Hur en CNC-maskin fungerar och applikationer

CNC multiverktygsmaskin

De allestädes närvarande CNC-maskinerna finns i en mängd fabriker och verkstäder av alla slag. Deras underbara fördelar har gjort dem till nästan oumbärliga maskiner för att bearbeta delar. Nu när du vet vilka dessa typer av maskiner är, är följande vet hur en CNC-maskin fungerar, hur delar bearbetas, vilket programmeringsspråk de använder, samt de vanligaste tillämpningarna för dessa maskiner.

Hur en CNC-maskin fungerar: CNC- eller numerisk styrbearbetning

Från CAD (Computer-Aided Design eller Computer Aided Design) eller CAM (Computer-Aided Manufacturing eller Computer Aided Manufacturing)-design, några läsning eller språkkoder med vilken CNC-maskinen kommer att kunna följa de rutter eller rörelser som är markerade för bearbetningen av detaljen i lämplig ordning så att önskat resultat erhålls. Det vill säga så att i slutet av processen är delen identisk med datordesignen.

Med andra ord, tack vare dessa koder kommer det att vara möjligt flytta huvudet med arbetsredskapet genom maskinens axlar. Självklart kan verktyget vara olika från en maskin till en annan, vissa har till och med ett multiverktygshuvud för att växla mellan flera och erbjuda större flexibilitet i arbetet. Det kan till exempel vara skärverktyg, borrverktyg, fräs- eller svarvverktyg, svetsverktyg, lokaliseringsverktyg etc.

Rörelsekontroll

CNC-maskiner har två eller flera programmerbara adresser (axlar). I allmänhet finns det 3 (X, Y, Z), även om de ibland kan ha fler som vi såg i föregående artikel, förutom att de tillåter rotationer (roterande axlar kallas A, B, C). Beroende på antalet axlar kan du utföra mer eller mindre komplex bearbetning. Ju fler yxor, desto större grad av rörelsefrihet, så det kan göra mycket mer komplexa ristningar.

till kontrollera rörelse Av dessa axlar kan två typer av system användas som kan fungera individuellt eller tillsammans:

  • Absoluta värden (kod G90): i detta fall hänvisas koordinaterna för destinationspunkten till startpunkten för koordinater. Variablerna X (mått på slutdiametern) och Z (mått i en riktning parallell med spindelns rotationsaxel) används.
  • Inkrementella värden (kod G91): i detta andra fall hänvisas koordinaterna för destinationspunkten till den aktuella punkten. Variablerna U (radiellt avstånd) och W (mätt i en riktning parallell med spindelns rotationsaxel) används.

Programmerbara tillbehör

Endast med en rörelsekontroll kunde CNC-maskinen inte användas. Därför maskinerna måste programmeras på annat sätt. Typen av CNC-maskin är i själva verket nära besläktad med den typ av programmerbara tillbehör den har. Till exempel, inom bearbetning kan du ha specifika programmerbara funktioner som:

  • automatiskt verktygsbyte: på vissa flerverktygsbearbetningscenter. Verktygshuvudet kan programmeras för att använda det nödvändiga verktyget i varje fall utan att behöva sätta in det i spindeln manuellt.
  • Spindelhastighet och aktivering: Spindelhastigheten i varv per minut (RPM) kan också programmeras, inklusive rotationsriktning (medurs eller moturs), samt stoppa eller aktivera.
  • Kylskåp: Många bearbetningsmaskiner som arbetar med hårda material, som sten eller metall, behöver kylvätska för att de inte ska överhettas. Kylvätskan kan också programmeras att slås på eller av under driftcykeln.

CNC -program

CNC-maskiner kan programmeras, som har setts, men de gör det genom olika metoder som du bör veta när du använder en av dem:

  • Manuell: Ange den information du vill ha vid en kommandotolk. För att göra detta är det nödvändigt att känna till en alfanumerisk kod som är standardiserad, såsom den för standarderna DIN 66024 och DIN 66025.
  • Automatisk: det är det vanligaste fallet nuförtiden, och det utförs med hjälp av en dator ansluten till CNC-maskinen. En person kommer att kunna modifiera data genom programvara utan att behöva känna till koderna, eftersom programmet själv kommer att ansvara för att översätta dem till förståeliga instruktioner för CNC-maskinen. Detta görs genom ett språk som kallas APT, som i sin tur kommer att översättas till binärt (nollor och ettor) så att CNC-maskinens mikrokontroller kan förstå det och översätta det till rörelser.

För närvarande finns det även några andra CNC-maskiner mer avancerad och enklare att använda, som de automatiska som kan behöva ännu mindre mänsklig inblandning.

CNC-program

Exempel på CNC-program. Källa: Researchgate

Det så kallade CNC-programmet, som är skrivet i en lågnivåspråk som kallas G och M (standardiserad av ISO 6983 år EIA RS274) och består av:

  • G-koder: allmänna rörelseanvisningar. Till exempel kan G gå framåt, röra sig radiellt, pausa, cykla och så vidare.
  • M-koder: som inte motsvarar rörelser eller diverse. Exempel på M kan vara att starta eller stoppa spindeln, byta verktyg, applicera kylvätska, etc.
  • N: programmet är uppdelat i faser eller block av instruktioner som kommer att ha bokstaven N som rubrik. Varje block är numrerat, eftersom bearbetningsåtgärderna utförs sekventiellt. Maskinen kommer att respektera numreringen.
  • Variabler eller adresser: Koden innehåller även dessa typer av värden, såsom F för matningshastighet, S för spindelhastighet, T för verktygsval, I, J och K för att lokalisera en bågens centrum, X, Y och Z för rörelsen av yxor osv.

Alla kommer att bero på typ av maskin. Till exempel är en CNC-maskin för böjning av plåt inte detsamma som en för skärning. Den första har ingen spindel och kräver inte kylvätska.

cnc-kodtabell

Exempeltabell för G- och M-kod

Om du tittar på tabellen ovan kan vi det använd ett exempel blockera för att förklara vad som händer. Tänk dig till exempel att du har följande kod eller CNC-program:

N3 G01 X12.500 Z32.000 F800

Det här lilla utdraget av CNC-kod skulle tala om för CNC-maskinen, när den väl har översatts till binärt, att göra följande åtgärder:

  • N3 indikerar att det är det tredje blocket som ska exekveras. Därför skulle det finnas två tidigare block.
  • G01: utför en linjär rörelse.
  • X12.500: skulle röra sig 12.5 mm längs X-axeln.
  • Z32.000: den skulle röra sig 32 mm längs Z-axeln. I detta fall skulle det inte finnas någon rörelse i Y.
  • F800: En matning görs med en hastighet av 800 mm/min.

APT -språk

Vidare, det träffande språket det är ett programmeringsspråk som kommer att användas som en mellankod mellan den föregående och maskinkoden (binär kod) som MCU förstår. Det utvecklades i MIT-laboratoriet av Douglas T. Ross. Då, 1956, användes den för att styra servomekanismer, men användningen har nu spridit sig och den har blivit en internationell standard för numerisk styrning.

Det övervägdes en föregångare till CAM, och liknar andra språk som FORTRAN. Denna kod kommer att omvandlas av datorprogramvara till en serie binära instruktioner som kommer att laddas in i minnet av CNC-maskinens mikrokontroller så att den kan exekvera dem och generera elektriska styrsignaler för att flytta motorerna och verktygen.

Detta APT-språk kan kontrollera många parametrar av CNC-maskinen:

  • Spindelhastighet (RPM)
  • Spindel på eller av
  • vridning
  • planerat stopp
  • kylmedel
  • Rörelser i alla möjliga riktningar (XYZ och ABC)
  • Tidpunkt
  • upprepa cykler
  • banor
  • Annat

Naturligtvis behöver de som använder CNC-maskiner inte kunna detta APT-språk, eftersom den nuvarande mjukvaran är ganska intuitiv och möjliggör enkel kontroll, transparent översättning av APT till användaren för att skapa delen som har designats i CAD/CAM-filen. Det skadar dock aldrig att veta att det finns och vad det är.

Nuförtiden har moderna CNC-maskiner redan grafiska gränssnitt med pekskärmar och integrerad dator som avsevärt underlättar dess användning. De är extremt intuitiva och behöver inte mycket lärande. Genom en penna eller USB-minne kommer de att tillåta dig att ladda designen av pjäsen, så att den kan designas på en annan oberoende dator.

CNC -styrenhet

El cnc-kontroller Det kommer att vara den som ansvarar för att tolka CNC-programmet, dess kommandon i sekventiell ordning, och den kommer bland annat att utföra nödvändiga rörelser och funktioner.

CAM / CAD-program

Un CAD- eller CAM-programvara Den kommer att användas för att skapa designen eller modellen av det som är tänkt att tillverkas. Den nuvarande mjukvaran tillåter redan att automatiskt gå från den här typen av format till ett CNC-program.

DNC -system

Beträffande DNC (Direct Numerical Control), är en term som syftar på en dator som är ansluten via ett nätverk till en eller flera CNC-maskiner. På så sätt kan CNC-programmet överföras till maskinerna, antingen av Ehternet, eller av mer klassiska och rudimentära portar som RS-232C seriella portar, som fortfarande används i många industrimaskiner.

CNC-maskinapplikationer

cnc-maskiner de har fler applikationer än du föreställer dig. Mycket av branschen och verkstäderna, från de minsta till de största, är beroende av ett eller flera av dessa team. De kan till och med användas hemma för vissa gör-det-själv-jobb för beslutsfattare.

Fritid (gör själv och skapare)

Många tillverkare har små CNC-maskiner av olika slag hemma att göra några DIY-projekt. Det kan också användas av individer för att utföra vissa uppgifter hemifrån:

  • Gör smycken.
  • Bearbetning av material för att skapa delar eller komponenter.
  • Skapa delar för att reparera fordon eller annan typ av utrustning när reservdelar inte längre säljs.
  • Gör konstnärliga verk eller gravyrer.

Verkstäder och tillverkningsindustri

Självklart, inom den professionella sektorn, både i verkstäder och fabriker, är det också mycket vanligt att se CNC-maskiner, både för snickare, reparationsverkstäder, reservdelstillverkning, textilindustrin, flygsektorn, dekoration, skåptillverkning m.m. Till exempel:

  • Laserskärning av plåt.
  • Plasmasvetsning.
  • Pick & Place, eller att placera delar eller komponenter direkt på deras monteringsplats.
  • Böjning av stänger, rör, plattor...
  • Borrning.
  • Svarvning eller fräsning av trä.
  • Tillverkning av specialdetaljer.
  • Modellering eller additiv tillverkning.
  • Skapande av implantat eller proteser för medicinskt bruk.
  • Gravyrer.
  • Annat

elektronikindustrin

Särskilt omnämnande förtjänar de CNC-maskiner som också har använts i en sektor som är lika konkurrenskraftig och avancerad som den elektronik- och halvledarindustrin. Dessa maskiner kan utföra ett stort antal uppgifter, såsom:

  • Skärning av halvledarskivor.
  • Tillverkning av kylflänsar av koppar- eller aluminiumblock.
  • Skapande av höljen/strukturer för datorer, tv-apparater, mobiler m.m.
  • Pick & Place för att placera ytmonterade komponenter på ett PCB-kort på plats för efterföljande lödning.
  • Svetsning.
  • Lasergravering av varumärken och logotyper.
  • För att forma linserna.
  • Annat

mer information


Innehållet i artikeln följer våra principer om redaktionell etik. Klicka på för att rapportera ett fel här.

Bli först att kommentera

Lämna din kommentar

Din e-postadress kommer inte att publiceras.

*

*

  1. Ansvarig för uppgifterna: Miguel Ángel Gatón
  2. Syftet med uppgifterna: Kontrollera skräppost, kommentarhantering.
  3. Legitimering: Ditt samtycke
  4. Kommunikation av uppgifterna: Uppgifterna kommer inte att kommuniceras till tredje part förutom enligt laglig skyldighet.
  5. Datalagring: databas värd för Occentus Networks (EU)
  6. Rättigheter: När som helst kan du begränsa, återställa och radera din information.

engelska provTesta katalanskaspanska frågesport