Hva er en CNC-maskin?
A CNC-maskin er et maskinverktøy for numerisk kontroll med tilleggsfunksjonen til en datamaskin ombord. Datamaskinen blir referert til som maskinkontrollenheten (MCU). De numeriske dataene som kreves for å produsere en del, leveres til maskinen i form av et program. Programmet oversettes til passende elektriske signaler for inngang til motorer som kjører maskinen.
Maskinrammesengen er den mekaniske strukturen til CNC-maskinen, og den er også sammensatt av hoveddrivsystemet, matedrivsystemet, sengen, arbeidsbenken og hjelpebevegelsesenheter, hydrauliske og pneumatiske systemer, smøresystemer, kjøleenheter, sponfjerning, beskyttelsessystemer og andre deler. Men for å oppfylle kravene til numerisk kontroll og gi full spill til ytelsen til maskinverktøyet, har den gjennomgått store endringer i den generelle layouten, utseendet, strukturen til transmisjonssystemet, verktøysystemet og driftsytelsen. De mekaniske delene til CNC-maskiner inkluderer seng, boks, søyle, styreskinne, arbeidsbord, spindel, matemekanisme, verktøyutvekslingsmekanisme.
Hvordan fungerer en CNC-maskin?
CNC-maskiner bruker datamaskiner for å realisere teknologien til digital programkontroll. Denne teknologien bruker en datamaskin til å utføre den sekvensielle logiske kontrollfunksjonen til enhetens bevegelsesspor og driften av periferiutstyret i henhold til kontrollprogrammet som er lagret på forhånd. Ettersom en datamaskin brukes til å erstatte den originale numeriske kontrollenheten som består av maskinvarelogiske kretser, kan lagring, prosessering, beregning, logisk vurdering og andre kontrollfunksjoner til inngangsoperasjonsinstruksjonene realiseres av dataprogramvare, og mikroinstruksjonene generert av behandlingen kan overføres. Kjør motoren eller de hydrauliske aktuatorene til servodrivenheten for å kjøre CNC-maskinen.
For å kjøre en CNC-maskin kan du gå gjennom følgende trinn:
Trinn 1. I henhold til tegningen og prosessplanen til den maskinerte delen, bruk den spesifiserte koden og programformatet for å programmere bevegelsesbanen til verktøyet, prosesseringsprosessen, prosessparametrene og kuttemengden inn i instruksjonsskjemaet som kan gjenkjennes av CNC-systemet, det vil si for å skrive behandlingsprogrammet.
Trinn 2. Legg inn det programmerte behandlingsprogrammet i CNC-enheten.
Trinn 3. CNC-enheten dekoder og behandler inngangsprogrammet (koden), og sender tilsvarende styresignaler til servodrivenheten og hjelpefunksjonskontrollenheten til hver koordinatakse for å kontrollere bevegelsen til hver del av maskinverktøyet.
Trinn 4. I bevegelsesprosessen må CNC-systemet oppdage koordinatakseposisjonen til CNC-maskinen, tilstanden til reisebryteren osv. til enhver tid, og sammenligne det med kravene til programmet for å bestemme neste handling til en kvalifisert del er behandlet.
Trinn 5. Operatøren kan til enhver tid observere og kontrollere prosessforholdene og arbeidsstatusen til CNC-maskinen. Om nødvendig er det nødvendig å justere CNC-maskinhandlings- og prosesseringsprogrammet for å sikre sikker og pålitelig drift av maskinverktøyet.
Kartesisk koordinatsystem
Nesten alt som kan produseres på en konvensjonell verktøymaskin kan produseres på en datamaskin numerisk kontrollmaskin, med sine mange fordeler. Verktøymaskinbevegelsene som brukes til å produsere et produkt er av 2 grunnleggende typer: punkt-til-punkt (rettlinjede bevegelser) og kontinuerlig bane (konturbevegelser).
Det kartesiske, eller rektangulære, koordinatsystemet ble utviklet av den franske matematikeren og filosofen Rene' Descartes. Med dette systemet kan et hvilket som helst spesifikt punkt beskrives i matematiske termer fra et hvilket som helst annet punkt langs 3 perpendikulære akser. Dette konseptet passer perfekt til verktøymaskiner siden deres konstruksjon generelt er basert på 3 bevegelsesakser (X, Y, Z) pluss en rotasjonsakse. På en vanlig vertikal fresemaskin er X-aksen den horisontale bevegelsen (høyre eller venstre) av bordet, Y-aksen er bordets kryssbevegelse (mot eller bort fra søylen), og Z-aksen er den vertikale bevegelsen til kneet eller spindelen. CNC-systemer er avhengige av bruk av rektangulære koordinater fordi programmereren kan lokalisere hvert punkt på en jobb nøyaktig. Når punkter er plassert på et arbeidsstykke, brukes 2 rette kryssende linjer, en vertikal og en horisontal. Disse linjene må være i rette vinkler på hverandre, og punktet der de krysser kalles origo, eller nullpunkt (fig. 1)
Fig. 1 Kryssende linjer danner rette vinkler og etablerer nullpunktet.
Fig. 2 De 3-dimensjonale koordinatplanene (aksen) brukt i CNC.
De 3-dimensjonale koordinatplanene er vist i fig. 2. X- og Y-planene (aksen) er horisontale og representerer horisontale maskinbordbevegelser. Z-planet eller -aksen representerer den vertikale verktøybevegelsen. Pluss (+) og minus (-) tegn indikerer retningen fra nullpunktet (opprinnelsen) langs bevegelsesaksen. De 4 kvadrantene som dannes når XY-aksens kryss er nummerert i retning mot klokken (fig. 3). Alle posisjoner i kvadrant 1 vil være positive (X+) og positive (Y+). I 2. kvadrant vil alle posisjoner være negative X (X-) og positive (Y+). I 3. kvadrant vil alle plasseringer være negative X (X-) og negative (Y-). I 4. kvadrant vil alle plasseringer være positive X (X+) og negativ Y (Y-).
Fig. 3 Kvadrantene som dannes når X- og Y-aksen krysser hverandre brukes til å nøyaktig lokalisere punkter fra X/Y-null, eller origopunkt.
I fig. 3 vil punkt A være 2 enheter til høyre for Y-aksen og 2 enheter over X-aksen. Anta at hver enhet tilsvarer 1.000. Plasseringen av punkt A vil være X + 2.000 og Y + 2.000. For punkt B vil plasseringen være X + 1.000 og Y - 2.000. I CNC-programmering er det ikke nødvendig å angi pluss (+) verdier siden disse er antatt. Minusverdiene (-) må imidlertid angis. For eksempel vil plasseringene til både A og B være indikert som følger:
En X2.000 Y2.000
B X1.000 Y-2.000
Et datasystem er koblet til maskinen som består av sensorer og elektriske stasjoner. Programmet styrer maskinaksens bevegelser.
Hva er de vanligste typene CNC-maskiner?
Tidlige maskinverktøy ble designet slik at operatøren sto foran maskinen mens han brukte kontrollene. Denne utformingen er ikke lenger nødvendig, siden operatøren i CNC ikke lenger kontrollerer maskinverktøyets bevegelser. På konvensjonelle verktøymaskiner gikk bare rundt 20 prosent av tiden med til å fjerne materiale. Med tillegg av elektroniske kontroller har faktisk tid brukt på å fjerne metall økt til 80 prosent og enda høyere. Det har også redusert tiden som kreves for å bringe skjæreverktøyet inn i hver maskineringsposisjon.
Det er 10 vanligste typer CNC-maskiner som finnes i en rekke bransjer.
1. CNC-fresemaskiner (CNC freser)
2. CNC-rutermaskiner (CNC Router)
3. CNC-lasermaskiner (Laserkuttere, lasergravører, lasersveisere)
4. CNC dreiebenkmaskiner (CNC Dreiebenker)
5. CNC-boremaskiner (CNC-bor)
6. CNC-boremaskiner
7. CNC-slipemaskiner (CNC-slipemaskiner)
8. Elektriske utladningsmaskiner (EDM)
9. CNC plasmaskjæremaskiner (CNC plasmakuttere)
10. 3D Skrivere
