Hvad er en CNC-maskine?
A CNC maskine er et numerisk styringsværktøj med den tilføjede funktion af en indbygget computer. Computeren omtales som maskinens kontrolenhed (MCU). De numeriske data, der kræves for at fremstille en del, leveres til maskinen i form af et program. Programmet oversættes til passende elektriske signaler til input til motorer, der kører maskinen.
Maskinens rammeleje er den mekaniske struktur af CNC-maskinen, og den er også sammensat af hoveddrivsystemet, tilførselsdrivsystemet, lejet, arbejdsbord og hjælpebevægelsesanordninger, hydrauliske og pneumatiske systemer, smøresystemer, køleanordninger, spånfjernelse, beskyttelsessystemer og andre dele. Men for at opfylde kravene til numerisk kontrol og give fuld spil til værktøjsmaskinens ydeevne, har den gennemgået store ændringer i det overordnede layout, udseende, struktur af transmissionssystemet, værktøjssystem og driftsydelse. De mekaniske dele af CNC-maskiner omfatter seng, kasse, søjle, styreskinne, arbejdsbord, spindel, fremføringsmekanisme, værktøjsudvekslingsmekanisme.
Hvordan fungerer en CNC-maskine?
CNC-maskiner bruger computere til at realisere teknologien til digital programstyring. Denne teknologi bruger en computer til at udføre den sekventielle logiske kontrolfunktion af enhedens bevægelsesspor og driften af de perifere enheder i henhold til det forud lagrede kontrolprogram. Da en computer bruges til at erstatte den originale numeriske kontrolenhed, der er sammensat af hardwarelogiske kredsløb, kan lagring, behandling, beregning, logisk bedømmelse og andre kontrolfunktioner af inputdriftsinstruktionerne realiseres af computersoftware, og mikroinstruktionerne genereret af behandlingen kan overføres. Kør motoren eller de hydrauliske aktuatorer til servodrevenheden for at køre CNC-maskinen.
For at køre en CNC-maskine kan du gennemgå følgende trin:
Trin 1. I henhold til tegningen og procesplanen for den bearbejdede del skal du bruge den angivne kode og programformat til at programmere værktøjets bevægelsessti, bearbejdningsprocessen, procesparametrene og skæremængden i den instruktionsform, der kan anerkendt af CNC-systemet, det vil sige at skrive behandlingsprogrammet.
Trin 2. Indtast det programmerede behandlingsprogram i CNC-enheden.
Trin 3. CNC-enheden afkoder og behandler inputprogrammet (koden) og sender tilsvarende styresignaler til servodrevenheden og hjælpefunktionskontrolenheden for hver koordinatakse for at styre bevægelsen af hver del af værktøjsmaskinen.
Trin 4. I bevægelsesprocessen skal CNC-systemet til enhver tid detektere CNC-maskinens koordinatakseposition, rejsekontaktens tilstand osv. og sammenligne det med programmets krav for at bestemme den næste handling indtil en kvalificeret del er behandlet.
Trin 5. Operatøren kan til enhver tid observere og kontrollere CNC-maskinens behandlingsbetingelser og arbejdsstatus. Om nødvendigt er det nødvendigt at justere CNC-maskinens handlings- og behandlingsprogram for at sikre sikker og pålidelig drift af værktøjsmaskinen.
Cartesisk koordinatsystem
Næsten alt, der kan produceres på en konventionel værktøjsmaskine, kan produceres på en computer numerisk styringsmaskine, med dens mange fordele. Værktøjsmaskinernes bevægelser, der bruges til at fremstille et produkt, er af 2 grundlæggende typer: punkt-til-punkt (lige liniebevægelser) og kontinuerlig bane (konturbevægelser).
Det kartesiske, eller rektangulære, koordinatsystem blev udtænkt af den franske matematiker og filosof René Descartes. Med dette system kan ethvert specifikt punkt beskrives matematisk fra ethvert andet punkt langs 3 vinkelrette akser. Dette koncept passer perfekt til værktøjsmaskiner, da deres konstruktion generelt er baseret på 3 bevægelsesakser (X, Y, Z) plus en rotationsakse. På en almindelig lodret fræsemaskine er X-aksen den vandrette bevægelse (højre eller venstre) af bordet, Y-aksen er bordets tværgående bevægelse (mod eller væk fra søjlen), og Z-aksen er den lodrette bevægelse af knæet eller spindlen. CNC-systemer er i høj grad afhængige af brugen af rektangulære koordinater, fordi programmøren kan lokalisere hvert punkt på et job præcist. Når punkter er placeret på et emne, bruges 2 lige skærende linjer, en lodret og en vandret. Disse linjer skal være vinkelret på hinanden, og det punkt, hvor de krydser hinanden, kaldes origo eller nulpunkt (fig. 1).
Fig. 1 Skærende linjer danner rette vinkler og etablerer nulpunktet.
Fig. 2 De 3-dimensionelle koordinatplaner (akse) brugt i CNC.
De 3-dimensionelle koordinatplaner er vist i fig. 2. X- og Y-planerne (aksen) er vandrette og repræsenterer vandrette maskinbordsbevægelser. Z-planet eller -aksen repræsenterer den lodrette værktøjsbevægelse. Plus (+) og minus (-) tegnene angiver retningen fra nulpunktet (oprindelsen) langs bevægelsesaksen. De 4 kvadranter dannet, når XY-aksens kryds er nummereret i retning mod uret (fig. 3). Alle positioner placeret i kvadrant 1 ville være positive (X+) og positive (Y+). I 2. kvadrant ville alle positioner være negative X (X-) og positive (Y+). I 3. kvadrant vil alle placeringer være negative X (X-) og negative (Y-). I 4. kvadrant vil alle placeringer være positive X (X+) og negativ Y (Y-).
Fig. 3 Kvadranterne, der dannes, når X- og Y-aksernes kryds anvendes til nøjagtigt at lokalisere punkter fra X/Y-nulpunktet eller udgangspunktet.
I fig. 3 vil punkt A være 2 enheder til højre for Y-aksen og 2 enheder over X-aksen. Antag, at hver enhed er lig med 1.000. Placeringen af punkt A ville være X + 2.000 og Y + 2.000. For punkt B ville placeringen være X + 1.000 og Y - 2.000. Ved CNC-programmering er det ikke nødvendigt at angive plus (+) værdier, da disse er forudsat. Dog skal minus (-) værdierne angives. For eksempel vil placeringerne af både A og B være angivet som følger:
En X2.000 Y2.000
B X1.000 Y-2.000
Et computersystem er forbundet til maskinen bestående af sensorer og elektriske drev. Programmet styrer maskinaksens bevægelser.
Hvad er de mest almindelige typer af CNC-maskiner?
Tidlige værktøjsmaskiner blev designet således, at operatøren stod foran maskinen, mens han betjener betjeningselementerne. Dette design er ikke længere nødvendigt, da operatøren i CNC ikke længere styrer værktøjsmaskinens bevægelser. På konventionelle værktøjsmaskiner gik kun omkring 20 procent af tiden med at fjerne materiale. Med tilføjelsen af elektroniske kontroller er den faktiske tid brugt på at fjerne metal steget til 80 procent og endnu mere. Det har også reduceret den tid, det tager at bringe skæreværktøjet ind i hver bearbejdningsposition.
Der er 10 mest almindelige typer af CNC-maskiner, der findes i en række forskellige industrier.
1. CNC fræsemaskiner (CNC møller)
2. CNC-routermaskiner (CNC Router)
3. CNC laser maskiner (Laserskærere, lasergravører, lasersvejsere)
4. CNC drejebænke (CNC Drejebænke)
5. CNC-boremaskiner (CNC-boremaskiner)
6. CNC-boremaskiner
7. CNC-slibemaskiner (CNC-slibemaskiner)
8. Elektriske afladningsmaskiner (EDM)
9. CNC Plasma skæremaskiner (CNC plasmaskærere)
10. 3D Printere
