CNC обработката е производствен процес, при който предварително програмиран компютърен софтуер диктува движението на фабрични инструменти и машини. Процесът може да се използва за управление на редица сложни машини, от шлифовъчни машини и стругове до фрези и рутери. С CNC обработката, триизмерните задачи за рязане могат да се изпълняват с един набор от команди.
Съкращение от „компютърно числово управление“, CNC процесът протича в контраст с – и по този начин замества – ограниченията на ръчното управление, където са необходими оператори, които да подканят и насочват командите на машинните инструменти чрез лостове, бутони и колела. За наблюдателя CNC системата може да прилича на обикновен набор от компютърни компоненти, но софтуерните програми и конзоли, използвани при CNC обработката, я отличават от всички други форми на изчисление.
Как работи CNC обработката?
Когато се активира CNC система, желаните разрези се програмират в софтуера и се диктуват на съответните инструменти и машини, които изпълняват заданите размерни задачи, подобно на робот.
При CNC програмирането, генераторът на код в числовата система често приема, че механизмите са безупречни, въпреки възможността за грешки, която е по-голяма, когато CNC машината е насочена да реже в повече от една посока едновременно. Разположението на инструмент в система за цифрово управление се определя от поредица от входни данни, известни като програма за обработка на детайлите.
При машина с цифрово управление програмите се въвеждат чрез перфокарти. За разлика от това, програмите за CNC машини се подават към компютрите чрез малки клавиатури. CNC програмирането се съхранява в паметта на компютъра. Самият код се пише и редактира от програмисти. Следователно, CNC системите предлагат много по-голям изчислителен капацитет. Най-хубавото е, че CNC системите в никакъв случай не са статични, тъй като по-нови команди могат да се добавят към съществуващи програми чрез ревизиран код.
ПРОГРАМИРАНЕ НА CNC МАШИНИ
В CNC машините се управляват чрез цифрово управление, при което софтуерна програма е предназначена да управлява обект. Езикът, на който се основава CNC обработката, се нарича G-код и е написан, за да контролира различните поведения на съответната машина, като скорост, скорост на подаване и координация.
По принцип, CNC обработката позволява предварително програмиране на скоростта и позицията на функциите на машинния инструмент и тяхното изпълнение чрез софтуер в повтарящи се, предвидими цикли, всичко това с минимална намеса от страна на човешки оператор. Благодарение на тези възможности, процесът е възприет във всички ъгли на производствения сектор и е особено важен в областите на производството на метал и пластмаса.
За начало се изготвя 2D или 3D CAD чертеж, който след това се преобразува в компютърен код, който CNC системата може да изпълни. След като програмата бъде въведена, операторът я тества, за да се увери, че в кода няма грешки.
Системи за обработка с отворен/затворен цикъл
Контролът на позицията се определя чрез система с отворен или затворен контур. При първата сигнализацията протича в една посока между контролера и двигателя. При система със затворен контур контролерът е способен да получава обратна връзка, което прави възможно коригирането на грешки. По този начин, системата със затворен контур може да коригира нередности в скоростта и позицията.
При CNC обработката движението обикновено се насочва по осите X и Y. Инструментът, от своя страна, се позиционира и насочва чрез стъпкови или серво двигатели, които възпроизвеждат точните движения, определени от G-кода. Ако силата и скоростта са минимални, процесът може да се управлява чрез отворен контур. За всичко останало е необходимо управление със затворен контур, за да се гарантира скоростта, постоянството и точността, необходими за промишлени приложения, като например металообработка.
CNC обработката е напълно автоматизирана
В днешните CNC протоколи, производството на части чрез предварително програмиран софтуер е предимно автоматизирано. Размерите за дадена част се задават с помощта на софтуер за компютърно проектиране (CAD) и след това се преобразуват в действителен завършен продукт с помощта на софтуер за компютърно подпомогнато производство (CAM).
Всеки даден детайл може да изисква различни машинни инструменти, като например бормашини и фрези. За да отговорят на тези нужди, много от съвременните машини комбинират няколко различни функции в една клетка. Алтернативно, инсталацията може да се състои от няколко машини и набор от роботизирани ръце, които прехвърлят части от едно приложение в друго, но всичко се контролира от една и съща програма. Независимо от настройката, CNC процесът позволява последователност в производството на части, която би била трудна, ако не и невъзможна, за повторение ръчно.
РАЗЛИЧНИТЕ ВИДОВЕ CNC МАШИНИ
Най-ранните машини с цифрово управление датират от 40-те години на миналия век, когато за първи път са използвани двигатели за управление на движението на вече съществуващи инструменти. С развитието на технологиите механизмите са усъвършенствани с аналогови компютри и в крайна сметка с цифрови компютри, което води до появата на CNC машинните обработки.
По-голямата част от днешните CNC машини са изцяло електронни. Някои от по-често използваните CNC процеси включват ултразвуково заваряване, пробиване на отвори и лазерно рязане. Най-често използваните машини в CNC системите включват следното:
CNC фрези
CNC фрезите могат да работят с програми, съставени от цифрови и буквени команди, които насочват детайлите на различни разстояния. Програмирането, използвано за фрезова машина, може да се основава или на G-код, или на някакъв уникален език, разработен от производствен екип. Основните фрези се състоят от триосна система (X, Y и Z), въпреки че повечето по-нови фрези могат да поемат три допълнителни оси.
Стругове
В струговете, детайлите се режат в кръгова посока с индексируеми инструменти. С CNC технологията, разрезите, използвани от струговете, се извършват с прецизност и висока скорост. CNC струговете се използват за производство на сложни конструкции, които не биха били възможни при ръчно управлявани версии на машината. Като цяло, функциите за управление на CNC фрезите и струговете са сходни. Както при първите, струговете могат да бъдат управлявани чрез G-код или уникален патентован код. Повечето CNC стругове обаче се състоят от две оси - X и Z.
Плазмени резачки
В плазмен резак материалът се реже с плазмена горелка. Процесът се прилага предимно за метални материали, но може да се използва и върху други повърхности. За да се получи скоростта и топлината, необходими за рязане на метал, плазмата се генерира чрез комбинация от сгъстен въздух и електрически дъги.
Електроерозионни машини
Електроерозионната обработка (EDM) — наричана още поглъщане на матрици и искрова обработка — е процес, при който детайлите се оформят в определени форми с електрически искри. При EDM възникват токови разряди между два електрода, което премахва части от даден детайл.
Когато пространството между електродите се смалее, електрическото поле става по-интензивно и по този начин по-силно от диелектрика. Това прави възможно протичането на ток между двата електрода. Следователно, части от детайла се отстраняват от всеки електрод. Подвидовете на електроерозионна обработка включват:
● Електроерозионна обработка с тел, при която се използва искрова ерозия за отстраняване на части от електроннопроводим материал.
● Ерозионна обработка с пробив, при която електродът и детайлът се накисват в диелектрична течност с цел оформяне на детайла.
В процес, известен като промиване, отломките от всяка завършена детайла се отстраняват от течен диелектрик, който се появява след като токът между двата електрода спре и е предназначен да елиминира всякакви допълнителни електрически заряди.
Водноструйни резачки
При CNC машинната обработка, водните струи са инструменти, които режат твърди материали, като гранит и метал, с помощта на вода под високо налягане. В някои случаи водата се смесва с пясък или друго силно абразивно вещество. Частите на фабричните машини често се оформят чрез този процес.
Водните струи се използват като по-хладна алтернатива за материали, които не могат да понесат интензивните процеси на други CNC машини. Като такива, водните струи се използват в редица сектори, като например аерокосмическата и минната промишленост, където процесът е мощен за целите на дърворезба и рязане, наред с други функции. Водните резачки се използват и за приложения, които изискват много сложни разрези в материала, тъй като липсата на топлина предотвратява всякаква промяна в присъщите свойства на материалите, която може да възникне при рязане метал върху метал.
РАЗЛИЧНИТЕ ВИДОВЕ CNC МАШИНИ
Както показват множество видео демонстрации на CNC машини, системата се използва за изработване на високо детайлни разрези от метални части за промишлени хардуерни продукти. В допълнение към гореспоменатите машини, други инструменти и компоненти, използвани в CNC системите, включват:
● Бродиращи машини
● Дървообработващи машини
● Куполни перфоратори
● Машини за огъване на тел
● Резачки за пяна
● Лазерни резачки
● Цилиндрични шлифовъчни машини
● 3D принтери
● Стъклорезачки
Когато е необходимо да се направят сложни разрези на различни нива и ъгли върху детайл, всичко това може да се извърши за минути на CNC машина. Стига машината да е програмирана с правилния код, нейните функции ще изпълняват стъпките, както е диктувано от софтуера. При условие че всичко е кодирано според дизайна, след приключване на процеса трябва да се получи продукт с детайлна технологична стойност.
Време на публикуване: 31 март 2021 г.
