Vad är en CNC-maskin?
A CNC-maskin är en numerisk styrmaskin med den extra funktionen av en inbyggd dator. Datorn kallas för maskinstyrenhet (MCU). De numeriska data som krävs för att tillverka en detalj tillhandahålls till maskinen i form av ett program. Programmet översätts till lämpliga elektriska signaler för inmatning till motorer som driver maskinen.
Maskinramsbädden är den mekaniska strukturen hos CNC-maskinen, och den är också sammansatt av huvuddrivsystemet, matningsdrivsystemet, bädden, arbetsbänken och extra rörelseanordningar, hydrauliska och pneumatiska system, smörjsystem, kylanordningar, spånborttagning, skyddssystem och andra delar. Men för att möta kraven på numerisk styrning och ge full spel åt verktygsmaskinens prestanda har den genomgått stora förändringar i den övergripande layouten, utseendet, strukturen hos transmissionssystemet, verktygssystemet och driftsprestanda. De mekaniska delarna av CNC-maskiner inkluderar säng, låda, pelare, styrskena, arbetsbord, spindel, matningsmekanism, verktygsbytesmekanism.
Hur fungerar en CNC-maskin?
CNC-maskiner använder datorer för att förverkliga tekniken för digital programstyrning. Denna teknik använder en dator för att utföra den sekventiella logiska styrfunktionen för enhetens rörelsespår och driften av kringutrustningen enligt det i förväg lagrade styrprogrammet. Eftersom en dator används för att ersätta den ursprungliga numeriska styrenheten som består av logiska hårdvarukretsar, kan lagring, bearbetning, beräkning, logisk bedömning och andra kontrollfunktioner för ingångsinstruktionerna realiseras av datorprogramvara, och mikroinstruktionerna som genereras av behandlingen kan överföras. Kör motorn eller de hydrauliska ställdonen till servodrivenheten för att köra CNC-maskinen.
För att köra en CNC-maskin kan du gå igenom följande steg:
Steg 1. Enligt ritningen och processplanen för den bearbetade delen, använd den specificerade koden och programformatet för att programmera verktygets rörelsebana, bearbetningsprocessen, processparametrarna och skärmängden i instruktionsformuläret som kan erkänns av CNC-systemet, det vill säga att skriva bearbetningsprogrammet.
Steg 2. Mata in det programmerade bearbetningsprogrammet i CNC-enheten.
Steg 3. CNC-enheten avkodar och bearbetar ingångsprogrammet (koden) och skickar motsvarande styrsignaler till servodrivenheten och hjälpfunktionsstyrenheten för varje koordinataxel för att styra rörelsen av varje del av verktygsmaskinen.
Steg 4. I rörelseprocessen måste CNC-systemet när som helst detektera CNC-maskinens koordinataxelposition, färdbrytarens tillstånd etc. och jämföra det med programmets krav för att bestämma nästa åtgärd tills en kvalificerad del behandlas.
Steg 5. Operatören kan observera och kontrollera bearbetningsförhållandena och arbetsstatusen för CNC-maskinen när som helst. Vid behov är det nödvändigt att justera CNC-maskinens handlings- och bearbetningsprogram för att säkerställa säker och pålitlig drift av verktygsmaskinen.
Kartesiskt koordinatsystem
Nästan allt som kan produceras på en konventionell verktygsmaskin kan produceras på en dator numerisk styrmaskin, med dess många fördelar. Verktygsmaskinernas rörelser som används för att producera en produkt är av två grundläggande typer: punkt-till-punkt (rätlinjerörelser) och kontinuerlig bana (konturrörelser).
Det kartesiska, eller rektangulära, koordinatsystemet utvecklades av den franske matematikern och filosofen René Descartes. Med detta system kan vilken specifik punkt som helst beskrivas i matematiska termer från vilken annan punkt som helst längs tre vinkelräta axlar. Detta koncept passar perfekt för verktygsmaskiner eftersom deras konstruktion i allmänhet är baserad på tre rörelseaxlar (X, Y, Z) plus en rotationsaxel. På en vanlig vertikal fräsmaskin är X-axeln bordets horisontella rörelse (höger eller vänster), Y-axeln är bordets tvärgående rörelse (mot eller bort från kolonnen) och Z-axeln är knäets eller spindelns vertikala rörelse. CNC-system förlitar sig starkt på användningen av rektangulära koordinater eftersom programmeraren kan lokalisera varje punkt på ett jobb exakt. När punkter placeras på ett arbetsstycke används två raka skärande linjer, en vertikal och en horisontell. Dessa linjer måste vara i rät vinkel mot varandra, och punkten där de korsar varandra kallas origo, eller nollpunkten (Fig. 1).
Fig. 1 Skärande linjer bildar räta vinklar och fastställer nollpunkten.
Fig. 2 De 3-dimensionella koordinatplanen (axeln) som används i CNC.
De 3-dimensionella koordinatplanen visas i fig. 2. X- och Y-planen (axeln) är horisontella och representerar horisontella maskinbordsrörelser. Z-planet eller -axeln representerar den vertikala verktygsrörelsen. Plus- (+) och minustecknen (-) indikerar riktningen från nollpunkten (ursprunget) längs rörelseaxeln. De 4 kvadranter som bildas när XY-axelns kors är numrerade i moturs riktning (fig. 3). Alla positioner i kvadrant 1 skulle vara positiva (X+) och positiva (Y+). I den andra kvadranten skulle alla positioner vara negativa X (X-) och positiva (Y+). I den 2:e kvadranten skulle alla platser vara negativa X (X-) och negativa (Y-). I den 3:e kvadranten skulle alla platser vara positiva X (X+) och negativa Y (Y-).
Fig. 3 Kvadranterna som bildas när X- och Y-axeln korsar används för att exakt lokalisera punkter från X/Y-nollpunkten eller utgångspunkten.
I fig. 3 skulle punkt A vara 2 enheter till höger om Y-axeln och 2 enheter ovanför X-axeln. Antag att varje enhet är lika med 1.000 2.000. Platsen för punkt A skulle vara X + 2.000 och Y + 1.000. För punkt B skulle platsen vara X + 2.000 och Y -. Vid CNC-programmering är det inte nödvändigt att ange plus (+) värden eftersom dessa antas. Minusvärdena (-) måste dock anges. Till exempel skulle platserna för både A och B indikeras enligt följande:
En X2.000 2.000 YXNUMX
B X1.000 2.000 Y-XNUMX
Ett datorsystem är anslutet till maskinen bestående av sensorer och elektriska drivenheter. Programmet styr maskinaxelns rörelser.
Vilka är de vanligaste typerna av CNC-maskiner?
Tidiga verktygsmaskiner konstruerades så att operatören stod framför maskinen medan han manövrerade kontrollerna. Denna design är inte längre nödvändig, eftersom operatören i CNC inte längre kontrollerar verktygsmaskinens rörelser. På konventionella verktygsmaskiner gick endast cirka 20 procent av tiden åt till att ta bort material. Med tillägget av elektroniska kontroller har den faktiska tiden för borttagning av metall ökat till 80 procent och ännu mer. Det har också minskat den tid som krävs för att föra skärverktyget till varje bearbetningsläge.
Det finns 10 vanligaste typer av CNC-maskiner som finns i en mängd olika branscher.
1. CNC-fräsmaskiner (CNC-fräsar)
2. CNC-routermaskiner (CNC Router)
3. CNC-lasermaskiner (Laserskärare, lasergravörer, lasersvetsare)
4. CNC-svarvmaskiner (CNC-svarvar)
5. CNC-borrmaskiner (CNC-borrmaskiner)
6. CNC-borrmaskiner
7. CNC-slipmaskiner (CNC-slipmaskiner)
8. Elektriska urladdningsmaskiner (EDM)
9. CNC plasmaskärmaskiner (CNC Plasma Cutters)
10. 3D Skrivare
