Spis treści
Co to jest maszyna CNC? Przegląd obróbki CNC
Czy wiesz, że rynek maszyn CNC osiągnie ponad 100,9 miliardów na całym świecie do 2025 roku?
Wiele branż włączyło obróbkę CNC do swojego procesu produkcyjnego. Dzieje się tak dlatego, że użycie maszyn CNC zwiększa produkcję. Pozwala to również na szerszy zakres zastosowań w porównaniu z maszynami obsługiwanymi ręcznie.
Ale co to jest maszyna CNC? Ten artykuł wyjaśnia wszystko, co należy wiedzieć o obróbce CNC.
Co to jest maszyna CNC?
CNC to skrót od „computer numerical control”. Maszyny te reprezentują proces produkcyjny używany do kontrolowania szerokiego zakresu złożonych zadań.
Obróbka CNC jest stosowana w wielu różnych branżach. Najbardziej rozpowszechniona jest w produkcji metali i tworzyw sztucznych.
Zasadniczo, obróbka CNC jest procesem produkcyjnym. Oprogramowanie komputerowe jest wstępnie zaprogramowane, aby powiedzieć maszynie, jak poruszać narzędzia fabryczne i maszyny.
Maszyna CNC pozwala na wykonanie trójwymiarowych zadań cięcia za pomocą jednego zestawu podpowiedzi. Oznacza to, że wymaga ona bardzo niewielkiego wkładu ze strony ludzkich operatorów.
Po wprowadzeniu programowania do maszyny, maszyna CNC będzie działać samodzielnie. Prędkość i pozycja maszyn i zaangażowanych narzędzi są prowadzone przez oprogramowanie. Maszyny CNC działają jak roboty.
Maszyny CNC a maszyny NCM
NCM to skrót od „maszyna sterowana numerycznie”. Przy tym rodzaju programowania, programy są wprowadzane poprzez karty dziurkowane komputera. Przy obróbce CNC, programy są wprowadzane do komputerów poprzez małe klawiatury.
Maszyna NCM może wykonywać tylko bieżące zadania ustawione za pomocą kart dziurkowanych. Maszyny CNC przechowują swoje programowanie wewnątrz komputera. Zamiast zwykłego wprowadzania karty, programowanie dla maszyn CNC odbywa się za pomocą programów.
Z zachowaną pamięcią komputera i ludzkimi programistami, zdolność obliczeniowa jest większa. Programowanie CNC jest znacznie bardziej rozbudowane. Można dodać nowe programy do istniejących wcześniej programów poprzez zmianę kodu.
Maszyny z otwartą pętlą Vs maszyny z zamkniętą pętlą
Większość maszyn CNC to maszyny z zamkniętą pętlą. Jest tak dlatego, że maszyna z zamkniętą pętlą zmniejsza ryzyko błędu. Poprawia również większość nieprawidłowości.
Niektóre z nich mają otwartą pętlę. Oznacza to, że sterowanie przebiega w jednej linii od sterowania do silnika. W przypadku maszyn z otwartą pętlą, jednokierunkowe dyktowanie pozwala na wystąpienie nieprawidłowości.
Jak działa programowanie CNC?
Obróbka CNC w dużej mierze opiera się na programowaniu. Ludzki programista musi wprowadzić odpowiednie kody i zapewnić ich prawidłowe działanie. Bez kodów nie ma obróbki CNC.
Język stojący za obróbką CNC jest również znany jako G-Code. Większość maszyn produkcyjnych posiada kod dyktujący jedną lub dwie funkcje. G-Code jest znacznie bardziej złożony niż to.
G-Code kontroluje wiele różnych zachowań w maszynach CNC. Należą do nich prędkość, prędkość posuwu i koordynacja.
Po napisaniu G-Code i wprowadzeniu go do maszyny, nie ma prawie żadnej potrzeby korzystania z usług ludzkich operatorów. Kod wykonuje większość (jeśli nie całą) pracy za nich.
Kroki do programowania maszyn CNC
Podstawowy proces programowania maszyny CNC jest prosty. Nauka i zrozumienie kodu do tworzenia programów jest najtrudniejszą częścią. Kroki do programowania maszyn CNC są krótko wyjaśnione poniżej.
- Krok 1: Dwu- lub trójwymiarowy rysunek wspomagany komputerowo jest pomyślany. Ten rysunek będzie z pożądanego produktu końcowego.
- Krok 2: Wspomagany komputerowo rysunek jest tłumaczony na kod komputerowy. Proces tłumaczenia odbywa się tak, że system CNC może odczytać i wykonać pożądane funkcje.
- Krok 3: Operator maszyny daje nowy kod na próbę. To zapewni, że nie ma żadnych błędów obecnych w kodowaniu.
- Krok 4: Jeśli programowanie maszyny działa bezbłędnie, proces jest zakończony. Jeśli są jakieś błędy obecne w G-Code, operator będzie pracować, aby je naprawić. Po ich naprawieniu, ponownie przetestuje maszynę.
Po uruchomieniu systemu CNC, pożądane cięcia zostaną zaprogramowane w oprogramowaniu. To powie odpowiednim narzędziom i maszynom, co mają robić.
Jak wspomniano powyżej, proces ten sprawia, że maszyny CNC są jak roboty. Maszyny będą prowadzone w trzech wymiarach, jak określono.
Zrozumienie błędów w obróbce CNC
Chociaż obróbka CNC jest niesamowita, nie jest doskonała. Jednym z największych problemów jest komputerowe założenie doskonałości.
Generator kodu znajdujący się wewnątrz systemu numerycznego często zakłada, że mechanizmy są bezbłędne. Nie rejestruje właściwie możliwości wystąpienia błędów.
Choć możliwość wystąpienia błędów istnieje zawsze, to pewne sytuacje zwiększają jej prawdopodobieństwo. Błąd najczęściej wzrasta, gdy maszyna jest zakodowana do cięcia w więcej niż jednym kierunku w jednym czasie.
Przeczytaj również: chudy beton
Zastosowania maszyn CNC
Maszyny CNC zostały stworzone z technologii wykorzystywanej w maszynach sterowanych numerycznie. Najwcześniejsze zastosowanie technologii sterowania numerycznego datuje się na lata 40.
W latach 40-tych, silniki były używane do kontroli ruchu narzędzi. Ta technologia zrodziła mechanizmy, które mogły być kontrolowane przez komputery analogowe.
Współczesność dała początek cyfrowej technologii komputerowej. Zastosowano ją do istniejących wcześniej technologii NCM, aby stworzyć obróbkę CNC.
Zwiększone możliwości maszyn CNC sprawiły, że praca wielu branż stała się prostsza. Ze względu na większe możliwości, obróbka CNC jest obecnie stosowana w całym przemyśle wytwórczym.
Maszyny CNC zostały zaprojektowane do pracy z szeroką gamą materiałów. Obejmuje to metal, szkło, plastik, drewno, piankę i kompozyty. Zastosowaliśmy je do produkcji wszystkiego, od odzieży po części lotnicze.
Rodzaje maszyn CNC
Istnieje kilka unikalnych typów maszyn CNC. Najbardziej podstawowe działanie jest takie samo we wszystkich tych maszynach. To właśnie czyni je komputerowymi systemami sterowania numerycznego.
Sposób, w jaki każda maszyna funkcjonuje poza tym, jest inny. Jak maszyna CNC działa będzie oparte na tym, co maszyna ma zrobić. Poniżej znajdują się przykłady niektórych z najbardziej powszechnych maszyn CNC.
Młyny CNC
Mogą one być uruchamiane przez programy wykonane podpowiedzi, które używają zarówno liczb i liter. Programowanie prowadzi różne elementy maszyny przez różne odległości.
Najbardziej podstawowe młyny działają w systemie trzyosiowym. Nowsze modele są bardziej złożone. Mogą pracować nawet w systemie sześcioosiowym.
Tokarki
Tokarka tnie elementy w kierunku kołowym. Proces ten odbywa się za pomocą narzędzi indeksowanych. Wszystkie cięcia wykonują z niezwykłą precyzją i dużą prędkością.
Tokarki CNC są używane do produkcji projektów zbyt skomplikowanych dla maszyn obsługiwanych ręcznie. Mimo, że tworzą skomplikowane projekty, tokarki zazwyczaj same nie są skomplikowanymi maszynami. Najczęściej spotykany jest system dwuosiowy.
Przecinarki plazmowe
Najczęściej używamy maszyn CNC do cięcia plazmowego z materiałami metalowymi. Podczas wykonywania precyzyjnych cięć w metalu potrzebna jest duża prędkość i ciepło. Aby pomóc w osiągnięciu tego celu, gaz sprężonego powietrza jest połączony z łukami elektrycznymi.
Elektrodrążarki drutowe
Znane również jako elektrodrążarki drutowe. Maszyny te wykorzystują iskry elektryczne do formowania elementów w określone kształty.
Erozja iskrowa jest używana do usuwania części z materiałów naturalnie przewodzących prąd elektryczny.
Elektrodrążarki wgłębne
Znane również jako elektrodrążarki. Działają one podobnie jak elektrodrążarki drutowe. Różnica polega na sposobie przewodzenia prądu w celu usunięcia elementów.
W przypadku elektrodrążarek zapadkowych, materiały obrabiane są nasączone cieczą dielektryczną, która przewodzi prąd. W ten sposób kawałki są formowane w określone kształty.
Urządzenia do cięcia strumieniem wody
Maszyny te służą do cięcia twardych materiałów za pomocą wody pod wysokim ciśnieniem. Często używamy maszyn CNC z granitu i metalu.
Czasami mieszamy z wodą piasek lub inny materiał ścierny. Pozwala to na uzyskanie większej mocy cięcia i kształtowania bez dodawania ciepła.
Wiertarki CNC
Używają one wielopunktowych wierteł do tworzenia okrągłych otworów w obrabianym przedmiocie. Zazwyczaj podajemy wiertła prostopadle do powierzchni obrabianego przedmiotu, aby stworzyć pionowe otwory. Możemy również zaprogramować ten proces, aby tworzyć otwory kątowe.
Przeczytaj również: marmur na ścianie
Najczęściej zadawane pytania dotyczące maszyn CNC
Na początku, zrozumienie maszyn CNC może wydawać się niemożliwe. Jest to skomplikowany proces. Ciągłe badania pomogą każdemu lepiej go zrozumieć.
Podczas rozgryzania zawiłości maszyn CNC, wiele osób ma te same pytania. Poniżej zebraliśmy kilka najczęściej zadawanych pytań dotyczących maszyn CNC.
Czy istnieje alternatywa dla G-Code?
Tak. Wiele maszyn CNC może być zaprogramowanych przy użyciu specjalnie opracowanego programowania. To programowanie jest opracowywane lub edytowane przez poszczególne firmy, aby lepiej dostosować się do ich procesów.
Czy trudno jest ustawić maszynę CNC?
To zależy od konkretnej maszyny. Przeszkolony operator maszyny CNC powinien mieć małe lub umiarkowane trudności z początkowym ustawieniem maszyny. Im bardziej skomplikowana jest maszyna, tym trudniej ją ustawić.
Co jeśli firma nie posiada własnego sprzętu do obróbki CNC? Czy trzeba go zakupić, aby korzystać z obróbki CNC?
Jeśli firma nie posiada własnego sprzętu do obróbki CNC, może zlecić to zadanie wyspecjalizowanej firmie. Większość firm preferuje zakup i utrzymanie własnego sprzętu, ale nie jest to obowiązkowe.
Czy maszyny CNC i drukarki 3-D to to samo?
Nie. Procesy mogą wydawać się podobne, ponieważ oba wykorzystują projekty komputerowe do tworzenia trójwymiarowych produktów. Są to jednak bardzo różne procesy.
Czy CNC lub druk 3-D są lepsze?
To nie jest proste tak lub nie. To zależy od tego, co jest tworzone. Zależy również od tego, jak wygodni są właściciele firm i operatorzy maszyn w obu procesach.
Czy można używać własnego komputera do programowania i obsługi maszyn CNC? Czy też trzeba kupić specjalny komputer?
Technicznie rzecz biorąc, można użyć własnego komputera, jeśli ma on odpowiednie możliwości. Większość maszyn jest sprzedawana z odpowiednimi komputerami. Jest wysoce zalecane, aby używać tych zamiast nich, ale wybór należy do osoby.
Czy muszę być koderem, aby napisać programowanie maszyn CNC?
Jest wysoce zalecane, aby zapoznać się z podstawowym kodowaniem przed próbą programowania maszyn CNC. Technicznie rzecz biorąc, nie trzeba być koderem. Jeśli możesz pracować z koderem komputerowym, jednak proces będzie znacznie bardziej wydajny i prosty.
Czy G-Code tworzony przez programy do projektowania wspomaganego komputerowo jest wykonywany? Czy może wymaga to ręcznej pracy po stworzeniu projektu?
To zależy. Jest bardzo prawdopodobne, że G-Code utworzony przez Twój komputerowy program wspomagający projektowanie będzie wymagał pewnego dopracowania zanim będzie całkowicie dokładny. Dlatego należy wykonać próbne uruchomienia przed uruchomieniem systemu.
Co jeśli mam maszyny CNC z różnych firm lub dla różnych celów? Czy naprawdę muszę przeczytać każdą instrukcję lub proces jest taki sam dla każdego z nich?
Zawsze chcesz przeczytać instrukcję obsługi od przodu do tyłu. To jest dla każdej maszyny, nawet jeśli jest to ten sam typ maszyny z innej firmy. Każdy z nich może być różny w małych sposobów, które sprawiają, że duże różnice w ogólnym procesie.
Czy maszyny CNC mogą być używane bez odpoczynku przez dłuższy czas?
To zależy od konkretnej maszyny. Większość maszyn CNC będzie zaprogramowana do pracy przez jakiś czas. Następnie wyłącza się podczas wykonywania operacji ręcznej, takiej jak przenoszenie elementów.
Czy muszę ręcznie czyścić moją maszynę CNC?
Tak. Maszyny CNC nie mają automatycznych technologii czyszczenia. Muszą być czyszczone zgodnie z instrukcjami producenta.