Mesin CNC: panduan kontrol numerik

itu Mesin CNC telah menyerbu banyak sektor industri dan bengkel dari semua jenis, dan baru-baru ini juga dalam salah satu variannya yang paling menjanjikan: printer 3D. Berkat itu, bahan dapat dikerjakan dengan berbagai cara, dengan presisi mutlak, cepat, dan dengan hasil yang sulit dicapai dengan prosedur manual. Ini hanya beberapa keuntungan dari sistem ini yang akan kami jelaskan di sini.

Apa itu CNC?

CNC (Computerized Numerical Control), atau Kontrol Numerik Komputer dalam bahasa Inggris, Ini adalah sistem yang tersebar luas di bidang teknik untuk memproses bahan dan suku cadang dengan intervensi manusia yang minimal. Teknik CNC berasal dari kontrol numerik, sistem otomatis untuk peralatan mesin yang dioperasikan dengan perintah melalui roda tangan atau tuas. Namun, mesin ini telah berevolusi dan sekarang memungkinkan kontrol mereka melalui perangkat lunak dan komputer untuk lebih mengotomatisasi proses dan menawarkan kinerja yang lebih baik.

Pengoperasian sistem CNC ini cukup sederhana untuk dipahami. Ini didasarkan pada pemesinan bagian melalui penggunaan koordinat yang akan menentukan pergerakan alat (pemotongan, pengeboran, penggilingan, pengelasan...). Mirip dengan pengoperasian printer 3D, yang juga dapat dipahami sebagai mesin CNC, hanya saja alih-alih permesinan, yang dilakukannya adalah menambahkan lapisan material untuk membangun suatu bagian.

Dan seperti halnya printer 3D, Anda dapat memiliki banyak sumbu, seperti X, Y dan Z, mampu melakukan perpindahan memanjang, vertikal dan transversal masing-masing. Melalui beberapa motor servo dan / atau motor stepper, pahat akan dipindahkan ke titik yang tepat yang ditunjukkan oleh perangkat lunak komputer, dan pemesinan akan dilakukan dengan cepat dan dengan presisi tertinggi.

Sebelum penemuan CNC, tenaga kerja diperlukan untuk menangani alat secara manual, tetapi kemungkinan kegagalan yang dapat mereka lakukan memengaruhi kualitas, pengulangan, biaya, dan penurunan produksi. Misalnya, bayangkan seorang karyawan di toko aluminium yang ingin mengebor bingkai untuk jendela. Tugas ini mengharuskan:

Operator mengambil potongan.
Taruh di meja kerja.
Masukkan bit yang sesuai ke dalam bor.
Dan bor.

Ini untuk membuat satu lubang tidak masalah, tetapi bayangkan bahwa ratusan atau ribuan lubang perlu dibuat untuk mempertahankan produksi yang cukup besar dan dalam waktu sesingkat mungkin, di samping semua lubang harus sama. Dalam hal ini, tenaga kerja tidak memadai, dan di situlah mesin cnc membawa perbaikan besar bagi industri. Dalam hal ini, langkah-langkahnya adalah:

Pastikan mesin diberi makan dengan bahan (kadang-kadang mereka bahkan mungkin memiliki makan otomatis).
Mulailah dengan pemrograman yang diperlukan (mungkin hanya perlu sekali dan tunjukkan jumlah pengulangan).
Dan dia akan bertugas membuat perforasi dengan presisi dan mengulanginya sebanyak yang diperlukan, tanpa perlu campur tangan operator.

Selain itu, dapat bekerja lebih cepat dari operator dan tidak cepat lelah, jadi semuanya adalah keuntungan bagi industri atau bengkel.

Apa itu mesin CNC dan bagaimana cara kerjanya?

sebuah Mesin CNC adalah sejenis mesin pemesinan yang dioperasikan dengan kontrol numerik komputer.. Dengan cara ini, otomatisasi proses dicapai dengan menetapkan koordinat yang tepat untuk pemotongan, pengelasan, penggilingan, pencetakan, penggilingan, penempatan bagian, dll., dari semua jenis bahan, dari yang lunak seperti polimer, foami, MDF, atau kayu, bahkan lebih keras seperti marmer, logam, batu, dll.

Demikian juga, mesin CNC memungkinkan sistem yang canggih dari umpan balik yang terus-menerus memantau dan menyesuaikan kecepatan dan posisi pahat yang digunakan untuk pemesinan, tanpa perlu perawatan manual yang sering. Bahkan beberapa yang lebih maju memiliki sistem cerdas untuk mendeteksi masalah, mengontrol kualitas pekerjaan atau bagian, dll., atau saling terhubung jika itu adalah industri 4.0.

Penting untuk dicatat bahwa beberapa mesin CNC mereka bekerja secara berbeda:

kontrol titik ke titik: Pada mesin CNC jenis ini, titik awal dan akhir dari setiap jalur akan ditetapkan.
kontrol paraksial: di dalamnya dimungkinkan untuk mengontrol kecepatan gerakan potongan.
kontrol interpolasi: mereka melakukan pemesinan dengan cara apa pun yang sejajar dengan sumbunya.

Meskipun ini bukan jenis mesin cncKami akan membahasnya secara lebih rinci di posting mendatang.

sejarah

Pemesinan pertama yang mulai dilakukan sepenuhnya manual, menggunakan berbagai jenis alat yang belum sempurna yang maju sedikit demi sedikit. Dari awal abad ke-XNUMX, industri mengambil lompatan besar menuju mesin penggerak daya motif untuk menghemat upaya manual, meningkatkan produktivitas dan efisiensi.

Mesin-mesin ini belum dipindahkan secara signifikan tenaga kerja, yang masih sangat penting. Hal ini menyiratkan bahwa produksi suku cadang membutuhkan waktu lebih lama, biaya lebih tinggi dan margin keuntungan lebih rendah, serta kualitas dan presisi yang diperoleh tidak homogen di semua suku cadang yang diproduksi.

Dalam 40-an dan 50-an, Mesin kontrol numerik mulai dikembangkan di Amerika Serikat. John T. Parsons, seorang insinyur pada saat itu, akan memodifikasi mesin penggilingan pada saat itu sehingga dapat dikendalikan oleh input dari kartu berlubang, cikal bakal memori dan perangkat lunak saat ini. Dengan cara ini, mesin memperoleh informasi tentang gerakan tepat yang harus mereka lakukan untuk mengerjakan bagian tersebut dan tidak memerlukan banyak campur tangan manusia untuk mengaktifkan tuas, roda kemudi, dll.

Mesin Parsons itu akan menjadi salah satu dari pendahulu mesin CNC saat ini modern. Tapi itu masih mesin penggilingan yang sangat sederhana dengan sistem kontrol analog elektronik menggunakan katup vakum. Sistem ini menjadi lebih populer dan maju dengan pematangan solid-state dan elektronik digital. Dari tabung vakum ke transistor, dari transistor ke sirkuit tercetak dan kemudian ke sirkuit terintegrasi, hingga mikrokontroler (MCU) menjadi cukup murah untuk digunakan secara luas.

Kemudian mesin CNC lahir dengan sistem yang lebih cerdas dan dapat diprogram, untuk dapat memvariasikan nilai pemesinan sesuai keinginan. Dalam 70-an Mesin CNC yang kita kenal sekarang akan tiba, diperintah oleh komputer. Berkat tonggak sejarah hebat lainnya ini, dimungkinkan untuk mengontrol seluruh proses secara lebih intuitif dari perangkat lunak, memprogram berbagai program untuk menggunakannya saat diinginkan, memodifikasi parameter dengan cepat, dll.

Di zaman kita, dengan perkembangan cloud, dan IoT (Internet of Things), atau Internet of things, adalah mungkin untuk menghubungkan banyak perangkat ke cloud dan mereka dapat berinteraksi dengan cara yang lebih cerdas dengan masing-masing perangkat. lainnya, memberi jalan kepada a Industri 4.0, di mana mesin CNC akan dapat meningkatkan kemampuannya secara signifikan. Misalnya, mereka dapat berkomunikasi satu sama lain dalam rantai manufaktur sehingga jika ada mesin atau tahapan yang mengalami keterlambatan atau masalah, mesin berikutnya dapat dimatikan sementara mereka menunggu untuk menghemat energi, atau mereka dapat menentukan permintaan untuk menyesuaikan tingkat produksinya, dll.

Terbuat dari apakah mesin CNC?

Ketika datang untuk merinci bagian atau komponen mesin CNC, unsur-unsur penting berikut dapat dikutip:

Alat input

Dikenal sebagai alat input dari mesin CNC ke sistem yang digunakan untuk dapat memuat atau memodifikasi data untuk proses pemesinan. Misalnya, itu bisa berupa panel kontrol, layar sentuh, dll. Artinya, sebuah antarmuka untuk memungkinkan operator mesin untuk mengaktifkan dan mengontrol mesin.

Unit kontrol atau pengontrol

Ini adalah sistem elektronik digital yang akan bertugas menginterpretasikan data yang dimasukkan dan menghasilkan serangkaian sinyal kontrol untuk mengontrol pergerakan servomotor untuk menggerakkan kepala kerja melalui sumbu dan alat sehingga mereka melakukan persis seperti yang ditunjukkan oleh program yang dimasukkan oleh pengguna.

Alat

La alat Ini adalah salah satu komponen yang paling penting, karena merupakan komponen yang benar-benar melakukan pemesinan, komponen yang bersentuhan dengan bagian yang sedang diproses. Ini bisa menjadi kepala multi-alat, mampu melakukan beberapa tugas yang berbeda, atau juga alat tetap atau dapat dipertukarkan individu. Misalnya: mata bor, pemotong, pemotong frais, ujung las, dll.

Selain itu, penting untuk dicatat bahwa mungkin ada berbagai jenis mesin CNC dalam hal: jenis dan jumlah as:

3 sumbu: adalah yang paling umum, dengan sumbu X, Y, dan Z.
4 sumbu: seperti beberapa router atau router CNC yang menambahkan sumbu A ke tiga sebelumnya. Hal ini memungkinkan spindel untuk bergerak dari kiri ke kanan untuk memproses tiga permukaan secara bersamaan, mampu mengukir datar atau dalam 3D. Mereka ideal untuk mengukir kayu, logam, pola kompleks, dll.
sumbu putar- Alat ini memiliki spindel yang berputar, yang memungkinkan Anda memproses empat permukaan secara bersamaan. Jenis mesin ini digunakan untuk pemesinan bagian silinder, patung kayu, elemen logam kompleks, dll.

Sistem pengikat atau pendukung

Ini adalah tempat potongan ditambatkan untuk melakukan proses pemesinan tanpa bergerak. Tergantung pada sistem, itu bisa dari jenis yang berbeda, dengan atau tanpa jangkar. Selain itu, beberapa memerlukan tambahan, seperti sistem pengumpulan debu, atau pemotongan jet air, yang akan membutuhkan tangki air atau reservoir untuk mengumpulkan dan menghilangkan kekuatan jet setelah melewati bagian tersebut.

Sistem ini sering disebut juga tempat tidur atau meja. Banyak dari mereka biasanya terbuat dari bahan seperti aluminium, ketika potongan-potongan perlu dilekatkan ke meja, untuk memproses silinder atau bentuk kompleks. Sebagai gantinya, tempat tidur atau meja vakum akan menyedot bagian tanpa menjepitnya, memungkinkan tingkat presisi yang lebih tinggi, lebih sedikit agitasi saat digunakan, dan tingkat kebebasan yang lebih besar.

Perangkat umpan balik (servomotor)

Hanya ada jenis perangkat ini. umpan balik pada mesin CNC yang menggunakan motor servo. Di yang lain tidak perlu.

Memantau

Selain semua hal di atas, mungkin juga ada sistem informasi atau pemantauan dari proses pemesinan itu sendiri. Ini bisa melalui antarmuka yang sama dari mana ia beroperasi atau secara independen.

Bagian lain

Selain hal di atas, perlu diperhatikan dua elemen penting plus:

Motores: adalah perangkat yang menggerakkan atau mengaktifkan pahat pemesinan sesuai dengan data yang diterima dari unit kontrol.
- Servo: mentolerir kecepatan tinggi, sehingga Anda dapat memotong, mengebor, dll. Ideal untuk pekerjaan yang tenang dan stabil, dan untuk pola yang rumit.
- Stepper: Motor stepper ini harganya lebih murah tetapi digunakan untuk ukiran atau gerakan yang lebih mendasar. Mereka mudah dikendalikan, andal, dan sangat akurat, membuatnya cocok di mana presisi maksimum diperlukan.
poros: Elemen mesin CNC ini dapat memiliki dua jenis kemungkinan sistem pendinginan atau pendinginan:
- Lewat udara: Mereka didinginkan hanya dengan kipas yang mendinginkan spindel, dan lebih murah, lebih mudah dirawat dan digunakan.
- Melalui air: Mereka menggunakan air untuk pendinginan. Ini lebih mahal, kompleks, dan sulit dirawat, tetapi umumnya bertahan lebih lama, lebih efisien, dan lebih tenang.

Hardwarelibre

Mesin CNC: panduan untuk kontrol numerik