Hogyan működik a CNC gép és az alkalmazások

A mindenütt jelen lévő CNC gépek sokféle gyárban és műhelyben találhatók. Csodálatos előnyeik szinte nélkülözhetetlen gépekké tették őket az alkatrészek megmunkálásához. Most, hogy tudja, melyek ezek a géptípusok, a következők ismeri a CNC gép működését, az alkatrészek megmunkálása, az általuk használt programozási nyelv, valamint ezeknek a gépeknek a leggyakoribb alkalmazásai.

Hogyan működik egy CNC gép: CNC vagy numerikus vezérlésű megmunkálás

A CAD (Computer-Aided Design vagy Computer Aided Design) vagy CAM (Computer-Aided Manufacturing vagy Computer Aided Manufacturing) tervekből néhány olvasási vagy nyelvi kódokat mellyel a CNC gép megfelelő sorrendben tudja majd követni az alkatrész megmunkálására kijelölt útvonalakat vagy mozgásokat úgy, hogy a kívánt eredményt elérjük. Azaz, hogy a folyamat végén az alkatrész megegyezzen a számítógépes tervezésben szereplővel.

Más szóval, ezeknek a kódoknak köszönhetően lehetséges lesz mozgassa a fejet a munkaeszközzel a gép tengelyein keresztül. Természetesen a szerszámok gépenként eltérőek lehetnek, némelyiknek akár többszerszámos feje is van, hogy több szerszám között váltson, és nagyobb rugalmasságot biztosítson a munkavégzés során. Például lehetnek vágószerszámok, fúrószerszámok, maró- vagy esztergaszerszámok, hegesztőszerszámok, helymeghatározó szerszámok stb.

Mozgásszabályozás

A CNC gépek rendelkeznek két vagy több programozható cím (tengely). Általában 3 van (X, Y, Z), bár néha több is lehet, amint azt az előző cikkben láttuk, amellett, hogy lehetővé teszik a forgatást (a forgó tengelyeket A, B, C-nek hívják). A tengelyek számától függően több vagy kevésbé bonyolult megmunkálás is elvégezhető. Minél több tengely, annál nagyobb a mozgásszabadság, így sokkal összetettebb faragásokat tudott készíteni.

hogy kontroll mozgás Ezen tengelyek közül kétféle rendszer használható, amelyek külön-külön vagy együtt is működhetnek:

Abszolút értékek (kód G90): ebben az esetben a célpont koordinátái a koordináták kezdőpontjára vonatkoznak. Az X (végső átmérő mérése) és Z (az orsó forgástengelyével párhuzamos irányú mérés) változókat használjuk.
Növekményes értékek (kód G91): ebben az esetben a célpont koordinátái az aktuális pontra vonatkoznak. Az U (sugárirányú távolság) és W (az orsó forgástengelyével párhuzamos irányban mért) változókat használjuk.

Programozható tartozékok

Csak mozgásvezérléssel nem lehetett a CNC gépet használni. Ezért a gépek más módon kell programozni. A CNC gép típusa valójában szorosan összefügg a programozható tartozékok típusával. Például a megmunkáláson belül speciális programozható funkciókkal rendelkezhet, mint pl.

automatikus szerszámcsere: egyes többszerszámos megmunkáló központokon. A szerszámfej programozható úgy, hogy minden esetben a szükséges szerszámot használja anélkül, hogy azt kézzel kellene az orsóba tenni.
Orsó fordulatszáma és aktiválása: Az orsó fordulatszáma percenkénti fordulatszámban (RPM) is programozható, beleértve a forgásirányt (óramutató járásával megegyező vagy ellentétes), valamint leállítás vagy aktiválás.
Hűtőközeg: Sok kemény anyagokkal, például kővel vagy fémmel dolgozó megmunkáló gépnek hűtőfolyadékra van szüksége, hogy ne melegedjen túl. A hűtőfolyadék programozható úgy is, hogy a munkaciklus alatt be- vagy kikapcsoljon.

CNC program

A CNC gépek programozhatók, mint láttuk, de ezt megteszik különböző módszerek amelyeket tudnia kell, ha valamelyikükkel dolgozik:

Kézikönyv: A kívánt információ beírása a parancssorba. Ehhez ismernie kell egy szabványos alfanumerikus kódot, például a DIN 66024 és DIN 66025 szabványok kódját.
Automatikus: jelenleg ez a legelterjedtebb eset, és a CNC géphez csatlakoztatott számítógép segítségével történik. Egy személy képes lesz szoftveren keresztül módosítani az adatokat anélkül, hogy ismernie kellene a kódokat, mivel a program maga lesz a felelős azért, hogy azokat a CNC gép számára érthető utasításokká fordítsa le. Ez az APT nevű nyelven keresztül történik, amelyet viszont binárisra (nullákra és egyesekre) fordítanak le, hogy a CNC gép mikrovezérlője megértse és mozgásokká tudja lefordítani.

Jelenleg néhány más CNC gép is létezik fejlettebb és könnyebben használható, mint az automatikusak, amelyek még kevesebb emberi beavatkozást igényelhetnek.

CNC program példa. Forrás: Researchgate

Az úgynevezett CNC program, amely a alacsony szintű nyelv, az úgynevezett G és M (szabványosította a ISO 6983 és EIA RS274), és a következőkből áll:

G-kódok: általános mozgási utasítások. Például G léphet előre, sugárirányban mozoghat, szünetet tarthat, ciklusozhat stb.
M-kódok: amelyek nem felelnek meg a mozgásoknak vagy egyéb. M például az orsó indítása vagy leállítása, szerszámcsere, hűtőfolyadék felvitele stb.
N: a program fázisokra vagy utasításblokkra van felosztva, amelyek feje N betű lesz. Minden mondat meg van számozva, mivel a megmunkálási műveletek egymás után kerülnek végrehajtásra. A gép tiszteletben tartja a számozást.
Változók vagy címek: A kód ilyen típusú értékeket is tartalmaz, mint például F az előtolás, S az orsó fordulatszáma, T a szerszám kiválasztásához, I, J és K az ív középpontjának meghatározásához, X, Y és Z az ív mozgásához. tengelyek stb.

Minden a gép típusától függ. Például a fémlemez hajlítására szolgáló CNC gép nem ugyanaz, mint a vágáshoz. Az elsőnek nincs orsója, és nem igényel hűtőfolyadékot.

G és M kód példa táblázat

Ha megnézi a fenti táblázatot, megtehetjük használj egy példát blokk, hogy elmagyarázza, mi történik. Képzelje el például, hogy a következő kóddal vagy CNC-programmal rendelkezik:

N3 G01 X12.500 32.000 Z800 XNUMX FXNUMX

Ez a kis CNC kódrészlet azt utasítaná a CNC gépnek, miután binárisra fordítják, hogy tegye a következő műveleteket:

N3 jelzi, hogy ez a harmadik végrehajtandó blokk. Ezért lenne két korábbi blokk.
G01: lineáris mozgás végrehajtása.
X12.500: 12.5 mm-t mozogna az X tengely mentén.
Z32.000: 32 mm-t mozogna a Z tengely mentén. Ebben az esetben Y-ban nem lenne elmozdulás.
F800: Az előtolás 800 mm/perc sebességgel történik.

APT nyelv

Továbbá, a találó nyelv ez egy programozási nyelv, amely közbenső kódként lesz használva az előző és az MCU által érthető gépi kód (bináris kód) között. Douglas T. Ross fejlesztette ki az MIT laboratóriumában. Akkoriban, 1956-ban szervomechanizmusok vezérlésére használták, de mára elterjedt a használata, és a numerikus vezérlés nemzetközi szabványává vált.

Megfontolták a CAM elődje, és hasonló más nyelvekhez, mint például a FORTRAN. Ezt a kódot számítógépes szoftver bináris utasítások sorozatává alakítja át, amelyeket a CNC gép mikrokontrollerének memóriájába töltenek be, hogy az végrehajthassa azokat, elektromos vezérlőjeleket generálva a motorok és szerszámok mozgatásához.

Ez az APT nyelv képes számos paraméter vezérlése a CNC gépről:

Orsó fordulatszám (RPM)
Orsó be vagy ki
forgás
ütemezett megálló
Hűtőközeg
Mozgás minden lehetséges irányba (XYZ és ABC)
Időzítés
ismételje meg a ciklusokat
pályák
Stb.

Természetesen azoknak, akik CNC gépeket üzemeltetnek, nem kell ismerniük ezt az APT nyelvet, mivel a jelenlegi szoftver meglehetősen intuitív és könnyű vezérlést tesz lehetővé, átláthatóan lefordítva az APT-t a felhasználó számára, hogy elkészítse a tervezett alkatrészt. a CAD/CAM fájlt. Azonban soha nem árt tudni, hogy létezik és mi az.

Napjainkban a modern CNC gépek már rendelkeznek grafikus interfészek érintőképernyőkkel és integrált számítógéppel, ami nagyban megkönnyíti a használatát. Rendkívül intuitívak, és nem igényelnek sok tanulást. Pendrive-on vagy USB memórián keresztül lehetővé teszik a darab dizájnjának betöltését, így egy másik független számítógépen is megtervezhető.

CNC vezérlő

El cnc-vezérlő Ő lesz a feladata a CNC program, a parancsok egymás utáni értelmezése, elvégzi többek között a szükséges mozgásokat, funkciókat.

CAM / CAD program

Un CAD vagy CAM szoftver Ezt a legyártandó termék tervének vagy modelljének elkészítésére fogják használni. A jelenlegi szoftver már lehetővé teszi az ilyen típusú formátumokról a CNC programra való automatikus áttérést.

DNC rendszer

Tekintettel DNC (közvetlen numerikus vezérlés), egy olyan számítógépre utal, amely hálózaton keresztül egy vagy több CNC géphez csatlakozik. Ily módon a CNC program átvihető a gépekre, akár Ehterneten keresztül, akár klasszikusabb és kezdetlegesebb portokon, mint például az RS-232C soros portokon keresztül, amelyeket ma is sok ipari gépben használnak.

CNC gépi alkalmazások

cnc gépek több alkalmazásuk van, mint gondolnád. Az iparág és a műhelyek nagy része, a legkisebbektől a legnagyobbakig, egy vagy több ilyen csapattól függ. Akár otthon is használhatók bizonyos barkácsmunkákhoz a készítők számára.

Szabadidő (barkácsolás és készítők)

Sok készítőnek van különféle típusú kis CNC gépek otthon hogy néhány barkácsprojektet készítsen. Egyének is használhatják bizonyos feladatok otthoni elvégzésére:

Készítsen ékszereket.
Anyagok megmunkálása alkatrészek vagy alkatrészek létrehozására.
Készítsen alkatrészeket a járművek vagy más típusú berendezések javításához, amikor a pótalkatrészeket már nem értékesítik.
Készítsen művészi alkotásokat vagy metszeteket.

Műhelyek és feldolgozóipar

Természetesen, a szakmai szektorban, műhelyekben és gyárakban egyaránt, szintén nagyon gyakran látni CNC gépeket, mind asztalosoknak, javítóműhelyeknek, alkatrészgyártásnak, textiliparnak, repülési szektornak, dekorációnak, szekrénygyártásnak stb. Például:

Lemezlézeres vágás.
Plazma hegesztés.
Pick & Place, vagy hogy az alkatrészeket vagy alkatrészeket közvetlenül az összeszerelési helyükre helyezze.
Rudak, csövek, lemezek hajlítása…
Fúrás.
Fa esztergálása vagy marása.
Egyedi alkatrészek gyártása.
Modellezés vagy additív gyártás.
Implantátumok vagy protézisek készítése gyógyászati használatra.
Metszetek.
Stb.

elektronikai ipar

Külön említést érdemelnek azok a CNC gépek, amelyeket egy olyan versenyképes és fejlett szektorban is alkalmaztak, mint amilyen ez a terület elektronikai és félvezető ipar. Ezek a gépek számos feladat elvégzésére képesek, mint például:

Félvezető lapka vágás.
Hűtőbordák gyártása réz vagy alumínium blokkokból.
Tokok/szerkezetek készítése számítógépekhez, televíziókhoz, mobilokhoz stb.
Pick & Place a felületre szerelhető alkatrészek PCB lapra történő elhelyezéséhez a későbbi forrasztáshoz.
Hegesztés.
Márkák és logók lézergravírozása.
A lencsék formázásához.
Stb.

Hardwarelibre

A CNC gép működése és alkalmazásai