CNC apstrāde ir ražošanas process, kurā iepriekš ieprogrammēta datorprogrammatūra nosaka rūpnīcas instrumentu un iekārtu kustību. Šo procesu var izmantot, lai kontrolētu dažādas sarežģītas iekārtas, sākot no slīpmašīnām un virpām līdz frēzēm un frēzēm. Ar CNC apstrādi trīsdimensiju griešanas uzdevumus var veikt ar vienu komandu komplektu.
Saīsinājums no “datora ciparu vadība” (“computer ciparu control”), CNC process atšķiras no manuālās vadības ierobežojumiem un tādējādi tos aizstāj, kur operatoriem ir jāvada apstrādes instrumentu komandas, izmantojot sviras, pogas un riteņus. Skatītājam CNC sistēma var atgādināt parastu datora komponentu komplektu, taču CNC apstrādē izmantotās programmatūras un konsoles to atšķir no visām citām aprēķinu formām.
Kā darbojas CNC apstrāde?
Kad CNC sistēma tiek aktivizēta, vēlamie griezumi tiek ieprogrammēti programmatūrā un diktēti atbilstošajiem instrumentiem un iekārtām, kas veic norādītos izmēru uzdevumus, līdzīgi kā robots.
CNC programmēšanā skaitliskās sistēmas koda ģenerators bieži pieņems, ka mehānismi ir nevainojami, neskatoties uz kļūdu iespējamību, kas ir vēl jo vairāk, ja CNC iekārtai tiek dots norādījums griezt vienlaikus vairāk nekā vienā virzienā. Instrumenta novietojumu skaitliskās vadības sistēmā nosaka virkne ievades datu, kas pazīstami kā detaļu programma.
Ar ciparu vadības iekārtu programmas tiek ievadītas, izmantojot perfokartes. Turpretī CNC iekārtu programmas datoriem tiek padotas, izmantojot mazas tastatūras. CNC programmēšana tiek saglabāta datora atmiņā. Pašu kodu raksta un rediģē programmētāji. Tāpēc CNC sistēmas piedāvā daudz plašākas skaitļošanas iespējas. Pats labākais ir tas, ka CNC sistēmas nekādā ziņā nav statiskas, jo jaunākas uzvednes var pievienot jau esošajām programmām, izmantojot pārskatītu kodu.
CNC MAŠĪNU PROGRAMMĒŠANA
CNC sistēmā iekārtas tiek vadītas, izmantojot ciparu vadību, kur programmatūra ir paredzēta objekta vadīšanai. CNC apstrādes valoda tiek saukta arī par G-kodu, un tā ir rakstīta, lai kontrolētu atbilstošās iekārtas dažādas darbības, piemēram, ātrumu, padeves ātrumu un koordināciju.
Būtībā CNC apstrāde ļauj iepriekš ieprogrammēt darbgalda funkciju ātrumu un pozīciju un vadīt tās, izmantojot programmatūru, atkārtotos, paredzamos ciklos, ar nelielu cilvēku operatoru iesaistīšanos. Pateicoties šīm iespējām, process ir pieņemts visās ražošanas nozares jomās un ir īpaši svarīgs metāla un plastmasas ražošanas jomās.
Iesākumā tiek izstrādāts 2D vai 3D CAD rasējums, kas pēc tam tiek pārvērsts datora kodā, lai CNC sistēma to varētu izpildīt. Pēc programmas ievadīšanas operators to izmēģina, lai pārliecinātos, ka kodējumā nav kļūdu.
Atvērtas/slēgtas cilpas apstrādes sistēmas
Pozīcijas vadība tiek noteikta, izmantojot atvērtas cilpas vai slēgtas cilpas sistēmu. Pirmajā gadījumā signalizācija starp regulatoru un motoru notiek vienā virzienā. Slēgtas cilpas sistēmā regulators spēj saņemt atgriezenisko saiti, kas ļauj labot kļūdas. Tādējādi slēgtas cilpas sistēma var novērst ātruma un pozīcijas neatbilstības.
CNC apstrādē kustība parasti tiek virzīta pa X un Y asīm. Savukārt instrumentu pozicionē un vada soļu vai servo motori, kas atkārto precīzas kustības, ko nosaka G kods. Ja spēks un ātrums ir minimāls, procesu var vadīt, izmantojot atvērtas cilpas vadību. Visam pārējam ir nepieciešama slēgtas cilpas vadība, lai nodrošinātu rūpnieciskiem lietojumiem, piemēram, metālapstrādei, nepieciešamo ātrumu, konsekvenci un precizitāti.
CNC apstrāde ir pilnībā automatizēta
Mūsdienu CNC protokolos detaļu ražošana, izmantojot iepriekš ieprogrammētu programmatūru, lielākoties ir automatizēta. Dotās detaļas izmēri tiek iestatīti ar datorizētas projektēšanas (CAD) programmatūru un pēc tam pārveidoti par faktisku gatavu produktu ar datorizētas ražošanas (CAM) programmatūru.
Jebkuram konkrētam apstrādājamam priekšmetam var būt nepieciešami dažādi darbgaldi, piemēram, urbji un griezēji. Lai apmierinātu šīs vajadzības, daudzas mūsdienu mašīnas apvieno vairākas dažādas funkcijas vienā šūnā. Alternatīvi, iekārta var sastāvēt no vairākām mašīnām un robotizētu roku komplekta, kas pārvieto detaļas no vienas lietojumprogrammas uz citu, bet visu kontrolē viena un tā pati programma. Neatkarīgi no iestatījumiem, CNC process nodrošina detaļu ražošanas konsekvenci, ko būtu grūti, ja ne neiespējami, atkārtot manuāli.
DAŽĀDI CNC MAŠĪNU VEIDI
Agrākās ciparu vadības iekārtas datējamas ar 20. gs. četrdesmitajiem gadiem, kad motori pirmo reizi tika izmantoti, lai kontrolētu jau esošo instrumentu kustību. Tehnoloģijām attīstoties, mehānismi tika uzlaboti ar analogiem datoriem un galu galā ar digitāliem datoriem, kas noveda pie CNC apstrādes uzplaukuma.
Lielākā daļa mūsdienu CNC iekārtu ir pilnībā elektroniskas. Daži no izplatītākajiem CNC darbināmajiem procesiem ietver ultraskaņas metināšanu, caurumu izciršanu un lāzergriešanu. Visbiežāk izmantotās iekārtas CNC sistēmās ir šādas:
CNC frēzēšanas iekārtas
CNC frēzmašīnas spēj darboties ar programmām, kas sastāv no ciparu un burtu norādījumiem, kuri vada detaļas dažādos attālumos. Frēzmašīnai izmantotā programmēšana var būt balstīta vai nu uz G kodu, vai uz kādu unikālu valodu, ko izstrādājusi ražošanas komanda. Pamata frēzmašīnas sastāv no trīs asu sistēmas (X, Y un Z), lai gan lielākā daļa jaunāko frēzmašīnu var uzņemt trīs papildu asis.
Virpas
Virpās detaļas tiek grieztas apļveida virzienā ar indeksējamiem instrumentiem. Izmantojot CNC tehnoloģiju, virpu griešana tiek veikta ar precizitāti un lielu ātrumu. CNC virpas tiek izmantotas, lai izgatavotu sarežģītas konstrukcijas, kas nebūtu iespējamas ar manuāli darbināmām mašīnas versijām. Kopumā CNC frēzmašīnu un virpu vadības funkcijas ir līdzīgas. Tāpat kā pirmajās, virpas var vadīt ar G kodu vai unikālu patentētu kodu. Tomēr lielākajai daļai CNC virpu ir divas asis — X un Z.
Plazmas griezēji
Plazmas griezējā materiāls tiek griezts ar plazmas degli. Šis process galvenokārt tiek izmantots metāla materiāliem, bet to var izmantot arī citām virsmām. Lai radītu metāla griešanai nepieciešamo ātrumu un siltumu, plazma tiek ģenerēta, apvienojot saspiestu gaisu un elektriskās loka liesmu.
Elektriskās izlādes mašīnas
Elektroerozijas apstrāde (EDM) — ko dēvē arī par iegremdēšanu ar spiedni un dzirksteļapstrādi — ir process, kurā sagataves ar elektriskām dzirkstelēm tiek veidotas noteiktās formās. EDM procesā strāvas izlāde notiek starp diviem elektrodiem, un tas noņem dotās sagataves daļas.
Kad atstarpe starp elektrodiem samazinās, elektriskais lauks kļūst intensīvāks un tādējādi spēcīgāks par dielektriķi. Tas ļauj strāvai pāriet starp abiem elektrodiem. Līdz ar to katrs elektrods noņem sagataves daļas. EDM apakštipi ietver:
● Stieples erozija, kurā dzirksteļerozija tiek izmantota, lai noņemtu daļas no elektriski vadoša materiāla.
● Grimstošā EDM metode, kurā elektrods un sagatave tiek iemērkti dielektriskā šķidrumā detaļas formēšanas nolūkā.
Procesā, kas pazīstams kā skalošana, no katras gatavās sagataves atkritumi tiek aizvadīti ar šķidru dielektriķi, kas parādās, kad strāva starp abiem elektrodiem ir apstājusies, un ir paredzēts, lai novērstu jebkādus turpmākus elektriskos lādiņus.
Ūdens strūklas griezēji
CNC apstrādē ūdens strūklas ir instrumenti, kas griež cietus materiālus, piemēram, granītu un metālu, izmantojot augstspiediena ūdens pielietošanu. Dažos gadījumos ūdens tiek sajaukts ar smiltīm vai kādu citu spēcīgu abrazīvu vielu. Rūpnīcas mašīnu detaļas bieži tiek veidotas, izmantojot šo procesu.
Ūdens strūklas tiek izmantotas kā vēsāka alternatīva materiāliem, kas nespēj izturēt citu CNC iekārtu siltumietilpīgos procesus. Tādēļ ūdens strūklas tiek izmantotas dažādās nozarēs, piemēram, aviācijas un kosmosa, kā arī kalnrūpniecības nozarēs, kur šis process ir jaudīgs griešanas un grebšanas vajadzībām, kā arī citām funkcijām. Ūdens strūklas griezēji tiek izmantoti arī lietojumos, kuros nepieciešami ļoti sarežģīti materiāla griezumi, jo siltuma trūkums novērš jebkādas izmaiņas materiāla īpašībās, kas var rasties, griežot metālu.
DAŽĀDI CNC MAŠĪNU VEIDI
Kā liecina daudzas CNC iekārtu video demonstrācijas, sistēma tiek izmantota, lai izgatavotu ļoti detalizētus metāla detaļu griezumus rūpnieciskiem aparatūras izstrādājumiem. Papildus iepriekšminētajām iekārtām CNC sistēmās tiek izmantoti arī citi instrumenti un komponenti, tostarp:
● Izšūšanas mašīnas
● Koka frēzes
● Tornveida perforatori
● Stiepļu liekšanas mašīnas
● Putuplasta griezēji
● Lāzergriezēji
● Cilindriskās slīpmašīnas
● 3D printeri
● Stikla griezēji
Kad sagatavei ir jāveic sarežģīti griezumi dažādos līmeņos un leņķos, to visu var paveikt dažu minūšu laikā ar CNC iekārtu. Ja iekārta ir ieprogrammēta ar pareizo kodu, iekārtas funkcijas veiks programmatūras noteiktās darbības. Ja viss ir kodēts atbilstoši projektam, pēc procesa pabeigšanas vajadzētu parādīties detalizētam un tehnoloģiski vērtīgam produktam.
Publicēšanas laiks: 2021. gada 31. marts
