Ce este o mașină CNC?
A Mașină CNC este o mașină unealtă cu control numeric cu caracteristica adăugată a unui computer de bord. Computerul este denumit unitatea de control al mașinii (MCU). Datele numerice necesare pentru producerea unei piese sunt furnizate mașinii sub formă de program. Programul este tradus în semnalele electrice adecvate pentru intrare la motoarele care rulează mașina.
Patul cadrului mașinii este structura mecanică a mașinii CNC și este, de asemenea, compus din sistemul de antrenare principal, sistemul de antrenare al alimentării, pat, bancul de lucru și dispozitivele de mișcare auxiliare, sisteme hidraulice și pneumatice, sisteme de lubrifiere, dispozitive de răcire, îndepărtarea așchiilor, sisteme de protectie si alte piese. Dar, pentru a îndeplini cerințele de control numeric și pentru a oferi un joc complet performanței mașinii-unelte, aceasta a suferit schimbări majore în aspectul general, aspectul, structura sistemului de transmisie, sistemul de scule și performanța de operare. Părțile mecanice ale mașinilor CNC includ pat, cutie, coloană, șină de ghidare, masă de lucru, ax, mecanism de alimentare, mecanism de schimb de scule.
Cum funcționează o mașină CNC?
Mașinile CNC folosesc computere pentru a realiza tehnologia de control digital al programelor. Această tehnologie folosește un computer pentru a executa funcția de control logic secvențial al pistei de mișcare a dispozitivului și funcționarea perifericelor conform programului de control stocat în prealabil. Deoarece un computer este utilizat pentru a înlocui dispozitivul original de control numeric compus din circuite logice hardware, stocarea, procesarea, calculul, judecata logică și alte funcții de control ale instrucțiunilor de operare de intrare pot fi realizate prin software de calculator, iar micro-instrucțiunile generate de prelucrarea poate fi transmisă. Conduceți motorul sau actuatoarele hidraulice către dispozitivul de servomotor pentru a conduce mașina CNC să funcționeze.
Pentru a rula o mașină CNC, puteți parcurge următorii pași:
Pasul 1. În conformitate cu desenul și planul de proces al piesei prelucrate, utilizați codul specificat și formatul de program pentru a programa traseul de mișcare a sculei, procesul de prelucrare, parametrii procesului și cantitatea de tăiere în formularul de instrucțiuni care poate fi recunoscut de sistemul CNC, adică să scrie programul de prelucrare.
Pasul 2. Introduceți programul de procesare programat în dispozitivul CNC.
Pasul 3. Dispozitivul CNC decodifică și procesează programul de intrare (codul) și trimite semnalele de control corespunzătoare dispozitivului servomotor și dispozitivului de control al funcției auxiliare ale fiecărei axe de coordonate pentru a controla mișcarea fiecărei părți a mașinii-unelte.
Pasul 4. În procesul de mișcare, sistemul CNC trebuie să detecteze în orice moment poziția axei de coordonate a mașinii CNC, starea comutatorului de deplasare etc. și să o compare cu cerințele programului pentru a determina următoarea acțiune până la procesarea unei piese calificate.
Pasul 5. Operatorul poate observa și verifica în orice moment condițiile de procesare și starea de lucru a mașinii CNC. Dacă este necesar, este necesară ajustarea programului de acțiune și procesare a mașinii CNC pentru a asigura funcționarea sigură și fiabilă a mașinii-unelte.
Sistemul de coordonate carteziene
Aproape tot ceea ce poate fi produs pe o mașină unealtă convențională poate fi produs pe o mașină unealtă cu comandă numerică computerizată, cu numeroasele sale avantaje. Mișcările mașinii-unelte utilizate în producerea unui produs sunt de două tipuri de bază: punct la punct (mișcări în linie dreaptă) și cale continuă (mișcări de conturare).
Sistemul de coordonate cartezian sau dreptunghiular a fost conceput de matematicianul și filozoful francez René Descartes. Cu acest sistem, orice punct specific poate fi descris în termeni matematici din orice alt punct de-a lungul a 3 axe perpendiculare. Acest concept se potrivește perfect mașinilor-unelte, deoarece construcția lor se bazează în general pe 3 axe de mișcare (X, Y, Z) plus o axă de rotație. Pe o mașină de frezat verticală simplă, axa X este mișcarea orizontală (dreapta sau stânga) a mesei, axa Y este mișcarea transversală a mesei (spre sau departe de coloană), iar axa Z este mișcarea verticală a genunchiului sau axului. Sistemele CNC se bazează în mare măsură pe utilizarea coordonatelor dreptunghiulare, deoarece programatorul poate localiza fiecare punct dintr-o lucrare cu precizie. Când punctele sunt situate pe o piesă de prelucrat, se folosesc 2 linii drepte care se intersectează, una verticală și una orizontală. Aceste linii trebuie să fie în unghi drept unul față de celălalt, iar punctul în care se intersectează se numește origine sau punct zero (Fig. 1)
Fig. 1 Liniile care se intersectează formează unghiuri drepte și stabilesc punctul zero.
Fig. 2 Planurile de coordonate tridimensionale (axa) utilizate în CNC.
Planurile de coordonate tridimensionale sunt prezentate în Fig. 3. Planurile X și Y (axa) sunt orizontale și reprezintă mișcări orizontale ale mesei mașinii. Planul sau axa Z reprezintă mișcarea verticală a sculei. Semnele plus (+) și minus (-) indică direcția de la punctul zero (origine) de-a lungul axei de mișcare. Cele 2 cadrane formate atunci când crucea axei XY sunt numerotate în sens invers acelor de ceasornic (Fig. 4). Toate pozițiile situate în cadranul 3 ar fi pozitive (X+) și pozitive (Y+). În al 1-lea cadran, toate pozițiile ar fi negative X (X-) și pozitive (Y+). În al treilea cadran, toate locațiile ar fi negative X (X-) și negative (Y-). În al patrulea cadran, toate locațiile ar fi X pozitive (X+) și Y negative (Y-).
Fig. 3 Cadranele formate atunci când axele X și Y se încrucișează sunt utilizate pentru a localiza cu precizie puncte de la zeroul X/Y sau punctul de origine.
În Fig. 3, punctul A ar fi 2 unități la dreapta axei Y și 2 unități deasupra axei X. Să presupunem că fiecare unitate este egală cu 1.000. Locația punctului A ar fi X + 2.000 și Y + 2.000. Pentru punctul B, locația ar fi X + 1.000 și Y - 2.000. În programarea CNC nu este necesară indicarea valorilor plus (+), deoarece acestea sunt presupuse. Totuși, trebuie indicate valorile minus (-). De exemplu, locațiile A și B ar fi indicate după cum urmează:
A X2.000 Y2.000
B X1.000 Y-2.000
Un sistem informatic este conectat la mașină, care cuprinde senzori și unități electrice. Programul controlează mișcările axei mașinii.
Care sunt cele mai comune tipuri de mașini CNC?
Mașinile-unelte timpurii au fost proiectate astfel încât operatorul să stea în fața mașinii în timp ce opera comenzile. Acest design nu mai este necesar, deoarece în CNC operatorul nu mai controlează mișcările mașinii-unelte. La mașinile-unelte convenționale, doar aproximativ 20% din timp a fost petrecut cu îndepărtarea materialului. Odată cu adăugarea controalelor electronice, timpul efectiv petrecut pentru îndepărtarea metalului a crescut la 80% și chiar mai mult. De asemenea, a redus timpul necesar pentru a aduce unealta de tăiere în fiecare poziție de prelucrare.
Există 10 cele mai comune tipuri de mașini CNC care sunt prezente într-o varietate de industrii.
1. Mașini de frezat CNC (Freze CNC)
2. Mașini de router CNC (Routere CNC)
3. Mașini CNC cu laser (Dispozitive de tăiat cu laser, Gravoare cu laser, Sudori cu laser)
4. Mașini de strung CNC (Strunguri CNC)
5. Mașini de găurit CNC (burghii CNC)
6. Mașini de alezat CNC
7. Mașini de șlefuit CNC (Mașini de șlefuit CNC)
8. Mașini cu descărcare electrică (EDM)
9. Mașini CNC de tăiat cu plasmă (Dispozitive de tăiat cu plasmă CNC)
10. 3D Imprimante
