Kako CNC stroj radi i primjene

Sveprisutni CNC strojevi nalaze se u mnoštvu tvornica i radionica svih vrsta. Njihove divne prednosti učinile su ih gotovo neophodnim strojevima za obradu dijelova. Sada kada znate koje su to vrste strojeva, sljedeće je znati kako radi CNC stroj, kako se dijelovi obrađuju, programski jezik koji koriste, kao i najčešće primjene ovih strojeva.

Kako radi CNC stroj: CNC ili obrada s numeričkom kontrolom

Od CAD (Computer-Aided Design ili Computer Aided Design) ili CAM (Computer-Aided Manufacturing ili Computer Aided Manufacturing) dizajna, neki čitanje ili jezični kodovi s kojim će CNC stroj moći pratiti rute ili kretnje označene za obradu dijela odgovarajućim redoslijedom tako da se dobije željeni rezultat. Odnosno, tako da na kraju procesa komad bude identičan onome u računalnom dizajnu.

Drugim riječima, zahvaljujući ovim kodovima to će biti moguće pomičite glavu s radnim alatom kroz osi stroja. Naravno, alat se može razlikovati od jednog stroja do drugog, neki čak imaju glavu s 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 tokarenje, alati za zavarivanje, alati za lociranje itd.

Kontrola kretanja

CNC strojevi 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 dopuštaju rotacije (rotacijske osi se nazivaju A, B, C). Ovisno o broju osi, možete izvesti manje ili više složenu obradu. Što je više osi, to je veći stupanj slobode kretanja, pa bi mogao napraviti mnogo složenije rezbarije.

u kontrolirati kretanje Od ovih osi mogu se koristiti dvije vrste sustava koji mogu raditi pojedinačno ili zajedno:

Apsolutne vrijednosti (šifra G90): u ovom slučaju koordinate odredišne točke odnose se na početnu točku koordinata. Koriste se varijable X (mjerenje konačnog promjera) i Z (mjerenje u smjeru paralelnom s osi rotacije vretena).
Inkrementalne vrijednosti (šifra G91): u ovom drugom slučaju koordinate odredišne točke se odnose na trenutnu točku. Koriste se varijable U (radijalni razmak) i W (mjereno u smjeru paralelnom s osi rotacije vretena).

Programabilni pribor

CNC stroj se nije mogao koristiti samo s kontrolom pokreta. Dakle, strojevi mora biti programiran na druge načine. Tip CNC stroja je, zapravo, usko povezan s vrstom programabilnog pribora koji ima. Na primjer, unutar strojne obrade možete imati specifične programabilne funkcije kao što su:

automatska izmjena alata: na nekim centrima za obradu s više alata. Glava alata može se programirati za korištenje potrebnog alata u svakom slučaju bez potrebe da ga se ručno stavlja u vreteno.
Brzina vretena i aktivacija: Brzina vretena u okretajima u minuti (RPM) također se može programirati, uključujući smjer vrtnje (u smjeru kazaljke na satu ili suprotno od kazaljke na satu), kao i zaustaviti ili aktivirati.
Rashladno sredstvo: Mnogi strojevi za strojnu obradu koji rade s tvrdim materijalima, poput kamena ili metala, trebaju rashladnu tekućinu kako se ne bi pregrijali. Rashladno sredstvo se također može programirati da se uključi ili isključi tijekom radnog ciklusa.

CNC program

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

Priručnik: Unos informacija koje želite u naredbeni redak. Za to je potrebno poznavati alfanumerički kod koji je standardiziran, kao što je onaj standarda DIN 66024 i DIN 66025.
Automatski: to je trenutno najobičniji slučaj, a provodi se pomoću računala spojenog na CNC stroj. Osoba će moći modificirati podatke putem softvera, bez potrebe za poznavanjem kodova, budući da će sam program biti zadužen da ih prevede u razumljive upute za CNC stroj. To se radi putem jezika koji se zove APT, koji će se zauzvrat prevesti u binarni (nule i jedinice) tako da ga mikrokontroler CNC stroja može razumjeti i prevesti u pokrete.

Trenutno postoje i neki drugi CNC strojevi napredniji i lakši za korištenje, poput onih automatskih koje će možda trebati još manje ljudske intervencije.

Primjer CNC programa. Izvor: Researchgate

Takozvani CNC program, koji je napisan u a jezik niske razine zvan G i M (standardizirano od strane ISO 6983 i Studija utjecaja na okoliš RS274) i sastoji se od:

G kodovi: generičke upute za kretanje. Na primjer, G se može kretati naprijed, radijalno, pauzirati, kružiti itd.
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 imati slovo N. Svaki blok je numeriran, budući da se radnje obrade izvode uzastopno. Stroj će poštovati numeriranje.
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 središta luka, X, Y i Z za pomicanje sjekire itd.

sve ovisit će o vrsti stroja. Primjerice, CNC stroj za savijanje lima nije isto što i onaj za rezanje. Prvi nema vreteno i ne zahtijeva rashladnu tekućinu.

Tablica primjera koda G i M

Ako pogledate gornju tablicu, mogli bismo upotrijebi primjer blokirati objasniti što se događa. Na primjer, zamislite da imate sljedeći kod ili CNC program:

N3 G01 X12.500 Z32.000 F800

Ovaj mali isječak CNC koda govorio bi CNC stroju, nakon što se prevede u binarno, da učini sljedeće radnje:

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

APT jezik

Nadalje, prikladan jezik to je programski jezik koji će se koristiti kao međukod između prethodnog i strojnog koda (binarni kod) razumljiv za MCU. Razvio ga je Douglas T. Ross u laboratoriju MIT-a. Tada, 1956. godine, koristio se za upravljanje servomehanizmima, no sada se njegova upotreba proširila i postao je međunarodni standard za numeričko upravljanje.

Smatralo se prethodnik CAM-a, i sličan je drugim jezicima kao što je FORTRAN. Ovaj će se kod pomoću računalnog softvera pretvoriti u niz binarnih instrukcija koje će se učitati u memoriju mikrokontrolera CNC stroja kako bi ih on mogao izvršiti, generirajući električne upravljačke signale za pomicanje motora i alata.

Ovaj APT jezik može kontroliraju mnoge parametre CNC stroja:

Brzina vretena (o/min)
Uključeno ili isključeno vreteno
rotacija
planirano zaustavljanje
Rashladno sredstvo
Kretanja u svim mogućim smjerovima (XYZ i ABC)
Mjerenje vremena
ponoviti cikluse
putanje
Itd.

Naravno, oni koji upravljaju CNC strojevima ne moraju poznavati ovaj APT jezik, budući da je trenutni softver prilično intuitivan i omogućuje jednostavnu kontrolu, transparentno prevodeći APT do korisnika kako bi kreirao dio koji je dizajniran u CAD/CAM datoteku. Međutim, nikad ne škodi znati da postoji i što jest.

U današnje vrijeme moderni CNC strojevi već imaju grafička sučelja sa zaslonima osjetljivim na dodir i integriranim računalom što uvelike olakšava njegovu upotrebu. Izuzetno su intuitivni i ne treba im puno učenja. Putem olovke ili USB memorije omogućit će vam da učitate dizajn djela, tako da se može dizajnirati na drugom neovisnom računalu.

CNC kontroler

El cnc-kontroler Ona će biti zadužena za interpretaciju CNC programa, njegovih naredbi u sekvencijalnim redoslijedom, te će između ostalog provoditi potrebne pokrete i funkcije.

CAM / CAD program

Un CAD ili CAM softver Koristit će se za izradu dizajna ili modela onoga što se namjerava proizvoditi. Trenutni softver već omogućuje automatski prelazak s ove vrste formata na CNC program.

DNC sustav

Kao DNC (izravna numerička kontrola), je pojam koji se odnosi na računalo povezano mrežom s jednim ili više CNC strojeva. Na taj se način CNC program može prenijeti na strojeve, bilo putem Ehterneta, bilo klasičnijim i rudimentarnim portovima kao što su RS-232C serijski portovi, koji se još uvijek koriste u mnogim industrijskim strojevima.

Primjena CNC strojeva

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

Slobodno vrijeme (uradi sam i proizvođači)

Mnogi proizvođači imaju mali CNC strojevi raznih vrsta kod kuće napraviti neke DIY projekte. Također ga mogu koristiti pojedinci za obavljanje određenih zadataka od kuće:

Napravite komade nakita.
Strojna obrada materijala za izradu dijelova ili komponenti.
Izradite dijelove za popravak 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 tvornicama, također se vrlo često mogu vidjeti CNC strojevi, kako za stolare, tako i za popravke, proizvodnju dijelova, tekstilnu industriju, zrakoplovni sektor, dekoraciju, izradu ormara itd. Na primjer:

Lasersko rezanje lima.
Plazma zavarivanje.
Pick & Place ili za postavljanje dijelova ili komponenti točno na njihovo mjesto sastavljanja.
Savijanje šipki, cijevi, ploča…
Bušenje.
Tokarenje ili glodanje drva.
Izrada dijelova po mjeri.
Modeliranje ili aditivna proizvodnja.
Izrada implantata ili proteza za medicinsku upotrebu.
Gravure.
Itd.

elektronička industrija

Posebno treba spomenuti CNC strojeve koji su se također koristili u tako konkurentnom i naprednom sektoru kao što je industrija elektronike i poluvodiča. Ovi strojevi mogu obavljati veliki broj zadataka, kao što su:

Rezanje poluvodičkih pločica.
Proizvodnja hladnjaka od bakrenih ili aluminijskih blokova.
Izrada kućišta/struktura za računala, televizore, mobitele itd.
Pick & Place za postavljanje komponenti za površinsku montažu na PCB ploču na mjesto za naknadno lemljenje.
Zavarivanje.
Lasersko graviranje robnih marki i logotipa.
Za oblikovanje leća.
Itd.

Hardwarelibre