Cách một máy CNC hoạt động và các ứng dụng

Isaac

Phút 1

Máy đa dụng cụ CNC

Máy CNC có mặt khắp nơi trong vô số nhà máy, xưởng sản xuất các loại. Những ưu điểm tuyệt vời của chúng đã khiến chúng gần như trở thành những cỗ máy thiết yếu để gia công các chi tiết máy. Bây giờ bạn đã biết những loại máy này là gì, sau đây là biết máy CNC hoạt động như thế nào, cách các bộ phận được gia công, ngôn ngữ lập trình mà chúng sử dụng, cũng như các ứng dụng phổ biến nhất của các máy này.

Cách hoạt động của máy CNC: Gia công CNC hoặc điều khiển số

Từ các thiết kế CAD (Thiết kế có sự hỗ trợ của Máy tính hoặc Thiết kế có Sự hỗ trợ của Máy tính) hoặc CAM (Sản xuất có Sự hỗ trợ của Máy tính hoặc Sản xuất có Sự hỗ trợ của Máy tính), một số đọc hoặc mã ngôn ngữ nhờ đó máy CNC sẽ có thể thực hiện theo các tuyến đường hoặc chuyển động được đánh dấu để gia công chi tiết theo một thứ tự thích hợp để thu được kết quả mong muốn. Đó là, để vào cuối quá trình, bộ phận giống hệt với bộ phận trong thiết kế máy tính.

Nói cách khác, nhờ những mã này, bạn sẽ có thể di chuyển đầu với công cụ làm việc qua các trục của máy. Tất nhiên, dụng cụ có thể khác nhau giữa các máy này với máy khác, một số thậm chí còn có một đầu đa dụng cụ để thay đổi giữa nhiều loại và mang lại sự linh hoạt hơn cho công việc. Ví dụ, có thể có công cụ cắt, công cụ khoan, công cụ phay hoặc tiện, công cụ hàn, công cụ định vị, v.v.

Kiểm soát chuyển động

Máy CNC có hai hoặc nhiều địa chỉ có thể lập trình (trục). Nói chung có 3 (X, Y, Z), mặc dù đôi khi chúng có thể có nhiều hơn như chúng ta đã thấy trong bài trước, ngoài việc cho phép quay (trục quay được gọi là A, B, C). Tùy thuộc vào số lượng trục, bạn có thể thực hiện gia công phức tạp nhiều hơn hoặc ít hơn. Càng nhiều trục, mức độ tự do di chuyển càng lớn, vì vậy nó có thể tạo ra những tác phẩm chạm khắc phức tạp hơn nhiều.

đến kiểm soát chuyển động Trong số các trục này, có thể sử dụng hai loại hệ thống có thể hoạt động riêng lẻ hoặc cùng nhau:

  • Giá trị tuyệt đối (mã G90): trong trường hợp này tọa độ của điểm đích được quy về điểm gốc của tọa độ. Các biến X (đo đường kính cuối cùng) và Z (đo theo hướng song song với trục quay của trục chính) được sử dụng.
  • Giá trị cộng dồn (mã G91): trong trường hợp khác, tọa độ của điểm đích được quy về điểm hiện tại. Các biến số U (khoảng cách xuyên tâm) và W (đo theo hướng song song với trục quay của trục quay) được sử dụng.

Phụ kiện có thể lập trình

Chỉ với một điều khiển chuyển động, máy CNC không thể được sử dụng. Do đó, các máy phải được lập trình theo những cách khác. Trên thực tế, loại máy CNC có liên quan mật thiết đến loại phụ kiện có thể lập trình được mà nó có. Ví dụ, trong gia công, bạn có thể có các chức năng có thể lập trình cụ thể như:

  • thay đổi công cụ tự động: trên một số trung tâm gia công nhiều dụng cụ. Đầu dao có thể được lập trình để sử dụng công cụ cần thiết trong từng trường hợp mà không cần phải đặt nó vào trục xoay bằng tay.
  • Tốc độ trục chính và kích hoạt: Tốc độ trục chính tính bằng vòng / phút (RPM) cũng có thể được lập trình, bao gồm cả hướng quay (theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ), cũng như dừng hoặc kích hoạt.
  • Môi chất lạnh: Nhiều máy gia công làm việc với vật liệu cứng, chẳng hạn như đá hoặc kim loại, cần chất làm mát để chúng không quá nóng. Chất làm mát cũng có thể được lập trình để bật hoặc tắt trong chu kỳ làm việc.

Chương trình CNC

Máy CNC có thể được lập trình, như đã thấy, nhưng chúng làm như vậy bằng cách các phương pháp khác nhau mà bạn nên biết khi thao tác với một trong số chúng:

  • Hướng dẫn sử dụng: Nhập thông tin bạn muốn tại dấu nhắc lệnh. Để làm được điều này, bạn phải biết mã chữ và số được tiêu chuẩn hóa, chẳng hạn như mã DIN 66024 và DIN 66025.
  • Tự động: đây là trường hợp thông thường nhất hiện nay, và nó được thực hiện bằng máy tính kết nối với máy CNC. Một người sẽ có thể sửa đổi dữ liệu thông qua phần mềm mà không cần biết mã, vì chính chương trình sẽ phụ trách dịch chúng thành các hướng dẫn dễ hiểu cho máy CNC. Điều này được thực hiện thông qua một ngôn ngữ gọi là APT, ngôn ngữ này sẽ được dịch sang dạng nhị phân (số không và đơn vị) để bộ vi điều khiển của máy CNC có thể hiểu nó và dịch nó thành các chuyển động.

Hiện nay, cũng có một số máy CNC khác nâng cao hơn và dễ sử dụng hơn, giống như những cái tự động có thể cần ít sự can thiệp của con người hơn.

Chương trình CNC

Ví dụ chương trình CNC. Nguồn: Researchgate

Cái gọi là chương trình CNC, được viết bằng ngôn ngữ cấp thấp được gọi là G và M (được tiêu chuẩn hóa bởi ISO 6983 có EIA RS274) và bao gồm:

  • Mã G: hướng dẫn chuyển động chung. Ví dụ: G có thể di chuyển về phía trước, di chuyển hướng tâm, tạm dừng, quay vòng, v.v.
  • Mã M: không tương ứng với chuyển động hoặc linh tinh. Ví dụ về M có thể là khởi động hoặc dừng trục chính, thay đổi dụng cụ, bôi chất làm mát, v.v.
  • N: chương trình được chia thành các pha hoặc khối lệnh sẽ đứng đầu bằng chữ N. Mỗi khối được đánh số, vì các thao tác gia công được thực hiện tuần tự. Máy sẽ tôn trọng việc đánh số.
  • Các biến hoặc địa chỉ: Mã cũng chứa các loại giá trị này, chẳng hạn như F cho tốc độ tiến dao, S cho tốc độ trục chính, T để chọn công cụ, I, J và K để định vị tâm của một cung, X, Y và Z cho chuyển động của rìu, v.v.

tất cả sẽ phụ thuộc vào loại máy. Ví dụ, một máy CNC để uốn kim loại tấm không giống như một máy để cắt. Đầu tiên không có trục chính và không cần chất làm mát.

bảng mã cnc

Bảng ví dụ mã G và M

Nếu bạn nhìn vào bảng trên, chúng ta có thể sử dụng một ví dụ khối để giải thích những gì xảy ra. Ví dụ: hãy tưởng tượng bạn có mã hoặc chương trình CNC sau:

N3 G01 X12.500 Z32.000 F800

Đoạn mã CNC nhỏ này sẽ nói với máy CNC, một khi nó được dịch sang hệ nhị phân, phải làm những hành động sau:

  • N3 chỉ ra rằng nó là khối thứ ba được thực thi. Do đó, sẽ có hai khối trước đó.
  • G01: thực hiện một chuyển động thẳng.
  • X12.500: sẽ di chuyển 12.5 mm dọc theo trục X.
  • Z32.000: nó sẽ di chuyển 32 mm dọc theo trục Z. Trong trường hợp này sẽ không có chuyển động nào trong Y.
  • F800: Một cấp liệu được thực hiện với tốc độ 800 mm / phút.

Ngôn ngữ APT

Hơn nữa, ngôn ngữ apt nó là một ngôn ngữ lập trình sẽ được sử dụng như một mã trung gian giữa ngôn ngữ trước đó và mã máy (mã nhị phân) mà MCU có thể hiểu được. Nó được phát triển trong phòng thí nghiệm MIT, bởi Douglas T. Ross. Hồi đó, vào năm 1956, nó được sử dụng để điều khiển các động cơ servo, nhưng hiện nay việc sử dụng nó đã lan rộng và nó đã trở thành một tiêu chuẩn quốc tế về điều khiển số.

Nó đã được coi là tiền thân của CAM, và tương tự với các ngôn ngữ khác như FORTRAN. Mã này sẽ được phần mềm máy tính chuyển đổi thành một chuỗi lệnh nhị phân sẽ được tải vào bộ nhớ của bộ vi điều khiển của máy CNC để nó có thể thực thi chúng, tạo ra các tín hiệu điều khiển điện để di chuyển động cơ và công cụ.

Ngôn ngữ APT này có thể kiểm soát nhiều thông số của máy CNC:

  • Tốc độ trục chính (RPM)
  • Trục chính Bật hoặc Tắt
  • Xoay
  • dừng theo lịch trình
  • Tủ lạnh
  • Chuyển động theo mọi hướng có thể (XYZ và ABC)
  • Thời gian
  • chu kỳ lặp lại
  • quỹ đạo
  • Vv

Tất nhiên, những người vận hành máy CNC không cần phải biết ngôn ngữ APT này, vì phần mềm hiện tại khá trực quan và cho phép điều khiển dễ dàng, dịch APT một cách minh bạch cho người dùng để tạo ra chi tiết đã được thiết kế trong tệp CAD / CAM. Tuy nhiên, không bao giờ đau lòng khi biết rằng nó tồn tại và nó là gì.

Ngày nay, các máy CNC hiện đại đã có giao diện đồ họa với màn hình cảm ứng và máy tính tích hợp tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng nó. Chúng cực kỳ trực quan và không cần học hỏi nhiều. Thông qua ổ bút hoặc bộ nhớ USB, chúng sẽ cho phép bạn tải thiết kế của tác phẩm, vì vậy nó có thể được thiết kế trên một máy tính độc lập khác.

Bộ điều khiển CNC

El bộ điều khiển cnc Nó sẽ là người chịu trách nhiệm thông dịch chương trình CNC, các lệnh của nó theo thứ tự tuần tự, và nó sẽ thực hiện các chuyển động và chức năng cần thiết, cùng những thứ khác.

Chương trình CAM / CAD

Un Phần mềm CAD hoặc CAM Nó sẽ được sử dụng để tạo ra thiết kế hoặc mô hình của những gì dự định được sản xuất. Phần mềm hiện tại đã cho phép tự động chuyển từ loại định dạng này sang chương trình CNC.

Hệ thống DNC

Khi đến DNC (Điều khiển số trực tiếp), là một thuật ngữ chỉ máy tính được kết nối mạng với một hoặc nhiều máy CNC. Bằng cách này, chương trình CNC có thể được chuyển đến máy móc, bằng Ehternet, hoặc bằng các cổng cổ điển và thô sơ hơn như cổng nối tiếp RS-232C, vẫn được sử dụng trong nhiều máy công nghiệp.

Ứng dụng máy CNC

máy cnc họ có nhiều ứng dụng hơn bạn tưởng tượng. Phần lớn ngành và xưởng, từ nhỏ nhất đến lớn nhất, phụ thuộc vào một hoặc nhiều nhóm này. Chúng thậm chí có thể được sử dụng tại nhà cho một số công việc DIY nhất định cho các nhà sản xuất.

Giải trí (Tự làm và nhà sản xuất)

Nhiều nhà sản xuất có máy CNC nhỏ các loại tại nhà để thực hiện một số dự án tự làm. Nó cũng có thể được sử dụng bởi các cá nhân để thực hiện các nhiệm vụ nhất định tại nhà:

  • Làm đồ trang sức.
  • Gia công vật liệu để tạo ra các bộ phận hoặc thành phần.
  • Tạo ra các bộ phận để sửa chữa phương tiện hoặc các loại thiết bị khác khi phụ tùng thay thế không còn được bán.
  • Làm các tác phẩm nghệ thuật hoặc chạm khắc.

Nhà xưởng và công nghiệp sản xuất

Tất nhiên, trong lĩnh vực chuyên môn, cả trong phân xưởng và nhà máy, người ta cũng rất thường thấy máy CNC, cho cả thợ mộc, cửa hàng sửa chữa, sản xuất linh kiện, ngành dệt may, ngành hàng không, trang trí, đóng tủ, v.v. Ví dụ:

  • Cắt laser kim loại tấm.
  • Hàn plasma.
  • Chọn & Đặt hoặc để đặt các bộ phận hoặc thành phần ngay tại nơi lắp ráp của chúng.
  • Uốn thanh, ống, tấm…
  • Khoan.
  • Tiện hoặc phay gỗ.
  • Sản xuất các bộ phận tùy chỉnh.
  • Tạo mẫu hoặc sản xuất phụ gia.
  • Tạo mô cấy hoặc bộ phận giả để sử dụng trong y tế.
  • Bản khắc.
  • Vv

công nghiệp điện tử

Đề cập đặc biệt xứng đáng là máy CNC cũng đã được sử dụng trong lĩnh vực cạnh tranh và tiên tiến như công nghiệp điện tử và bán dẫn. Những máy này có thể thực hiện một số lượng lớn các tác vụ, chẳng hạn như:

  • Cắt wafer bán dẫn.
  • Sản xuất tản nhiệt từ đồng hoặc nhôm khối.
  • Tạo vỏ / cấu trúc cho máy tính, ti vi, điện thoại di động, v.v.
  • Chọn & Đặt để đặt các thành phần gắn bề mặt trên bảng mạch PCB tại chỗ cho quá trình hàn tiếp theo.
  • Hàn.
  • Khắc laser thương hiệu, logo.
  • Để tạo hình các thấu kính.
  • Vv

thêm thông tin


Hãy là người đầu tiên nhận xét

Để lại bình luận của bạn

địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu bằng *

*

*

  1. Chịu trách nhiệm về dữ liệu: Miguel Ángel Gatón
  2. Mục đích của dữ liệu: Kiểm soát SPAM, quản lý bình luận.
  3. Hợp pháp: Sự đồng ý của bạn
  4. Truyền thông dữ liệu: Dữ liệu sẽ không được thông báo cho các bên thứ ba trừ khi có nghĩa vụ pháp lý.
  5. Lưu trữ dữ liệu: Cơ sở dữ liệu do Occentus Networks (EU) lưu trữ
  6. Quyền: Bất cứ lúc nào bạn có thể giới hạn, khôi phục và xóa thông tin của mình.