CNC makinesi nasıl çalışır ve uygulamaları

Her yerde bulunan CNC makineleri, her türden çok sayıda fabrika ve atölyede bulunmaktadır. Harika avantajları, onları parça işlemek için neredeyse gerekli makineler haline getirdi. Artık bu tür makinelerin ne olduğunu bildiğinize göre, aşağıdakiler CNC makinesinin nasıl çalıştığını bilmek, parçaların nasıl işlendiği, kullandıkları programlama dili ve bu makinelerin en yaygın uygulamaları.

Bir CNC makinesi nasıl çalışır: CNC veya sayısal kontrollü işleme

CAD (Bilgisayar Destekli Tasarım veya Bilgisayar Destekli Tasarım) veya CAM (Bilgisayar Destekli İmalat veya Bilgisayar Destekli İmalat) tasarımlarından bazıları okuma veya dil kodları CNC makinesinin, parçanın işlenmesi için işaretlenen rotaları veya hareketleri uygun bir sırayla takip edebileceği ve böylece istenen sonucun elde edilebileceği. Yani, sürecin sonunda parça, bilgisayar tasarımınınkiyle aynıdır.

Başka bir deyişle, bu kodlar sayesinde ataşmanla kafayı hareket ettirin makinenin eksenleri aracılığıyla. Tabii ki, takım bir makineden diğerine farklılık gösterebilir, hatta bazılarında birden fazla takım arasında geçiş yapmak için çoklu takım kafası bulunur ve daha fazla çalışma esnekliği sunar. Örneğin kesici aletler, delme aletleri, frezeleme veya tornalama aletleri, kaynak aletleri, yerleştirme aletleri vb. olabilir.

Hareket kontrolü

CNC makineleri var iki veya daha fazla programlanabilir adres (eksen). Genellikle 3 (X, Y, Z) vardır, ancak bazen önceki makalede gördüğümüz gibi daha fazlasına sahip olabilirler, ayrıca dönüşlere izin vermenin yanı sıra (döner eksenler A, B, C olarak adlandırılır). Eksen sayısına bağlı olarak, daha fazla veya daha az karmaşık işleme gerçekleştirebilirsiniz. Daha fazla eksen, daha fazla hareket özgürlüğü derecesi, bu yüzden çok daha karmaşık oymalar yapabilir.

Daha kontrol hareketi Bu eksenlerden ayrı ayrı veya birlikte çalışabilen iki tip sistem kullanılabilir:

Mutlak değerler (kod G90): bu durumda varış noktasının koordinatları, koordinatların başlangıç noktasına atıfta bulunur. X (son çapın ölçümü) ve Z (milin dönüş eksenine paralel bir yönde ölçüm) değişkenleri kullanılır.
Artımlı değerler (kod G91): bu diğer durumda varış noktasının koordinatları geçerli noktaya atıfta bulunur. U (radyal mesafe) ve W (iş milinin dönme eksenine paralel bir yönde ölçülen) değişkenleri kullanılır.

Programlanabilir aksesuarlar

Sadece bir hareket kontrolü ile CNC makinesi kullanılamaz. Bu nedenle makineler başka şekillerde programlanmalıdır. Aslında CNC makinesinin tipi, sahip olduğu programlanabilir aksesuarların tipi ile yakından ilgilidir. Örneğin, işleme içinde aşağıdakiler gibi belirli programlanabilir işlevlere sahip olabilirsiniz:

otomatik takım değiştirme: bazı çok takımlı işleme merkezlerinde. Takım kafası, manuel olarak iş miline yerleştirmek zorunda kalmadan her durumda gerekli takımı kullanacak şekilde programlanabilir.
Mil hızı ve aktivasyonu: Dakikada devir (RPM) cinsinden iş mili hızı, dönüş yönü (saat yönünde veya saat yönünün tersine) dahil olmak üzere, durdurma veya etkinleştirme de dahil olmak üzere programlanabilir.
Soğutucu: Taş veya metal gibi sert malzemelerle çalışan birçok işleme makinesi, aşırı ısınmamaları için bir soğutma sıvısına ihtiyaç duyar. Soğutma sıvısı, görev döngüsü sırasında açılıp kapanacak şekilde de programlanabilir.

CNC programı

Görüldüğü gibi CNC makineleri programlanabilir, ancak bunu farklı yöntemler bunlardan biriyle çalışırken bilmeniz gerekenler:

Manuel: Komut isteminde istediğiniz bilgiyi girme. Bunu yapmak için DIN 66024 ve DIN 66025 gibi standartlaştırılmış bir alfanümerik kodu bilmeniz gerekir.
Otomatik: şu anda en olağan durumdur ve CNC makinesine bağlı bir bilgisayar aracılığıyla gerçekleştirilir. Programın kendisi bunları CNC makinesi için anlaşılır talimatlara çevirmekten sorumlu olacağından, bir kişi, kodları bilmesine gerek kalmadan yazılım aracılığıyla verileri değiştirebilecektir. Bu, CNC makinesinin mikro denetleyicisinin anlayabilmesi ve hareketlere çevirebilmesi için sırayla ikili (sıfırlar ve birler) olarak çevrilecek olan APT adlı bir dil aracılığıyla yapılır.

Şu anda, başka CNC makineleri de var. daha gelişmiş ve kullanımı daha kolay, daha az insan müdahalesine ihtiyaç duyan otomatik olanlar gibi.

CNC programı örneği. Kaynak: Researchgate

Sözde CNC programı, bir G ve M olarak adlandırılan düşük seviyeli dil (standartlaştırılmış ISO 6983 orada ÇED RS274) ve şunlardan oluşur:

G kodları: genel hareket talimatları. Örneğin, G ileri hareket edebilir, radyal olarak hareket edebilir, duraklatabilir, döngü yapabilir vb.
M-Kodları: hareketlere veya çeşitli şeylere karşılık gelmeyen. M örnekleri iş milini başlatmak veya durdurmak, takım değiştirmek, soğutma sıvısı uygulamak vb. olabilir.
N: program, N harfi ile başlanacak talimat bloklarına veya aşamalarına bölünmüştür. İşleme eylemleri sıralı olarak yürütüldüğünden her blok numaralandırılmıştır. Makine numaralandırmaya saygı duyacaktır.
Değişkenler veya adresler: Kod ayrıca besleme hızı için F, iş mili hızı için S, takım seçimi için T, bir yayın merkezini bulmak için I, J ve K, hareket için X, Y ve Z gibi bu tür değerleri içerir. eksenler, vb.

tüm makinenin türüne bağlı olacaktır. Örneğin, sac bükme için bir CNC makinesi, kesme için olanla aynı değildir. İlkinde bir iş mili yoktur ve soğutma sıvısı gerektirmez.

G ve M kodu örnek tablosu

Yukarıdaki tabloya bakarsanız, bir örnek kullan ne olduğunu açıklamak için blok. Örneğin, aşağıdaki koda veya CNC programına sahip olduğunuzu hayal edin:

N3 G01 X12.500 Z32.000 F800

Bu küçük CNC kodu parçası, CNC makinesine, ikili koda çevrildikten sonra şunu yapmasını söylerdi: aşağıdaki eylemler:

N3 yürütülecek üçüncü blok olduğunu gösterir. Bu nedenle, önceki iki blok olacaktır.
G01: doğrusal bir hareket gerçekleştirin.
X12.500: X ekseni boyunca 12.5 mm hareket eder.
Z32.000: Z ekseni boyunca 32 mm hareket eder, bu durumda Y'de hareket olmaz.
F800: 800 mm/dk hızda bir besleme yapılır.

APT dili

Ayrıca, uygun dil bir önceki ile MCU tarafından anlaşılabilen makine kodu (binary code) arasında ara kod olarak kullanılacak bir programlama dilidir. Douglas T. Ross tarafından MIT laboratuvarında geliştirilmiştir. O zamanlar, 1956'da servomekanizmaları kontrol etmek için kullanılıyordu, ancak şimdi kullanımı yaygınlaştı ve sayısal kontrol için uluslararası bir standart haline geldi.

Düşünülen bu CAM'ın öncülü, ve FORTRAN gibi diğer dillere benzer. Bu kod, bilgisayar yazılımı tarafından, CNC makinesinin mikro denetleyicisinin belleğine yüklenecek ve bunları yürütebilmesi için bir dizi ikili talimata dönüştürülecek ve motorları ve araçları hareket ettirmek için elektrik kontrol sinyalleri üretecektir.

Bu APT dili birçok parametreyi kontrol et CNC makinesinin:

İş mili hızı (RPM)
Mil Açık veya Kapalı
rotasyon
planlanmış durak
soğutucu
Mümkün olan tüm yönlerde hareketler (XYZ ve ABC)
Zamanlama
döngüleri tekrarlamak
yörüngeler
Vb

Tabii ki, CNC makinelerini kullananların bu APT dilini bilmesine gerek yok, çünkü mevcut yazılım oldukça sezgisel ve kolay kontrole izin veriyor, APT'yi şeffaf bir şekilde kullanıcıya çevirerek tasarlanan parçayı oluşturmak için. CAD/CAM dosyası. Ancak, var olduğunu ve ne olduğunu bilmek asla acıtmaz.

Günümüzde, modern CNC makineleri zaten grafik arayüzler dokunmatik ekranlar ve kullanımını büyük ölçüde kolaylaştıran entegre bilgisayar ile. Son derece sezgiseldirler ve fazla öğrenmeye ihtiyaç duymazlar. Bir kalem sürücü veya USB bellek aracılığıyla, parçanın tasarımını yüklemenize izin verecekler, böylece başka bir bağımsız bilgisayarda tasarlanabilecek.

CNC kontrolörü

El cnc-kontrolör CNC programını, komutlarını sırayla yorumlamaktan sorumlu olacak ve diğer şeylerin yanı sıra gerekli hareketleri ve işlevleri yerine getirecektir.

CAM / CAD programı

Un CAD veya CAM yazılımı Üretilmesi amaçlanan şeyin tasarımını veya modelini oluşturmak için kullanılacaktır. Mevcut yazılım, bu tür formatlardan otomatik olarak bir CNC programına geçişe zaten izin veriyor.

DNC sistemi

Gelince DNC (Doğrudan Sayısal Kontrol), bir ağ ile bir veya daha fazla CNC makinesine bağlı bir bilgisayarı ifade eden bir terimdir. Bu sayede CNC programı, ister Ehternet üzerinden, isterseniz de halen birçok endüstriyel makinede kullanılan RS-232C seri portlar gibi daha klasik ve ilkel portlar ile makinelere aktarılabilmektedir.

CNC makine uygulamaları

cnc makineleri hayal ettiğinizden daha fazla uygulamaya sahipler. En küçüğünden en büyüğüne kadar endüstrinin ve atölyelerin çoğu, bu ekiplerden bir veya daha fazlasına bağlıdır. Üreticiler için belirli DIY işleri için evde bile kullanılabilirler.

Boş zaman (kendin yap ve yapımcılar)

Birçok yapımcı var evde çeşitli tiplerde küçük CNC makineleri bazı DIY projeleri yapmak için. Ayrıca bireyler tarafından evden belirli görevleri gerçekleştirmek için de kullanılabilir:

Takı parçaları yapın.
Parçalar veya bileşenler oluşturmak için malzemelerin işlenmesi.
Yedek parçalar artık satılmadığında araçları veya diğer ekipman türlerini onarmak için parçalar oluşturun.
Sanatsal çalışmalar veya gravürler yapın.

Atölyeler ve imalat sanayi

Elbette, profesyonel sektörde, hem atölyelerde hem de fabrikalarda, hem marangozlar, tamir atölyeleri, parça imalatı, hem de tekstil endüstrisi, havacılık sektörü, dekorasyon, dolap yapımı vb. için CNC makinelerini görmek de çok yaygındır. Örneğin:

Sac lazer kesim.
Plazma kaynağı.
Pick & Place veya parçaları veya bileşenleri montaj yerlerine yerleştirmek için.
Çubukların, boruların, levhaların bükülmesi…
Sondaj.
Ahşabın tornalanması veya frezelenmesi.
Özel parça imalatı.
Modelleme veya eklemeli imalat.
Tıbbi kullanım için implant veya protezlerin oluşturulması.
Gravürler.
Vb

Elektronik endüstrisi

Günümüz kadar rekabetçi ve gelişmiş bir sektörde de kullanılan CNC makineleri özel bir sözü hak etmektedir. elektronik ve yarı iletken endüstrisi. Bu makineler, aşağıdakiler gibi çok sayıda görevi gerçekleştirebilir:

Yarı iletken gofret kesme.
Bakır veya alüminyum bloklardan soğutucu imalatı.
Bilgisayarlar, televizyonlar, cep telefonları vb. için kasaların/yapıların oluşturulması.
Yüzey montaj bileşenlerini sonraki lehimleme için bir PCB kartına yerleştirmek için Al ve Yerleştir.
Kaynak.
Markaların ve logoların lazer gravürü.
Lensleri şekillendirmek için.
Vb

Hardwarelibre

Bir CNC makinesi nasıl çalışır ve uygulamaları