CNC mashinalari: raqamli nazorat bo'yicha qo'llanma

The CNC mashinalari ko'plab sanoat tarmoqlari va barcha turdagi ustaxonalarni bosib oldi, va yaqinda uning eng istiqbolli variantlaridan birida: 3D printerlar. Uning yordamida materiallar bir necha usulda, mutlaq aniqlik bilan, tez va qo'lda ishlov berish bilan erishish qiyin bo'lgan natijalar bilan ishlov berilishi mumkin. Bu tizimlarning afzalliklaridan faqat ba'zilari, biz bu erda tasvirlab beramiz.

Indeks

1 CNC nima
2 CNC mashinalari nima va u qanday ishlaydi?
- 2.1 Historia
- 2.2 CNC mashinasi nimadan yasalgan?
3 Qo'shimcha ma'lumot

CNC nima

CNC (Kompyuterlashtirilgan raqamli nazorat) yoki ingliz tilida kompyuter raqamli nazorati, Bu insonning minimal aralashuvi bilan materiallar va qismlarga ishlov berish uchun muhandislik sohasida keng tarqalgan tizimdir. CNC texnikasi qo'l g'ildiraklari yoki tutqichlar orqali buyruqlar yordamida boshqariladigan dastgohlar uchun avtomatlashtirilgan tizim bo'lgan raqamli boshqaruvdan kelib chiqadi. Biroq, bu mashinalar rivojlangan va endi jarayonni yanada avtomatlashtirish va yaxshi ishlashni taklif qilish uchun dasturiy ta'minot va kompyuter orqali ularni boshqarishga imkon beradi.

Ushbu CNC tizimlarining ishlashini tushunish juda oddiy. dan foydalanish orqali qismni qayta ishlashga asoslangan asbobning harakatini aniqlaydigan koordinatalar (kesish, burg'ulash, frezalash, payvandlash ...). CNC mashinasi sifatida ham tushunilishi mumkin bo'lgan 3D printerning ishlashiga o'xshab, faqat ishlov berish o'rniga, u qismni qurish uchun material qatlamlarini qo'shadi.

Va xuddi 3D printerlar kabi, siz bir nechta o'qlarga ega bo'lishingiz mumkin, masalan X, Y va Z, mos ravishda bo'ylama, vertikal va ko'ndalang siljishlarni amalga oshirish imkoniyatiga ega bo'lish. Ba'zilar orqali servomotorlar va / yoki step motorlar, asbob kompyuter dasturi tomonidan ko'rsatilgan aniq nuqtaga ko'chiriladi va ishlov berish tez va eng yuqori aniqlik bilan amalga oshiriladi.

CNC ixtiro qilinishidan oldin, asboblarni qo'lda boshqarish uchun mehnat talab qilindi, ammo ular yuzaga kelishi mumkin bo'lgan nosozliklar sifat, takroriylik, xarajatlar va ishlab chiqarishning pasayishiga ta'sir qildi. Misol uchun, alyuminiy do'konida deraza uchun ramkalarni burg'ulashni xohlaydigan xodimni tasavvur qiling. Bu vazifa quyidagilarni talab qiladi:

Operator buyumni oladi.
Uni ish stoliga qo'ying.
Tegishli bitni matkapga soling.
Va burg'ulash.

Bu bitta teshik qilish muammo emas, lekin tasavvur qiling-a, barcha teshiklar bir xil bo'lishiga qo'shimcha ravishda, sezilarli ishlab chiqarishni saqlab qolish uchun va eng qisqa vaqt ichida yuzlab yoki minglab ishlab chiqarish kerak. Bunday holda, ishchi kuchi etarli emas va bu erda cnc mashinalari sanoatga katta yaxshilanishlar olib keldi.Bu holda qadamlar quyidagilar bo'ladi:

Mashinaning material bilan oziqlanganligiga ishonch hosil qiling (ba'zida ular avtomatik oziqlantirishga ega bo'lishi mumkin).
Uni kerakli dasturlash bilan boshlang (faqat bir marta kerak bo'lishi mumkin va takroriy sonini ko'rsating).
Va u teshilishlarni aniqlik bilan qilish va ularni operatorning aralashuvisiz kerak bo'lganda ko'p marta takrorlash uchun javobgar bo'ladi.

Shuningdek, operatorga qaraganda tezroq ishlay oladi va charchamaydi, shuning uchun hammasi sanoat yoki ustaxona uchun afzalliklardir.

CNC mashinalari nima va u qanday ishlaydi?

Una CNC mashinasi kompyuterning raqamli boshqaruvi bilan boshqariladigan ishlov berish mashinasining bir turi.. Shunday qilib, jarayonni avtomatlashtirishga polimerlar, ko'piklar, MDF yoki yog'och kabi yumshoq materiallardan tortib barcha turdagi materiallarni kesish, payvandlash, frezalash, qoliplash, maydalash, qismlarni joylashtirish va hokazolarning aniq koordinatalarini o'rnatish orqali erishiladi. marmar, metall, toshlar va boshqalar kabi qattiqroq.

Xuddi shunday, CNC mashinalari murakkab tizimga imkon beradi doimiy ravishda kuzatib boruvchi va moslashtiradigan fikr-mulohazalar bunday tez-tez qo'lda parvarishlash kerak bo'lmasdan, ishlov berish uchun ishlatiladigan asboblarning tezligi va holati. Hatto ba'zi ilg'or tizimlarida muammolarni aniqlash, ish yoki qismning sifatini nazorat qilish va hokazolar uchun aqlli tizimlar mavjud yoki agar u sanoat 4.0 bo'lsa, o'zaro bog'liq.

Shuni ta'kidlash kerakki, ba'zi CNC mashinalari ular boshqacha ishlaydi:

nuqtadan nuqtaga nazorat qilish: Ushbu turdagi CNC mashinalarida har bir yo'lning boshlang'ich va yakuniy nuqtalari o'rnatiladi.
paraksial nazorat: ularda bo'laklarning harakat tezligini nazorat qilish mumkin.
interpolyatsiya nazorati: ular o'z o'qlariga parallel ravishda har qanday usulda ishlov berishni amalga oshiradilar.

Garchi bular emas cnc mashinalari turlariBu haqda keyingi postlarimizda batafsil yoritamiz.

Historia

Birinchi ishlov berish butunlay qo'lda bo'lib, asta-sekin takomillashtirilgan har xil turdagi oddiy asboblardan foydalangan holda amalga oshirila boshlandi. Kimdan XNUMX-asr boshlari, sanoat qo'l mehnatini tejash, mahsuldorlik va samaradorlikni oshirish uchun harakatlantiruvchi quvvat bilan boshqariladigan mashinalar tomon katta qadam tashladi.

Ushbu mashinalar hali sezilarli darajada o'zgarmagan ishchi kuchi, bu hali ham juda muhim edi. Bu shuni ko'rsatdiki, bir qismni ishlab chiqarish ko'proq vaqt talab etadi, yuqori xarajatlar va past foyda marjasiga ega va olingan sifat va aniqlik barcha ishlab chiqarilgan qismlarda bir xil emas edi.

In 40- va 50-yillar, AQShda raqamli boshqaruv mashinalari ishlab chiqila boshlandi. O'sha paytda muhandis bo'lgan Jon T. Parsons bugungi xotira va dasturiy ta'minotning peshqadami bo'lgan perfokartalardan kirish orqali boshqarilishi uchun o'sha paytda frezerni o'zgartirgan. Shunday qilib, mashinalar qismni qayta ishlash uchun qilishlari kerak bo'lgan aniq harakatlar haqida ma'lumotga ega bo'lishdi va tutqichlarni, rul g'ildiraklarini va boshqalarni faollashtirish uchun juda ko'p inson aralashuviga muhtoj emas edilar.

Parsons mashinasi ulardan biriga aylanadi hozirgi CNC mashinalarining o'tmishdoshlari zamonaviy. Ammo bu hali ham vakuum klapanlari yordamida elektron analog boshqaruv tizimiga ega bo'lgan juda oddiy frezalash mashinasi edi. Ushbu tizimlar raqamli va qattiq elektron elektronikaning etukligi bilan mashhur bo'ldi va rivojlangan. Vakuum naychalaridan tranzistorlargacha, tranzistorlardan bosilgan sxemalar va keyin integral mikrosxemalargacha, mikrokontrollerlar (MCU) keng qo'llanilishi uchun etarlicha arzon bo'lgunga qadar.

Keyin CNC dastgohlari ishlov berish qiymatlarini xohlagancha o'zgartirishi uchun ko'proq aqlli va dasturlashtiriladigan tizimlar bilan tug'ildi. In 70-lar Bugungi kunda biz bilgan CNC mashinalari kompyuter tomonidan boshqariladi. Ushbu boshqa ajoyib bosqich tufayli butun jarayonni dasturiy ta'minotdan ko'proq intuitiv boshqarish, istalgan vaqtda ulardan foydalanish uchun turli xil dasturlarni dasturlash, parametrlarni tezda o'zgartirish va hokazolar mumkin bo'ldi.

Bizning kunlarimizda bulut va IoT (Internet of Things) yoki narsalar Interneti rivojlanishi bilan ko'plab qurilmalarni bulutga ulash va ular har biri bilan yanada aqlliroq o'zaro ta'sir o'tkazish mumkin. boshqa, a ga yo'l berib Sanoat 4.0, bunda CNC mashinalari o'z imkoniyatlarini sezilarli darajada yaxshilay oladi. Misol uchun, ular ishlab chiqarish zanjirida bir-biri bilan aloqa qilishlari mumkin, shunda agar biron bir mashina yoki bosqichda kechikish yoki muammo yuzaga kelsa, keyingi mashinalar energiya tejashni kutish vaqtida o'chirilishi yoki ishlab chiqarish darajasini moslashtirish uchun talabni aniqlashi mumkin, va hokazo.

CNC mashinasi nimadan yasalgan?

Tafsilotlarga kelsak CNC mashinasining qismlari yoki komponentlari, quyidagi muhim elementlarni keltirish mumkin:

Kirish qurilmasi

Bu ma'lum kiritish qurilmasi CNC mashinasidan ishlov berish jarayoni uchun ma'lumotlarni yuklash yoki o'zgartirish uchun foydalaniladigan tizimga. Masalan, bu boshqaruv paneli, sensorli ekran va boshqalar bo'lishi mumkin. Ya'ni, mashina operatoriga mashinani faollashtirish va boshqarish imkonini beradigan interfeys.

Tekshirish bloki yoki boshqaruvchi

Bu shunday raqamli elektron tizim kiritilgan ma'lumotlarni talqin qilish mas'ul bo'ladi va ular foydalanuvchi tomonidan kiritilgan dastur ko'rsatadi aynan nima qilish uchun, o'qlari va asbob orqali ish boshini harakat qilish uchun servomotorlar harakatini nazorat qilish uchun nazorat signallari bir qator ishlab chiqarish.

Asbob

La vositasi Bu eng muhim komponentlardan biridir, chunki u ishlov berishni amalga oshiradigan, ishlov beriladigan qism bilan aloqada bo'lgan narsadir. Bu bir nechta turli vazifalarni bajarishga qodir bo'lgan ko'p asbobli bosh yoki alohida sobit yoki almashtiriladigan asboblar bo'lishi mumkin. Masalan: burg'ulash uchi, to'sar, frezalash, payvandlash uchi va boshqalar.

Bunga qo'shimcha ravishda, CNC mashinalarining turli xil turlari bo'lishi mumkinligini ta'kidlash muhimdir akslarning turi va soni:

3 o'q: eng keng tarqalgan bo'lib, X, Y va Z o'qlari bilan.
4 eksa: oldingi uchtasiga A o'qini qo'shadigan ba'zi routerlar yoki CNC routerlar kabi. Bu shpindelni bir vaqtning o'zida uchta sirtni qayta ishlash uchun chapdan o'ngga siljitish imkonini beradi, tekis yoki 3D o'yib chizish imkoniyatiga ega. Ular yog'och, metallar, murakkab naqshlar va boshqalarni o'ymakorligi uchun juda mos keladi.
aylanish o'qi- Unda asbob uchun aylanuvchi shpindel mavjud bo'lib, u bir vaqtning o'zida to'rtta sirtni qayta ishlash imkonini beradi. Ushbu turdagi dastgohlar silindrsimon qismlarga, yog'och haykallarga, murakkab metall elementlarga va boshqalarga ishlov berish uchun ishlatiladi.

Mahkamlash yoki qo'llab-quvvatlash tizimi

Bu shunday ishlov berish jarayonini harakatlantirmasdan amalga oshirish uchun buyum ankrajlangan joy. Tizimga qarab, u langarli yoki langarsiz turli xil bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, ba'zilari chang yig'ish tizimlari yoki suv oqimini kesish kabi qo'shimcha qurilmalarga muhtoj bo'lib, bu qismdan o'tgandan so'ng oqim kuchini to'plash va tarqatish uchun suv idishi yoki rezervuarni talab qiladi.

Bunday tizimlar ko'pincha deyiladi shuningdek, to'shak yoki stol. Ularning ko'pchiligi odatda alyuminiy kabi materiallardan tayyorlanadi, bo'laklar stolga biriktirilishi kerak bo'lganda, silindrlarni yoki murakkab shakllarni qayta ishlash uchun. Buning o'rniga, vakuumli to'shak yoki stol qismni qistirmasdan vakuum qiladi, bu esa yuqori aniqlik, foydalanish paytida kamroq qo'zg'alish va ko'proq erkinlik imkonini beradi.

Qayta aloqa qurilmalari (servomotorlar)

Faqat bunday turdagi qurilmalar mavjud. CNC mashinalari haqida fikr-mulohaza servo motorlardan foydalanadi. Boshqalarida esa bu shart emas.

monitor

Yuqorida aytilganlarning barchasiga qo'shimcha ravishda, a ham bo'lishi mumkin axborot yoki monitoring tizimi ishlov berish jarayonining o'zi. Bu u ishlaydigan interfeys orqali yoki mustaqil bo'lishi mumkin.

Boshqa qismlar

Yuqoridagilarga qo'shimcha ravishda shuni ta'kidlash kerak ikkita muhim element ortiqcha:

Motorlar: boshqaruv blokidan olingan ma'lumotlarga ko'ra ishlov berish asbobini harakatga keltiradigan yoki faollashtiradigan qurilmalar.
- Servo: yuqori tezlikka toqat qiladi, shuning uchun siz kesishingiz, burg'ulashingiz va hokazo. Jim, barqaror ish va murakkab naqshlar uchun ideal.
- step: Bu step motorlarining narxi pastroq, lekin asosiyroq o'yma yoki harakatlanish uchun ishlatiladi. Ularni boshqarish oson, ishonchli va juda aniq, bu ularni maksimal aniqlik zarur bo'lgan joyda moslashtiradi.
mil: CNC mashinasining ushbu elementi ikki xil sovutish yoki sovutish tizimiga ega bo'lishi mumkin:
- Havo orqali: Ular oddiygina shpindelni sovutadigan fan tomonidan sovutiladi va arzonroq, parvarish qilish va ishlatish osonroq.
- Suv bilan: Ular sovutish uchun suvdan foydalanadilar. Bu qimmatroq, murakkab va parvarish qilish qiyin, lekin u odatda uzoq davom etadi, samaraliroq va jim.

Uskunaozod

CNC mashinalari: raqamli boshqaruv bo'yicha qo'llanma