Kako CNC mašina radi i primjene

Sveprisutne CNC mašine nalaze se u mnoštvu fabrika i radionica svih vrsta. Njihove divne prednosti učinile su ih gotovo neophodnim mašinama za mašinsku obradu delova. Sada kada znate koje su ove vrste mašina, sljedeće je znati kako radi CNC mašina, kako se delovi obrađuju, programski jezik koji koriste, kao i najčešće primene ovih mašina.

Kako radi CNC mašina: CNC ili obrada numeričkom kontrolom

Od CAD (Computer-Aided Design ili Computer Aided Design) ili CAM (Computer-Aided Manufacturing ili Computer Aided Manufacturing) dizajna, neki čitanje ili kodovi jezika sa kojim će CNC mašina moći da prati rute ili kretanja označene za obradu dela odgovarajućim redosledom tako da se dobije željeni rezultat. Odnosno, tako da na kraju procesa deo bude identičan onom u kompjuterskom dizajnu.

Drugim riječima, zahvaljujući ovim kodovima to će biti moguće pomerajte glavu sa radnim alatom kroz osovine mašine. Naravno, alat se može razlikovati od jedne mašine do druge, neki čak imaju glavu sa više alata za promjenu između nekoliko i nude veću fleksibilnost rada. Na primjer, mogu postojati alati za rezanje, alati za bušenje, alati za glodanje ili struganje, alati za zavarivanje, alati za lociranje itd.

Kontrola kretanja

CNC mašine imaju dvije ili više programabilnih adresa (osi). Općenito ih ima 3 (X, Y, Z), iako ponekad mogu imati i više kao što smo vidjeli u prethodnom članku, osim što dozvoljavaju rotacije (rotacijske ose se zovu A, B, C). Ovisno o broju osi, možete izvoditi manje ili više složenu obradu. Što je više osi, to je veći stepen slobode kretanja, pa bi mogao napraviti mnogo složenije rezbarije.

para kontrolirati kretanje Od ovih osa mogu se koristiti dvije vrste sistema koji mogu raditi pojedinačno ili zajedno:

Apsolutne vrijednosti (šifra G90): u ovom slučaju koordinate odredišne tačke se odnose na početnu tačku koordinata. Koriste se varijable X (mjerenje konačnog prečnika) i Z (mjerenje u smjeru paralelnom s osi rotacije vretena).
Inkrementalne vrijednosti (šifra G91): u ovom drugom slučaju koordinate odredišne tačke se odnose na trenutnu tačku. Koriste se varijable U (radijalno rastojanje) i W (mjereno u smjeru paralelnom s osi rotacije vretena).

Programabilni pribor

Samo sa kontrolom pokreta CNC mašina se ne može koristiti. Dakle, mašine mora biti programiran na druge načine. Tip CNC mašine je, u stvari, usko povezan sa vrstom programabilnog pribora koji ima. Na primjer, unutar strojne obrade možete imati specifične programabilne funkcije kao što su:

automatska promena alata: na nekim obradnim centrima s više alata. Glava alata se može programirati da koristi potreban alat u svakom slučaju bez potrebe da se ručno stavlja u vreteno.
Brzina vretena i aktivacija: Brzina vretena u okretajima u minuti (RPM) također se može programirati, uključujući smjer rotacije (kazaljke na satu ili suprotno od kazaljke na satu), kao i zaustaviti ili aktivirati.
Rashladno sredstvo: Mnogim mašinama za mašinsku obradu koje rade sa tvrdim materijalima, kao što su kamen ili metal, potrebna je rashladna tečnost kako se ne bi pregrejale. Rashladna tečnost se takođe može programirati da se uključi ili isključi tokom radnog ciklusa.

CNC program

CNC mašine se mogu programirati, kao što smo videli, ali to rade različite metode koje trebate znati kada radite s jednim od njih:

priručnik: Unos informacija koje želite u komandnoj liniji. Da biste to učinili, potrebno je poznavati alfanumerički kod koji je standardiziran, kao što je onaj standarda DIN 66024 i DIN 66025.
Automatski: to je trenutno najobičniji slučaj, a izvodi se pomoću kompjutera povezanog sa CNC mašinom. Osoba će moći modificirati podatke putem softvera, bez potrebe za poznavanjem kodova, jer će sam program biti zadužen da ih prevede u razumljiva uputstva za CNC mašinu. Ovo se radi kroz jezik koji se zove APT, koji će zauzvrat biti preveden u binarni (nule i jedinice) tako da ga mikrokontroler CNC mašine može razumjeti i prevesti u pokrete.

Trenutno postoje i neke druge CNC mašine napredniji i lakši za upotrebu, poput automatskih za koje će možda trebati još manje ljudske intervencije.

Primjer CNC programa. Izvor: Researchgate

Takozvani CNC program, koji je napisan u a jezik niskog nivoa koji se zove G i M (standardizovano od strane ISO 6983 i EIA RS274) i sastoji se od:

G kodovi: generičke upute za kretanje. Na primjer, G se može kretati naprijed, kretati se radijalno, pauzirati, kružiti i tako dalje.
M-kodovi: koji ne odgovaraju pokretima ili razno. Primjeri M mogu biti pokretanje ili zaustavljanje vretena, promjena alata, nanošenje rashladne tekućine itd.
N: program je podijeljen na faze ili blokove instrukcija koje će biti na čelu sa slovom N. Svaki blok je numerisan, jer se radnje obrade izvode uzastopno. Mašina će poštovati numerisanje.
Varijable ili adrese: Kod također sadrži ove vrste vrijednosti, kao što su F za brzinu pomaka, S za brzinu vretena, T za odabir alata, I, J i K za lociranje centra luka, X, Y i Z za kretanje sjekire itd.

todo zavisiće od tipa mašine. Na primjer, CNC mašina za savijanje lima nije isto što i mašina za rezanje. Prvi nema vreteno i ne zahteva rashladnu tečnost.

Tablica primjera G i M kodova

Ako pogledate gornju tabelu, mogli bismo koristite primjer blok da objasni šta se dešava. Na primjer, zamislite da imate sljedeći kod ili CNC program:

N3 G01 X12.500 Z32.000 F800

Ovaj mali isječak CNC koda bi govorio CNC mašini, nakon što se prevede u binarni, da uradi sledeće radnje:

N3 označava da je to treći blok koji treba izvršiti. Dakle, postojala bi dva prethodna bloka.
G01: izvoditi linearni pokret.
X12.500: pomerio bi se 12.5 mm duž X ose.
Z32.000: kretao bi se 32 mm duž ose Z. U ovom slučaju ne bi bilo pomaka u Y.
F800: Dodavanje se vrši brzinom od 800 mm/min.

APT jezik

Sa druge strane, prikladan jezik to je programski jezik koji će se koristiti kao međukod između prethodnog i mašinskog koda (binarni kod) razumljiv za MCU. Razvio ga je Douglas T. Ross u laboratoriji MIT-a. Tada, 1956. godine, korišćen je za upravljanje servomehanizmima, ali se njegova upotreba sada proširila i postao je međunarodni standard za numeričko upravljanje.

Smatralo se prethodnik CAM-a, i sličan je drugim jezicima kao što je FORTRAN. Ovaj kod će biti transformiran kompjuterskim softverom u niz binarnih instrukcija koje će biti učitane u memoriju mikrokontrolera CNC mašine kako bi ih mogao izvršiti, generirajući električne upravljačke signale za pomicanje motora i alata.

Ovaj APT jezik može kontroliraju mnoge parametre CNC mašine:

Brzina vretena (o/min)
Uključeno ili isključeno vreteno
Rotacija
planirano zaustavljanje
Rashladno sredstvo
Kretanja u svim mogućim smjerovima (XYZ i ABC)
Timing
ponovite cikluse
trajektorije
Itd

Naravno, oni koji rukuju CNC mašinama ne moraju da poznaju ovaj APT jezik, jer je trenutni softver prilično intuitivan i omogućava laku kontrolu, transparentno prevodeći APT do korisnika da kreira deo koji je dizajniran u CAD/CAM datoteku. Međutim, nikad ne škodi saznanje da postoji i šta je.

Danas moderne CNC mašine već imaju grafički interfejsi sa ekranima osetljivim na dodir i integrisanim računarom što uvelike olakšava njegovu upotrebu. Izuzetno su intuitivni i ne treba im puno učenja. Preko olovke ili USB memorije, oni će vam omogućiti da učitate dizajn komada, tako da se može dizajnirati na drugom nezavisnom računaru.

CNC kontroler

El cnc kontroler Ona će biti zadužena za interpretaciju CNC programa, njegovih komandi u sekvencijalnom redoslijedu, te će između ostalog izvoditi potrebne pokrete i funkcije.

CAM / CAD program

Un CAD ili CAM softver Koristit će se za kreiranje dizajna ili modela onoga što je namijenjeno za proizvodnju. Trenutni softver već omogućava automatski prelazak sa ove vrste formata na CNC program.

DNC sistem

Što se tiče DNC (direktna numerička kontrola), je termin koji se odnosi na računar povezan mrežom na jednu ili više CNC mašina. Na ovaj način, CNC program se može prenijeti na mašine, bilo putem Ehterneta, bilo klasičnijim i rudimentarnim portovima kao što su RS-232C serijski portovi, koji se još uvijek koriste u mnogim industrijskim mašinama.

Primene CNC mašina

cnc mašine imaju više aplikacija nego što možete zamisliti. Veliki dio industrije i radionica, od najmanjih do najvećih, ovisi o jednom ili više ovih timova. Mogu se čak koristiti i kod kuće za određene DIY poslove za proizvođače.

Slobodno vrijeme (uradi sam i proizvođači)

Mnogi proizvođači imaju male CNC mašine raznih vrsta kod kuće da napravim neke DIY projekte. Također ga mogu koristiti pojedinci za obavljanje određenih zadataka od kuće:

Napravite komade nakita.
Obrada materijala za izradu dijelova ili komponenti.
Kreirajte dijelove za popravku vozila ili druge vrste opreme kada se rezervni dijelovi više ne prodaju.
Napravite umjetnička djela ili gravure.

Radionice i prerađivačka industrija

Naravno, u profesionalnom sektoru, kako u radionicama tako i u fabrikama, vrlo je česta i pojava CNC mašina, kako za stolare, tako i za popravke, proizvodnju delova, tekstilnu industriju, vazduhoplovstvo, dekoraciju, stočarstvo itd. Na primjer:

Lasersko rezanje lima.
Plazma zavarivanje.
Pick & Place, ili da postavite dijelove ili komponente pravo na mjesto sastavljanja.
Savijanje šipki, cijevi, ploča…
Bušenje.
Tokarenje ili glodanje drveta.
Izrada delova po meri.
Modeliranje ili aditivna proizvodnja.
Izrada implantata ili proteza za medicinsku upotrebu.
Gravure.
Itd

elektronska industrija

Poseban spomen zaslužuju CNC mašine koje su takođe korišćene u tako konkurentnom i naprednom sektoru kao što je industrije elektronike i poluprovodnika. Ove mašine mogu obavljati veliki broj zadataka, kao što su:

Rezanje poluprovodničkih pločica.
Proizvodnja hladnjaka od bakarnih ili aluminijskih blokova.
Izrada kućišta/struktura za računare, televizore, mobilne, itd.
Pick & Place za postavljanje komponenti za površinsku montažu na PCB ploču za naknadno lemljenje.
Zavarivanje.
Lasersko graviranje brendova i logotipa.
Za oblikovanje sočiva.
Itd

Hardwarelibre