CNC strojevi za numeričko upravljanje

CNC strojevi i alati za numeričko upravljanje

Las strojevi za numeričko upravljanje Sada su prisutni u mnogim industrijama, ali i u drugim tvrtkama, poput radionica u kojima se obrađuje metal ili drugi materijali. S ovom vrstom strojeva moguće je uštedjeti vrijeme i moći izvršiti obradu dijelova s ​​mnogo većom preciznošću od ručnih metoda s drugim vrstama alata kojima rukovatelji rukuju ručicama, polugama ili vlastitim rukama.

CNC je kratica za Computerized Numerical Control ili računalo

Ova vrsta strojeva je dobila uvelike poboljšati kvalitetu dobivenih komada, manji troškovi, povećanje produktivnosti i, što je još važnije, postizanje veće homogenosti među dijelovima proizvedenim ovim metodama.

I

Kada proizvodnju dijelova, u mnogim prilikama trebaju imati određene dimenzije i oblik, osim što im je potrebna specifična struktura, sastav, otpornost na stres itd. Najbolji način za proizvodnju ovih dijelova s ​​potrebnim tehničkim karakteristikama je kroz analizu i dizajn svih varijabli koje utječu na kvalitetu dijela od strane inženjera.

Inženjer može izvesti niz računalni izračuni kako biste utvrdili kako bi konačni komad trebao izgledati kako biste ispunili svoju žurbu. Ali ako, kad dobijete ove podatke, dio nije izrađen točno, sav bi vaš rad mogao biti ugrožen. Na primjer, strukturna krutost, savijanje, vibracije itd. Mogu se promijeniti. Za precizan rad, rješenje su ovi numerički upravljački strojevi za strojnu obradu, što možete vidjeti u sljedećim odjeljcima.

https://www.youtube.com/watch?v=TRjm3FsApOg

Povijest

Od početka XNUMX. stoljeća u industriji se koriste strojevi pokretani pogonom. Bio je to prvi korak unutra stalna potraga za produktivnošću i učinkovitošću. U to vrijeme, unatoč mehanizaciji, strojevi još nisu istisnuli radnu snagu, što je još uvijek bilo vrlo važno. To je povećalo troškove proizvodnje, usporilo i smanjilo dobit, kvalitetu i preciznost.

Strojevi za upravljanje imaju svoje podrijetlo u 40 -im i 50 -im godinama, u Sjedinjenim Državama. Zatim je inženjer John T. Parsons u to vrijeme koristio postojeće strojeve s nekim izmjenama kako bi mu se brojevi mogli prenijeti udarnim karticama. Na taj je način operater mogao umetnuti spomenute kartice te da motori mogu izvesti točne pomake potrebne za strojnu obradu dijela. To je bilo puno bolje od prethodnih sustava za ručno aktiviranje koji su koristili poluge ili ručne kotače koje su pomicali operateri, ali koji možda nisu bili dovoljno točni za određene primjene.

Da Parsons stroj to nije bilo ništa drugo nego glodalica s tehnologijom vakuumskih ventila koja se mogla programirati učitavanjem podataka. Od tada su ti primitivni numerički upravljački strojevi evoluirali u mnogo preciznije sustave koji koriste analognu, a kasnije i digitalnu tehnologiju elektroničkog upravljanja.

Veliki korak bio je kada su vakuumske cijevi zamijenjene tranzistorima, a zatim krugove čipovima. To je dovelo do velike promjene u industriji, a uz jeftiniju mikrokontroleri (MCU), strojevi su dovedeni do mnogo inteligentnijih i programabilnih sustava za strojnu obradu.

To bi učinilo struju računalno numeričko upravljanje ili CNC strojevi (Računalna numerička kontrola) 70 -ih, postavljajući temelje za CNC strojeve kakve poznajemo danas. Malo po malo počeli su postajati jeftiniji i lakši za programiranje, sve dok se nisu proširili na mnoštvo industrijskih sektora i radionica svih veličina.

Još jedan veliki skok dogodio bi se i 90 -ih, kada je tehnologija numerička kontrola otvorena. To nije samo omogućilo kontrolu podataka, već je omogućilo i prilagođavanje i uključivanje određenih postavki kroz programiranje zahvaljujući sve intuitivnijim grafičkim sučeljima.

Saznajte što je 4.0 industrija te kako se ova vrsta tehnologije može integrirati.

CNC strojevi

što je cnc stroj

The principi rada CNC ili numerički upravljački strojevi prilično su jednostavni. Ako želite obrađivati ​​dio, potreban vam je niz alata: glodalice, pile, strojevi za bušenje itd. Ovi alati, umjesto da ih vodi jedna osoba, sada se mogu programirati pomoću koordinatnih sustava kako bi mogli precizno upravljati dijelom.

Njegov rad je vrlo sličan trenutnim 3D pisačima, budući da za pomicanje glave koriste osi (zapravo, 3D pisači mogu se shvatiti kao posebna vrsta CNC stroja). Samo umjesto ispisne glave možete koristiti mnoštvo alata (tokarilice, laser, brusilica, mlaz vode, EDM, preša, alati za rezanje, bušenje, zavarivač, robotska ruka, ...). Kad primite podatke, oni će se pomicati uzdužnim (osi X), poprečnim (osi Z) i okomitim (osi Y) pomacima. Neki imaju i rotacijske osi A, B i C.

Kao i 3D pisači, oni se također mogu koristiti za izvođenje ovih pokreta servo motori. Potreban vam je samo pravi kôd ili softver za programiranje kretanja ovih servomotora kako biste postigli veličanstvene rezultate koje ovi strojevi imaju.

Osim motora, svaki numerički upravljački ili CNC stroj ima neke Bitni elementi:

  • Ulazni uređaj: to je sustav koji se koristi za učitavanje ili izmjenu podataka.
  • Upravljačka jedinica ili mikrokontroler: to je središnji čip koji je sposoban tumačiti unesene podatke i upravljati kretanjem servomotora tako da rade točno ono što navedeni podaci govore.
  • Alat: glava djeluje na komad.
  • Sustav stezanja / podupiranja: gdje je komad usidren za izvođenje procesa bez pomicanja. Ti bi sustavi, ovisno o vrsti obrade, mogli imati dodatne elemente, kao što ćete se sjetiti, na primjer, strojeva za rezanje mlazom vode koje smo već analizirali u prethodnom članku. U tom slučaju bila je potrebna struktura za prikupljanje vode i nekako raspršivanje ogromne snage mlaza vode.
  • Pogonski sustav i sučelje: ovo su kontrole pomoću kojih se strojem može upravljati ili upravljati. Osim toga, sučelje također može ponuditi informacije ili praćenje procesa.

Prednosti i nedostaci CNC -a

Kao i svaki sustav, strojevi za numeričko upravljanje oni imaju svoje prednosti i nedostatke. Očigledno, njegove prednosti su očito superiorne, pa se isplati koristiti ovu vrstu obrade unatoč nedostacima u većini slučajeva.

Servirati prednosti CNC strojeva valja napomenuti:

  • Automatizacija omogućuje kontrolu i izvođenje proizvodnih procesa bez ljudskog napora.
  • Povećajte brzinu i produktivnost. Ono što omogućuje smanjenje troškova i povećanje dobiti tvrtke.
  • Omogućuje proizvodnju svih vrsta dijelova i izvođenje mnoštva procesa od sirovina do gotovog proizvoda u nekim slučajevima.
  • Programiraju se jednostavno, s velikom točnošću. Time se poboljšava kvaliteta dijelova i smanjuju troškovi za neispravne dijelove.
  • Budući da se mogu programirati, imaju i veliku prilagodljivost.
  • Budući da njima ne upravlja osoblje, troškovi održavanja smanjuju se zbog nepravilne uporabe alata.

Sve te prednosti treba odvagnuti zajedno s njegove nedostatke:

  • Smanjenje potrebne radne snage (sa stajališta nezaposlenosti).
  • Visoki početni troškovi ovih strojeva.
  • Specijalizacija. Neki od ovih strojeva usredotočeni su na glodanje, bušenje, zavarivanje itd. Dok bi operater mogao obaviti nekoliko tih zadataka ako je potrebno. Međutim, moderni obradni centri ne koriste samo jedan alat, već mogu imati na raspolaganju do 100 ili više alata koji se automatski mijenjaju za obavljanje mnoštva različitih funkcija.

Vrste programiranja za CNC

CNC strugovi i glodalice

CNC strojeve možete programirati pomoću dvije temeljne metode:

  • Priručnik: programiranje se vrši unosom željenih podataka u ljusku. To se radi pomoću alfanumeričkog koda, poput onog iz standarda DIN 66024 i 66025.
  • Automatski: u ovom slučaju se izvode pomoću računala. Osoba će unijeti niz podataka za izradu dijela u softveru, a ti će se podaci prevesti u upute za CNC stroj na jeziku koji se naziva APT. Zatim se prevodi na strojni jezik (jedinice i nule) koji će biti razumljiv mikrokontroleru CNC stroja za obavljanje obrade.

Očito, ovih dana oni koji su nametnuti zbog svojih prednosti i jednostavnosti korištenja su automatski.

APT jezik

El APT jezik, Kroz koje se programiraju CNC strojevi, to je programski jezik na visokoj razini koji se koristi kao posrednički kod prije nego što se prevede u strojni kod tako da ga stroj može interpretirati.

Bilo je stvorio na MIT -u Douglas T. Ross, a stvorili su ga za laboratorij servomehanizama 1956. Trenutno je postao međunarodni standard za numeričko upravljanje ovom vrstom obrade.

Smatra se kao prethodnik modernih CAM -ova (Proizvodnja pomoću računala), i ima mnogo sličnosti s drugim drevnim programskim jezicima, poput FORTRANA. Njihov je posao koristiti podatke iz programa za rukovanje strojevima za numeričko upravljanje.

Odnosno, naredbe APT softver će transformirati u upute za učitavanje u memoriju mikrokontrolera CNC stroja (kao binarni podaci), a ovaj upravljački čip bit će zadužen za njihovu transformaciju u električne signale kako bi mogao upravljati servo motorima i alatima.

Las APT upute mogu se odnositi na mnoštvo kontrola na numeričkom upravljačkom stroju. Na primjer:

  • Mogu ukazati na brzinu i aktiviranje vretena (RPM).
  • Pomoćne funkcije, poput rotacije, programiranog zaustavljanja, ako se alat mora promijeniti automatski ...
  • Potreba za rashladnim sredstvom.
  • Kretanja u smjerovima (X, Y, Z i A, B, C).
  • Pripremne funkcije (mjerenje vremena, putanja, ciklusi ponavljanja, ...).

Očito, trenutni sustavi dopuštaju operaterima da ne moraju znati jezik APT, ali softver će se pobrinuti za sve tako da proces se odvija transparentno. Dizajneri dijelova samo se moraju usredotočiti na stvaranje dijela koji žele s programima nalik CAD-u.

Od DNC do modernih sučelja

postprocesiranje i CNC programiranje
CREATOR: gd-jpeg v1.0 (pomoću IJG JPEG v80), kvaliteta = 90

Na kraju, trebali biste znati nešto o tome izraz DNC (Izravna numerička kontrola). Ovaj se sustav koristi za učitavanje podataka potrebnih za strojnu obradu u kontroler. To jest, to je način na koji se ono što je programirano u CAM softveru ili putem APT -a učitava u programirani upravljački stroj.

U osnovi to je računalo povezano na mrežu u kojoj postoji jedan ili više CNC strojeva. Prije se koristila serijska komunikacija tipa RS-232C ili RS422, ali su nove komunikacijske tehnologije poboljšale ta sučelja prema Ethernet, pa čak i bežični.

U nekim slučajevima ovo računalo (koje može biti isto ono koje se koristi za dizajn) također pohranjuje program ili upute koje će se poslati na CNC stroj. Razlog je taj što neki mikrokontroleri na ovim strojevima imaju premalo sjećanje dovoljno za smještaj cijelog programa strojne obrade.

U 80 -im godinama korištena je oprema za to radne stanice iz DEC -a, IBM -a, HP -a, Sun Microsystemsa itd. Malo po malo, bili su jeftiniji strojevi do sadašnjih x86 računala. Mnogo jeftinija miniračunala sposobna pokretati ogromnu količinu postojećeg CAD / CAM softvera.

Nedavno neki grafička sučelja s zaslonima osjetljivim na dodir a računala integrirana u same strojeve za numeričko upravljanje čine drugu dodatnu računalnu opremu nepotrebnom. Sve što trebate nalazi se na samom stroju ili vam omogućuje učitavanje programa pomoću jednostavnog pogona.