CNC-mehaaniline töötlemine on tootmisprotsess, mille käigus eelprogrammeeritud arvutitarkvara dikteerib tehasetööriistade ja masinate liikumise. Protsessi saab kasutada mitmesuguste keerukate masinate juhtimiseks alates veskitest ja treipingitest kuni veskite ja ruuteriteni. CNC-töötlusega saab kolmemõõtmelisi lõikeülesandeid täita ühe viipade komplektiga.
Lühidalt "arvutite arvjuhtimisest" on CNC-protsess vastupidine käsitsijuhtimise piirangutele – ja seega asendab need –, mille puhul on vaja reaalajas operaatoreid, et hoobade, nuppude ja rataste kaudu mehaaniliste tööriistade käske edastada ja neid juhtida. Pealtvaataja jaoks võib CNC-süsteem sarnaneda tavalise arvutikomponentide komplektiga, kuid CNC-töötluses kasutatavad tarkvaraprogrammid ja konsoolid eristavad seda kõigist muudest arvutusviisidest.
Kuidas CNC-mehaaniline töötlemine töötab?
Kui CNC-süsteem on aktiveeritud, programmeeritakse soovitud lõiked tarkvarasse ja dikteeritakse vastavatele tööriistadele ja masinatele, mis täidavad mõõtmetega ülesandeid täpselt nagu robot.
CNC-programmeerimisel eeldab numbrisüsteemi koodigeneraator sageli, et mehhanismid on veatud, hoolimata vigade võimalusest, mis on suurem alati, kui CNC-masin suunatakse lõikama samaaegselt rohkem kui ühes suunas. Tööriista paigutuse arvjuhtimissüsteemis kirjeldatakse sisendite seeriaga, mida tuntakse osaprogrammina.
Arvjuhtimismasinaga sisestatakse programme perfokaartide kaudu. Seevastu CNC-masinate programmid juhitakse arvutitesse väikeste klaviatuuride kaudu. CNC programmeerimine säilib arvuti mällu. Koodi ise kirjutavad ja redigeerivad programmeerijad. Seetõttu pakuvad CNC-süsteemid palju suuremat arvutusvõimsust. Mis kõige parem, CNC-süsteemid pole mingil juhul staatilised, kuna uuendatud koodi kaudu saab olemasolevatele programmidele lisada uuemaid viipasid.
CNC MASINA PROGRAMMEERIMINE
CNC-s juhitakse masinaid arvjuhtimisega, kusjuures tarkvaraprogramm on ette nähtud objekti juhtimiseks. CNC-töötluse taga olevat keelt nimetatakse vaheldumisi G-koodiks ja see on kirjutatud selleks, et juhtida vastava masina erinevaid käitumisi, nagu kiirus, ettenihe ja koordinatsioon.
Põhimõtteliselt võimaldab CNC-töötlemine tööpinkide funktsioonide kiirust ja asendit eelprogrammeerida ning neid tarkvara kaudu korduvate, prognoositavate tsüklitena käitada, seda kõike ilma inimoperaatorite vähese osaluseta. Tänu nendele võimalustele on see protsess kasutusele võetud kõigis tootmissektori nurkades ning see on eriti oluline metalli- ja plastitootmise valdkondades.
Alustuseks on välja töötatud 2D või 3D CAD joonis, mis seejärel tõlgitakse arvutikoodiks CNC-süsteemi täitmiseks. Pärast programmi sisestamist teeb operaator sellele proovikäivituse, et veenduda, et kodeerimisel pole vigu.
Avatud/suletud ahelaga töötlemissüsteemid
Asendi juhtimine määratakse avatud ahela või suletud ahelaga süsteemi kaudu. Esimese puhul toimub signaalimine kontrolleri ja mootori vahel ühes suunas. Suletud ahelaga süsteemi puhul on kontroller võimeline vastu võtma tagasisidet, mis teeb võimalikuks vigade parandamise. Seega saab suletud ahelaga süsteem parandada kiiruse ja asukoha ebakorrapärasusi.
CNC-töötluses on liikumine tavaliselt suunatud üle X- ja Y-telje. Tööriista omakorda paigutatakse ja juhitakse samm- või servomootorite kaudu, mis kordavad G-koodiga määratud täpseid liikumisi. Kui jõud ja kiirus on minimaalsed, saab protsessi käivitada avatud ahela juhtimisega. Kõige muu jaoks on suletud ahela juhtimine vajalik, et tagada tööstuslikes rakendustes, näiteks metallitöös, nõutav kiirus, järjepidevus ja täpsus.
CNC-mehaaniline töötlemine on täielikult automatiseeritud
Tänapäeva CNC protokollides on detailide tootmine eelprogrammeeritud tarkvara kaudu valdavalt automatiseeritud. Teatud osa mõõtmed määratakse arvutipõhise projekteerimise (CAD) tarkvaraga ja seejärel konverteeritakse arvutipõhise tootmise (CAM) tarkvara abil tegelikuks valmistooteks.
Iga detaili jaoks võib vaja minna mitmesuguseid tööpinke, nagu puurid ja lõikurid. Nende vajaduste rahuldamiseks ühendavad paljud tänapäevased masinad ühte lahtrisse mitu erinevat funktsiooni. Teise võimalusena võib installimine koosneda mitmest masinast ja robotkäte komplektist, mis kannavad osi ühest rakendusest teise, kuid kõike juhib sama programm. Olenemata seadistusest võimaldab CNC-protsess järjepidevust osade tootmisel, mida oleks raske, kui mitte võimatu käsitsi kopeerida.
ERINEVAD CNC-MASINAD
Varaseimad arvjuhtimismasinad pärinevad 1940. aastatest, mil mootoreid hakati kasutama juba olemasolevate tööriistade liikumise juhtimiseks. Tehnoloogia arenedes täiustati mehhanisme analoogarvutitega ja lõpuks digitaalarvutitega, mis tõi kaasa CNC-töötluse tõusu.
Valdav enamus tänapäeva CNC arsenalitest on täielikult elektroonilised. Mõned levinumad CNC-käitavad protsessid hõlmavad ultrahelikeevitust, augustamist ja laserlõikamist. CNC-süsteemides kõige sagedamini kasutatavad masinad on järgmised:
CNC veskid
CNC-freesid on võimelised töötama programmidega, mis koosnevad numbri- ja tähepõhistest viipadest, mis juhivad tükke erinevatel vahemaadel. Veski jaoks kasutatav programmeerimine võib põhineda kas G-koodil või mõnel tootmismeeskonna välja töötatud ainulaadsel keelel. Põhiveskid koosnevad kolmeteljelisest süsteemist (X, Y ja Z), kuigi enamik uuemaid veskeid mahutab kolm lisatelge.
Treipingid
Treipinkides lõigatakse tükid indekseeritavate tööriistadega ringikujuliselt. CNC-tehnoloogia abil teostatakse treipinkide lõiked täpselt ja suure kiirusega. CNC treipinke kasutatakse keerukate disainilahenduste tootmiseks, mis poleks masina käsitsi käitatavate versioonide puhul võimalikud. Üldiselt on CNC-freeside ja treipinkide juhtimisfunktsioonid sarnased. Nagu ka eelmise puhul, saab treipinke juhtida G-koodi või ainulaadse patenteeritud koodi abil. Kuid enamik CNC treipinke koosneb kahest teljest - X ja Z.
Plasma lõikurid
Plasmalõikuris lõigatakse materjal plasmapõleti abil. Protsessi rakendatakse eelkõige metallmaterjalidele, kuid seda saab kasutada ka muudel pindadel. Metalli lõikamiseks vajaliku kiiruse ja soojuse tootmiseks genereeritakse plasma suruõhugaasi ja elektrikaare kombinatsiooni kaudu.
Elektrilahendusmasinad
Elektrilahendusega mehaaniline töötlemine (EDM) – mida nimetatakse ka stantsimiseks ja sädemetöötluseks – on protsess, mille käigus vormitakse töödeldavad osad elektriliste sädemetega kindla kujuga. EDM-i korral tekivad voolulahendused kahe elektroodi vahel ja see eemaldab antud tooriku osad.
Kui elektroodide vaheline ruum väheneb, muutub elektriväli intensiivsemaks ja seega tugevamaks kui dielektrik. See võimaldab voolu läbida kahe elektroodi vahel. Järelikult eemaldatakse iga elektroodiga osa töödeldavast detailist. EDM-i alatüüpide hulka kuuluvad:
● Wire EDM, mille puhul kasutatakse elektroonilist juhtivat materjali osade eemaldamiseks sädeme erosiooni.
● Sinker EDM, kus elektrood ja toorik leotatakse tükkide moodustamiseks dielektrilises vedelikus.
Loputamisena tuntud protsessis kantakse vedela dielektrikuga igast viimistletud detailist praht ära, mis ilmub siis, kui vool kahe elektroodi vahel on peatunud ja mille eesmärk on kõrvaldada kõik edasised elektrilaengud.
Veejoaga lõikurid
CNC-töötluses on veejoad tööriistad, mis lõikavad kõvasid materjale, nagu graniit ja metall, vee kõrgsurvega. Mõnel juhul segatakse vesi liiva või mõne muu tugeva abrasiivse ainega. Selle protsessi käigus kujundatakse sageli tehase masinaosad.
Veejugasid kasutatakse jahedama alternatiivina materjalidele, mis ei talu teiste CNC-masinate kuumusemahukaid protsesse. Sellisena kasutatakse veejugasid paljudes sektorites, näiteks lennunduses ja kaevandustööstuses, kus protsess on muu hulgas võimas nikerdamiseks ja lõikamiseks. Veejoaga lõikureid kasutatakse ka rakendustes, mis nõuavad materjali väga keerulisi lõikeid, kuna soojuse puudumine takistab materjali olemuslike omaduste muutumist, mis võib tuleneda metalli lõikamisel metallist.
ERINEVAD CNC-MASINAD
Nagu paljud CNC-masinate videoesitlused on näidanud, kasutatakse süsteemi tööstuslike riistvaratoodete metallitükkide väga üksikasjalikuks lõikamiseks. Lisaks ülalnimetatud masinatele on CNC-süsteemides kasutatavate täiendavate tööriistade ja komponentide hulka kuuluvad:
● Tikkimismasinad
● Puidufreesid
● Torni mulgustajad
● Traadi painutusmasinad
● Vahulõikurid
● Laserlõikurid
● Silindrilised veskid
● 3D-printerid
● Klaasilõikurid
Kui töödeldaval detailil on vaja teha keerulisi lõikeid erinevate tasandite ja nurkade all, saab seda kõike teha mõne minutiga CNC-pingil. Kuni masin on programmeeritud õige koodiga, täidavad masina funktsioonid tarkvara poolt ette nähtud samme. Kui kõik on disaini järgi kodeeritud, peaks pärast protsessi lõppemist tekkima detailne ja tehnoloogilise väärtusega toode.
Postitusaeg: 01.01.2022
