bi CNC mašine koje danas poznajemo, kojima bi upravljao kompjuter. Zahvaljujući ovoj drugoj velikoj prekretnici, bilo je moguće intuitivnije kontrolirati cijeli proces iz softvera, programirati različite programe da ih koriste po želji, brzo mijenjati parametre itd.

U naše dane, s razvojem oblaka, i IoT-a (Internet of Things), odnosno Interneta stvari, moguće je povezati mnoštvo uređaja na oblak i da oni mogu komunicirati na inteligentniji način sa svakim drugo, ustupajući mjesto a Industrija 4.0, u kojem će CNC mašine moći značajno da unaprede svoje mogućnosti. Na primjer, mogli bi komunicirati jedni s drugima u proizvodnom lancu tako da ako bilo koja mašina ili faza pretrpi kašnjenje ili problem, sljedeće mašine mogu biti isključene dok čekaju da uštede energiju, ili mogu odrediti potražnju za prilagođavanje nivoa proizvodnje, itd.

Od čega je napravljena CNC mašina?

Kada je riječ o detaljima dijelovi ili komponente CNC mašine, mogu se navesti sljedeći bitni elementi:

Ulazni uređaj

Poznato je kao ulazni uređaj od CNC mašine do sistema koji se koristi za učitavanje ili modifikovanje podataka za proces obrade. Na primjer, to može biti kontrolna ploča, ekran osjetljiv na dodir itd. Odnosno, interfejs koji omogućava operateru mašine da aktivira i kontroliše mašinu.

Upravljačka jedinica ili kontroler

To je digitalni elektronski sistem koja će biti zadužena za interpretaciju unesenih podataka i generiranje niza kontrolnih signala za kontrolu kretanja servomotora za pomicanje radne glave kroz osovine i alata tako da rade tačno ono što program unese od strane korisnika .

Alat

La Alat To je jedna od najbitnijih komponenti, budući da je ona koja zapravo vrši obradu, ona koja je u kontaktu sa komadom koji se obrađuje. To može biti glava s više alata, koja može obavljati nekoliko različitih zadataka, ili također pojedinačni fiksni ili izmjenjivi alati. Na primjer: burgija, rezač, glodalica, vrh za zavarivanje, itd.

Osim toga, važno je napomenuti da mogu postojati različite vrste CNC mašina u smislu njihovog tip i broj osovina:

3 ose: su najčešći, sa osom X, Y i Z.
4 osi: poput nekih rutera ili CNC rutera koji dodaju A os na prethodne tri. Ovo omogućava da se vreteno pomera s lijeva na desno kako bi istovremeno obrađivalo tri površine, što je u mogućnosti da gravira ravno ili u 3D. Idealni su za rezbarenje drveta, metala, složenih šara itd.
rotirajuća osovina- Ima rotirajuće vreteno za alat, što vam omogućava da istovremeno obrađujete četiri površine. Ove vrste mašina se koriste za obradu cilindričnih delova, drvenih statua, složenih metalnih elemenata itd.

Sistem pričvršćivanja ili potpore

To je mjesto gdje je komad usidren kako bi se izvršio proces obrade bez pomicanja. U zavisnosti od sistema, može biti različitih tipova, sa ili bez ankera. Osim toga, nekima su potrebni dodaci, kao što su sistemi za sakupljanje prašine ili rezanje vodenim mlazom, što bi zahtijevalo rezervoar za vodu ili rezervoar za prikupljanje i raspršivanje sile mlaza kada prođe kroz dio.

Ovi sistemi se često nazivaju takođe krevet ili sto. Mnogi od njih su obično napravljeni od materijala kao što je aluminijum, kada se delovi moraju pričvrstiti za sto, za obradu cilindara ili složenih oblika. Umjesto toga, vakuumski krevet ili sto će usisati dio bez stezanja, omogućavajući veći stepen preciznosti, manje miješanja tokom upotrebe i veći stepen slobode.

Uređaji za povratnu informaciju (servomotori)

Postoje samo ove vrste uređaja. povratne informacije o CNC mašinama koji koriste servo motore. U ostalima to nije potrebno.

monitor

Pored svega navedenog, može postojati i a informacioni ili sistem za praćenje samog procesa obrade. To može biti preko istog interfejsa iz kojeg radi ili nezavisno.

Ostali dijelovi

Pored navedenog, treba napomenuti dva bitna elementa plus:

Motori: su uređaji koji pomiču ili aktiviraju alat za obradu prema podacima primljenim od upravljačke jedinice.
- Servo: toleriše velike brzine, tako da možete rezati, bušiti itd. Idealno za tih, stabilan rad i za zamršene uzorke.
- steper: Ovi koračni motori imaju nižu cijenu, ali se koriste za jednostavnije graviranje ili kretanje. Lako ih je kontrolisati, pouzdani su i vrlo precizni, što ih čini prikladnim tamo gdje je potrebna maksimalna preciznost.
vreteno: Ovaj element CNC mašine može imati dva tipa mogućeg sistema hlađenja ili hlađenja:
- Zrakom: Hlade se jednostavno pomoću ventilatora koji hladi vreteno, a jeftiniji su, lakši za održavanje i upotrebu.
- Vodom: Za hlađenje koriste vodu. Skuplji je, složeniji i težak za održavanje, ali općenito traje duže, efikasniji je i tiši.

Hardwarelibre