CNC-työstö on valmistusprosessi, jossa esiohjelmoitu tietokoneohjelmisto sanelee tehtaan työkalujen ja koneiden liikkeet. Prosessia voidaan käyttää monimutkaisten koneiden ohjaamiseen hiomakoneista ja sorveista myllyihin ja reitittimiin. CNC-työstöllä kolmiulotteiset leikkaustehtävät voidaan suorittaa yhdellä käskysarjalla.
Lyhennettynä "tietokoneen numeerisesta ohjauksesta" CNC-prosessi on ristiriidassa manuaalisen ohjauksen rajoitusten kanssa – ja siten syrjäyttää – rajoitukset, joissa tarvitaan aktiivisia käyttäjiä ohjaamaan ja ohjaamaan koneistustyökalujen komentoja vipujen, painikkeiden ja pyörien avulla. Katsojalle CNC-järjestelmä saattaa muistuttaa tavallista tietokoneen komponenttisarjaa, mutta CNC-koneistuksessa käytetyt ohjelmistot ja konsolit erottavat sen kaikista muista laskennan muodoista.
Kuinka CNC-koneistus toimii?
Kun CNC-järjestelmä aktivoituu, halutut leikkaukset ohjelmoidaan ohjelmistoon ja saneletaan vastaaville työkaluille ja koneille, jotka suorittavat mitoitustehtävät määritellyllä tavalla, aivan kuten robotti.
CNC-ohjelmoinnissa numeerisen järjestelmän koodigeneraattori olettaa usein, että mekanismit ovat virheettömiä, huolimatta virheiden mahdollisuudesta, mikä on suurempi aina, kun CNC-kone ohjataan leikkaamaan useampaan kuin yhteen suuntaan samanaikaisesti. Työkalun sijoittaminen numeeriseen ohjausjärjestelmään hahmotellaan syötteillä, joita kutsutaan osaohjelmaksi.
Numeerisella ohjauskoneella ohjelmat syötetään reikäkorttien kautta. Sitä vastoin CNC-koneiden ohjelmat syötetään tietokoneisiin pienten näppäimistöjen kautta. CNC-ohjelmointi säilyy tietokoneen muistissa. Ohjelmoijat kirjoittavat ja muokkaavat itse koodin. Siksi CNC-järjestelmät tarjoavat paljon laajemman laskentakapasiteetin. Mikä parasta, CNC-järjestelmät eivät suinkaan ole staattisia, koska uudempia kehotteita voidaan lisätä olemassa oleviin ohjelmiin tarkistetun koodin avulla.
CNC-KONEEN OHJELMOINTI
CNC:ssä koneita käytetään numeerisella ohjauksella, jolloin ohjelmisto on tarkoitettu ohjaamaan kohdetta. CNC-koneistuksen takana olevaa kieltä kutsutaan vuorotellen G-koodiksi, ja se on kirjoitettu ohjaamaan vastaavan koneen erilaisia käyttäytymismalleja, kuten nopeutta, syöttönopeutta ja koordinaatiota.
Pohjimmiltaan CNC-työstö mahdollistaa työstökoneiden toimintojen nopeuden ja sijainnin esiohjelmoinnin ja niiden suorittamisen ohjelmiston kautta toistuvina, ennustettavissa olevina sykleinä, kaikki ilman ihmisten vähäistä osallistumista. Näiden ominaisuuksien ansiosta prosessi on otettu käyttöön kaikilla valmistussektorin alueilla ja se on erityisen tärkeä metalli- ja muovituotannon alueilla.
Ensinnäkin suunnitellaan 2D- tai 3D-CAD-piirustus, joka sitten käännetään tietokonekoodiksi CNC-järjestelmän suorittamista varten. Kun ohjelma on syötetty, käyttäjä suorittaa sille koeajon varmistaakseen, ettei koodauksessa ole virheitä.
Avoimen/suljetun silmukan koneistusjärjestelmät
Asennon ohjaus määritetään avoimen tai suljetun silmukan järjestelmällä. Edellisellä signalointi kulkee yhteen suuntaan ohjaimen ja moottorin välillä. Suljetussa järjestelmässä säädin pystyy vastaanottamaan palautetta, mikä mahdollistaa virheiden korjaamisen. Näin ollen suljetun silmukan järjestelmä voi korjata nopeuden ja sijainnin epäsäännöllisyydet.
CNC-koneistuksessa liike suuntautuu yleensä X- ja Y-akselien yli. Työkalua puolestaan sijoitetaan ja ohjataan askel- tai servomoottorien avulla, jotka toistavat tarkat liikkeet G-koodin mukaan. Jos voima ja nopeus ovat minimaaliset, prosessi voidaan ajaa avoimen silmukan ohjauksella. Kaikkeen muuhun tarvitaan suljetun silmukan ohjausta, jotta varmistetaan teollisissa sovelluksissa, kuten metallityössä, vaadittava nopeus, tasaisuus ja tarkkuus.
CNC-koneistus on täysin automatisoitu
Nykypäivän CNC-protokollassa osien tuotanto esiohjelmoiduilla ohjelmistoilla on pääosin automatisoitua. Tietyn osan mitat asetetaan tietokoneavusteisella suunnitteluohjelmistolla (CAD) ja muunnetaan sitten todelliseksi valmiiksi tuotteeksi tietokoneavusteisella valmistusohjelmistolla (CAM).
Mikä tahansa työkappale voi vaatia erilaisia työstökoneita, kuten porakoneita ja leikkureita. Näiden tarpeiden täyttämiseksi monet nykyiset koneet yhdistävät useita eri toimintoja yhdeksi soluksi. Vaihtoehtoisesti asennus voi koostua useista koneista ja joukosta robottikäsiä, jotka siirtävät osia sovelluksesta toiseen, mutta kaikkea ohjaa sama ohjelma. Asennuksesta riippumatta CNC-prosessi mahdollistaa johdonmukaisuuden osien tuotannossa, jota olisi vaikeaa, ellei mahdotonta, kopioida manuaalisesti.
ERI TYYPIT CNC-KONEET
Varhaisimmat numeeriset ohjauskoneet ovat peräisin 1940-luvulta, jolloin moottoreita käytettiin ensimmäisen kerran ohjaamaan olemassa olevien työkalujen liikettä. Teknologian kehittyessä mekanismeja parannettiin analogisilla tietokoneilla ja lopulta digitaalisilla tietokoneilla, mikä johti CNC-koneistuksen nousuun.
Suurin osa tämän päivän CNC-arsenaaleista on täysin elektronisia. Jotkut yleisimmistä CNC-ohjatuista prosesseista ovat ultraäänihitsaus, rei'itys ja laserleikkaus. CNC-järjestelmien yleisimmin käytettyjä koneita ovat seuraavat:
CNC-jyrsimet
CNC-jyrsimet pystyvät käyttämään ohjelmia, jotka koostuvat numero- ja kirjainpohjaisista kehotteista, jotka ohjaavat kappaleita eri etäisyyksille. Myllykoneen ohjelmointi voisi perustua joko G-koodiin tai johonkin ainutlaatuiseen valmistustiimin kehittämään kieleen. Perusmyllyt koostuvat kolmiakselisesta järjestelmästä (X, Y ja Z), vaikka useimpiin uudempiin myllyihin mahtuu kolme lisäakselia.
Sorvit
Sorvikoneissa kappaleita leikataan ympyräsuunnassa kääntötyökaluilla. CNC-tekniikalla sorvien käyttämät leikkaukset tehdään tarkasti ja suurella nopeudella. CNC-sorveja käytetään monimutkaisten mallien tuottamiseen, jotka eivät olisi mahdollisia koneen manuaalisissa versioissa. Kaiken kaikkiaan CNC-ajojyrsimien ja sorvien ohjaustoiminnot ovat samanlaisia. Kuten edellisessä, sorveja voidaan ohjata G-koodilla tai ainutlaatuisella omalla koodilla. Useimmat CNC-sorvit koostuvat kuitenkin kahdesta akselista - X ja Z.
Plasmaleikkurit
Plasmaleikkurissa materiaali leikataan plasmapolttimella. Prosessi soveltuu ensisijaisesti metallimateriaaleille, mutta sitä voidaan käyttää myös muille pinnoille. Metallin leikkaamiseen tarvittavan nopeuden ja lämmön tuottamiseksi plasmaa tuotetaan paineilmakaasun ja sähkökaarien yhdistelmällä.
Sähköpurkauskoneet
Sähköpurkauskoneistus (EDM) – jota kutsutaan vaihtoehtoisesti stanssaukseksi ja kipinätyöstöksi – on prosessi, jossa työkappaleet muovataan tiettyihin muotoihin sähkökipinöillä. EDM:ssä virtapurkaus tapahtuu kahden elektrodin välillä, ja tämä poistaa tietyn työkappaleen osia.
Kun elektrodien välinen tila pienenee, sähkökenttä tulee voimakkaammaksi ja siten voimakkaammaksi kuin dielektrinen. Tämä mahdollistaa virran kulkemisen kahden elektrodin välillä. Tämän seurauksena jokainen elektrodi poistaa osia työkappaleesta. EDM:n alatyyppejä ovat:
● Wire EDM, jossa kipinäeroosiota käytetään osien poistamiseen elektronisesti johtavasta materiaalista.
● Sinker EDM, jossa elektrodi ja työkappale liotetaan dielektrisessä nesteessä kappaleen muodostusta varten.
Huuhteluksi kutsutussa prosessissa kustakin valmiista työkappaleesta roskat viedään pois nestemäisellä eristeellä, joka ilmaantuu, kun kahden elektrodin välinen virta on pysähtynyt ja jonka tarkoituksena on poistaa kaikki muut sähkövaraukset.
Vesisuihkuleikkurit
CNC-koneistuksessa vesisuihkut ovat työkaluja, jotka leikkaavat kovia materiaaleja, kuten graniittia ja metallia, korkeapaineisella vedellä. Joissakin tapauksissa veteen sekoitetaan hiekkaa tai muuta vahvaa hankaavaa ainetta. Tehdaskoneen osat muotoillaan usein tällä prosessilla.
Vesisuihkuja käytetään viileämpänä vaihtoehtona materiaaleille, jotka eivät kestä muiden CNC-koneiden lämpöintensiivisiä prosesseja. Sellaisenaan vesisuihkuja käytetään useilla aloilla, kuten ilmailu- ja kaivosteollisuudessa, joissa prosessi on tehokas muun muassa veistämällä ja leikkaamalla. Vesisuihkuleikkureita käytetään myös sovelluksiin, jotka vaativat erittäin monimutkaisia materiaalileikkauksia, koska lämmön puute estää materiaalin sisäisten ominaisuuksien muutoksen, joka voi johtua metallista metallin leikkaamisesta.
ERI TYYPIT CNC-KONEET
Kuten monet CNC-koneiden video-esittelyt ovat osoittaneet, järjestelmää käytetään erittäin yksityiskohtaisten leikkausten tekemiseen metallikappaleista teollisuuden laitteistotuotteille. Edellä mainittujen koneiden lisäksi CNC-järjestelmissä käytettyjä muita työkaluja ja komponentteja ovat mm.
● Kirjontakoneet
● Puujyrsimet
● Tornirei'ittimet
● Langan taivutuskoneet
● Vaahtoleikkurit
● Laserleikkurit
● Sylinterimäiset hiomakoneet
● 3D-tulostimet
● Lasileikkurit
Kun työkappaleeseen on tehtävä monimutkaisia leikkauksia eri tasoilla ja kulmissa, se voidaan tehdä muutamassa minuutissa CNC-koneella. Niin kauan kuin koneeseen on ohjelmoitu oikea koodi, koneen toiminnot suorittavat ohjelmiston määräämät vaiheet. Edellyttäen, että kaikki on koodattu suunnittelun mukaan, yksityiskohtien ja teknisen arvon tuotteen pitäisi syntyä prosessin päätyttyä.
Postitusaika: 01.01.2022
