Mesin CNC: panduan kepada kawalan berangka

yang Mesin CNC telah menyerang banyak sektor perindustrian dan pelbagai jenis bengkel, dan akhir-akhir ini juga dalam salah satu varian yang paling menjanjikan: pencetak 3D. Terima kasih kepadanya, bahan boleh dikerjakan dalam pelbagai cara, dengan ketepatan mutlak, cepat, dan dengan hasil yang sukar dicapai dengan prosedur manual. Ini hanyalah sebahagian daripada kelebihan sistem ini yang akan kami huraikan di sini.

Apa itu CNC

CNC (Kawalan Berangka Berkomputer), atau Kawalan Berangka Komputer dalam Bahasa Inggeris, Ia adalah sistem yang meluas dalam kejuruteraan untuk memproses bahan dan bahagian dengan campur tangan manusia yang minimum. Teknik CNC berasal daripada kawalan berangka, sistem automatik untuk alatan mesin yang dikendalikan melalui arahan melalui roda tangan atau tuas. Walau bagaimanapun, mesin ini telah berkembang dan kini membenarkan kawalan mereka melalui perisian dan komputer untuk terus mengautomasikan proses dan menawarkan prestasi yang lebih baik.

Pengendalian sistem CNC ini agak mudah untuk difahami. Ia adalah berdasarkan pemesinan bahagian melalui penggunaan koordinat yang akan menentukan pergerakan alat (memotong, menggerudi, mengisar, mengimpal...). Sama seperti pengendalian pencetak 3D, yang juga boleh difahami sebagai mesin CNC, cuma bukannya pemesinan, apa yang dilakukannya ialah menambah lapisan bahan untuk membina bahagian.

Dan sama seperti pencetak 3D, anda boleh mempunyai berbilang paksi, seperti X, Y dan Z, mampu melakukan anjakan membujur, menegak dan melintang masing-masing. Melalui beberapa servomotors dan / atau motor stepper, alat akan dialihkan ke titik tepat yang ditunjukkan oleh perisian komputer, dan pemesinan akan dijalankan dengan cepat dan dengan ketepatan tertinggi.

Sebelum penciptaan CNC, buruh diperlukan untuk mengendalikan alatan secara manual, tetapi kemungkinan kegagalan yang boleh mereka lakukan menjejaskan kualiti, kebolehulangan, kos dan penurunan pengeluaran. Sebagai contoh, bayangkan seorang pekerja di kedai aluminium yang ingin menggerudi bingkai untuk tingkap. Tugas ini memerlukan:

Operator mengambil bahagian.
Letakkan di atas meja kerja.
Letakkan bit yang sesuai dalam gerudi.
Dan gerudi.

Ini untuk membuat satu lubang tidak menjadi masalah, tetapi bayangkan bahawa beratus-ratus atau beribu-ribu daripadanya perlu dibuat untuk mengekalkan pengeluaran yang besar dan dalam masa yang sesingkat mungkin, di samping semua lubang adalah sama. Dalam kes itu, tenaga kerja tidak mencukupi, dan di situlah mesin cnc membawa peningkatan yang hebat kepada industri. Dalam kes ini, langkah-langkahnya ialah:

Pastikan mesin disuap dengan bahan (kadang-kadang mereka mungkin mempunyai penyusuan automatik).
Mulakan dengan pengaturcaraan yang diperlukan (ia mungkin perlu sekali sahaja dan nyatakan bilangan ulangan).
Dan dia akan bertanggungjawab membuat penebukan dengan tepat dan mengulanginya seberapa banyak yang perlu, tanpa perlu operator campur tangan.

Selain itu, boleh bekerja lebih cepat daripada operator dan tidak jemu, jadi semuanya adalah kelebihan untuk industri atau bengkel.

Apakah mesin CNC dan bagaimana ia berfungsi?

yang Mesin CNC ialah sejenis mesin pemesinan yang dikendalikan oleh kawalan berangka komputer.. Dengan cara ini, automasi proses dicapai dengan mewujudkan koordinat yang tepat untuk memotong, mengimpal, mengisar, mengacu, mengisar, meletakkan bahagian, dsb., semua jenis bahan, daripada yang lembut seperti polimer, buih, MDF, atau kayu, malah lebih keras seperti marmar, logam, batu, dll.

Begitu juga, mesin CNC membenarkan sistem yang canggih maklum balas yang sentiasa memantau dan menyesuaikan kelajuan dan kedudukan alat yang digunakan untuk pemesinan, tanpa memerlukan penyelenggaraan manual yang kerap. Malah sesetengah yang lebih maju mempunyai sistem pintar untuk mengesan masalah, mengawal kualiti kerja atau bahagian, dsb., atau saling berkaitan jika ia adalah industri 4.0.

Adalah penting untuk diperhatikan bahawa beberapa mesin CNC mereka bekerja secara berbeza:

kawalan titik ke titik: Dalam mesin CNC jenis ini, titik mula dan akhir setiap laluan akan ditetapkan.
kawalan paraxial: di dalamnya adalah mungkin untuk mengawal kelajuan pergerakan kepingan.
kawalan interpolasi: mereka menjalankan pemesinan dalam apa jua cara selari dengan paksi mereka.

Walaupun ini bukan jenis mesin cncKami akan membincangkannya dengan lebih terperinci dalam siaran akan datang.

sejarah

Pemesinan pertama yang mula dilakukan adalah manual sepenuhnya, menggunakan pelbagai jenis alat asas yang maju sedikit demi sedikit. daripada awal abad ke-XNUMX, industri mengambil lonjakan besar ke arah mesin yang dipacu kuasa motif untuk menjimatkan usaha manual, meningkatkan produktiviti dan kecekapan.

Mesin-mesin ini masih belum berpindah dengan ketara tenaga kerja, yang masih sangat penting. Ini menunjukkan bahawa menghasilkan bahagian mengambil masa yang lebih lama, mempunyai kos yang lebih tinggi dan margin keuntungan yang lebih rendah, dan kualiti dan ketepatan yang diperolehi tidak homogen dalam semua bahagian yang dihasilkan.

Dalam 40-an dan 50-an, Mesin kawalan berangka mula dibangunkan di Amerika Syarikat. John T. Parsons, seorang jurutera pada masa itu, akan mengubah suai mesin pengilangan pada masa itu supaya ia boleh dikawal dengan input daripada kad tebuk, pelopor memori dan perisian hari ini. Dengan cara ini, mesin memperoleh maklumat tentang pergerakan tepat yang perlu mereka lakukan untuk memesin bahagian tersebut dan tidak memerlukan campur tangan manusia yang begitu banyak untuk mengaktifkan tuil, stereng, dsb.

Mesin Parsons itu akan menjadi salah satu daripadanya pendahulu mesin CNC masa kini moden. Tetapi ia masih merupakan mesin pengilangan yang sangat asas dengan sistem kawalan analog elektronik menggunakan injap vakum. Sistem ini menjadi lebih popular dan maju dengan kematangan keadaan pepejal dan elektronik digital. Daripada tiub vakum kepada transistor, daripada transistor kepada litar bercetak dan kemudian kepada litar bersepadu, sehingga mikropengawal (MCU) menjadi cukup murah untuk digunakan secara meluas.

Kemudian mesin CNC dilahirkan dengan sistem yang lebih pintar dan boleh diprogramkan, untuk dapat mengubah nilai pemesinan seperti yang dikehendaki. Di dalam 70-an Mesin CNC yang kita tahu hari ini akan tiba, diperintahkan oleh komputer. Terima kasih kepada pencapaian hebat yang lain ini, adalah mungkin untuk mengawal keseluruhan proses secara lebih intuitif daripada perisian, memprogramkan program yang berbeza untuk menggunakannya apabila dikehendaki, mengubah suai parameter dengan cepat, dsb.

Pada zaman kita, dengan perkembangan awan, dan IoT (Internet of Things), atau Internet of things, adalah mungkin untuk menyambungkan pelbagai peranti ke awan dan mereka boleh berinteraksi dengan cara yang lebih pintar dengan setiap lain, memberi laluan kepada a Industri 4.0, di mana mesin CNC akan dapat meningkatkan keupayaan mereka dengan ketara. Contohnya, mereka boleh berkomunikasi antara satu sama lain dalam rantaian pembuatan supaya jika mana-mana mesin atau peringkat mengalami kelewatan atau masalah, mesin seterusnya boleh dimatikan sementara mereka menunggu untuk menjimatkan tenaga, atau mereka boleh menentukan permintaan untuk melaraskan tahap pengeluaran mereka, dll.

Apakah mesin CNC diperbuat daripada?

Apabila ia datang untuk memperincikan bahagian atau komponen mesin CNC, elemen penting berikut boleh dipetik:

Peranti input

Ia dikenali sebagai peranti input daripada mesin CNC kepada sistem yang digunakan untuk dapat memuatkan atau mengubah suai data untuk proses pemesinan. Sebagai contoh, ia boleh menjadi panel kawalan, skrin sentuh, dsb. Iaitu, antara muka untuk membolehkan pengendali mesin mengaktifkan dan mengawal mesin.

Unit kawalan atau pengawal

Ia adalah sistem elektronik digital yang akan bertanggungjawab untuk mentafsir data yang dimasukkan dan menjana satu siri isyarat kawalan untuk mengawal pergerakan servomotors untuk menggerakkan kepala kerja melalui paksi dan alat supaya mereka melakukan apa yang ditunjukkan oleh program yang dimasukkan oleh pengguna.

Alat

La herramienta Ia adalah salah satu komponen yang paling penting, kerana ia adalah komponen yang sebenarnya melakukan pemesinan, komponen yang bersentuhan dengan bahagian yang sedang diproses. Ia boleh menjadi kepala berbilang alat, dapat menjalankan beberapa tugas yang berbeza, atau juga alat tetap atau boleh ditukar ganti individu. Contohnya: mata gerudi, pemotong, pemotong pengilangan, hujung kimpalan, dsb.

Di samping itu, adalah penting untuk ambil perhatian bahawa mungkin terdapat pelbagai jenis mesin CNC dari segi mereka jenis dan bilangan gandar:

3 paksi: adalah yang paling biasa, dengan paksi X, Y, dan Z.
4 paksi: seperti sesetengah penghala atau penghala CNC yang menambah paksi A kepada tiga sebelumnya. Ini membolehkan gelendong bergerak dari kiri ke kanan untuk memproses tiga permukaan pada masa yang sama, boleh mengukir rata atau dalam 3D. Mereka sesuai untuk mengukir kayu, logam, corak kompleks, dll.
paksi berputar- Ia mempunyai gelendong berputar untuk alat, yang membolehkan anda memproses empat permukaan secara serentak. Mesin jenis ini digunakan untuk pemesinan bahagian silinder, patung kayu, unsur logam kompleks, dsb.

Sistem pengikat atau sokongan

Ia adalah tempat di mana kepingan itu berlabuh untuk menjalankan proses pemesinan tanpa ia bergerak. Bergantung pada sistem, ia boleh terdiri daripada pelbagai jenis, dengan atau tanpa sauh. Di samping itu, sesetengahnya memerlukan tambahan, seperti sistem pengumpulan habuk, atau pemotongan pancutan air, yang memerlukan tangki air atau takungan untuk mengumpul dan menghilangkan daya jet sebaik sahaja ia melalui bahagian tersebut.

Sistem ini sering dipanggil juga katil atau meja. Kebanyakannya biasanya diperbuat daripada bahan seperti aluminium, apabila kepingan itu perlu dilekatkan pada meja, untuk memproses silinder atau bentuk kompleks. Sebaliknya, katil atau meja vakum akan mengosongkan bahagian tanpa mengapitnya, membolehkan tahap ketepatan yang lebih tinggi, kurang pergolakan semasa penggunaan dan tahap kebebasan yang lebih tinggi.

Peranti maklum balas (servomotors)

Terdapat hanya jenis peranti ini. maklum balas mengenai mesin CNC yang menggunakan motor servo. Dalam yang lain ia tidak perlu.

Pantau

Sebagai tambahan kepada semua perkara di atas, mungkin juga terdapat a sistem maklumat atau pemantauan daripada proses pemesinan itu sendiri. Ini boleh melalui antara muka yang sama dari mana ia beroperasi atau secara bebas.

Bahagian lain

Sebagai tambahan kepada perkara di atas, ia harus diperhatikan dua elemen penting tambah:

Motosikal: ialah peranti yang menggerakkan atau mengaktifkan alat pemesinan mengikut data yang diterima daripada unit kawalan.
- Servo: bertolak ansur dengan kelajuan tinggi, jadi anda boleh memotong, menggerudi, dsb. Ideal untuk kerja yang tenang, stabil dan untuk corak yang rumit.
- Stepper: Motor stepper ini berharga lebih rendah, tetapi digunakan untuk ukiran atau pergerakan yang lebih asas. Ia mudah dikawal, boleh dipercayai dan sangat tepat, menjadikannya sesuai di mana ketepatan maksimum diperlukan.
gelendong: Elemen mesin CNC ini boleh mempunyai dua jenis sistem penyejukan atau penyejukan yang mungkin:
- Melalui udara: Ia disejukkan hanya dengan kipas yang menyejukkan gelendong, dan lebih murah, lebih mudah diselenggara dan digunakan.
- Dengan air: Mereka menggunakan air untuk menyejukkan. Ia lebih mahal, kompleks dan sukar untuk diselenggara, tetapi ia biasanya bertahan lebih lama, lebih cekap dan lebih senyap.

Hardwarelibre