Πώς λειτουργούν και λειτουργούν οι μηχανές CNC

Το σημερινό επίπεδο ανάπτυξης της τεχνολογικής προόδου, σε συνδυασμό με την υψηλή κατανάλωση και την αντίστοιχη ζήτηση, θέτει νέα και νέα πρότυπα για διάφορους κλάδους ως προς την ποσότητα και την ποιότητα των προϊόντων τους. Οι όγκοι που απαιτούνται σήμερα δεν μπορούν πλέον να παρασχεθούν χωρίς να καταφύγουμε σε πλήρη αυτοματοποίηση.

Ως αποτέλεσμα, μια από τις σημαντικότερες καινοτομίες της τελευταίας δεκαετίας ήταν η ευρεία υιοθέτηση των μηχανών κοπής μετάλλων με CNC — αριθμητικά ελεγχόμενες μηχανές κοπής μετάλλων.

Το έργο της αύξησης της αποδοτικότητας της μηχανουργίας μπορεί να επιλυθεί με βάση την πλήρη μηχανοποίηση και αυτοματοποίηση των διαδικασιών παραγωγής, βελτιώνοντας τη δομή του πάρκου μεταλλουργικού εξοπλισμού, με την εισαγωγή προγραμματισμένων μηχανών, βιομηχανικών ρομπότ, αυτόματων γραμμών και συγκροτημάτων, π. δυνατότητα γρήγορης αλλαγής εξοπλισμού κατά τη μετάβαση σε διαφορετικούς τύπους προϊόντων.

Βιομηχανικό ρομπότ (αυτόματος χειριστής με προγραμματισμένο έλεγχο) είναι ένα αυτόματο μηχάνημα (στάσιμο ή κινητό) που αποτελείται από μια εκτελεστική συσκευή με τη μορφή χειριστή με πολλούς βαθμούς κινητικότητας και μια επαναπρογραμματιζόμενη συσκευή για έλεγχο προγράμματος για την εκτέλεση λειτουργιών κινητήρα και ελέγχου στη διαδικασία παραγωγής.

Περισσότερα για τα ρομπότ:

Ταξινόμηση βιομηχανικών ρομπότ

Τύποι βιομηχανικών ρομπότ στη σύγχρονη παραγωγή

Η αυτοματοποίηση της διαχείρισης οποιουδήποτε αντικειμένου συνίσταται στην υποταγή της κίνησης αυτού του αντικειμένου σε ορισμένες απαιτήσεις, διασφαλίζοντας την καλύτερη απόδοση από αυτόν του σκοπού του. Αυτή η οργάνωση της κίνησης του αντικειμένου πραγματοποιείται μέσω διατάξεων αυτόματου ελέγχου - μηχανημάτων ελέγχου που περιλαμβάνουν συστήματα ελέγχου προγράμματος.

Ο προγραμματισμένος έλεγχος συνίσταται στο γεγονός ότι οι απαραίτητοι τρόποι κίνησης κάθε ελεγχόμενου αντικειμένου υπολογίζονται εκ των προτέρων και καταγράφονται στις αντίστοιχες συσκευές αποθήκευσης πληροφοριών - όργανα μνήμης. Η διαδικασία ελέγχου περιορίζεται στην αναπαραγωγή των κινήσεων του αντικειμένου που καταγράφονται από αυτό το πρόγραμμα.

Έλεγχος προγράμματος — έλεγχος από συστήματα που παρέχουν γρήγορη μετάβαση σε οποιοδήποτε πρόγραμμα εργασίας εισάγοντάς το ή γράφοντάς το με κωδικό υπό όρους στον φορέα προγράμματος, με τον οποίο εισάγεται στη συσκευή ελέγχου.

Αριθμητικός έλεγχος του μηχανήματος — έλεγχος της επεξεργασίας του εξαρτήματος της μηχανής σύμφωνα με το πρόγραμμα ελέγχου (NC), στο οποίο τα δεδομένα καθορίζονται σε ψηφιακή μορφή.

Τα συστήματα ψηφιακού ελέγχου (CNC) είναι κατασκευασμένα με βάση το υλικό και το λογισμικό, επικεντρωμένα στη χρήση μικροεπεξεργαστών και σύγχρονων μικροϋπολογιστών με περιφερειακό εξοπλισμό, στη χρήση αυτοματοποιημένης ηλεκτρικής κίνησης υψηλής ταχύτητας που παρέχει αναπαραγωγή τροχιών κίνησης λογισμικού, καθώς και το σχεδιασμό, την προετοιμασία και τον εντοπισμό σφαλμάτων συστημάτων και λογισμικού εφαρμογών υπολογιστών.

Εξωτερική άποψη του μοντέλου WinPCNC της μονάδας CNC

Έτσι, το CNC (αριθμητικός έλεγχος) είναι στην πραγματικότητα ένα ηλεκτρονικό σύστημα για τον έλεγχο των μηχανισμών μιας εργαλειομηχανής, χρησιμοποιώντας ορισμένες εντολές μηχανής για την εκτέλεση συγκεκριμένων εργασιών. Αυτή η τεχνολογία επέτρεψε σε πολλές επιχειρήσεις να αυξήσουν δραματικά την παραγωγική τους ικανότητα και ταυτόχρονα να μειώσουν το κόστος των προϊόντων τους.

Ο προγραμματισμός της σειράς και του τρόπου λειτουργίας της μηχανής CNC πραγματοποιείται με χρήση συνόλων ειδικών λειτουργιών και αλγορίθμων κατανοητών από το ψηφιακό σύστημα ελέγχου. Η ποσότητα και η ποιότητα των εντολών που δίνονται στο σύστημα ελέγχου, καθώς και τα χαρακτηριστικά προγραμματισμού κάθε μηχανής, εξαρτώνται τόσο από τον επαγγελματισμό του χειριστή όσο και από τις δυνατότητες ενός συγκεκριμένου μηχανήματος, οι οποίες αρχικά ενδέχεται να περιορίζονται από τη σχεδίασή του.

Πολλοί δρομολογητές, για παράδειγμα, επιτρέπουν τον προγραμματισμό της κίνησης του εργαλείου εργασίας, αλλά ταυτόχρονα δεν επιτρέπουν καθόλου την κίνηση του τραπεζιού εργασίας. Άλλα μηχανήματα επιτρέπουν περισσότερες προγραμματιζόμενες ενέργειες, έτσι ώστε ο χειριστής να έχει περισσότερο χώρο ελέγχου. Μερικές φορές το μόνο που απαιτείται από τον χειριστή είναι να αλλάζει έγκαιρα τα τεμάχια εργασίας και να παρακολουθεί τη φθορά του εργαλείου εργασίας και το πρόγραμμα θα χειριστεί τα υπόλοιπα.

Η συσκευή των μηχανών CNC

Ο σχεδιασμός της μηχανής CNC περιλαμβάνει πολλά μπλοκ, καθένα από τα οποία, ως μέρος του συνόλου, έχει τον δικό του λειτουργικό σκοπό. Μπορεί να υπάρχουν πρόσθετες μονάδες που εισάγουν μεμονωμένα χαρακτηριστικά στο σύστημα μονάδας. Ας υποθέσουμε ότι ένας τόρνος CNC έχει τα ακόλουθα βασικά εξαρτήματα: βάση, κρεβάτι, στήριγμα κεφαλής, υγρό ουράς, κεφαλή κοπής, μηχανισμοί μετάδοσης κίνησης, αισθητήρας νήματος, πίνακας ελέγχου.

Η βάση είναι ένα χυτό ορθογώνιο τμήμα στο οποίο είναι τοποθετημένο το κρεβάτι και το οποίο παρέχει στο μηχάνημα αντοχή και αντοχή στους κραδασμούς. Το κρεβάτι είναι το κύριο μέρος του τόρνου, που ενώνει όλα τα εξαρτήματα και τους μηχανισμούς του. Αποτελείται από ένα ζεύγος τοίχων που συνδέονται άκαμπτα με εγκάρσια στοιχεία.

Υπάρχουν οδηγοί στο κρεβάτι, επιπλέον, το κιβώτιο ταχυτήτων και το πίσω μέρος είναι στερεωμένα εδώ. Η ουρά και το στήριγμα με την ποδιά μπορούν να κινηθούν κατά μήκος των οδηγών, ανάλογα με τον τύπο του εργαλείου εργασίας. Υπάρχει ένα ρουλεμάν στην κεφαλή του άξονα, χάρη σε αυτό το σχέδιο, το τεμάχιο εργασίας στερεώνεται και περιστρέφεται.

Η αυτόματη κοπτική κεφαλή συνεπάγεται διαδοχική εγκατάσταση των κοπτικών εργαλείων στη θέση εργασίας. Γρανάζια κίνησης της κύριας κίνησης, εγκάρσια και διαμήκης μετάδοσης.

Οι ηλεκτροκινητήρες μεταφέρουν την περιστροφή του ρότορα, η οποία, χάρη στις σφαιρικές βίδες, μετατρέπεται σε γραμμική κίνηση των μπλοκ. Η ουρά συγκρατεί το κέντρο του τεμαχίου προς κατεργασία. Ο αισθητήρας βρύσης βρίσκεται στο δίσκο. Ο πίνακας ελέγχου έχει σχεδιαστεί για την ευκολία του χειριστή και την παρακολούθηση της διαδικασίας. Μπορεί να υπάρχουν πολλοί πίνακες ελέγχου.

Ο προγραμματισμός των σταθερών κινητήρων ατράκτου καταλήγει στην ενεργοποίηση, απενεργοποίηση και απενεργοποίηση των κατάλληλων επαφών.Για να γίνει αυτό, αρκεί να καταγράψετε το σήμα των εντολών «on» και «off».

Ο έλεγχος ταχύτητας των κύριων αξόνων απαιτείται συχνότερα για να διασφαλιστεί ότι το μέταλλο υποβάλλεται σε επεξεργασία με τη βέλτιστη ταχύτητα κοπής. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να ρυθμίσετε τη γωνιακή ταχύτητα έτσι ώστε η περιφερειακή ταχύτητα με την οποία εκτελείται η κοπή να έχει σταθερή βέλτιστη τιμή.

Ο προγραμματισμός του ελέγχου των τροφοδοτικών είναι μια πολύ πιο σημαντική και πολύπλοκη εργασία, καθώς διασφαλίζει την εκτέλεση της κύριας λειτουργίας του μηχανήματος - τη διαμόρφωση του σχήματος του προϊόντος.

Τυποποιημένο σύστημα συντεταγμένων εργαλειομηχανών CNC

Λειτουργικό διάγραμμα ελέγχου μηχανής CNC

Σχηματική υλοποίηση αλγορίθμων CNC κλάσης NC (SNC).

Αρχιτεκτονική συστήματος PCNC-1 του Alan Bradley με CNC

Τα πλεονεκτήματα των μηχανών CNC

Το κύριο και προφανές πλεονέκτημα μιας μηχανής CNC, σε σύγκριση με μια συμβατική μηχανή, είναι το υψηλότερο επίπεδο αυτοματισμού παραγωγής, που ελαχιστοποιεί την ανθρώπινη παρέμβαση στη διαδικασία κατασκευής εξαρτημάτων.

Εξ ορισμού, η μηχανή CNC μπορεί να λειτουργεί αυτόνομα και σχεδόν συνεχώς, χωρίς να κουράζεται όλο το εικοσιτετράωρο, και η ποιότητα των προϊόντων δεν θα πέσει εξαιτίας αυτού. θα ήταν απαραίτητο να αλλάξει ο τόρνος, οι πανταχού παρόντες ανθρώπινοι παράγοντες, τα λάθη, κλπ. Αυτό δεν είναι εδώ. Ο χειριστής προετοιμάζει μόνο το μηχάνημα για εργασία, τοποθετεί και αφαιρεί εξαρτήματα, προσαρμόζει το εργαλείο. Ένα άτομο μπορεί να χειριστεί πολλά μηχανήματα με αυτόν τον τρόπο.

Επιπλέον, πρέπει να σημειωθεί η υψηλότερη ευελιξία των μηχανών CNC. Για την παραγωγή διαφορετικών εξαρτημάτων, ο χειριστής χρειάζεται μόνο να αλλάξει το πρόγραμμα εργασίας του μηχανήματος.Επιπλέον, το πρόγραμμα είναι πάντα έτοιμο να τρέξει απεριόριστες φορές, ενώ το πρόγραμμα δεν χρειάζεται να υποβάλλεται σε επεξεργασία κάθε φορά.

Η υψηλή ακρίβεια και επαναληψιμότητα δεν εξαρτώνται πλέον από την εκπαίδευση χειριστή, αλλά από την ποιότητα του προγράμματος που χρησιμοποιείται. Αυτό είναι ένα τεράστιο πλεονέκτημα, σε σύγκριση με τις συμβατικές μηχανές κοπής μετάλλων, που επιτρέπει την παραγωγή χιλιάδων εξαρτημάτων πανομοιότυπων σε μορφή και ποιότητα, και χωρίς να μειώνεται αυτή η ποιότητα.

Ορισμένα εξαρτήματα δεν μπορούν να κατασκευαστούν με το χέρι σε ένα συμβατικό μηχάνημα λόγω πολυπλοκότητας ή υψηλού κόστους και σε ένα μηχάνημα CNC είναι απλώς θέμα επιλογής του σωστού προγράμματος. Ως αποτέλεσμα, οι μηχανές CNC επιτρέπουν σε κάποιον να αποκτήσει γρήγορα και αποτελεσματικά ένα μέρος σχεδόν κάθε πολυπλοκότητας και καταρχήν σε οποιαδήποτε ποσότητα. Υπάρχει μόνο μία προϋπόθεση — το εξάρτημα που πρόκειται να κατασκευαστεί πρέπει να είναι προσχεδιασμένο με χρήση υπολογιστή.

Δείτε επίσης:

Ηλεκτρικοί κινητήρες για μηχανές CNC

Ηλεκτρικός εξοπλισμός για μηχανές διάτρησης CNC

Ηλεκτρολογικός εξοπλισμός τόρνων CNC