วิธีการทำงานของเครื่อง CNC และการใช้งาน

เครื่อง CNC มีอยู่ทั่วไปในโรงงานและโรงงานทุกประเภท ข้อได้เปรียบที่ยอดเยี่ยมของพวกเขาทำให้พวกเขาเกือบจะเป็นเครื่องจักรที่จำเป็นสำหรับการตัดเฉือนชิ้นส่วน เมื่อคุณรู้แล้วว่าเครื่องจักรประเภทนี้คืออะไร ต่อไปนี้คือ รู้ว่าเครื่อง CNC ทำงานอย่างไร, วิธีตัดเฉือนชิ้นส่วน ภาษาการเขียนโปรแกรมที่ใช้ ตลอดจนการใช้งานทั่วไปของเครื่องเหล่านี้

เครื่อง CNC ทำงานอย่างไร: CNC หรือเครื่องจักรควบคุมเชิงตัวเลข

จากการออกแบบ CAD (Computer-Aided Design หรือ Computer Aided Design) หรือ CAM (Computer-Aided Manufacturing หรือ Computer Aided Manufacturing) บางส่วน การอ่านหรือรหัสภาษา โดยที่เครื่อง CNC จะสามารถติดตามเส้นทางหรือการเคลื่อนไหวที่ทำเครื่องหมายไว้สำหรับการตัดเฉือนชิ้นส่วนในลำดับที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ กล่าวคือ เมื่อสิ้นสุดกระบวนการ ชิ้นส่วนจะเหมือนกับส่วนในการออกแบบคอมพิวเตอร์

กล่าวอีกนัยหนึ่งต้องขอบคุณรหัสเหล่านี้จึงเป็นไปได้ที่จะ ย้ายหัวด้วยเครื่องมือทำงาน ผ่านแกนเครื่อง แน่นอน เครื่องมืออาจแตกต่างกันไปในแต่ละเครื่อง บางเครื่องอาจมีหัวเครื่องมือหลายตัวเพื่อเปลี่ยนระหว่างหลายเครื่องและให้ความยืดหยุ่นในการทำงานมากขึ้น ตัวอย่างเช่น อาจมีเครื่องมือตัด เครื่องมือเจาะ เครื่องมือกัดหรือกลึง เครื่องมือเชื่อม เครื่องมือระบุตำแหน่ง ฯลฯ

การควบคุมการเคลื่อนไหว

เครื่อง CNC มี ที่อยู่ที่ตั้งโปรแกรมได้ (แกน) สองรายการขึ้นไป. โดยทั่วไปมี 3 (X, Y, Z) แม้ว่าบางครั้งอาจมีมากกว่าตามที่เราเห็นในบทความก่อนหน้านี้ นอกเหนือไปจากการอนุญาตให้หมุนได้ (แกนหมุนเรียกว่า A, B, C) คุณสามารถทำการตัดเฉือนที่ซับซ้อนมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับจำนวนแกน ยิ่งมีแกนมากเท่าไร ก็ยิ่งมีอิสระในการเคลื่อนไหวมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นมันจึงสามารถแกะสลักที่ซับซ้อนมากขึ้นได้

ไปยัง ควบคุมการเคลื่อนไหว จากแกนเหล่านี้ สามารถใช้ระบบสองประเภทที่สามารถทำงานแยกกันหรือร่วมกัน:

• ค่าสัมบูรณ์ (รหัส G90): ในกรณีนี้ พิกัดของจุดปลายทางจะอ้างอิงถึงจุดกำเนิดของพิกัด ใช้ตัวแปร X (การวัดเส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย) และ Z (การวัดในทิศทางขนานกับแกนหมุนของแกนหมุน)
• ค่าที่เพิ่มขึ้น (รหัส G91): ในกรณีอื่น พิกัดของจุดปลายทางจะอ้างอิงถึงจุดปัจจุบัน ใช้ตัวแปร U (ระยะรัศมี) และ W (วัดในทิศทางขนานกับแกนหมุนของแกนหมุน)

อุปกรณ์เสริมที่ตั้งโปรแกรมได้

เฉพาะกับการควบคุมการเคลื่อนไหวเท่านั้นที่เครื่อง CNC ไม่สามารถใช้งานได้ ดังนั้น เครื่องจักร ต้องตั้งโปรแกรมด้วยวิธีอื่น. อันที่จริงแล้วประเภทของเครื่อง CNC มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับประเภทของอุปกรณ์เสริมที่ตั้งโปรแกรมได้ ตัวอย่างเช่น ภายในการตัดเฉือน คุณสามารถมีฟังก์ชันเฉพาะที่ตั้งโปรแกรมได้ เช่น:

• เปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติ: ในเครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบหลายเครื่องมือ สามารถตั้งโปรแกรมหัวเครื่องมือให้ใช้เครื่องมือที่จำเป็นในแต่ละกรณีได้โดยไม่ต้องใส่ในแกนหมุนด้วยตนเอง
• ความเร็วแกนหมุนและการเปิดใช้งาน: สามารถตั้งโปรแกรมความเร็วแกนหมุนเป็นรอบต่อนาที (RPM) ได้ รวมถึงทิศทางการหมุน (ตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกา) ตลอดจนหยุดหรือเปิดใช้งาน
• สารทำความเย็น: เครื่องจักรหลายเครื่องที่ทำงานด้วยวัสดุแข็ง เช่น หินหรือโลหะ ต้องใช้น้ำหล่อเย็นเพื่อไม่ให้ร้อนเกินไป สารหล่อเย็นสามารถตั้งโปรแกรมให้เปิดหรือปิดได้ในระหว่างรอบการทำงาน

โปรแกรม CNC

สามารถตั้งโปรแกรมเครื่อง CNC ได้ตามที่เห็น แต่ทำได้โดย วิธีการต่างๆ ที่คุณควรรู้เมื่อทำงานกับหนึ่งในนั้น:

• ด้วยมือ: การป้อนข้อมูลที่คุณต้องการที่พรอมต์คำสั่ง ในการทำเช่นนี้ จำเป็นต้องทราบรหัสตัวอักษรและตัวเลขที่เป็นมาตรฐาน เช่น มาตรฐาน DIN 66024 และ DIN 66025
• อัตโนมัติ: เป็นกรณีปกติที่สุดในปัจจุบันและดำเนินการโดยคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับเครื่อง CNC บุคคลจะสามารถแก้ไขข้อมูลผ่านซอฟต์แวร์โดยไม่จำเป็นต้องรู้รหัส เนื่องจากโปรแกรมจะทำหน้าที่แปลเป็นคำแนะนำที่เข้าใจได้สำหรับเครื่อง CNC สิ่งนี้ทำผ่านภาษาที่เรียกว่า APT ซึ่งจะถูกแปลเป็นเลขฐานสอง (ศูนย์และหนึ่ง) เพื่อให้ไมโครคอนโทรลเลอร์ของเครื่อง CNC สามารถเข้าใจและแปลเป็นการเคลื่อนไหว

ปัจจุบันยังมีเครื่อง CNC อื่นๆ อีกบ้าง ขั้นสูงและใช้งานง่ายขึ้นเช่นเดียวกับระบบอัตโนมัติที่อาจต้องการการแทรกแซงของมนุษย์น้อยลง

โปรแกรม CNC ที่เรียกว่า ซึ่งเขียนด้วย a ภาษาระดับต่ำที่เรียกว่า G และ M (ได้มาตรฐานโดย มาตรฐาน ISO 6983 มี ประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อม RS274) และประกอบด้วย:

• G-codes: คำแนะนำการเคลื่อนไหวทั่วไป ตัวอย่างเช่น G สามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้า เคลื่อนที่ในแนวรัศมี หยุดชั่วคราว วนซ้ำ และอื่นๆ
• M-Codes: ที่ไม่สอดคล้องกับการเคลื่อนไหวหรือเบ็ดเตล็ด ตัวอย่างของ M อาจเป็นการสตาร์ทหรือหยุดสปินเดิล การเปลี่ยนเครื่องมือ การจ่ายน้ำหล่อเย็น ฯลฯ
• N: โปรแกรมถูกแบ่งออกเป็นเฟสหรือกลุ่มคำสั่งที่จะนำหน้าด้วยตัวอักษร N แต่ละบล็อกจะมีหมายเลข เนื่องจากการดำเนินการตัดเฉือนจะดำเนินการตามลำดับ เครื่องจะเคารพการนับ
• ตัวแปรหรือที่อยู่: รหัสยังประกอบด้วยค่าประเภทเหล่านี้ เช่น F สำหรับ feedrate, S สำหรับความเร็วแกนหมุน, T สำหรับการเลือกเครื่องมือ, I, J และ K สำหรับการระบุตำแหน่งศูนย์กลางของส่วนโค้ง, X, Y และ Z สำหรับการเคลื่อนที่ของ แกน ฯลฯ

ทั้งหมด จะขึ้นอยู่กับชนิดของเครื่อง. ตัวอย่างเช่น เครื่อง CNC สำหรับการดัดโลหะแผ่นไม่เหมือนกับเครื่องสำหรับการตัด อันแรกไม่มีแกนหมุนและไม่ต้องการน้ำหล่อเย็น

ถ้าคุณดูตารางด้านบน เราสามารถ ใช้ตัวอย่าง บล็อกเพื่ออธิบายว่าเกิดอะไรขึ้น ตัวอย่างเช่น สมมติว่าคุณมีโค้ดหรือโปรแกรม CNC ต่อไปนี้:

N3 G01 X12.500 Z32.000 F800

โค้ดเล็กๆ น้อยๆ ของโค้ด CNC นี้จะบอกให้เครื่อง CNC ทราบ เมื่อแปลเป็นเลขฐานสองแล้ว ให้ทำ การกระทำดังต่อไปนี้:

• N3 แสดงว่าเป็นบล็อกที่สามที่จะดำเนินการ ดังนั้นจะมีสองช่วงตึกก่อนหน้านี้
• G01: ทำการเคลื่อนไหวเชิงเส้น
• X12.500: จะเคลื่อนที่ 12.5 มม. ตามแกน X
• Z32.000: มันจะเคลื่อนที่ไปตามแกน Z 32 มม. ในกรณีนี้ จะไม่มีการเคลื่อนไหวใน Y
• F800: ป้อนด้วยความเร็ว 800 มม./นาที

ภาษา APT

นอกจากนี้ ภาษาที่เหมาะสม มันเป็นภาษาโปรแกรมที่จะใช้เป็นรหัสกลางระหว่างรหัสก่อนหน้ากับรหัสเครื่อง (รหัสไบนารี) ที่ MCU เข้าใจได้ ได้รับการพัฒนาในห้องปฏิบัติการของ MIT โดย Douglas T. Ross ย้อนกลับไปในปี 1956 มันถูกใช้เพื่อควบคุมกลไกเซอร์โว แต่ขณะนี้การใช้งานได้แพร่กระจายไปและได้กลายเป็นมาตรฐานสากลสำหรับการควบคุมเชิงตัวเลข

ถือว่า รุ่นก่อนของCAMและคล้ายกับภาษาอื่นๆ เช่น FORTRAN รหัสนี้จะถูกแปลงโดยซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์เป็นชุดคำสั่งไบนารีที่จะโหลดลงในหน่วยความจำของไมโครคอนโทรลเลอร์ของเครื่อง CNC เพื่อให้สามารถดำเนินการได้ สร้างสัญญาณควบคุมไฟฟ้าเพื่อเคลื่อนย้ายมอเตอร์และเครื่องมือ

ภาษา APT นี้สามารถ ควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ ของเครื่อง CNC:

• ความเร็วแกนหมุน (RPM)
• เปิดหรือปิดแกนหมุน
• การหมุน
• กำหนดเวลาหยุด
• สารทำความเย็น
• การเคลื่อนไหวในทุกทิศทางที่เป็นไปได้ (XYZ และ ABC)
• เวลา
• วนซ้ำ
• วิถี
• เป็นต้น

แน่นอน ผู้ที่ใช้เครื่องจักร CNC ไม่จำเป็นต้องรู้ภาษา APT นี้ เนื่องจากซอฟต์แวร์ปัจจุบันค่อนข้างใช้งานง่ายและช่วยให้ควบคุมได้ง่าย แปล APT ให้ผู้ใช้อย่างโปร่งใส เพื่อสร้างส่วนที่ได้รับการออกแบบมา ไฟล์ CAD/CAM. อย่างไรก็ตาม ไม่เคยเจ็บที่จะรู้ว่ามันมีอยู่จริงและมันคืออะไร

ปัจจุบันเครื่อง CNC ที่ทันสมัยมีอยู่แล้ว อินเทอร์เฟซแบบกราฟิก ด้วยหน้าจอสัมผัสและคอมพิวเตอร์ในตัวที่อำนวยความสะดวกในการใช้งานอย่างมาก พวกมันมีสัญชาตญาณอย่างมากและไม่ต้องการการเรียนรู้มากนัก ผ่านไดรฟ์ปากกาหรือหน่วยความจำ USB สิ่งเหล่านี้จะช่วยให้คุณสามารถโหลดการออกแบบของชิ้นส่วน เพื่อให้สามารถออกแบบบนคอมพิวเตอร์อิสระเครื่องอื่นได้

ตัวควบคุม CNC

El cnc-controller โดยจะเป็นผู้รับผิดชอบในการตีความโปรแกรม CNC คำสั่งตามลำดับ และจะดำเนินการเคลื่อนไหวและหน้าที่ที่จำเป็น เหนือสิ่งอื่นใด

โปรแกรม CAM / CAD

Un ซอฟต์แวร์ CAD หรือ CAM จะใช้ในการสร้างการออกแบบหรือรุ่นของสิ่งที่ตั้งใจจะผลิต ซอฟต์แวร์ปัจจุบันอนุญาตให้เปลี่ยนจากรูปแบบประเภทนี้ไปเป็นโปรแกรม CNC ได้โดยอัตโนมัติ

ระบบ DNC

ว่า DNC (การควบคุมเชิงตัวเลขโดยตรง)เป็นคำที่หมายถึงคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อโดยเครือข่ายกับเครื่อง CNC หนึ่งเครื่องขึ้นไป ด้วยวิธีนี้ โปรแกรม CNC สามารถถ่ายโอนไปยังเครื่องจักรได้ ไม่ว่าจะโดย Ehternet หรือโดยพอร์ตที่คลาสสิกและเป็นพื้นฐาน เช่น พอร์ตอนุกรม RS-232C ซึ่งยังคงใช้ในเครื่องจักรอุตสาหกรรมจำนวนมาก

การใช้งานเครื่อง CNC

เครื่องซีเอ็นซี พวกเขามีแอปพลิเคชั่นมากกว่าที่คุณคิด. อุตสาหกรรมและเวิร์กช็อปส่วนใหญ่ ตั้งแต่ขนาดเล็กที่สุดไปจนถึงใหญ่ที่สุด ขึ้นอยู่กับทีมเหล่านี้อย่างน้อยหนึ่งทีม พวกเขายังสามารถใช้ที่บ้านสำหรับงาน DIY บางอย่างสำหรับผู้ผลิต

พักผ่อน (DIY และผู้ผลิต)

ผู้ผลิตหลายคนมี เครื่อง CNC ขนาดเล็กแบบต่างๆ ที่บ้าน เพื่อทำโครงการ DIY นอกจากนี้ยังสามารถใช้โดยบุคคลเพื่อทำงานบางอย่างจากที่บ้าน:

• ทำเครื่องประดับชิ้น.
• การตัดเฉือนวัสดุเพื่อสร้างชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบ
• สร้างชิ้นส่วนเพื่อซ่อมแซมยานพาหนะหรืออุปกรณ์ประเภทอื่น ๆ เมื่อไม่มีการขายอะไหล่อีกต่อไป
• สร้างงานศิลปะหรืองานแกะสลัก

การประชุมเชิงปฏิบัติการและอุตสาหกรรมการผลิต

แน่นอน ในภาควิชาชีพทั้งในโรงงานและโรงงานนอกจากนี้ยังพบเห็นได้ทั่วไปในเครื่อง CNC ทั้งสำหรับช่างไม้ ร้านซ่อม การผลิตชิ้นส่วน อุตสาหกรรมสิ่งทอ ภาคการบิน การตกแต่ง การทำตู้ ฯลฯ ตัวอย่างเช่น:

• การตัดด้วยเลเซอร์แผ่นโลหะ
• การเชื่อมพลาสม่า
• Pick & Place หรือเพื่อวางชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบในตำแหน่งที่ประกอบโดยตรง
• ดัดแท่ง ท่อ แผ่น...
• เจาะ.
• การกลึงหรือกัดไม้
• การผลิตชิ้นส่วนที่กำหนดเอง
• การสร้างแบบจำลองหรือการผลิตสารเติมแต่ง
• การสร้างรากฟันเทียมหรือเทียมเพื่อใช้ทางการแพทย์
• แกะสลัก.
• เป็นต้น

อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

การกล่าวถึงเป็นพิเศษสมควรได้รับเครื่อง CNC ที่ใช้ในอุตสาหกรรมที่มีการแข่งขันและก้าวหน้าเช่นเดียวกับของ อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และเซมิคอนดักเตอร์. เครื่องเหล่านี้สามารถทำงานจำนวนมาก เช่น:

• การตัดเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์
• การผลิตแผ่นระบายความร้อนจากบล็อกทองแดงหรืออลูมิเนียม
• การสร้างเคส/โครงสร้างสำหรับคอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ โทรศัพท์มือถือ ฯลฯ
• Pick & Place สำหรับวางส่วนประกอบยึดพื้นผิวบนบอร์ด PCB ในตำแหน่งสำหรับการบัดกรีในภายหลัง
• งานเชื่อม.
• เลเซอร์แกะสลักตราสินค้าและโลโก้
• เพื่อให้เลนส์เข้ารูป
• เป็นต้น

ข้อมูลเพิ่มเติม

• เครื่อง CNC: คู่มือการควบคุมเชิงตัวเลข
• การสร้างต้นแบบและการออกแบบ CNC
• เครื่อง CNC ทุกประเภทตามการใช้งานและลักษณะ
• ประเภทและลักษณะของเครื่องกลึง CNC
• ประเภทของเครื่องกัด CNC
• ประเภทของเราเตอร์ CNC และการตัด CNC
• ประเภทของการแกะสลักด้วยเลเซอร์
• เครื่อง CNC อื่นๆ: เจาะ หยิบและวาง เชื่อม และอื่นๆ
• เครื่อง CNC ช่วยบริษัทได้อย่างไร
• คู่มือการซื้อ: วิธีการเลือกเครื่อง CNC ที่ดีที่สุด
• การบำรุงรักษาเครื่องจักร CNC
• คำแนะนำที่ชัดเจนเกี่ยวกับผู้วางแผน: นักวางแผนคืออะไรและมีไว้เพื่ออะไร
• เครื่อง CNC ที่ดีที่สุดสำหรับการพักผ่อนและการใช้งานอย่างมืออาชีพ
• ล็อตเตอร์การพิมพ์ที่ดีที่สุด
• เครื่องตัดล็อตเตอร์ที่ดีที่สุด
• วัสดุสิ้นเปลืองที่ดีที่สุดสำหรับช่างปั้นหม้อ: ตลับหมึก กระดาษ ไวนิล และอะไหล่