CNC-maskiner: guide til numerisk kontroll

cnc-maskiner

Las CNC-maskiner har invadert mange industrisektorer og verksteder av alle slag, og i det siste også i en av de mest lovende variantene: 3D-skrivere. Takket være det kan materialer bearbeides på flere måter, med absolutt presisjon, raskt og med resultater som er vanskelige å oppnå med manuelle prosedyrer. Dette er bare noen av fordelene med disse systemene som vi vil beskrive her.

Hva er CNC

cnc

CNC (Computerized Numerical Control), eller Computer Numerical Control på engelsk, Det er et utbredt system innen engineering for å behandle materialer og deler med minimal menneskelig innblanding. CNC-teknikken stammer fra numerisk kontroll, et automatisert system for verktøymaskiner som betjenes ved hjelp av kommandoer gjennom håndhjul eller spaker. Imidlertid har disse maskinene utviklet seg og lar nå sin kontroll gjennom programvare og en datamaskin for å automatisere prosessen ytterligere og tilby bedre ytelse.

Driften av disse CNC-systemene er ganske enkel å forstå. Den er basert på maskinering av en del gjennom bruk av koordinater som vil spesifisere bevegelsen til verktøyet (skjæring, boring, fresing, sveising...). I likhet med driften til en 3D-skriver, som også kan forstås som en CNC-maskin, er det bare i stedet for maskinering å legge lag med materiale for å bygge en del.

Og akkurat som 3D-skrivere, kan du ha flere akser, som X, Y og Z, være i stand til å utføre henholdsvis langsgående, vertikale og tverrgående forskyvninger. Gjennom noen servomotorer og / eller trinnmotorer, vil verktøyet flyttes til det nøyaktige punktet som er angitt av dataprogramvaren, og bearbeidingen vil bli utført raskt og med høyeste presisjon.

Før oppfinnelsen av CNC, var arbeidskraft nødvendig for å håndtere verktøyene manuelt, men de mulige feilene de kunne begå påvirket kvalitet, repeterbarhet, kostnader og redusert produksjon. Tenk deg for eksempel en ansatt i en aluminiumsbutikk som ønsker å bore rammer til et vindu. Denne oppgaven krever at:

  1. Operatøren plukker opp stykket.
  2. Legg den på arbeidsbordet.
  3. Sett den passende biten i boret.
  4. Og bore.

Dette å lage et enkelt hull er ikke noe problem, men tenk at det må lages hundrevis eller tusenvis av dem for å opprettholde en betydelig produksjon og på kortest mulig tid, i tillegg til at alle hullene er like. I så fall er ikke arbeidsstyrken tilstrekkelig, og det er der cnc-maskiner brakt store forbedringer for industrien. I dette tilfellet vil trinnene være:

  1. Sørg for at maskinen mates med materiale (noen ganger kan de til og med ha automatisk mating).
  2. Start den med nødvendig programmering (det kan være nødvendig bare én gang og angi antall repetisjoner).
  3. Og hun vil ha ansvaret for å lage perforeringene med presisjon og gjenta dem så mange ganger som nødvendig, uten at operatøren trenger å gripe inn.

Videre kan jobbe raskere enn en operatør og blir ikke sliten, så alle er fordeler for industrien eller verkstedet.

Hva er CNC-maskiner og hvordan fungerer det?

CNC maskin

en CNC-maskin er en slags datamaskin numerisk kontrolloperert maskineringsmaskin.. På denne måten oppnås prosessautomatisering ved å etablere nøyaktige koordinater for skjæring, sveising, fresing, støping, sliping, plassering av deler osv. av alle slags materialer, fra myke som polymerer, skum, MDF eller tre, til og med hardere som marmor, metall, steiner, etc.

På samme måte tillater CNC-maskiner et sofistikert system av tilbakemelding som hele tiden overvåker og justerer hastigheten og posisjonen til verktøyene som brukes til maskinering, uten behov for så hyppig manuelt vedlikehold. Selv noen mer avanserte har intelligente systemer for å oppdage problemer, kontrollere kvaliteten på arbeidet eller delen osv., eller kobles sammen hvis det er en industri 4.0.

Det er viktig å merke seg at noen CNC-maskiner de fungerer annerledes:

  • punkt til punkt kontroll: I denne typen CNC-maskiner vil start- og sluttpunktene for hver bane bli etablert.
  • paraksial kontroll: i dem er det mulig å kontrollere bevegelseshastigheten til brikkene.
  • interpolere kontroll: de utfører maskinering på noen måte parallelt med aksene.

Selv om disse ikke er typer cnc-maskinerVi vil dekke det mer detaljert i fremtidige innlegg.

historie

Den første maskineringen som begynte å gjøres var helt manuell, ved bruk av ulike typer rudimentære verktøy som ble avansert litt etter litt. Fra tidlig tjuende århundre, tok industrien et stort sprang mot drivkraftdrevne maskiner for å spare manuell innsats, øke produktiviteten og effektiviteten.

Disse maskinene var ennå ikke vesentlig forskjøvet arbeidsstyrke, som fortsatt var veldig viktig. Dette innebar at det tok lengre tid å produsere en del, hadde høyere kostnader og lavere fortjenestemarginer, og kvaliteten og presisjonen som ble oppnådd var ikke homogen i alle delene som ble produsert.

I 40 Anos y 50, Numeriske kontrollmaskiner begynner å bli utviklet i USA. John T. Parsons, en ingeniør på den tiden, ville modifisere en fresemaskin på den tiden slik at den kunne styres av input fra hullkort, forløperen til dagens minne og programvare. På denne måten fikk maskinene informasjon om de nøyaktige bevegelsene de måtte gjøre for å bearbeide delen og trengte ikke så mye menneskelig inngripen for å aktivere spaker, ratt osv.

Den Parsons-maskinen ville bli en av de forgjengerne til dagens CNC-maskiner moderne. Men det var fortsatt en veldig rudimentær fresemaskin med et elektronisk analogt kontrollsystem ved bruk av vakuumventiler. Disse systemene ble mer populære og avanserte med modningen av solid-state og digital elektronikk. Fra vakuumrør til transistorer, fra transistorer til trykte kretser og deretter til integrerte kretser, til mikrokontrollere (MCUer) ble billige nok til å bli mye brukt.

Da ble CNC-maskinene født med mer intelligente og programmerbare systemer, for å kunne variere bearbeidingsverdiene etter ønske. I 70 år CNC-maskinene som vi kjenner i dag ville ankomme, kommandert av en datamaskin. Takket være denne andre store milepælen var det mulig å kontrollere hele prosessen mer intuitivt fra programvare, programmere forskjellige programmer for å bruke dem når det var ønskelig, endre parametere raskt, etc.

I våre dager, med utviklingen av skyen, og IoT (Internet of Things), eller tingenes internett, er det mulig å koble en mengde enheter til skyen og at de kan samhandle på en mer intelligent måte med hver andre, viker for en Industri 4.0, der CNC-maskiner vil kunne forbedre sine muligheter betraktelig. For eksempel kan de kommunisere med hverandre i en produksjonskjede slik at hvis en maskin eller etappe får en forsinkelse eller et problem, kan påfølgende maskiner slås av mens de venter på å spare energi, eller de kan bestemme etterspørselen for å justere produksjonsnivået, osv. .

Hva er en CNC-maskin laget av?

cnc verktøyhoder

Når det gjelder detaljering av deler eller komponenter til en CNC-maskin, kan følgende viktige elementer siteres:

Inndataenhet

Det er kjent som inndataenhet fra en CNC-maskin til systemet som brukes for å kunne laste eller modifisere dataene for maskineringsprosessen. Det kan for eksempel være et kontrollpanel, en berøringsskjerm osv. Det vil si et grensesnitt som lar maskinoperatøren aktivere og kontrollere maskinen.

Kontrollenhet eller kontroller

Er digitalt elektronisk system som vil ha ansvaret for å tolke de innlagte dataene og generere en serie kontrollsignaler for å kontrollere bevegelsen til servomotorene for å bevege arbeidshodet gjennom aksene og verktøyet slik at de gjør nøyaktig det programmet som er lagt inn av brukeren indikerer.

verktøy

La verktøy Det er en av de mest essensielle komponentene, siden det er den som faktisk utfører bearbeidingen, den som er i kontakt med stykket som behandles. Det kan være et multiverktøyhode, det å kunne utføre flere forskjellige oppgaver, eller også individuelle faste eller utskiftbare verktøy. For eksempel: bor, kutter, fres, sveisespiss, etc.

I tillegg er det viktig å merke seg at det kan finnes ulike typer CNC-maskiner i forhold til deres type og antall aksler:

  • 3 akse: er de vanligste, med en X-, Y- og Z-akse.
  • 4 akser: som noen rutere eller CNC-rutere som legger til en A-akse til de tre foregående. Dette gjør at spindelen kan bevege seg fra venstre til høyre for å behandle tre overflater samtidig, og kan gravere flatt eller i 3D. De er ideelle for utskjæring av tre, metaller, komplekse mønstre, etc.
  • roterende akse– Den har en roterende spindel for verktøyet, som lar deg behandle fire overflater samtidig. Disse typer maskiner brukes til maskinering av sylindriske deler, trestatuer, komplekse metallelementer, etc.

Feste- eller støttesystem

Er sted hvor stykket er forankret for å utføre maskineringsprosessen uten at det beveger seg. Avhengig av systemet kan det være av forskjellige typer, med eller uten ankere. I tillegg trenger noen ekstrautstyr, for eksempel støvoppsamlingssystemer eller vannstråleskjæring, som vil kreve en vanntank eller reservoar for å samle og spre kraften til strålen når den passerer gjennom delen.

Disse systemene kalles ofte også seng eller bord. Mange av dem er vanligvis laget av materialer som aluminium, når brikkene skal festes til bordet, for å behandle sylindre eller komplekse former. I stedet vil vakuumsengen eller -bordet støvsuge delen uten å klemme den, noe som gir en høyere grad av presisjon, mindre omrøring under bruk og en større grad av frihet.

Tilbakemeldingsenheter (servomotorer)

Det finnes bare slike enheter. tilbakemelding på CNC-maskiner som bruker servomotorer. I de andre er det ikke nødvendig.

Overvåke

I tillegg til alt det ovennevnte kan det også være en informasjon eller overvåkingssystem av selve maskineringsprosessen. Dette kan være gjennom det samme grensesnittet som det opererer fra eller uavhengig.

Andre deler

I tillegg til ovenstående bør det bemerkes to vesentlige elementer Plus:

  • Motorer: er enhetene som flytter eller aktiverer maskineringsverktøyet i henhold til dataene mottatt fra kontrollenheten.
    • Servo: tåler høye hastigheter, slik at du kan kutte, bore osv. Ideell for stille, stabilt arbeid og for intrikate mønstre.
    • stepper: Disse trinnmotorene er billigere, men brukes til mer grunnleggende gravering eller bevegelse. De er enkle å kontrollere, pålitelige og svært nøyaktige, noe som gjør dem egnet der maksimal presisjon er nødvendig.
  • spindel: Dette elementet i en CNC-maskin kan ha to typer mulige kjøle- eller kjølesystemer:
    • Med fly: De kjøles ganske enkelt av en vifte som kjøler spindelen, og er billigere, enklere å vedlikeholde og bruke.
    • Ved vann: De bruker vann til kjøling. Det er dyrere, komplekst og vanskeligere å vedlikeholde, men det varer vanligvis lenger, er mer effektivt og er mer stillegående.

mer informasjon


Innholdet i artikkelen følger våre prinsipper for redaksjonell etikk. Klikk på for å rapportere en feil her.

Bli den første til å kommentere

Legg igjen kommentaren

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.

*

*

  1. Ansvarlig for dataene: Miguel Ángel Gatón
  2. Formålet med dataene: Kontroller SPAM, kommentaradministrasjon.
  3. Legitimering: Ditt samtykke
  4. Kommunikasjon av dataene: Dataene vil ikke bli kommunisert til tredjeparter bortsett fra ved juridisk forpliktelse.
  5. Datalagring: Database vert for Occentus Networks (EU)
  6. Rettigheter: Når som helst kan du begrense, gjenopprette og slette informasjonen din.

engelskprøveTest katalanskspansk quiz