Prelucrarea CNC este un proces de fabricație în care software-ul preprogramat dictează mișcarea sculelor și utilajelor din fabrică. Procesul poate fi utilizat pentru a controla o gamă largă de utilaje complexe, de la polizoare și strunguri la freze și routere. Cu ajutorul prelucrării CNC, sarcinile de tăiere tridimensionale pot fi realizate într-un singur set de instrucțiuni.
Prescurtare de la „control numeric computerizat”, procesul CNC funcționează în contrast cu – și astfel înlocuiește – limitările controlului manual, unde sunt necesari operatori reali pentru a solicita și ghida comenzile sculelor de prelucrare prin intermediul pârghiilor, butoanelor și roților. Pentru privitor, un sistem CNC ar putea semăna cu un set obișnuit de componente de calculator, dar programele software și consolele utilizate în prelucrarea CNC îl disting de toate celelalte forme de calcul.
Cum funcționează prelucrarea CNC?
Când un sistem CNC este activat, tăieturile dorite sunt programate în software și dictate sculelor și utilajelor corespunzătoare, care execută sarcinile dimensionale specificate, la fel ca un robot.
În programarea CNC, generatorul de cod din sistemul numeric va presupune adesea că mecanismele sunt impecabile, în ciuda posibilității de erori, care este mai mare ori de câte ori o mașină CNC este comandată să așcheze în mai multe direcții simultan. Plasarea unei scule într-un sistem de control numeric este conturată de o serie de intrări cunoscute sub numele de program piesă.
În cazul unei mașini cu comandă numerică, programele sunt introduse prin intermediul unor cartele perforate. Prin contrast, programele pentru mașinile CNC sunt introduse în computere prin intermediul unor tastaturi mici. Programarea CNC este păstrată în memoria computerului. Codul în sine este scris și editat de programatori. Prin urmare, sistemele CNC oferă o capacitate de calcul mult mai mare. Cel mai important, sistemele CNC nu sunt în niciun caz statice, deoarece solicitări mai noi pot fi adăugate la programele preexistente prin cod revizuit.
PROGRAMAREA MAȘINILOR CNC
În CNC, mașinile sunt acționate prin comandă numerică, în care un program software este desemnat pentru a controla un obiect. Limbajul din spatele prelucrării CNC este denumit alternativ și cod G și este scris pentru a controla diversele comportamente ale unei mașini corespunzătoare, cum ar fi viteza, avansul și coordonarea.
Practic, prelucrarea CNC face posibilă preprogramarea vitezei și poziției funcțiilor mașinilor-unelte și rularea acestora prin intermediul software-ului în cicluri repetitive și previzibile, toate cu o implicare redusă din partea operatorilor umani. Datorită acestor capacități, procesul a fost adoptat în toate domeniile sectorului de producție și este deosebit de vital în domeniile producției de metal și plastic.
Pentru început, se concepe un desen CAD 2D sau 3D, care este apoi tradus în cod de calculator pentru ca sistemul CNC să îl execute. După ce programul este introdus, operatorul îl rulează de probă pentru a se asigura că nu există erori în codare.
Sisteme de prelucrare în buclă deschisă/închisă
Controlul poziției este determinat printr-un sistem în buclă deschisă sau în buclă închisă. În primul caz, semnalizarea rulează într-o singură direcție între controler și motor. Într-un sistem în buclă închisă, controlerul este capabil să primească feedback, ceea ce face posibilă corectarea erorilor. Astfel, un sistem în buclă închisă poate rectifica neregularitățile de viteză și poziție.
În prelucrarea CNC, mișcarea este de obicei direcționată pe axele X și Y. Scula, la rândul ei, este poziționată și ghidată prin intermediul unor motoare pas cu pas sau servomotoare, care reproduc exact mișcările determinate de codul G. Dacă forța și viteza sunt minime, procesul poate fi rulat prin control în buclă deschisă. Pentru orice altceva, controlul în buclă închisă este necesar pentru a asigura viteza, consecvența și precizia necesare aplicațiilor industriale, cum ar fi prelucrarea metalelor.
Prelucrarea CNC este complet automatizată
În protocoalele CNC de astăzi, producția de piese prin intermediul software-ului preprogramat este în mare parte automatizată. Dimensiunile pentru o anumită piesă sunt stabilite cu ajutorul unui software de proiectare asistată de calculator (CAD) și apoi convertite într-un produs finit real cu ajutorul unui software de fabricație asistată de calculator (CAM).
Orice piesă de prelucrat poate necesita o varietate de mașini-unelte, cum ar fi burghie și freze. Pentru a satisface aceste nevoi, multe dintre mașinile de astăzi combină mai multe funcții diferite într-o singură celulă. Alternativ, o instalație ar putea consta din mai multe mașini și un set de mâini robotizate care transferă piese de la o aplicație la alta, dar totul fiind controlat de același program. Indiferent de configurație, procesul CNC permite o consecvență în producția de piese care ar fi dificil, dacă nu imposibil, de reprodus manual.
DIFERITE TIPURI DE MAȘINI CNC
Cele mai vechi mașini cu comandă numerică datează din anii 1940, când motoarele au fost folosite pentru prima dată pentru a controla mișcarea sculelor preexistente. Pe măsură ce tehnologiile au avansat, mecanismele au fost îmbunătățite cu computere analogice și, în cele din urmă, cu computere digitale, ceea ce a dus la apariția prelucrării CNC.
Marea majoritate a arsenalului CNC de astăzi este complet electronică. Printre cele mai comune procese acționate de CNC se numără sudarea cu ultrasunete, perforarea și tăierea cu laser. Cele mai frecvent utilizate mașini în sistemele CNC includ următoarele:
Freze CNC
Frezele CNC sunt capabile să ruleze pe baza unor programe compuse din instrucțiuni bazate pe numere și litere, care ghidează piesele pe diferite distanțe. Programarea utilizată pentru o freză se poate baza fie pe cod G, fie pe un limbaj unic dezvoltat de o echipă de producție. Frezele de bază constau dintr-un sistem cu trei axe (X, Y și Z), deși majoritatea frezelor mai noi pot găzdui trei axe suplimentare.
Strunguri
În strungurile, piesele sunt tăiate în direcție circulară cu scule indexabile. Cu tehnologia CNC, tăieturile utilizate de strunguri sunt efectuate cu precizie și viteză mare. Strungurile CNC sunt utilizate pentru a produce modele complexe care nu ar fi posibile pe versiunile manuale ale mașinii. În general, funcțiile de control ale frezelor și strungurilor CNC sunt similare. Ca și în cazul primelor, strungurile pot fi dirijate prin cod G sau cod proprietar unic. Cu toate acestea, majoritatea strungurilor CNC constau din două axe - X și Z.
Tăietoare cu plasmă
Într-un aparat de tăiat cu plasmă, materialul este tăiat cu o torță cu plasmă. Procesul se aplică în principal materialelor metalice, dar poate fi utilizat și pe alte suprafețe. Pentru a produce viteza și căldura necesare tăierii metalului, plasma este generată printr-o combinație de aer comprimat, gaz și arcuri electrice.
Mașini de descărcare electrică
Prelucrarea prin electroeroziune (EDM) — denumită alternativ prelucrare prin scufundare și prelucrare prin scânteie — este un proces care modelează piesele de lucru în forme specifice cu ajutorul scânteilor electrice. Cu EDM, descărcările de curent au loc între doi electrozi, iar acest lucru îndepărtează secțiuni ale unei anumite piese de lucru.
Când spațiul dintre electrozi devine mai mic, câmpul electric devine mai intens și, prin urmare, mai puternic decât dielectricul. Acest lucru face posibilă trecerea curentului între cei doi electrozi. În consecință, porțiuni dintr-o piesă de prelucrat sunt îndepărtate de fiecare electrod. Subtipurile de EDM includ:
● Eroziunea cu fir (EDM), prin care se utilizează eroziunea prin scânteie pentru a îndepărta porțiuni dintr-un material conductiv electronic.
● Electroeroziune prin penetrare, unde un electrod și piesa de prelucrat sunt imersate în fluid dielectric în scopul formării piesei.
Într-un proces cunoscut sub numele de spălare, resturile de la fiecare piesă de lucru finită sunt îndepărtate de un dielectric lichid, care apare odată ce curentul dintre cei doi electrozi s-a oprit și are scopul de a elimina orice sarcini electrice suplimentare.
Tăietoare cu jet de apă
În prelucrarea CNC, jeturile de apă sunt unelte care taie materiale dure, cum ar fi granitul și metalul, cu aplicare de apă la presiune înaltă. În unele cazuri, apa este amestecată cu nisip sau altă substanță abrazivă puternică. Piesele mașinilor din fabrică sunt adesea modelate prin acest proces.
Jeturile de apă sunt utilizate ca o alternativă de răcire pentru materialele care nu pot suporta procesele intensive de căldură ale altor mașini CNC. Ca atare, jeturile de apă sunt utilizate într-o gamă largă de sectoare, cum ar fi industria aerospațială și minieră, unde procesul este puternic în scopul sculptării și tăierii, printre alte funcții. Mașinile de tăiat cu jet de apă sunt, de asemenea, utilizate pentru aplicații care necesită tăieri foarte complexe în material, deoarece lipsa căldurii previne orice modificare a proprietăților intrinseci ale materialelor care poate rezulta din tăierea metal pe metal.
DIFERITE TIPURI DE MAȘINI CNC
După cum au arătat numeroase demonstrații video ale mașinilor CNC, sistemul este utilizat pentru a realiza decupaje extrem de detaliate din piese metalice pentru produse hardware industriale. Pe lângă mașinile menționate anterior, alte unelte și componente utilizate în cadrul sistemelor CNC includ:
● Mașini de brodat
● Freze pentru lemn
● Perforatoare cu turelă
● Mașini de îndoit sârmă
● Tăietoare de spumă
● Mașini de tăiat cu laser
● Rectificatoare cilindrice
● Imprimante 3D
● Tăietoare de sticlă
Când trebuie efectuate tăieturi complicate la diferite niveluri și unghiuri pe o piesă de prelucrat, totul poate fi realizat în câteva minute pe o mașină CNC. Atâta timp cât mașina este programată cu codul corect, funcțiile mașinii vor efectua pașii dictați de software. Cu condiția ca totul să fie codat conform designului, un produs detaliat și cu valoare tehnologică ar trebui să apară odată ce procesul s-a finalizat.
Data publicării: 31 martie 2021
