CNC gépek: útmutató a numerikus vezérléshez

az A CNC gépek számos ipari ágazatot és mindenféle műhelyt megszálltak, és mostanában az egyik legígéretesebb változatában is: 3D nyomtatók. Ennek köszönhetően az anyagok többféleképpen, abszolút precizitással, gyorsan és kézi eljárásokkal nehezen elérhető eredménnyel dolgozhatók meg. Ez csak néhány a rendszerek előnyei közül, amelyeket itt ismertetünk.

Mi az a CNC

CNC (Computerized Numerical Control) vagy Computer Numerical Control angolul, Ez egy széles körben elterjedt mérnöki rendszer az anyagok és alkatrészek minimális emberi beavatkozással történő feldolgozására. A CNC technika a numerikus vezérlésből származik, amely a kézikerekeken vagy karokon keresztüli parancsokkal működtetett szerszámgépek automatizált rendszere. Ezek a gépek azonban fejlődtek, és mára lehetővé teszik a szoftveren és számítógépen keresztüli vezérlésüket a folyamat további automatizálása és jobb teljesítmény érdekében.

Ezeknek a CNC-rendszereknek a működése meglehetősen egyszerűen érthető. Egy alkatrész megmunkálásán alapul koordináták, amelyek meghatározzák a szerszám mozgását (vágás, fúrás, marás, hegesztés...). A CNC-gépként is felfogható 3D nyomtató működéséhez hasonlóan megmunkálás helyett annyit tesz, hogy rétegeket ad hozzá egy alkatrész megépítéséhez.

És akárcsak a 3D nyomtatóknak, Önnek is több tengelye lehet, pl az X, Y és Z, amely képes hosszirányú, függőleges és keresztirányú elmozdulások végrehajtására. Némelyiken keresztül szervomotorok és / vagy a léptetőmotorok, a szerszám pontosan a számítógépes szoftver által jelzett pontra kerül, és a megmunkálás gyorsan és a legnagyobb precizitással történik.

A CNC feltalálása előtt, a szerszámok kézi kezeléséhez munkaerőre volt szükség, de az általuk elkövetett esetleges meghibásodások befolyásolták a minőséget, az ismételhetőséget, a költségeket és csökkentették a termelést. Például képzeljünk el egy alkalmazottat egy alumíniumüzletben, aki ablakkereteket akar fúrni. Ehhez a feladathoz a következőkre van szükség:

A kezelő felveszi a darabot.
Tedd a munkaasztalra.
Helyezze be a megfelelő fúrót a fúróba.
És fúrni.

Ez egyetlen lyukat készíteni nem probléma, de képzeljük el, hogy több száz vagy több ezer darabot kell készíteni a jelentős termelés fenntartásához és a lehető legrövidebb idő alatt, amellett, hogy minden lyuk egyforma legyen. Ilyenkor a munkaerő nem megfelelő, és ott van cnc gépek jelentős fejlődést hozott az iparágban. Ebben az esetben a lépések a következők:

Győződjön meg arról, hogy a gépet táplálják-e anyaggal (néha még automatikus adagolás is lehet).
Indítsa el a szükséges programozással (lehet, hogy csak egyszer lesz szükséges, és jelezze az ismétlések számát).
Ő lesz a felelős azért, hogy a perforációkat precízen elkészítse, és annyiszor ismételje meg, ahányszor szükséges, anélkül, hogy a kezelőnek be kellene avatkoznia.

Ezen túlmenően, gyorsabban tud dolgozni, mint egy kezelő, és nem fárad el, tehát mindegyik előnyt jelent az ipar vagy a műhely számára.

Mik azok a CNC gépek és hogyan működnek?

egy A CNC gép egyfajta számítógépes numerikus vezérlésű megmunkálógép.. Ily módon a folyamatautomatizálást úgy érik el, hogy pontos koordinátákat állítanak fel a vágáshoz, hegesztéshez, maráshoz, fröccsöntéshez, köszörüléshez, alkatrészek elhelyezéséhez, stb. mindenféle anyag esetében, a lágyaktól kezdve, mint például polimerek, hab, MDF vagy fa, akár keményebb, mint például márvány, fém, sziklák stb.

Hasonlóképpen, a CNC gépek egy kifinomult rendszert tesznek lehetővé visszajelzést, amely folyamatosan figyel és módosít a megmunkáláshoz használt szerszámok sebessége és helyzete, ilyen gyakori kézi karbantartás nélkül. Még néhány fejlettebb is rendelkezik intelligens rendszerekkel a problémák észlelésére, a munka vagy alkatrész minőségének ellenőrzésére stb., vagy összekapcsolható, ha iparági 4.0-ról van szó.

Fontos megjegyezni, hogy egyes CNC gépek másként működnek:

pont-pont vezérlés: Az ilyen típusú CNC gépeknél az egyes útvonalak kezdő- és végpontja meg lesz határozva.
paraxiális szabályozás: bennük lehet szabályozni a darabok mozgási sebességét.
interpolálja a vezérlést: tengelyeikkel párhuzamosan bármilyen módon végeznek megmunkálást.

Bár ezek nem a típusú cnc gépekErről a következő bejegyzésekben részletesebben is kitérünk.

történelem

Az első megmunkálás teljesen kézi volt, különféle kezdetleges szerszámokkal, amelyeket fokozatosan fejlesztettek. Tól től század elején, az iparág nagy ugrást tett a hajtóerővel hajtott gépek felé, hogy megtakarítsa a kézi erőfeszítést, növelve a termelékenységet és a hatékonyságot.

Ezek a gépek még nem mozdultak el jelentősen munkaerő, ami még mindig nagyon fontos volt. Ez azt jelentette, hogy egy alkatrész előállítása hosszabb időt, magasabb költségeket és alacsonyabb haszonkulcsot eredményezett, és az elért minőség és precizitás nem volt homogén az összes gyártott alkatrésznél.

Az 40-es és 50-as évek, A numerikus vezérlőgépeket kezdik fejleszteni az Egyesült Államokban. John T. Parsons, az akkori mérnök egy akkori marógépet úgy alakított át, hogy az lyukkártyákról, a mai memória és szoftver előfutára vezérelhető legyen. Így a gépek információt kaptak arról, hogy pontosan milyen mozgásokat kell végrehajtaniuk az alkatrész megmunkálásához, és nem volt szükség annyi emberi beavatkozásra, hogy aktiválják a karokat, kormányokat stb.

Az a Parsons gép lesz az egyik a mai CNC gépek elődjei modern. De ez még mindig nagyon kezdetleges marógép volt, elektronikus analóg vezérlőrendszerrel, vákuumszelepekkel. Ezek a rendszerek a szilárdtest- és digitális elektronika érlelésével váltak népszerűbbé és fejlettebbé. A vákuumcsövektől a tranzisztorokig, a tranzisztoroktól a nyomtatott áramkörökig, majd az integrált áramkörökig, amíg a mikrovezérlők (MCU) elég olcsóvá váltak ahhoz, hogy széles körben lehessen őket használni.

Aztán a CNC gépek intelligensebb és programozhatóbb rendszerekkel születtek, hogy a megmunkálási értékeket tetszés szerint változtathassák. Ban,-ben 70 év A ma ismert CNC-gépek számítógép által vezérelve érkeznének. Ennek a másik nagy mérföldkőnek köszönhetően lehetővé vált a teljes folyamat intuitívabb vezérlése szoftverből, programozható a különböző programok, hogy ezeket kívánság szerint használni lehessen, a paraméterek gyorsan módosíthatók stb.

Napjainkban a felhő és az IoT (Internet of Things), vagyis a dolgok internetének fejlődésével számos eszközt lehet a felhőhöz csatlakoztatni, és azok intelligensebb módon tudnak kommunikálni egymással. egyéb, utat engedve a Ipar 4.0, amelyben a CNC gépek jelentősen javíthatják képességeiket. Például kommunikálhatnak egymással egy gyártási láncban, így ha bármely gép vagy szakasz késésben vagy problémában szenved, a következő gépeket le lehessen kapcsolni, amíg az energiatakarékosság érdekében várakozik, vagy meghatározhatják a termelési szint módosításához szükséges igényt. stb.

Miből készül a CNC gép?

Amikor részletezni kell a egy CNC gép alkatrészei vagy alkatrészei, a következő lényeges elemeket lehet idézni:

Beviteli eszköz

Ez az úgynevezett beviteli eszköz CNC gépről a megmunkálási folyamathoz szükséges adatok betöltésére vagy módosítására szolgáló rendszerre. Például lehet vezérlőpanel, érintőképernyő stb. Azaz egy interfész, amely lehetővé teszi a gépkezelő számára a gép aktiválását és vezérlését.

Vezérlőegység vagy vezérlő

Ez az digitális elektronikus rendszer amelynek feladata lesz a bevitt adatok értelmezése és egy sor vezérlőjel generálása a szervomotorok mozgásának vezérlésére, hogy a munkafejet a tengelyeken és a szerszámon keresztül mozgassa úgy, hogy azok pontosan azt csinálják, amit a felhasználó által bevitt program jelez.

szerszám

La herramienta Ez az egyik leglényegesebb alkatrész, hiszen a megmunkálást ténylegesen az végzi, amelyik érintkezik a megmunkálandó darabbal. Lehet több különböző feladat elvégzésére alkalmas többszerszámos fej, vagy egyedi rögzített vagy cserélhető szerszámok is. Például: fúrófej, maró, maró, hegesztőcsúcs stb.

Ezenkívül fontos megjegyezni, hogy különféle típusú CNC gépek létezhetnek a tengelyek típusa és száma:

3 tengely: a leggyakoribbak, X, Y és Z tengellyel.
4 tengely: mint néhány útválasztó vagy CNC útválasztó, amelyek egy A tengelyt adnak az előző háromhoz. Ez lehetővé teszi, hogy az orsó balról jobbra mozogjon, hogy egyszerre három felületet dolgozzon meg, így síkban vagy 3D-ben gravírozhat. Ideálisak fa, fémek, összetett minták stb. faragásához.
forgó tengely- Forgó orsóval rendelkezik a szerszámhoz, amely lehetővé teszi négy felület egyidejű megmunkálását. Az ilyen típusú gépeket hengeres alkatrészek, faszobrok, összetett fémelemek stb. megmunkálására használják.

Rögzítő vagy tartórendszer

Ez az hely, ahol a darab rögzítve van, hogy a megmunkálási folyamatot elmozdulás nélkül hajtsák végre. A rendszertől függően különböző típusú lehet, horgonyokkal vagy anélkül. Ezen túlmenően egyeseknek extrákra van szükségük, például porgyűjtő rendszerre vagy vízsugaras vágásra, amihez víztartályra vagy tartályra lenne szükség a sugár erejének összegyűjtéséhez és eloszlatásához, miután az áthalad az alkatrészen.

Ezeket a rendszereket gyakran ún ágyat vagy asztalt is. Sok közülük általában olyan anyagokból készül, mint például az alumínium, amikor a darabokat az asztalhoz kell rögzíteni, hengerek vagy összetett formák megmunkálásához. Ehelyett a vákuumágy vagy asztal felszívja az alkatrészt anélkül, hogy befogná, ami nagyobb fokú pontosságot, kevesebb keverést a használat során és nagyobb szabadságot tesz lehetővé.

Visszacsatoló eszközök (szervomotorok)

Csak ilyen típusú készülékek léteznek. visszajelzések a CNC gépekről amelyek szervomotorokat használnak. A többiben nem szükséges.

monitor

A fentieken kívül előfordulhat még a információs vagy monitoring rendszer magáról a megmunkálási folyamatról. Ez történhet ugyanazon az interfészen keresztül, amelyről működik, vagy függetlenül.

Más részek

A fentieken kívül meg kell jegyezni két lényeges elem plusz:

Motores: azok az eszközök, amelyek a vezérlőegységtől kapott adatok szerint mozgatják vagy aktiválják a megmunkálószerszámot.
- Szervo-: elviseli a nagy sebességet, így lehet vágni, fúrni stb. Ideális csendes, stabil munkához és bonyolult mintákhoz.
- Stepper: Ezek a léptetőmotorok olcsóbbak, de egyszerűbb gravírozáshoz vagy mozgatáshoz használják. Könnyen irányíthatók, megbízhatóak és rendkívül pontosak, így alkalmasak ott, ahol maximális precizitásra van szükség.
orsó: A CNC gép ezen eleme kétféle lehetséges hűtő- vagy hűtőrendszerrel rendelkezhet:
- Levegővel: Egyszerűen egy ventilátorral hűtik, ami az orsót hűti, és olcsóbbak, könnyebben karbantarthatók és használhatók.
- Vízzel: Vizet használnak hűtésre. Drágább, összetettebb és nehezen karbantartható, de általában hosszabb ideig tart, hatékonyabb és csendesebb.

Hardwarelibre