CNC obrábanie je výrobný proces, v ktorom vopred naprogramovaný počítačový softvér diktuje pohyb výrobných nástrojov a strojov. Tento proces možno použiť na riadenie celého radu zložitých strojov, od brúsok a sústruhov až po frézy a frézky. Pomocou CNC obrábania je možné vykonávať úlohy trojrozmerného rezania pomocou jedinej sady výziev.
Skratka pre „počítačové numerické riadenie“, proces CNC beží v kontraste s – a tým nahrádza – obmedzeniam manuálneho ovládania, kde sú potrební živí operátori, ktorí vyvolávajú a usmerňujú príkazy obrábacích nástrojov pomocou pák, tlačidiel a koliesok. Pre diváka môže CNC systém pripomínať bežnú sadu počítačových komponentov, ale softvérové programy a konzoly používané pri CNC obrábaní ho odlišujú od všetkých ostatných foriem výpočtov.
Ako funguje CNC obrábanie?
Keď je aktivovaný CNC systém, požadované rezy sú naprogramované do softvéru a diktované príslušným nástrojom a strojom, ktoré vykonávajú rozmerové úlohy podľa špecifikácie, podobne ako robot.
Pri CNC programovaní bude generátor kódu v rámci numerického systému často predpokladať, že mechanizmy sú bezchybné, napriek možnosti chýb, ktorá je väčšia vždy, keď je CNC stroj nasmerovaný na rezanie vo viac ako jednom smere súčasne. Umiestnenie nástroja v systéme numerického riadenia je načrtnuté sériou vstupov známych ako part program.
Pri stroji s numerickým riadením sa programy zadávajú prostredníctvom diernych štítkov. Naproti tomu programy pre CNC stroje sú dodávané do počítačov cez malé klávesnice. CNC programovanie je uložené v pamäti počítača. Samotný kód píšu a upravujú programátori. Preto CNC systémy ponúkajú oveľa väčšiu výpočtovú kapacitu. Najlepšie zo všetkého je, že CNC systémy nie sú v žiadnom prípade statické, pretože novšie výzvy môžu byť pridané do už existujúcich programov prostredníctvom upraveného kódu.
PROGRAMOVANIE CNC STROJOV
V CNC sú stroje ovládané pomocou numerického riadenia, pričom softvérový program je určený na riadenie objektu. Jazyk CNC obrábania sa alternatívne označuje ako G-kód a je napísaný tak, aby ovládal rôzne správanie zodpovedajúceho stroja, ako je rýchlosť, rýchlosť posuvu a koordinácia.
CNC obrábanie v podstate umožňuje predprogramovať rýchlosť a polohu funkcií obrábacích strojov a spúšťať ich prostredníctvom softvéru v opakujúcich sa predvídateľných cykloch, a to všetko s malým zapojením ľudskej obsluhy. Vďaka týmto schopnostiam bol tento proces prijatý vo všetkých kútoch výrobného sektora a je obzvlášť dôležitý v oblastiach výroby kovov a plastov.
Na začiatok sa vytvorí 2D alebo 3D CAD výkres, ktorý sa potom preloží do počítačového kódu, ktorý má CNC systém vykonať. Po zadaní programu ho operátor vyskúša, aby sa uistil, že v kódovaní nie sú žiadne chyby.
Systémy obrábania s otvorenou/uzavretou slučkou
Riadenie polohy je určené systémom s otvorenou alebo uzavretou slučkou. Pri prvom z nich prebieha signalizácia v jednom smere medzi ovládačom a motorom. Pri systéme s uzavretou slučkou je regulátor schopný prijímať spätnú väzbu, čo umožňuje opravu chýb. Takto môže systém s uzavretou slučkou napraviť nepravidelnosti v rýchlosti a polohe.
Pri CNC obrábaní je pohyb zvyčajne smerovaný cez osi X a Y. Nástroj je zase polohovaný a vedený pomocou krokových alebo servomotorov, ktoré kopírujú presné pohyby určené G-kódom. Ak je sila a rýchlosť minimálna, proces môže prebiehať prostredníctvom riadenia s otvorenou slučkou. Pre všetko ostatné je potrebné riadenie v uzavretej slučke, aby sa zabezpečila rýchlosť, konzistencia a presnosť požadovaná pre priemyselné aplikácie, ako je kovoobrábanie.
CNC obrábanie je plne automatizované
V dnešných CNC protokoloch je výroba dielov cez vopred naprogramovaný softvér väčšinou automatizovaná. Rozmery pre danú časť sa nastavia pomocou počítačového softvéru (CAD) a potom sa pomocou softvéru počítačom podporovanej výroby (CAM) prevedú na skutočný hotový výrobok.
Akýkoľvek daný obrobok môže vyžadovať rôzne obrábacie stroje, ako sú vŕtačky a frézy. Aby sa vyhovelo týmto potrebám, mnohé dnešné stroje kombinujú niekoľko rôznych funkcií do jednej bunky. Alternatívne môže inštalácia pozostávať z niekoľkých strojov a sady robotických rúk, ktoré prenášajú súčiastky z jednej aplikácie do druhej, pričom všetko riadi rovnaký program. Bez ohľadu na nastavenie umožňuje proces CNC konzistentnosť výroby dielov, ktoré by bolo ťažké, ak nie nemožné, manuálne replikovať.
RÔZNE TYPY CNC STROJOV
Najstaršie stroje s numerickým riadením sa datujú do 40-tych rokov 20. storočia, keď sa motory prvýkrát použili na riadenie pohybu už existujúcich nástrojov. Ako technológie pokročili, mechanizmy boli vylepšené o analógové počítače a nakoniec o digitálne počítače, čo viedlo k vzostupu CNC obrábania.
Prevažná väčšina dnešných CNC arzenálov je kompletne elektronická. Niektoré z bežnejších procesov ovládaných CNC zahŕňajú ultrazvukové zváranie, dierovanie a rezanie laserom. Medzi najčastejšie používané stroje v CNC systémoch patria:
CNC frézy
CNC frézy sú schopné bežať na programoch zložených z číselných a písmenových výziev, ktoré vedú kusy na rôzne vzdialenosti. Programovanie používané pre frézovací stroj môže byť založené buď na G-kóde alebo nejakom jedinečnom jazyku vyvinutom výrobným tímom. Základné frézy pozostávajú z trojosového systému (X, Y a Z), hoci väčšina novších fréz môže obsahovať tri ďalšie osi.
Sústruhy
Na sústruhoch sa kusy režú v kruhovom smere pomocou vymeniteľných nástrojov. Pomocou CNC technológie sú rezy používané sústružníkmi vykonávané s presnosťou a vysokou rýchlosťou. CNC sústruhy sa používajú na výrobu zložitých návrhov, ktoré by neboli možné na manuálne prevádzkovaných verziách stroja. Celkovo sú ovládacie funkcie CNC-riadených fréz a sústruhov podobné. Rovnako ako u prvých, sústruhy môžu byť riadené G-kódom alebo jedinečným proprietárnym kódom. Väčšina CNC sústruhov sa však skladá z dvoch osí - X a Z.
Plazmové rezačky
V plazmovej rezačke sa materiál reže plazmovým horákom. Proces sa aplikuje predovšetkým na kovové materiály, ale môže sa použiť aj na iné povrchy. Aby sa dosiahla rýchlosť a teplo potrebné na rezanie kovu, plazma sa generuje kombináciou plynu stlačeného vzduchu a elektrického oblúka.
Elektrické vybíjacie stroje
Elektroerozívne obrábanie (EDM) – alternatívne označované ako hĺbenie a iskrové obrábanie – je proces, ktorý formuje obrobky do konkrétnych tvarov pomocou elektrických iskier. Pri EDM dochádza k výbojom prúdu medzi dvoma elektródami, čo odstraňuje časti daného obrobku.
Keď sa priestor medzi elektródami zmenší, elektrické pole sa stane intenzívnejším, a teda silnejším ako dielektrikum. To umožňuje prechod prúdu medzi dvoma elektródami. V dôsledku toho sú časti obrobku odstránené každou elektródou. Medzi podtypy EDM patria:
● Drôtová EDM, pri ktorej sa iskrová erózia používa na odstránenie častí z elektronicky vodivého materiálu.
● Sinker EDM, kde sú elektróda a obrobok namočené v dielektrickej kvapaline za účelom vytvorenia kusu.
V procese známom ako preplachovanie sú úlomky z každého hotového obrobku unášané tekutým dielektrikom, ktoré sa objaví, keď sa prúd medzi dvoma elektródami zastaví a má eliminovať akékoľvek ďalšie elektrické náboje.
Rezačky s vodným lúčom
Pri CNC obrábaní sú vodné lúče nástroje, ktoré režú tvrdé materiály, ako je žula a kov, pomocou vysokotlakovej aplikácie vody. V niektorých prípadoch je voda zmiešaná s pieskom alebo inou silnou abrazívnou látkou. Časti továrenských strojov sú často tvarované týmto procesom.
Vodné lúče sa používajú ako chladiaca alternatíva pre materiály, ktoré nie sú schopné znášať tepelne náročné procesy iných CNC strojov. Vodné lúče sa ako také používajú v rôznych odvetviach, ako je letecký a ťažobný priemysel, kde je tento proces účinný okrem iného aj na účely rezbárstva a rezania. Rezačky s vodným lúčom sa používajú aj pri aplikáciách, ktoré vyžadujú veľmi zložité rezy v materiáli, pretože nedostatok tepla bráni akejkoľvek zmene vnútorných vlastností materiálov, ktoré môžu byť výsledkom rezania kovu na kov.
RÔZNE TYPY CNC STROJOV
Ako ukázalo množstvo video ukážok CNC strojov, systém sa používa na vytváranie veľmi detailných výrezov z kovových dielov pre priemyselné hardvérové produkty. Okrem vyššie uvedených strojov, ďalšie nástroje a komponenty používané v CNC systémoch zahŕňajú:
● Vyšívacie stroje
● Drevené frézky
● Vežové dierovače
● Stroje na ohýbanie drôtu
● Frézy na penu
● Laserové rezačky
● Válcové brúsky
● 3D tlačiarne
● Rezačky skla
Keď je potrebné vykonať komplikované rezy v rôznych úrovniach a uhloch na obrobku, všetko je možné vykonať v priebehu niekoľkých minút na CNC stroji. Pokiaľ je stroj naprogramovaný správnym kódom, funkcie stroja vykonajú kroky podľa pokynov softvéru. Za predpokladu, že je všetko zakódované podľa dizajnu, po dokončení procesu by mal vzniknúť produkt s detailmi a technologickou hodnotou.
Čas odoslania: Jan-01-2022
