CNC 기계 작동 방식 및 응용

유비쿼터스 CNC 기계는 수많은 공장과 모든 종류의 작업장에 있습니다. 그들의 놀라운 장점으로 인해 부품 가공에 거의 필수적인 기계가 되었습니다. 이제 이러한 유형의 기계가 무엇인지 알았으므로 다음은 CNC 기계가 어떻게 작동하는지 알고, 부품 가공 방법, 사용하는 프로그래밍 언어, 이러한 기계의 가장 일반적인 응용 프로그램.

CNC 기계 작동 방식: CNC 또는 수치 제어 가공

CAD(Computer-Aided Design 또는 Computer Aided Design) 또는 CAM(Computer-Aided Manufacturing 또는 Computer Aided Manufacturing) 설계에서 일부 읽기 또는 언어 코드 CNC 기계는 원하는 결과를 얻을 수 있도록 적절한 순서로 부품 가공을 위해 표시된 경로 또는 이동을 따를 수 있습니다. 즉, 프로세스가 끝나면 부품이 컴퓨터 설계의 부품과 동일합니다.

즉, 이러한 코드 덕분에 작업 도구로 머리를 움직이다 기계의 축을 통해. 물론 도구는 기계마다 다를 수 있으며 일부는 여러 도구 간에 교체할 수 있는 다중 도구 헤드가 있어 작업 유연성이 더 높습니다. 예를 들어 절단 도구, 드릴 도구, 밀링 또는 선삭 도구, 용접 도구, 위치 지정 도구 등이 있을 수 있습니다.

움직임 제어

CNC 기계에는 두 개 이상의 프로그래밍 가능한 주소(축). 일반적으로 3개(X, Y, Z)가 있지만 때로는 이전 기사에서 보았듯이 회전을 허용하는 것 외에도 더 많이 가질 수 있습니다(로터리 축을 A, B, C라고 함). 축 수에 따라 다소 복잡한 가공을 수행할 수 있습니다. 축이 많을수록 움직임의 자유도가 높아져 훨씬 더 복잡한 조각을 만들 수 있습니다.

에 제어 운동 이러한 축 중에서 개별적으로 또는 함께 작동할 수 있는 두 가지 유형의 시스템을 사용할 수 있습니다.

절대값(코드 G90): 이 경우 목적지의 좌표는 좌표의 원점을 참조한다. 변수 X(최종 직경 측정) 및 Z(스핀들 회전 축과 평행한 방향으로 측정)가 사용됩니다.
증분 값(코드 G91): 이 다른 경우에는 대상 지점의 좌표가 현재 지점을 참조합니다. 변수 U(반경 방향 거리) 및 W(스핀들 회전축과 평행한 방향으로 측정)가 사용됩니다.

프로그래밍 가능한 액세서리

모션 제어로만 CNC 기계를 사용할 수 없었습니다. 따라서 기계 다른 방식으로 프로그래밍해야 함. 실제로 CNC 기계의 유형은 프로그래밍 가능한 액세서리 유형과 밀접한 관련이 있습니다. 예를 들어, 가공 내에서 다음과 같은 특정 프로그래밍 가능한 기능을 가질 수 있습니다.

자동 도구 교환: 일부 멀티 툴 머시닝 센터에서. 공구 헤드는 스핀들에 수동으로 넣을 필요 없이 각각의 경우에 필요한 공구를 사용하도록 프로그래밍할 수 있습니다.
스핀들 속도 및 활성화: 회전 방향(시계 방향 또는 반시계 방향)과 정지 또는 활성화를 포함하여 분당 회전수(RPM) 단위의 스핀들 속도도 프로그래밍할 수 있습니다.
냉장고: 돌이나 금속과 같은 단단한 재료로 작업하는 많은 기계 기계에는 과열되지 않도록 냉각수가 필요합니다. 냉각수는 듀티 사이클 동안 켜지거나 꺼지도록 프로그래밍할 수도 있습니다.

CNC 프로그램

CNC 기계는 앞에서 본 것처럼 프로그래밍할 수 있지만 다른 방법 그 중 하나를 사용할 때 알아야 할 사항:

Manual: 명령 프롬프트에서 원하는 정보를 입력합니다. 이렇게 하려면 DIN 66024 및 DIN 66025와 같이 표준화된 영숫자 코드를 알아야 합니다.
자동적 인: 현재 가장 일반적인 경우이며 CNC 기계에 연결된 컴퓨터를 통해 수행됩니다. 프로그램 자체에서 CNC 기계가 이해할 수 있는 지침으로 변환하는 작업을 담당하기 때문에 사람은 코드를 몰라도 소프트웨어를 통해 데이터를 수정할 수 있습니다. 이것은 APT라는 언어를 통해 수행되며, 이 언어는 차례로 이진법(XNUMX과 XNUMX)으로 변환되어 CNC 기계의 마이크로컨트롤러가 이를 이해하고 움직임으로 변환할 수 있습니다.

현재 다른 CNC 기계도 있습니다. 더 발전되고 사용하기 쉬운, 사람의 개입이 훨씬 덜 필요한 자동 작업과 같습니다.

CNC 프로그램 예. 출처: 리서치게이트

로 작성된 소위 CNC 프로그램 G와 M이라는 저급 언어 (에 의해 표준화 ISO 6983 Y EIA RS274) 및 구성:

G 코드: 일반적인 이동 지침. 예를 들어, G는 앞으로 이동, 방사형으로 이동, 일시 중지, 순환 등을 할 수 있습니다.
M-코드: 움직임이나 기타에 해당하지 않는 것. M의 예로는 스핀들 시작 또는 중지, 공구 교체, 냉각수 적용 등이 있습니다.
N: 프로그램은 문자 N으로 시작되는 명령의 단계 또는 블록으로 나뉩니다. 가공 작업이 순차적으로 실행되기 때문에 각 블록에 번호가 매겨집니다. 기계는 번호 매기기를 존중합니다.
변수 또는 주소: 코드에는 이송 속도를 위한 F, 스핀들 속도를 위한 S, 공구 선택을 위한 T, 호의 중심을 찾기 위한 I, J 및 K, 축 등

모든 기계의 유형에 따라 달라집니다. 예를 들어, 판금 벤딩용 CNC 기계는 절단용 기계와 동일하지 않습니다. 첫 번째는 스핀들이 없고 냉각수가 필요하지 않습니다.

G 및 M 코드 예제 테이블

위의 표를 보면 우리는 예를 사용 무슨 일이 일어나는지 설명하기 위해 차단합니다. 예를 들어 다음 코드나 CNC 프로그램이 있다고 가정해 보십시오.

N3 G01 X12.500 Z32.000 F800

CNC 코드의 이 작은 조각은 일단 바이너리로 변환되면 CNC 기계에 다음을 수행하도록 지시합니다. 다음 조치:

N3 실행할 세 번째 블록임을 나타냅니다. 따라서 두 개의 이전 블록이 있습니다.
G01: 직선 운동을 한다.
X12.500: X축을 따라 12.5mm 이동합니다.
Z32.000: Z축을 따라 32mm 이동하며 이 경우 Y축은 이동하지 않습니다.
F800: 800mm/min의 속도로 이송됩니다.

APT 언어

또한, 적절한 언어 이전의 것과 MCU가 이해할 수 있는 기계어(바이너리 코드) 사이의 중간 코드로 사용될 프로그래밍 언어입니다. Douglas T. Ross가 MIT 연구소에서 개발했습니다. 당시 1956년에는 서보 기구를 제어하는 데 사용되었지만 현재는 그 사용이 확산되어 수치 제어의 국제 표준이 되었습니다.

고려되었다 CAM의 전신, FORTRAN과 같은 다른 언어와 유사합니다. 이 코드는 컴퓨터 소프트웨어에 의해 일련의 이진 명령으로 변환되어 CNC 기계의 마이크로컨트롤러의 메모리에 로드되어 이를 실행할 수 있고 전기 제어 신호를 생성하여 모터와 도구를 움직일 수 있습니다.

이 APT 언어는 많은 매개변수를 통제하십시오 CNC 기계의:

스핀들 속도(RPM)
스핀들 켜기 또는 끄기
회전
예정된 정류장
냉각제
가능한 모든 방향으로의 이동(XYZ 및 ABC)
타이밍
주기 반복
궤적
등등

물론 CNC 기계를 작동하는 사람들은 이 APT 언어를 알 필요가 없습니다. 현재 소프트웨어는 매우 직관적이고 쉽게 제어할 수 있고 APT를 사용자에게 투명하게 번역하여 설계된 부품을 생성할 수 있기 때문입니다. CAD/CAM 파일. 그러나 그것이 존재하고 그것이 무엇인지 아는 것은 결코 아프지 않습니다.

요즘 현대 CNC 기계에는 이미 그래픽 인터페이스 터치 스크린과 통합 컴퓨터로 사용을 크게 용이하게 합니다. 그들은 매우 직관적이며 많은 학습이 필요하지 않습니다. 펜 드라이브나 USB 메모리를 통해 조각의 디자인을 로드할 수 있으므로 다른 독립 컴퓨터에서 디자인할 수 있습니다.

CNC 컨트롤러

El CNC 컨트롤러 CNC 프로그램과 명령을 순차적으로 해석하는 역할을 하며 무엇보다도 필요한 동작과 기능을 수행합니다.

CAM / CAD 프로그램

Un CAD 또는 CAM 소프트웨어 그것은 제조하려는 것의 디자인이나 모델을 만드는 데 사용됩니다. 현재 소프트웨어는 이미 이러한 유형의 형식에서 CNC 프로그램으로 자동 전환할 수 있습니다.

DNC 시스템

로로 DNC(직접 수치 제어), 하나 이상의 CNC 기계에 네트워크로 연결된 컴퓨터를 나타내는 용어입니다. 이러한 방식으로 CNC 프로그램은 이더넷이나 RS-232C 직렬 포트와 같이 많은 산업용 기계에서 여전히 사용되는 보다 고전적이고 기본적인 포트를 통해 기계로 전송할 수 있습니다.

CNC 기계 응용

CNC 기계 그들은 당신이 상상하는 것보다 더 많은 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 가장 작은 규모에서 가장 큰 규모에 이르기까지 대부분의 산업 및 워크샵은 이러한 팀 중 하나 이상에 의존합니다. 그들은 메이커를 위한 특정 DIY 작업을 위해 집에서 사용할 수도 있습니다.

레저(DIY 및 메이커)

많은 메이커들이 가지고 있는 가정에서 다양한 종류의 소형 CNC 기계 몇 가지 DIY 프로젝트를 만들기 위해. 개인이 집에서 특정 작업을 수행하는 데 사용할 수도 있습니다.

보석 조각을 만드십시오.
부품 또는 구성 요소를 만들기 위해 재료를 가공합니다.
예비 부품이 더 이상 판매되지 않을 때 차량 또는 기타 유형의 장비를 수리할 부품을 만드십시오.
예술 작품이나 판화를 만드십시오.

작업장 및 제조업

물론 작업장과 공장 모두에서 전문 분야에서, 목수, 수리점, 부품 제조, 섬유 산업, 항공 부문, 장식, 캐비닛 제작 등을 위한 CNC 기계를 보는 것도 매우 일반적입니다. 예를 들어:

판금 레이저 절단.
플라즈마 용접.
Pick & Place 또는 부품이나 구성 요소를 조립 장소에 바로 배치합니다.
바, 튜브, 플레이트의 굽힘…
교련.
목재의 터닝 또는 밀링.
맞춤형 부품 제조.
모델링 또는 적층 제조.
의료용 임플란트 또는 보철물의 제작.
판화.
등등

전자 산업

특별한 언급은 다음과 같이 경쟁력 있고 선진적인 부문에서도 사용된 CNC 기계를 받을 자격이 있습니다. 전자 및 반도체 산업. 이러한 기계는 다음과 같은 많은 작업을 수행할 수 있습니다.

반도체 웨이퍼 절단.
구리 또는 알루미늄 블록으로 방열판 제조.
컴퓨터, 텔레비전, 모바일 등의 케이싱/구조물 제작
후속 납땜을 위해 PCB 기판에 표면 실장 부품을 배치하기 위한 Pick & Place.
용접.
브랜드 및 로고의 레이저 조각.
렌즈의 모양을 잡습니다.
등등

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