כיצד פועלת מכונת CNC ויישומים

מכונת CNC מרובת כלים

מכונות ה-CNC שנמצאות בכל מקום נמצאות בהמון מפעלים ובתי מלאכה מכל הסוגים. היתרונות הנפלאים שלהם הפכו אותם למכונות כמעט חיוניות לעיבוד חלקים. עכשיו כשאתה יודע מה הם סוגי המכונות האלה, להלן לדעת איך עובדת מכונת CNC, אופן עיבוד החלקים, שפת התכנות שבה הם משתמשים, כמו גם היישומים הנפוצים ביותר של מכונות אלו.

כיצד פועלת מכונת CNC: עיבוד שבבי CNC או בקרה מספרית

מעיצובי CAD (Computer Aided Design או Computer Aided Design) או CAM (Computer Aided Manufacturing או Computer Aided Manufacturing), חלקם קריאה או קודי שפה בעזרתה מכונת ה-CNC תוכל לעקוב אחר המסלולים או התנועות המסומנות לעיבוד החלק בסדר מתאים כך שתתקבל התוצאה הרצויה. כלומר, כך שבסוף התהליך, החלק זהה לזה בתכנון המחשב.

במילים אחרות, הודות לקודים הללו ניתן יהיה להזיז את הראש עם כלי העבודה דרך צירי המכונה. כמובן, הכלי יכול להיות שונה ממכונה אחת לאחרת, לחלקם אפילו ראש רב-כלי לשינוי בין כמה ולהציע גמישות רבה יותר בעבודה. לדוגמא, יכולים להיות כלי חיתוך, כלי קידוח, כלי כרסום או חריטה, כלי ריתוך, כלי איתור וכו'.

שליטה בתנועה

למכונות CNC יש שתי כתובות (צירים) הניתנות לתכנות או יותר. בדרך כלל יש 3 (X, Y, Z), אם כי לפעמים הם יכולים להיות יותר כפי שראינו במאמר הקודם, בנוסף לאפשר סיבובים (צירים סיבוביים נקראים A, B, C). בהתאם למספר הצירים, ניתן לבצע עיבוד מורכב יותר או פחות. ככל שיותר צירים, מידת חופש התנועה גדולה יותר, כך שהוא יכול לעשות גילופים הרבה יותר מורכבים.

כדי לשלוט בתנועה מבין הצירים הללו, ניתן להשתמש בשני סוגים של מערכות שיכולות לעבוד בנפרד או ביחד:

  • ערכים מוחלטים (קוד G90): במקרה זה הקואורדינטות של נקודת היעד מופנות לנקודת המוצא של הקואורדינטות. נעשה שימוש במשתנים X (מדידה של הקוטר הסופי) ו-Z (מדידה בכיוון מקביל לציר הסיבוב של הציר).
  • ערכים מצטברים (קוד G91): במקרה אחר זה הקואורדינטות של נקודת היעד מופנות לנקודה הנוכחית. נעשה שימוש במשתנים U (מרחק רדיאלי) ו-W (נמדדים בכיוון מקביל לציר הסיבוב של הציר).

אביזרים לתכנות

רק עם בקרת תנועה לא ניתן היה להשתמש במכונת CNC. לכן, המכונות יש לתכנת בדרכים אחרות. סוג מכונת ה-CNC קשור, למעשה, בקשר הדוק לסוג האביזרים הניתנים לתכנות שיש לו. לדוגמה, בתוך עיבוד שבבי אתה יכול לקבל פונקציות ספציפיות הניתנות לתכנות כגון:

  • החלפת כלי אוטומטי: בחלק ממרכזי העיבוד הרב-כלים. ניתן לתכנת את ראש הכלי כך שישתמש בכלי הדרוש בכל מקרה ללא צורך להכניסו לציר באופן ידני.
  • מהירות ציר והפעלה: ניתן לתכנת גם את מהירות הציר בסיבובים לדקה (RPM), כולל כיוון הסיבוב (בכיוון השעון או נגד כיוון השעון), וכן לעצור או להפעיל.
  • נוזל קירור: מכונות עיבוד רבות שעובדות עם חומרים קשים, כמו אבן או מתכת, זקוקות לנוזל קירור כדי שלא יתחממו יתר על המידה. ניתן גם לתכנת את נוזל הקירור להפעלה או כיבוי במהלך מחזור העבודה.

תוכנית CNC

ניתן לתכנת מכונות CNC, כפי שנראה, אך הן עושות זאת על ידי שיטות שונות שכדאי לדעת כשאתה פועל עם אחד מהם:

  • מדריך ל: הזנת המידע הרצוי בשורת פקודה. לשם כך, יש צורך לדעת קוד אלפאנומרי מתוקנן, כמו זה של התקנים DIN 66024 ו-DIN 66025.
  • אוֹטוֹמָטִי: זהו המקרה הרגיל ביותר בימינו, והוא מתבצע באמצעות מחשב המחובר למכונת CNC. אדם יוכל לשנות את הנתונים באמצעות תוכנה, ללא צורך לדעת את הקודים, שכן התוכנית עצמה תהיה אחראית לתרגם אותם להוראות מובנות עבור מכונת ה-CNC. זה נעשה באמצעות שפה הנקראת APT, שבתורה תתורגם לבינארי (אפסים ואחדים) כך שהמיקרו-בקר של מכונת ה-CNC יוכל להבין אותה ולתרגם אותה לתנועות.

נכון לעכשיו, יש גם כמה מכונות CNC אחרות מתקדם יותר וקל יותר לשימוש, כמו האוטומטיים שעשויים להזדקק אפילו פחות להתערבות אנושית.

תוכנית CNC

דוגמה לתוכנית CNC. מקור: Researchgate

מה שנקרא תוכנית CNC, הכתובה ב-a שפה ברמה נמוכה הנקראת G ו-M (מתוקנן על ידי ה ISO 6983 שם EIA RS274) ומורכב מ:

  • קודי G: הוראות תנועה כלליות. לדוגמה, G יכול לנוע קדימה, לנוע רדיאלית, להשהות, לעבור מחזור וכו'.
  • M-Codes: שאינם תואמים תנועות או שונות. דוגמאות ל-M יכולות להיות הפעלה או עצירה של הציר, החלפת כלי, מריחת נוזל קירור וכו'.
  • N: התוכנית מחולקת לשלבים או לקוביות של הוראות שבראשן האות N. כל בלוק ממוספר, מכיוון שפעולות העיבוד מבוצעות ברצף. המכונה תכבד את המספור.
  • משתנים או כתובות: הקוד מכיל גם סוגים אלה של ערכים, כגון F עבור קצב הזנה, S עבור מהירות ציר, T עבור בחירת כלי, I, J ו-K עבור איתור מרכז קשת, X, Y ו-Z עבור תנועת צירים וכו'.

כל יהיה תלוי בסוג המכונה. לדוגמה, מכונת CNC לכיפוף מתכת אינה זהה למכונה לחיתוך. לראשון אין ציר ואינו דורש נוזל קירור.

טבלת קוד cnc

טבלה לדוגמה של קוד G ו-M

אם תסתכל על הטבלה למעלה, נוכל השתמש בדוגמה לחסום כדי להסביר מה קורה. לדוגמה, דמיין שיש לך את הקוד הבא או את תוכנית ה-CNC:

N3 G01 X12.500 Z32.000 F800

הקטע הקטן הזה של קוד CNC יגיד למכונת ה-CNC, ברגע שהיא תתורגם לבינארי, לעשות את הפעולות הבאות:

  • N3 מציין שזהו הבלוק השלישי שמתבצע. לכן, יהיו שני בלוקים קודמים.
  • G01: לבצע תנועה ליניארית.
  • X12.500: ינוע 12.5 מ"מ לאורך ציר ה-X.
  • Z32.000: הוא ינוע 32 מ"מ לאורך ציר Z. במקרה זה לא תהיה תנועה ב-Y.
  • F800: הזנה מתבצעת במהירות של 800 מ"מ לדקה.

שפת APT

יתר על כן, השפה המתאימה זוהי שפת תכנות שתשמש כקוד ביניים בין הקודמת לקוד המכונה (קוד בינארי) המובן על ידי ה-MCU. הוא פותח במעבדת MIT, על ידי דאגלס טי רוס. אז, בשנת 1956, הוא שימש לשליטה במנגנוני סרוו, אך השימוש בו התפשט כעת והוא הפך לתקן בינלאומי לבקרה מספרית.

זה נחשב קודמו של CAM, והוא דומה לשפות אחרות כגון FORTRAN. קוד זה יהפוך על ידי תוכנת מחשב לסדרה של הוראות בינאריות שיטענו לזיכרון של המיקרו-בקר של מכונת ה-CNC, כך שיוכל לבצע אותן, וייצור אותות בקרה חשמליים להנעת המנועים והכלים.

שפת APT זו יכולה לשלוט בפרמטרים רבים של מכונת CNC:

  • מהירות ציר (RPM)
  • ציר מופעל או כבוי
  • סיבוב
  • עצירה מתוכננת
  • מקרר
  • תנועות לכל הכיוונים האפשריים (XYZ ו-ABC)
  • תִזמוּן
  • לחזור על מחזורים
  • מסלולים
  • וכו '

כמובן שמי שמפעיל מכונות CNC לא צריך לדעת את שפת ה-APT הזו, שכן התוכנה הנוכחית היא די אינטואיטיבית ומאפשרת שליטה קלה, תוך תרגום שקוף של ה-APT למשתמש ליצירת החלק שתוכנן ב. קובץ ה-CAD/CAM. עם זאת, אף פעם לא מזיק לדעת שזה קיים ומה זה.

כיום, למכונות CNC מודרניות כבר יש ממשקים גרפיים עם מסכי מגע ומחשב משולב שמקל מאוד על השימוש בו. הם אינטואיטיביים ביותר, ואינם זקוקים ללמידה רבה. באמצעות כונן עט או זיכרון USB, הם יאפשרו לך לטעון את העיצוב של היצירה, כך שניתן יהיה לעצב אותו במחשב עצמאי אחר.

בקר CNC

El בקר cnc היא תהיה זו שאחראית על פירוש תוכנית ה-CNC, הפקודות שלה בסדר עוקב, והיא תבצע בין היתר את התנועות והפונקציות הנדרשות.

תוכנית CAM / CAD

Un תוכנת CAD או CAM הוא ישמש ליצירת העיצוב או הדגם של מה שמיועד לייצור. התוכנה הנוכחית כבר מאפשרת לעבור מסוג זה של פורמטים לתוכנת CNC באופן אוטומטי.

מערכת DNC

באשר ל DNC (שליטה מספרית ישירה), הוא מונח המתייחס למחשב המחובר באמצעות רשת למכונות CNC אחת או יותר. בדרך זו ניתן להעביר את תוכנית ה-CNC למכונות, או על ידי Ehternet, או על ידי יציאות קלאסיות וראשוניות יותר כמו היציאות הטוריות RS-232C, שעדיין נמצאות בשימוש במכונות תעשייתיות רבות.

יישומי מכונת CNC

מכונות cnc יש להם יותר יישומים ממה שאתה מדמיין. חלק גדול מהתעשייה ומהסדנאות, מהקטן ועד הגדול ביותר, תלוי באחד או יותר מהצוותים הללו. הם יכולים לשמש אפילו בבית עבור עבודות עשה זאת בעצמך מסוימות עבור יצרנים.

פנאי (עשה זאת בעצמך ויצרנים)

ליצרנים רבים יש מכונות CNC קטנות מסוגים שונים בבית לעשות כמה פרויקטי עשה זאת בעצמך. זה יכול לשמש גם אנשים לביצוע משימות מסוימות מהבית:

  • הכינו תכשיטים.
  • עיבוד של חומרים ליצירת חלקים או רכיבים.
  • צור חלקים לתיקון כלי רכב או סוגים אחרים של ציוד כאשר חלקי חילוף אינם נמכרים יותר.
  • צור עבודות או תחריטים אומנותיים.

סדנאות ותעשיית ייצור

כמובן במגזר המקצועי, הן בבתי מלאכה והן במפעלים, נפוץ מאוד לראות גם מכונות CNC, הן עבור נגרים, חנויות תיקונים, ייצור חלקים, תעשיית הטקסטיל, תחום האווירונאוטיקה, דקורציה, ייצור ארונות וכו'. לדוגמה:

  • חיתוך בלייזר מתכת.
  • ריתוך פלזמה.
  • Pick & Place, או למקם חלקים או רכיבים ממש במקום ההרכבה שלהם.
  • כיפוף של סורגים, צינורות, צלחות...
  • הִתעַמְלוּת.
  • חריטה או כרסום של עץ.
  • ייצור חלקים בהתאמה אישית.
  • דוגמנות או ייצור תוסף.
  • יצירת שתלים או תותבות לשימוש רפואי.
  • תחריטים.
  • וכו '

תעשיית האלקטרוניקה

אזכור מיוחד ראוי למכונות CNC ששימשו גם במגזר תחרותי ומתקדם כמו זה של תעשיית האלקטרוניקה והמוליכים למחצה. מכונות אלו יכולות לבצע מספר רב של משימות, כגון:

  • חיתוך פרוסות מוליכים למחצה.
  • ייצור גופי קירור מגושי נחושת או אלומיניום.
  • יצירת מארזים/מבנים למחשבים, טלוויזיות, מוביילים וכו'.
  • Pick & Place להנחת רכיבי הרכבה משטח על לוח PCB במקום להלחמה לאחר מכן.
  • הַלחָמָה.
  • חריטה בלייזר של מותגים ולוגואים.
  • לעצב את העדשות.
  • וכו '

למידע נוסף


תוכן המאמר עומד בעקרונותינו של אתיקה עריכתית. כדי לדווח על שגיאה לחץ כאן.

היה הראשון להגיב

השאירו את התגובה שלכם

כתובת הדוא"ל שלך לא תפורסם.

*

*

  1. אחראי לנתונים: מיגל אנחל גטון
  2. מטרת הנתונים: בקרת ספאם, ניהול תגובות.
  3. לגיטימציה: הסכמתך
  4. מסירת הנתונים: הנתונים לא יועברו לצדדים שלישיים אלא בהתחייבות חוקית.
  5. אחסון נתונים: מסד נתונים המתארח על ידי Occentus Networks (EU)
  6. זכויות: בכל עת תוכל להגביל, לשחזר ולמחוק את המידע שלך.

מבחן באנגליתבדוק קטלאניתחידון ספרדי