Kā darbojas CNC mašīna un lietojumi

Visur izplatītās CNC iekārtas atrodas daudzās visu veidu rūpnīcās un darbnīcās. To brīnišķīgās priekšrocības ir padarījušas tos gandrīz par būtiskām detaļu apstrādes mašīnām. Tagad, kad jūs zināt, kas ir šāda veida mašīnas, tālāk ir norādīts zināt, kā darbojas CNC mašīna, kā tiek apstrādātas detaļas, izmantotā programmēšanas valoda, kā arī šo iekārtu izplatītākie lietojumi.

Kā darbojas CNC mašīna: CNC vai ciparu vadības apstrāde

No CAD (Computer-Aided Design vai Computer Aided Design) vai CAM (Computer-Aided Manufacturing vai Computer Aided Manufacturing) dizainparaugiem daži lasīšana vai valodu kodi ar kuru CNC iekārta spēs izsekot detaļas apstrādei iezīmētajiem maršrutiem vai kustībām atbilstošā secībā, lai tiktu iegūts vēlamais rezultāts. Tas ir, lai procesa beigās daļa būtu identiska datora dizaina daļai.

Tas ir, pateicoties šiem kodiem, tas būs iespējams pārvietojiet galvu ar darba instrumentu caur mašīnas asīm. Protams, rīks dažādās mašīnās var atšķirties, dažiem pat ir vairāku instrumentu galva, lai pārslēgtos starp vairākiem instrumentiem un nodrošinātu lielāku darba elastību. Piemēram, var būt griezējinstrumenti, urbšanas instrumenti, frēzēšanas vai virpošanas instrumenti, metināšanas instrumenti, atrašanās vietas noteikšanas instrumenti utt.

Kustību kontrole

CNC mašīnām ir divas vai vairākas programmējamas adreses (asis). Parasti ir 3 (X, Y, Z), lai gan dažreiz tiem var būt vairāk, kā mēs redzējām iepriekšējā rakstā, papildus rotācijas atļaujai (rotācijas asis sauc par A, B, C). Atkarībā no asu skaita jūs varat veikt vairāk vai mazāk sarežģītu apstrādi. Jo vairāk asu, jo lielāka pārvietošanās brīvība, tāpēc ar to varēja izgatavot daudz sarežģītākus grebumus.

līdz kontrolēt kustību No šīm asīm var izmantot divu veidu sistēmas, kas var darboties atsevišķi vai kopā:

Absolūtās vērtības (kods G90): šajā gadījumā galapunkta koordinātas tiek attiecinātas uz koordinātu sākuma punktu. Tiek izmantoti mainīgie lielumi X (galīgā diametra mērījums) un Z (mērījums virzienā, kas ir paralēls vārpstas griešanās asij).
Inkrementālās vērtības (kods G91): šajā citā gadījumā galapunkta koordinātas tiek attiecinātas uz pašreizējo punktu. Tiek izmantoti mainīgie lielumi U (radiālais attālums) un W (mērīts virzienā, kas ir paralēls vārpstas griešanās asij).

Programmējami piederumi

Tikai ar kustības vadību CNC iekārtu nevarēja izmantot. Tāpēc mašīnas jāprogrammē citos veidos. CNC mašīnas veids faktiski ir cieši saistīts ar programmējamo piederumu veidu. Piemēram, apstrādē var būt noteiktas programmējamas funkcijas, piemēram:

automātiska instrumentu maiņa: dažos vairāku instrumentu apstrādes centros. Instrumenta galvu var ieprogrammēt, lai katrā gadījumā izmantotu nepieciešamo instrumentu, to manuāli neievietojot vārpstā.
Vārpstas ātrums un aktivizēšana: Var ieprogrammēt arī vārpstas ātrumu apgriezienos minūtē (RPM), ieskaitot griešanās virzienu (pulksteņrādītāja virzienā vai pretēji), kā arī apturēt vai aktivizēt.
Aukstumaģents: Daudzām apstrādes mašīnām, kas strādā ar cietiem materiāliem, piemēram, akmeni vai metālu, ir nepieciešams dzesēšanas šķidrums, lai tās nepārkarstu. Dzesēšanas šķidrumu var arī ieprogrammēt, lai tas ieslēgtos vai izslēgtos darba cikla laikā.

CNC programma

CNC mašīnas var programmēt, kā tas ir redzams, bet viņi to dara ar dažādas metodes kas jums būtu jāzina, strādājot ar kādu no tiem:

Rokasgrāmata: vajadzīgās informācijas ievadīšana komandu uzvednē. Lai to izdarītu, jums jāzina standartizēts burtciparu kods, piemēram, DIN 66024 un DIN 66025 kods.
Automātiska: mūsdienās tas ir visizplatītākais gadījums, un tas tiek veikts, izmantojot datoru, kas savienots ar CNC iekārtu. Persona varēs modificēt datus, izmantojot programmatūru, bez nepieciešamības zināt kodus, jo pati programma būs atbildīga par to tulkošanu saprotamās instrukcijās CNC iekārtai. Tas tiek darīts, izmantojot valodu, ko sauc par APT, kas savukārt tiks pārtulkota bināros (nulles un vieniniekus), lai CNC iekārtas mikrokontrolleris varētu to saprast un pārvērst kustībās.

Pašlaik ir arī dažas citas CNC iekārtas uzlabotas un vieglāk lietojamas, piemēram, automātiskās, kurām var būt nepieciešama vēl mazāka cilvēka iejaukšanās.

CNC programmas piemērs. Avots: Researchgate

Tā sauktā CNC programma, kas ir rakstīta a zema līmeņa valoda, ko sauc par G un M (standartizēts ar ISO 6983 tur EIA RS274) un sastāv no:

G-kodi: vispārīgas kustības instrukcijas. Piemēram, G var virzīties uz priekšu, kustēties radiāli, pauzēt, ciklēties utt.
M-kodi: kas neatbilst kustībām vai dažādi. M piemēri varētu būt vārpstas iedarbināšana vai apturēšana, instrumenta maiņa, dzesēšanas šķidruma uzklāšana utt.
N: programma ir sadalīta fāzēs vai instrukciju blokos, kuru virsrakstā būs burts N. Katrs bloks ir numurēts, jo apstrādes darbības tiek izpildītas secīgi. Iekārta ievēros numerāciju.
Mainīgie vai adreses: Kods satur arī šāda veida vērtības, piemēram, F padevei, S vārpstas ātrumam, T instrumenta izvēlei, I, J un K loka centra atrašanās vietas noteikšanai, X, Y un Z kustībai cirvji utt.

Viss būs atkarīgs no mašīnas veida. Piemēram, CNC mašīna lokšņu metāla locīšanai nav tāda pati kā griešanas iekārta. Pirmajam nav vārpstas, un tam nav nepieciešams dzesēšanas šķidrums.

G un M kodu piemēru tabula

Ja paskatās uz tabulu iepriekš, mēs varētu izmantojiet piemēru bloķēt, lai izskaidrotu, kas notiek. Piemēram, iedomājieties, ka jums ir šāds kods vai CNC programma:

N3 G01 X12.500 32.000 Z800 XNUMX FXNUMX

Šis mazais CNC koda fragments liktu CNC iekārtai, kad tas ir pārtulkots binārajā formātā, šādas darbības:

N3 norāda, ka tas ir trešais izpildāmais bloks. Tāpēc būtu divi iepriekšējie bloki.
G01: veiciet lineāru kustību.
X12.500: pārvietotos 12.5 mm pa X asi.
Z32.000: tas pārvietotos 32 mm pa Z asi. Šajā gadījumā Y kustība nebūtu iespējama.
F800: Padeve tiek veikta ar ātrumu 800 mm/min.

APT valoda

Turklāt, trāpīgā valoda tā ir programmēšanas valoda, kas tiks izmantota kā starpkods starp iepriekšējo un MCU saprotamo mašīnkodu (bināro kodu). To izstrādāja MIT laboratorijā Duglass T. Ross. Toreiz, 1956. gadā, to izmantoja servomehānismu vadīšanai, taču tagad tā izmantošana ir izplatījusies un kļuvusi par starptautisku ciparu vadības standartu.

Tas tika uzskatīts CAM priekštecis, un ir līdzīga citām valodām, piemēram, FORTRAN. Šo kodu datora programmatūra pārveidos par virkni bināru instrukciju, kas tiks ielādētas CNC iekārtas mikrokontrollera atmiņā, lai tā varētu tās izpildīt, ģenerējot elektriskos vadības signālus motoru un instrumentu pārvietošanai.

Šī APT valoda var kontrolēt daudzus parametrus no CNC mašīnas:

Vārpstas ātrums (RPM)
Vārpsta ieslēgta vai izslēgta
Rotācija
ieplānotā pietura
Aukstumaģents
Kustības visos iespējamos virzienos (XYZ un ABC)
Laiks
atkārtojiet ciklus
trajektorijas
Utt

Protams, tiem, kas strādā ar CNC mašīnām, šī APT valoda nav jāzina, jo pašreizējā programmatūra ir diezgan intuitīva un ļauj viegli kontrolēt, pārskatāmi tulkojot APT lietotājam, lai izveidotu detaļu, kas ir izstrādāta CAD/CAM failu. Tomēr nekad nav sāpīgi zināt, ka tas pastāv un kas tas ir.

Mūsdienās modernajām CNC mašīnām jau ir grafiskās saskarnes ar skārienekrāniem un integrētu datoru, kas ievērojami atvieglo tā lietošanu. Tie ir ārkārtīgi intuitīvi, un tiem nav daudz jāmācās. Izmantojot pildspalvas disku vai USB atmiņu, tie ļaus ielādēt gabala dizainu, lai to varētu noformēt citā neatkarīgā datorā.

CNC kontrolieris

El cnc kontrolieris Tas būs atbildīgs par CNC programmas interpretāciju, tās komandu secīgu secību, kā arī veiks nepieciešamās kustības un funkcijas, cita starpā.

CAM / CAD programma

Un CAD vai CAM programmatūra To izmantos, lai izveidotu dizainu vai modeli tam, ko paredzēts ražot. Pašreizējā programmatūra jau ļauj automātiski pāriet no šāda veida formātiem uz CNC programmu.

DNC sistēma

In Cuanto al DNC (tiešā ciparvadība), ir termins, kas attiecas uz datoru, kas tīklā savienots ar vienu vai vairākām CNC iekārtām. Tādā veidā CNC programmu var pārsūtīt uz iekārtām, izmantojot Ehternet vai klasiskākus un elementārākus portus, piemēram, RS-232C seriālos portus, kurus joprojām izmanto daudzās rūpnieciskajās iekārtās.

CNC mašīnu pielietojumi

cnc mašīnas viņiem ir vairāk lietojumu, nekā jūs iedomājaties. Liela daļa nozares un darbnīcu, sākot no mazākajām līdz lielākajām, ir atkarīgas no vienas vai vairākām no šīm komandām. Tos pat var izmantot mājās noteiktiem izgatavotāju darbiem.

Atpūta (DIY un veidotāji)

Daudziem ražotājiem ir mazas dažāda veida CNC mašīnas mājās veikt dažus DIY projektus. To var izmantot arī personas, lai veiktu noteiktus uzdevumus no mājām:

Izgatavojiet rotaslietas.
Materiālu apstrāde, lai izveidotu detaļas vai komponentus.
Izveidojiet detaļas transportlīdzekļu vai cita veida aprīkojuma remontam, kad rezerves daļas vairs netiek pārdotas.
Izgatavojiet mākslas darbus vai gravējumus.

Semināri un ražošanas nozare

Protams profesionālajā sektorā gan darbnīcās, gan rūpnīcās, ļoti bieži var redzēt arī CNC iekārtas, gan galdniekiem, remontdarbnīcām, detaļu ražošanai, tekstilrūpniecībai, aeronautikas sektoram, dekorēšanai, skapju izgatavošanai utt. Piemēram:

Lokšņu metāla lāzergriešana.
Plazmas metināšana.
Pick & Novietojiet vai novietojiet detaļas vai komponentus tieši to montāžas vietā.
Stieņu, cauruļu, plākšņu locīšana…
Urbšana.
Koka virpošana vai frēzēšana.
Pielāgotu detaļu ražošana.
Modelēšana vai piedevu ražošana.
Implantu vai protēžu izgatavošana medicīniskai lietošanai.
Gravējumi.
Utt

elektronikas nozare

Īpaša pieminēšana ir pelnījusi CNC iekārtas, kuras ir izmantotas arī tik konkurētspējīgā un progresīvā nozarē kā šī elektronikas un pusvadītāju rūpniecība. Šīs mašīnas var veikt lielu skaitu uzdevumu, piemēram:

Pusvadītāju vafeļu griešana.
Siltuma izlietņu ražošana no vara vai alumīnija blokiem.
Korpusu/konstrukciju izveide datoriem, televizoriem, mobilajiem u.c.
Pick & Place virsmas montāžas komponentu novietošanai uz PCB plates turpmākai lodēšanai.
Metināšana.
Zīmolu un logotipu lāzergravēšana.
Lēcu veidošanai.
Utt

Hardwarelibre

Kā darbojas CNC mašīna un tās lietojumi