Kuidas CNC-masinad töötavad ja töötavad
Tehnoloogilise progressi praegune arengutase koos suure tarbimise ja vastava nõudlusega seab erinevatele tööstusharudele uued ja uued standardid nende toodete kvantiteedi ja kvaliteedi osas. Tänapäeval vajalikke mahtusid ei saa enam pakkuda ilma täielikku automatiseerimist kasutamata.
Selle tulemusena on viimase kümnendi üks suuremaid uuendusi olnud metallide lõikemasinate laialdane kasutuselevõtt. CNC — arvjuhtimisega metallilõikuspingid.
Masinaehituse efektiivsuse tõstmise ülesanne on lahendatav tootmisprotsesside täieliku mehhaniseerimise ja automatiseerimise, metallitöötlemisseadmete pargi struktuuri parandamise, programmeeritud masinate, tööstusrobotite, automaatliinide ja komplekside kasutuselevõtuga, s.o. võimalus eri tüüpi toodetele üleminekul kiiresti seadmeid vahetada.
Tööstuslik robot (programmeeritud juhtimisega automaatmanipulaator) on automaatne masin (statsionaarne või mobiilne), mis koosneb mitme liikuvusastmega manipulaatori kujul olevast täiteseadmest ja programmijuhtimise ümberprogrammeeritavast seadmest, et täita mootori- ja juhtimisfunktsioone tootmisprotsessis.
Rohkem robotite kohta:
Tööstusrobotite klassifikatsioon
Tööstusrobotite tüübid kaasaegses tootmises
Mis tahes objekti haldamise automatiseerimine seisneb selle objekti liikumise allutamises teatud nõuetele, tagades selle eesmärgi parima toimimise. See objekti liikumise korraldamine toimub automaatsete juhtimisseadmete abil - juhtimismasinate abil, mis sisaldavad programmijuhtimissüsteeme.
Programmeeritud juhtimine seisneb selles, et iga juhitava objekti vajalikud liikumisviisid arvutatakse eelnevalt välja ja salvestatakse vastavatesse infosalvestusseadmetesse — mäluorganitesse. Juhtimisprotsess taandub selle programmiga salvestatud objekti liikumiste reprodutseerimisele.
Programmi juhtimine — juhtimine süsteemide abil, mis võimaldavad kiiret üleminekut mis tahes tööprogrammile, sisestades selle või kirjutades tingimuskoodiga programmikandjale, millega see juhtseadmesse sisestatakse.
Masina arvjuhtimine — masinaosa töötlemise juhtimine juhtimisprogrammi (NC) järgi, milles andmed on määratud digitaalsel kujul.
Digitaalsed juhtimissüsteemid (CNC) on üles ehitatud riist- ja tarkvara baasil, keskendudes mikroprotsessorite ja kaasaegsete välisseadmetega mikroarvutite kasutamisele, kiire automaatse elektriajami kasutamisele, mis võimaldab reprodutseerida tarkvara liikumistrajektoore, samuti arvuti projekteerimine, ettevalmistamine ja silumine süsteemi ja rakendustarkvara.
CNC-seadme WinPCNC mudeli välisvaade
Niisiis, CNC (arvjuhtimine) on tegelikult arvutipõhine süsteem tööpinkide mehhanismide juhtimiseks, kasutades teatud ülesannete täitmiseks teatud masinakäske. See tehnoloogia on võimaldanud paljudel ettevõtetel järsult suurendada oma tootmisvõimsust ja samal ajal vähendada oma toodete maksumust.
CNC-masina järjekorra ja töörežiimi programmeerimine toimub spetsiaalsete funktsioonide ja algoritmide komplektide abil, mis on digitaalsele juhtimissüsteemile arusaadavad. Juhtsüsteemile antud käskude kvantiteet ja kvaliteet ning iga masina programmeerimisomadused sõltuvad nii operaatori professionaalsusest kui ka konkreetse masina võimalustest, mida võib esialgu piirata selle konstruktsioon.
Paljud ruuterid võimaldavad näiteks programmeerida töövahendi liikumist, kuid samas ei võimalda üldse töölaua liikumist. Teised masinad võimaldavad rohkem programmeeritavaid toiminguid, nii et operaatoril on rohkem juhtimisruumi. Vahel ei nõuta operaatorilt muud kui tooriku õigeaegset vahetamist ja töövahendi kulumise jälgimist ning ülejäänuga tegeleb programm.
CNC-masinate seade
CNC-masina disain sisaldab mitut plokki, millest igaühel on terviku osana oma funktsionaalne otstarve. Võib olla täiendavaid üksusi, mis toovad ühikusüsteemi individuaalseid omadusi. Oletame, et CNC-treipingil on järgmised põhikomponendid: alus, voodi, peatugi, sabavedelik, lõikepea, käiguajamid, keermeandur, juhtpaneel.
Alus on valatud ristkülikukujuline osa, millele voodi on paigaldatud ja mis annab masinale tugevuse ja vastupidavuse vibratsioonile. Voodi on treipingi põhiosa, mis ühendab kõik selle komponendid ja mehhanismid. See koosneb paarist seinast, mis on jäigalt ühendatud põikielementidega.
Voodil on juhikud, lisaks on siin fikseeritud käigukast ja tagumine osa. Saba ja tugi koos põllega võivad liikuda mööda juhikuid, olenevalt töövahendi tüübist. Spindlipeas on laager, tänu sellele konstruktsioonile on toorik fikseeritud ja pööratud.
Automaatne lõikepea tähendab lõikeriistade järjestikust paigaldamist tööasendisse. Põhiliikumise, põiki- ja pikisuunalise jõuülekande käigud.
Elektrimootorid kannavad üle rootori pöörlemise, mis tänu kerakujulistele kruvidele muudetakse plokkide lineaarseks liikumiseks. Saba hoiab töödeldava detaili keskosa. Kraaniandur asub alusel. Juhtpaneel on loodud kasutaja mugavuse ja protsessi jälgimise jaoks. Juhtpaneele võib olla mitu.
Fikseeritud spindliajamite programmeerimine taandub vastavate kontaktorite sisse-, välja- ja väljalülitamisele.Selleks piisab, kui salvestada käskude «sees» ja «väljas» signaal.
Peamiste spindlite kiiruse reguleerimine on kõige sagedamini vajalik selleks, et tagada metalli töötlemine optimaalse lõikekiirusega. Sel juhul on vaja nurkkiirust reguleerida nii, et lõikamise perifeerse kiiruse väärtus oleks konstantne optimaalne.
Sööturite juhtimise programmeerimine on palju olulisem ja keerulisem ülesanne, kuna see tagab masina põhifunktsiooni — toote kuju kujundamise — täitmise.
CNC-tööpinkide standardne koordinaatsüsteem
CNC masina juhtimise funktsionaalne skeem
NC-klassi (SNC) CNC-algoritmide skemaatiline teostus
Alan Bradley PCNC-1 süsteemiarhitektuur koos CNC-ga
CNC-masinate eelised
CNC-masina peamine ja ilmne eelis võrreldes tavapärase masinaga on kõrgeim tootmisautomaatika tase, mis minimeerib inimese sekkumist detailide valmistamise protsessi.
Definitsiooni järgi on CNC-masin võimeline töötama autonoomselt ja peaaegu pidevalt, ööpäevaringselt väsimata ning toodete kvaliteet seetõttu ei lange.Kui töö teeks ära inimene, oleks ta väsinud, see oleks vaja treipinki vahetada, üldlevinud inimfaktorid, vead jne. Seda siin pole. Operaator ainult valmistab masina tööks ette, asetab ja eemaldab osad, reguleerib tööriista. Üks inimene saab sel viisil juhtida mitut masinat.
Lisaks tuleb märkida CNC-masinate suurimat paindlikkust. Erinevate osade tootmiseks peab operaator muutma vaid masina tööprogrammi.Lisaks on programm alati valmis jooksma piiramatul arvul kordadel, kusjuures programmi ei pea iga kord redigeerima.
Kõrge täpsus ja korratavus ei sõltu enam operaatori koolitusest, vaid kasutatava programmi kvaliteedist. Võrreldes tavaliste metallilõikuspinkidega on see tohutu pluss, mis võimaldab toota tuhandeid vormilt ja kvaliteedilt identseid osi ning seda kvaliteeti halvendamata.
Mõningaid detaile ei saa tavalisel masinal keerukuse või kõrge hinna tõttu käsitsi valmistada ning CNC-masinal on vaid õige programmi valik. Tänu sellele saavad CNC-masinad kiiresti ja tõhusalt hankida peaaegu igasuguse keerukusega detaile ja põhimõtteliselt igas koguses. On ainult üks tingimus — valmistatav detail peab olema arvuti abil eelprojekteeritud.
Vaata ka:
Elektriseadmed CNC puurmasinatele
CNC treipinkide elektriseadmed