Makinat CNC: udhëzues për kontrollin numerik

L Makinat CNC kanë pushtuar shumë sektorë industrialë dhe punishte të të gjitha llojeve, dhe së fundmi edhe në një nga variantet e tij më premtuese: printera 3D. Falë tij, materialet mund të punohen në mënyra të shumta, me saktësi absolute, shpejt dhe me rezultate të vështira për t'u arritur me procedura manuale. Këto janë vetëm disa nga avantazhet e këtyre sistemeve që do t'i përshkruajmë këtu.

Çfarë është CNC

CNC (Computerized Numerical Control), ose Computer Numerical Control në anglisht, Është një sistem i përhapur në inxhinieri për të përpunuar materiale dhe pjesë me ndërhyrje minimale njerëzore. Teknika CNC rrjedh nga kontrolli numerik, një sistem i automatizuar për veglat e makinerive që operohen me anë të komandave përmes rrotave të dorës ose levave. Megjithatë, këto makina kanë evoluar dhe tani lejojnë kontrollin e tyre përmes softuerit dhe një kompjuteri në mënyrë që të automatizojnë më tej procesin dhe të ofrojnë performancë më të mirë.

Funksionimi i këtyre sistemeve CNC është mjaft i thjeshtë për t'u kuptuar. Ai bazohet në përpunimin e një pjese përmes përdorimit të koordinatat që do të specifikojnë lëvizjen e mjetit (prerje, shpim, frezim, saldim...). Ngjashëm me funksionimin e një printeri 3D, i cili gjithashtu mund të kuptohet si një makinë CNC, vetëm në vend të përpunimit, ajo që bën është shtimi i shtresave të materialit për të ndërtuar një pjesë.

Dhe ashtu si printerët 3D, ju mund të keni shumë boshte, si p.sh X, Y dhe Z, duke qenë në gjendje të kryejë përkatësisht zhvendosje gjatësore, vertikale dhe tërthore. Përmes disa servomotors dhe / ose motorë me hapa, mjeti do të zhvendoset në pikën e saktë të treguar nga programi kompjuterik dhe përpunimi do të kryhet shpejt dhe me saktësinë më të lartë.

Para shpikjes së CNC, kërkohej punë për të trajtuar mjetet me dorë, por dështimet e mundshme që ato mund të bënin ndikuan në cilësinë, përsëritshmërinë, kostot dhe uljen e prodhimit. Për shembull, imagjinoni një punonjës në një dyqan alumini që dëshiron të shpojë korniza për një dritare. Kjo detyrë kërkon që:

Operatori e merr copën.
Vendoseni në tryezën e punës.
Vendosni pjesën e duhur në trap.
Dhe shponi.

Kjo për të bërë një vrimë të vetme nuk është problem, por imagjinoni që duhen bërë qindra apo mijëra prej tyre për të mbajtur një prodhim të konsiderueshëm dhe në kohën më të shkurtër të mundshme, përveç që të gjitha vrimat të jenë të njëjta. Në atë rast, fuqia punëtore nuk është adekuate, dhe këtu makina cnc solli përmirësime të mëdha në industri. Në këtë rast, hapat do të ishin:

Sigurohuni që makina të ushqehet me material (ndonjëherë mund të ketë edhe ushqim automatik).
Filloni me programimin e nevojshëm (mund të jetë e nevojshme vetëm një herë dhe tregoni numrin e përsëritjeve).
Dhe ajo do të jetë e ngarkuar me kryerjen e perforimeve me saktësi dhe përsëritjen e tyre sa herë të jetë e nevojshme, pa qenë nevoja që operatori të ndërhyjë.

Përveç kësaj, mund të punojë më shpejt se një operator dhe nuk lodhet, kështu që të gjitha janë avantazhe për industrinë ose punishten.

Çfarë janë makinat CNC dhe si funksionojnë?

një Makina CNC është një lloj makinerie përpunimi me kontroll numerik kompjuterik.. Në këtë mënyrë, automatizimi i procesit arrihet duke vendosur koordinata të sakta për prerjen, saldimin, bluarjen, derdhjen, bluarjen, vendosjen e pjesëve, etj., të të gjitha llojeve të materialeve, nga ato të buta si polimeret, shkuma, MDF, apo druri, madje. më të forta si mermeri, metali, gurët etj.

Po kështu, makinat CNC lejojnë një sistem të sofistikuar të feedback që monitoron dhe rregullon vazhdimisht shpejtësia dhe pozicioni i veglave të përdorura për përpunim, pa pasur nevojë për mirëmbajtje të tillë të shpeshtë manuale. Edhe disa më të avancuara kanë sisteme inteligjente për të zbuluar problemet, për të kontrolluar cilësinë e punës ose pjesës etj., ose janë të ndërlidhura nëse është një industri 4.0.

Është e rëndësishme të theksohet se disa makina CNC funksionojnë ndryshe:

kontroll pikë për pikë: Në këtë lloj makinerie CNC do të vendosen pikat e fillimit dhe të përfundimit të çdo shteg.
kontroll paraksial: në to është e mundur të kontrollohet shpejtësia e lëvizjes së pjesëve.
interpolojnë kontrollin: kryejnë përpunimin në çdo mënyrë paralel me boshtet e tyre.

Edhe pse këto nuk janë llojet e makinave cncNe do ta trajtojmë atë më në detaje në postimet e ardhshme.

histori

Përpunimi i parë që filloi të bëhej ishte tërësisht manual, duke përdorur lloje të ndryshme veglash rudimentare që avancoheshin pak nga pak. Nga fillimi i shekullit të XNUMX-të, industria bëri një hap të madh drejt makinerive të drejtuara nga fuqia motivuese për të kursyer përpjekjet manuale, duke rritur produktivitetin dhe efikasitetin.

Këto makina ende nuk ishin zhvendosur ndjeshëm fuqinë punëtore, e cila ishte ende shumë e rëndësishme. Kjo nënkuptonte se prodhimi i një pjese zgjati më shumë, kishte kosto më të larta dhe marzhe më të ulëta fitimi, dhe cilësia dhe saktësia e marrë nuk ishin homogjene në të gjitha pjesët e prodhuara.

Në 40 dhe 50, Makinat e kontrollit numerik fillojnë të zhvillohen në Shtetet e Bashkuara. John T. Parsons, një inxhinier në atë kohë, do të modifikonte një makinë bluarjeje në atë kohë në mënyrë që të mund të kontrollohej nga të dhëna nga kartat e shtypura, paraardhësi i kujtesës dhe softuerit të sotëm. Në këtë mënyrë, makinat merrnin informacion për lëvizjet e sakta që duhej të bënin për të përpunuar pjesën dhe nuk kishin nevojë për aq ndërhyrje njerëzore për të aktivizuar levat, timonin etj.

Ajo makinë Parsons do të bëhej një nga paraardhësit e makinerive të sotme CNC moderne. Por ishte ende një makinë bluarje shumë rudimentare me një sistem elektronik kontrolli analog duke përdorur valvula vakum. Këto sisteme u bënë më të njohura dhe të avancuara me maturimin e elektronikës në gjendje të ngurtë dhe dixhitale. Nga tubat vakum te transistorët, nga transistorët te qarqet e printuara dhe më pas te qarqet e integruara, derisa mikrokontrolluesit (MCU) u bënë mjaft të lirë për t'u përdorur gjerësisht.

Më pas makinat CNC lindën me sisteme më inteligjente dhe të programueshme, për të qenë në gjendje të ndryshojnë vlerat e përpunimit sipas dëshirës. Në Vitet 70 Makinat CNC që ne njohim sot do të mbërrinin, të komanduara nga një kompjuter. Falë këtij momenti tjetër madhështor, u bë e mundur të kontrollohej i gjithë procesi në mënyrë më intuitive nga softueri, të programohej programe të ndryshme për t'i përdorur ato sipas dëshirës, të modifikoheshin shpejt parametrat, etj.

Në ditët tona, me zhvillimin e cloud, dhe IoT (Interneti i Gjërave), ose Interneti i gjërave, është e mundur të lidhni një mori pajisjesh me cloud dhe që ato të mund të ndërveprojnë në një mënyrë më inteligjente me secilën tjetër, duke i lënë vendin a Industria 4.0, në të cilën makinat CNC do të jenë në gjendje të përmirësojnë ndjeshëm aftësitë e tyre. Për shembull, ata mund të komunikojnë me njëri-tjetrin në një zinxhir prodhimi në mënyrë që nëse ndonjë makinë ose fazë pëson një vonesë ose problem, makineritë e mëvonshme mund të fiken ndërsa presin të kursejnë energji, ose të përcaktojnë kërkesën për të rregulluar nivelin e tyre të prodhimit. etj.

Nga se përbëhet një makinë CNC?

Kur bëhet fjalë për detajimin e pjesë ose përbërës të një makinerie CNC, mund të citohen elementët thelbësorë të mëposhtëm:

Pajisja hyrëse

Njihet si pajisje hyrëse nga një makinë CNC në sistemin që përdoret për të qenë në gjendje të ngarkojë ose modifikojë të dhënat për procesin e përpunimit. Për shembull, mund të jetë një panel kontrolli, një ekran me prekje, etj. Kjo do të thotë, një ndërfaqe për të lejuar operatorin e makinës të aktivizojë dhe kontrollojë makinën.

Njësia e kontrollit ose kontrolluesi

Është sistemi elektronik dixhital i cili do të jetë i ngarkuar për interpretimin e të dhënave të futura dhe gjenerimin e një sërë sinjalesh kontrolli për të kontrolluar lëvizjen e servomotorëve për të lëvizur kokën e punës nëpër akset dhe mjetin në mënyrë që ata të bëjnë pikërisht atë që tregon programi i futur nga përdoruesi .

mjet

La herramienta Është një nga komponentët më thelbësorë, pasi është ai që kryen realisht përpunimin, ai që është në kontakt me copën që përpunohet. Mund të jetë një kokë me shumë vegla, e aftë për të kryer disa detyra të ndryshme, ose gjithashtu mjete individuale fikse ose të këmbyeshme. Për shembull: shpimi, prerësi, prerësi, maja e saldimit, etj.

Përveç kësaj, është e rëndësishme të theksohet se mund të ketë lloje të ndryshme të makinave CNC për sa i përket tyre lloji dhe numri i akseve:

3 bosht: janë më të zakonshmet, me bosht X, Y dhe Z.
4 akse: si disa rutera ose rutera CNC që shtojnë një bosht A në tre të mëparshmet. Kjo lejon që boshti të lëvizë nga e majta në të djathtë për të përpunuar tre sipërfaqe në të njëjtën kohë, duke qenë në gjendje të gdhendë të sheshtë ose në 3D. Janë ideale për gdhendjen e drurit, metaleve, modeleve komplekse etj.
boshti rrotullues- Ka një bosht rrotullues për mjetin, i cili ju lejon të përpunoni katër sipërfaqe njëkohësisht. Këto lloj makinerish përdoren për përpunimin e pjesëve cilindrike, statujave prej druri, elementeve komplekse metalike etj.

Sistemi i fiksimit ose i mbështetjes

Është vendi ku është ankoruar pjesa për të kryer procesin e përpunimit pa lëvizur. Në varësi të sistemit, ai mund të jetë i llojeve të ndryshme, me ose pa spiranca. Përveç kësaj, disa kanë nevojë për shtesa, të tilla si sistemet e grumbullimit të pluhurit, ose prerja e avionit të ujit, të cilat do të kërkonin një rezervuar uji ose rezervuar për të mbledhur dhe shpërndarë forcën e avionit pasi të kalojë përmes pjesës.

Këto sisteme shpesh quhen edhe krevat apo tavolinë. Shumë prej tyre janë bërë zakonisht nga materiale të tilla si alumini, kur pjesët duhet të ngjiten në tavolinë, për të përpunuar cilindra ose forma komplekse. Në vend të kësaj, shtrati ose tavolina me vakum do të pastrojë pjesën pa e shtrënguar, duke lejuar një shkallë më të lartë saktësie, më pak trazim gjatë përdorimit dhe një shkallë më të madhe lirie.

Pajisjet e reagimit (servomotorët)

Ekzistojnë vetëm këto lloje të pajisjeve. reagime për makinat CNC që përdorin servo motorë. Në të tjerat nuk është e nevojshme.

Monitor

Përveç të gjitha sa më sipër, mund të ketë edhe një informacion apo sistem monitorimi të vetë procesit të përpunimit. Kjo mund të bëhet përmes së njëjtës ndërfaqe nga e cila funksionon ose në mënyrë të pavarur.

Pjesë të tjera

Përveç sa më sipër, duhet theksuar dy elemente thelbësore plus:

Motorët: janë pajisjet që lëvizin ose aktivizojnë mjetin e përpunimit sipas të dhënave të marra nga njësia e kontrollit.
- Ndihmës: toleron shpejtësi të larta, kështu që ju mund të prisni, shponi, etj. Ideale për punë të qetë, të qëndrueshme dhe për modele të ndërlikuara.
- Pulsanti: Këta motorë stepper kanë çmime më të ulëta, por përdoren për gdhendje ose lëvizje më themelore. Ato janë të lehta për t'u kontrolluar, të besueshme dhe shumë të sakta, duke i bërë të përshtatshme aty ku nevojitet saktësi maksimale.
bosht: Ky element i një makinerie CNC mund të ketë dy lloje të sistemit të mundshëm të ftohjes ose ftohjes:
- Nga ajri: Ftohin thjesht nga një ventilator që ftoh boshtin dhe janë më të lira, më të lehta për tu mirëmbajtur dhe përdorur.
- Nga uji: Përdorin ujë për ftohje. Është më i shtrenjtë, kompleks dhe i vështirë për t'u mirëmbajtur, por në përgjithësi zgjat më shumë, është më efikas dhe është më i qetë.

Hardwarelibre