Kuidas CNC-masin töötab ja rakendused

Üldlevinud CNC-masinad on paljudes tehastes ja igasugustes töökodades. Nende suurepäraste eeliste tõttu on need osade töötlemisel peaaegu hädavajalikud. Nüüd, kui teate, millised on seda tüüpi masinad, on järgmine tead, kuidas CNC-masin töötab, kuidas osasid töödeldakse, millist programmeerimiskeelt nad kasutavad, aga ka nende masinate levinumaid rakendusi.

Kuidas CNC-masin töötab: CNC- või arvjuhtimistöötlus

Alates CAD-i (arvutipõhise disaini või arvutipõhise disaini) või CAM-i (arvutiga toetatud tootmine või arvutipõhine tootmine) disainilahendustest on mõned lugemine või keelekoodid millega CNC-pink suudab järgida detaili töötlemiseks märgitud marsruute või liikumisi sobivas järjekorras nii, et saadakse soovitud tulemus. See tähendab, et protsessi lõpus on osa arvutikujundusega identne.

See tähendab, et tänu nendele koodidele on see võimalik liigutage pead töövahendiga läbi masina telgede. Muidugi võib tööriist masinate lõikes olla erinev, mõnel on isegi mitmest tööriistapeast koosnev pea, millega saab mitut vahetada ja pakkuda suuremat tööpaindlikkust. Näiteks võivad olla lõikeriistad, puurimistööriistad, frees- või treiriistad, keevitustööriistad, asukoha määramise tööriistad jne.

Liikumise juhtimine

CNC masinatel on kaks või enam programmeeritavat aadressi (telge). Üldiselt on neid 3 (X, Y, Z), kuigi mõnikord võib neil olla rohkem, nagu nägime eelmises artiklis, lisaks pöörlemise lubamisele (pöördteljed nimetatakse A, B, C). Sõltuvalt telgede arvust saate teha rohkem või vähem keerulisi töötlusi. Mida rohkem telgi, seda suurem on liikumisvabadus, nii et see võib teha palju keerukamaid nikerdusi.

et kontrolli liikumist Nendest telgedest saab kasutada kahte tüüpi süsteeme, mis võivad töötada eraldi või koos:

Absoluutväärtused (kood G90): sel juhul viidatakse sihtpunkti koordinaatidele koordinaatide lähtepunktile. Kasutatakse muutujaid X (lõpliku läbimõõdu mõõtmine) ja Z (mõõtmine spindli pöörlemisteljega paralleelses suunas).
Lisaväärtused (kood G91): muul juhul suunatakse sihtpunkti koordinaadid praegusele punktile. Kasutatakse muutujaid U (radiaalne kaugus) ja W (mõõdetuna spindli pöörlemisteljega paralleelses suunas).

Programmeeritavad tarvikud

Ainult liikumisjuhtimisega ei saanud CNC-masinat kasutada. Seetõttu masinad tuleb programmeerida muul viisil. CNC-masina tüüp on tegelikult tihedalt seotud selle programmeeritavate tarvikute tüübiga. Näiteks võib töötluses kasutada spetsiifilisi programmeeritavaid funktsioone, näiteks:

automaatne tööriistavahetus: mõnel mitme tööriistaga töötluskeskustel. Tööriistapead saab programmeerida kasutama igal juhul vajalikku tööriista, ilma et peaks seda käsitsi spindlisse panema.
Spindli kiirus ja aktiveerimine: Programmeerida saab ka spindli kiirust pööretes minutis (RPM), sealhulgas pöörlemissuunda (päripäeva või vastupäeva), samuti peatada või aktiveerida.
Külmutusagens: Paljud töötlemismasinad, mis töötavad kõvade materjalidega, nagu kivi või metall, vajavad jahutusvedelikku, et need üle ei kuumeneks. Jahutusvedeliku saab programmeerida ka töötsükli ajal sisse või välja lülituma.

CNC programm

CNC-masinaid saab programmeerida, nagu on nähtud, kuid nad teevad seda erinevaid meetodeid mida peaksite teadma, kui töötate ühega neist:

Käsitsi: soovitud teabe sisestamine käsureale. Selleks peate teadma standardiseeritud tähtnumbrilist koodi, näiteks DIN 66024 ja DIN 66025 koodi.
Automaatne: see on tänapäeval kõige tavalisem juhtum ja seda tehakse CNC-masinaga ühendatud arvuti abil. Inimene saab andmeid tarkvara kaudu muuta, ilma et oleks vaja koode teada, kuna programm ise vastutab nende tõlkimise eest CNC-masina jaoks arusaadavateks juhisteks. Seda tehakse APT-nimelise keele kaudu, mis omakorda tõlgitakse kahendkoodiks (nullid ja ühed), et CNC-masina mikrokontroller saaks sellest aru ja liigutusteks tõlkida.

Praegu on ka mõned teised CNC-masinad arenenum ja lihtsam kasutada, nagu automaatsed, mis võivad vajada veelgi vähem inimese sekkumist.

CNC programmi näide. Allikas: Researchgate

Nn CNC programm, mis on kirjutatud a madalatasemeline keel, mida nimetatakse G ja M (standardis ISO 6983 seal EIA RS274) ja koosneb:

G-koodid: üldised liikumisjuhised. Näiteks G saab liikuda edasi, liikuda radiaalselt, teha pausi, tsüklit teha jne.
M-koodid: mis ei vasta liigutustele ega muule. M-i näited võivad olla spindli käivitamine või seiskamine, tööriista vahetamine, jahutusvedeliku pealekandmine jne.
N: programm on jagatud faasideks või käskude plokkideks, mille pealkirjaks on täht N. Iga plokk on nummerdatud, kuna töötlustoimingud sooritatakse järjestikku. Masin järgib numeratsiooni.
Muutujad või aadressid: kood sisaldab ka seda tüüpi väärtusi, nagu F ettenihke jaoks, S spindli kiiruse jaoks, T tööriista valimiseks, I, J ja K kaare keskpunkti asukoha määramiseks, X, Y ja Z kaare liikumise jaoks. kirved jne.

Kõik oleneb masina tüübist. Näiteks lehtmetalli painutamiseks mõeldud CNC-masin ei ole sama, mis lõikamiseks. Esimesel pole spindlit ja see ei vaja jahutusvedelikku.

G- ja M-koodi näidete tabel

Kui vaatate ülaltoodud tabelit, siis võiksime kasuta näidet blokk, et selgitada, mis juhtub. Näiteks kujutage ette, et teil on järgmine kood või CNC-programm:

N3 G01 X12.500 32.000 Z800 XNUMX FXNUMX

See väike CNC koodijupp ütleb CNC-masinale, kui see on tõlgitud kahendkoodiks, tegema järgmised toimingud:

N3 näitab, et see on kolmas täidetav plokk. Seetõttu oleks kaks eelmist plokki.
G01: sooritage lineaarne liikumine.
X12.500: liiguks piki X-telge 12.5 mm.
Z32.000: liiguks mööda Z-telge 32 mm. Sel juhul Y-s liikumist ei toimuks.
F800: Etteanne tehakse kiirusega 800 mm/min.

APT keel

Lisaks tabav keel see on programmeerimiskeel, mida hakatakse kasutama vahekoodina eelmise ja MCU-le arusaadava masinkoodi (binaarkoodi) vahel. Selle töötas välja MIT laboris Douglas T. Ross. Siis, 1956. aastal, kasutati seda servomehhanismide juhtimiseks, kuid nüüdseks on selle kasutamine levinud ja sellest on saanud rahvusvaheline arvjuhtimise standard.

Seda peeti CAM-i eelkäija, ja on sarnane teiste keeltega, nagu FORTRAN. Arvutitarkvara muudab selle koodi kahendkäskude seeriaks, mis laaditakse CNC-masina mikrokontrolleri mällu, et see saaks neid täita, genereerides mootorite ja tööriistade liigutamiseks elektrilisi juhtsignaale.

See APT keel suudab juhtida paljusid parameetreid CNC masinast:

Spindli kiirus (RPM)
Spindl sisse või välja
Pööramine
planeeritud peatus
Külmkapp
Liikumine kõigis võimalikes suundades (XYZ ja ABC)
Ajastus
korrata tsükleid
trajektoorid
Jne

Loomulikult ei pea need, kes kasutavad CNC masinaid, seda APT keelt oskama, kuna praegune tarkvara on üsna intuitiivne ja võimaldab lihtsat juhtimist, tõlkides APT kasutajale läbipaistvalt, et luua just nimelt CAD/CAM-faili. Siiski pole kunagi valus teada, et see on olemas ja mis see on.

Tänapäeval on kaasaegsetel CNC masinatel juba olemas graafilised liidesed puuteekraanide ja integreeritud arvutiga, mis hõlbustab oluliselt selle kasutamist. Need on äärmiselt intuitiivsed ega vaja palju õppimist. Pliiatsi draivi või USB-mäluseadme kaudu võimaldavad need laadida teose kujundust, nii et seda saab kujundada mõnes teises sõltumatus arvutis.

CNC kontroller

El cnc-kontroller See on see, kes vastutab CNC-programmi ja selle käskude järjestikuses järjestuses tõlgendamise eest ning teeb muuhulgas vajalikke liigutusi ja funktsioone.

CAM / CAD programm

Un CAD või CAM tarkvara Seda kasutatakse tootatava kujunduse või mudeli loomiseks. Praegune tarkvara võimaldab juba automaatselt seda tüüpi vormingutelt CNC programmile üle minna.

DNC süsteem

Mis puutub DNC (otsene arvjuhtimine), on termin, mis viitab arvutile, mis on võrgu kaudu ühendatud ühe või mitme CNC-masinaga. Nii saab CNC programmi masinatele üle kanda kas Ehterneti või klassikalisemate ja algelisemate portide kaudu nagu RS-232C jadapordid, mida kasutatakse siiani paljudes tööstuslikes masinates.

CNC-masinate rakendused

cnc masinad neil on rohkem rakendusi, kui ette kujutate. Suur osa tööstusest ja töökodadest, alates väikseimast kuni suurimani, sõltuvad ühest või mitmest sellisest meeskonnast. Neid saab isegi kodus kasutada teatud tegijatööde jaoks.

Vaba aeg (DIY ja tegijad)

Paljudel tegijatel on erinevat tüüpi väikesed CNC-masinad kodus teha mõned isetegemise projektid. Seda saavad kasutada ka üksikisikud teatud ülesannete täitmiseks kodus:

Valmistage ehteid.
Materjalide töötlemine osade või komponentide loomiseks.
Looge osi sõidukite või muud tüüpi seadmete parandamiseks, kui varuosi enam ei müüda.
Tehke kunstiteoseid või graveeringuid.

Töökojad ja töötlev tööstus

Muidugi professionaalses sektoris, nii töökodades kui tehastes, samuti on väga levinud näha CNC-pinke, nii puuseppade, remonditöökodade, osade valmistamise, tekstiilitööstuse, lennundussektori, dekoratsiooni, kappide valmistamise jne jaoks. Näiteks:

Lehtmetalli laserlõikus.
Plasma keevitamine.
Pick & Place või osade või komponentide paigutamiseks otse nende montaažikohta.
Varraste, torude, plaatide painutamine…
Puurimine.
Puidu treimine või freesimine.
Eritellimusel osade valmistamine.
Modelleerimine või lisandite tootmine.
Meditsiiniliseks kasutamiseks mõeldud implantaatide või proteeside valmistamine.
Graveeringud.
Jne

elektroonikatööstus

Eraldi äramärkimist väärivad CNC-masinad, mida on kasutatud ka sellises konkurentsivõimelises ja arenenud sektoris nagu praegu elektroonika- ja pooljuhtidetööstus. Need masinad suudavad täita paljusid ülesandeid, näiteks:

Pooljuhtvahvlite lõikamine.
Jahutusradiaatorite tootmine vask- või alumiiniumplokkidest.
Arvutitele, televiisoritele, mobiiltelefonidele jne korpuste/konstruktsioonide loomine.
Pick & Place pindpaigalduskomponentide paigutamiseks PCB-plaadile järgnevaks jootmiseks.
Keevitamine.
Brändide ja logode lasergraveerimine.
Objektiivide vormimiseks.
Jne

Hardwarelibre