איך מכונות CNC עובדות ועובדות
רמת הפיתוח הנוכחית של הקידמה הטכנולוגית, בשילוב עם צריכה גבוהה וביקוש תואם, מציבה סטנדרטים חדשים וחדשים לתעשיות השונות מבחינת כמות ואיכות מוצריהם. לא ניתן עוד לספק את הנפחים הנדרשים היום מבלי לפנות לאוטומציה מלאה.
כתוצאה מכך, אחד החידושים העיקריים של העשור האחרון היה האימוץ הנרחב של מכונות חיתוך מתכת עם CNC - מכונות חיתוך מתכת בשליטה מספרית.
ניתן לפתור את המשימה של הגדלת היעילות של בניית מכונות על בסיס מיכון מלא ואוטומציה של תהליכי ייצור, שיפור מבנה הפארק של ציוד לעיבוד מתכת, על ידי הכנסת מכונות מתוכנתות, רובוטים תעשייתיים, קווים ומתחמים אוטומטיים, כלומר. יכולת להחליף ציוד במהירות בעת מעבר לסוגים שונים של מוצרים.
רובוט תעשייתי (מניפולטור אוטומטי עם שליטה מתוכנתת) היא מכונה אוטומטית (נייח או נייד) המורכבת ממכשיר מנהלים בצורת מניפולטור בעל מספר דרגות של ניידות ומכשיר שניתן לתכנות מחדש לבקרת תוכנה לביצוע פונקציות מנוע ובקרה בתהליך הייצור.
עוד על רובוטים:
סוגי רובוטים תעשייתיים בייצור מודרני
האוטומציה של הניהול של כל אובייקט מורכבת מהכפיפת תנועת האובייקט הזה לדרישות מסוימות, תוך הבטחת הביצועים הטובים ביותר על ידו של מטרתו. ארגון זה של תנועת האובייקט מתבצע באמצעות התקני בקרה אוטומטיים - מכונות בקרה הכוללות מערכות בקרת תוכניות.
שליטה מתוכנתת מורכבת מהעובדה שמצבי התנועה הדרושים של כל אובייקט נשלט מחושבים מראש ונרשמים בהתקני אחסון המידע המתאימים - איברי זיכרון. תהליך הבקרה מצטמצם לשחזור התנועות של האובייקט המוקלט על ידי תוכנית זו.
בקרת תוכנית - בקרה על ידי מערכות המספקות מעבר מהיר לכל תוכנית עבודה על ידי הזנתה או כתיבת קוד מותנה על גבי התוכנית, באמצעותה היא מוזנת למכשיר הבקרה.
שליטה מספרית של המכונה - בקרה על העיבוד של חלק המכונה לפי תוכנית הבקרה (NC), שבה הנתונים מצוינים בצורה דיגיטלית.
מערכות בקרה דיגיטליות (CNC) בנויות על בסיס חומרה ותוכנה, מתמקדות בשימוש במיקרו-מעבדים ובמיקרו-מחשבים מודרניים עם ציוד היקפי, על שימוש בכונן חשמלי אוטומטי במהירות גבוהה המספקת שכפול של מסלולי תנועה של תוכנה, כמו גם תכנון מחשבים, הכנה וניפוי מערכות ותוכנות יישומים.
מבט חיצוני של דגם WinPCNC של יחידת CNC
אז, CNC (בקרה מספרית) היא למעשה מערכת ממוחשבת לשליטה במנגנונים של כלי מכונה, תוך שימוש בפקודות מכונה מסוימות לביצוע משימות מסוימות. טכנולוגיה זו אפשרה לעסקים רבים להגדיל באופן דרמטי את כושר הייצור שלהם ובמקביל להוזיל את עלות המוצרים שלהם.
תכנות הסדר ואופן הפעולה של מכונת ה-CNC מתבצעת באמצעות סטים של פונקציות מיוחדות ואלגוריתמים המובנים למערכת הבקרה הדיגיטלית. כמות ואיכות הפקודות הניתנות למערכת הבקרה, כמו גם מאפייני התכנות של כל מכונה, תלויים הן במקצועיות של המפעיל והן ביכולות של מכונה מסוימת, שעלולה להיות מוגבלת בתחילה על ידי התכנון שלה.
נתבים רבים, למשל, מאפשרים לתכנת את תנועת כלי העבודה, אך יחד עם זאת כלל לא מאפשרים תנועה של שולחן העבודה. מכונות אחרות מאפשרות פעולות ניתנות לתכנות יותר, כך שלמפעיל יש יותר חדר בקרה. לפעמים כל מה שנדרש מהמפעיל הוא להחליף את חלקי העבודה בזמן ולנטר את הבלאי של כלי העבודה, והתוכנית תטפל בכל השאר.
המכשיר של מכונות CNC
עיצוב מכונת ה-CNC כולל מספר בלוקים, שלכל אחד מהם, כחלק מהמכלול, ייעוד פונקציונלי משלו. ייתכנו יחידות נוספות המכניסות מאפיינים בודדים למערכת היחידה. נניח שלמחרטה CNC יש את הרכיבים הבסיסיים הבאים: בסיס, מיטה, משענת ראש, נוזל זנב, ראש חותך, כונני הילוכים, חיישן הברגה, לוח בקרה.
הבסיס הוא חלק מלבני יצוק עליו מותקנת המיטה ואשר מספק למכונה חוזק ועמידות בפני רעידות. המיטה היא החלק העיקרי של המחרטה, המאגדת את כל מרכיביה ומנגנוניה. הוא מורכב מזוג קירות המחוברים בקשיחות על ידי אלמנטים רוחביים.
יש מדריכים על המיטה, בנוסף, תיבת ההילוכים והחלק האחורי קבועים כאן. הזנב והתמיכה עם הסינר יכולים לנוע לאורך המדריכים, בהתאם לסוג כלי העבודה. יש מיסב בראש הציר, הודות לעיצוב זה, חומר העבודה קבוע ומסובב.
ראש החיתוך האוטומטי מרמז על התקנה רציפה של כלי החיתוך במצב עבודה. גלגלי שיניים של התנועה הראשית, הילוכים רוחביים ואורכיים.
המנועים החשמליים מעבירים את סיבוב הרוטור, שבזכות הברגים הכדוריים הופך לתנועה ליניארית של הבלוקים. הזנב מחזיק את מרכז חומר העבודה לעיבוד. חיישן הברז ממוקם על המגש. לוח הבקרה מיועד לנוחות המפעיל ולניטור תהליכים. יכולים להיות מספר לוחות בקרה.
תכנות כונני ציר קבוע מסתכם בהפעלה, כיבוי והחלפה של המגעים המתאימים.כדי לעשות זאת, זה מספיק כדי להקליט את האות של הפקודות «on» ו-«off».
לרוב נדרשת בקרת מהירות של הצירים הראשיים כדי להבטיח שהמתכת תעובד במהירות החיתוך האופטימלית. במקרה זה, יש צורך להתאים את המהירות הזוויתית כך שלמהירות ההיקפית שבה מתבצע החיתוך תהיה ערך אופטימלי קבוע.
תכנות בקרת המזינים היא משימה חשובה ומורכבת הרבה יותר, מכיוון שהיא מבטיחה את ביצוע הפונקציה העיקרית של המכונה - יצירת צורת המוצר.
מערכת קואורדינטות סטנדרטית של כלי מכונת CNC
תרשים פונקציונלי של בקרת מכונת CNC
יישום סכמטי של אלגוריתמי CNC מסוג NC Class (SNC).
ארכיטקטורת מערכת PCNC-1 של אלן בראדלי עם CNC
היתרונות של מכונות CNC
היתרון העיקרי והברור של מכונת CNC, בהשוואה למכונה קונבנציונלית, הוא הרמה הגבוהה ביותר של אוטומציה בייצור, הממזערת התערבות אנושית בתהליך ייצור החלקים.
בהגדרה, מכונת ה-CNC מסוגלת לעבוד באופן אוטונומי וכמעט רציף, מבלי להתעייף מסביב לשעון, ואיכות המוצרים לא תיפול בגלל זה, אם העבודה הייתה בוצעה על ידי אדם, הוא היה עייף, זה יהיה צורך לשנות את המחרטה, את הגורמים האנושיים בכל מקום, טעויות וכו'. זה לא כאן. המפעיל רק מכין את המכונה לעבודה, מניח ומסיר חלקים, מכוון את הכלי. אדם אחד יכול להפעיל מספר מכונות בצורה זו.
בנוסף, יש לציין את הגמישות הגבוהה ביותר של מכונות CNC. כדי לייצר חלקים שונים, המפעיל צריך רק לשנות את תוכנית העבודה של המכונה.בנוסף, התוכנית תמיד מוכנה להפעיל מספר בלתי מוגבל של פעמים, בעוד התוכנית לא חייבת לערוך בכל פעם.
דיוק וחזרה גבוהים אינם תלויים עוד בהכשרת המפעיל, אלא באיכות התוכנית שבה נעשה שימוש. זהו יתרון עצום, בהשוואה למכונות חיתוך מתכת קונבנציונליות, המאפשרות ייצור של אלפי חלקים זהים בצורתם ובאיכותם, ומבלי להפחית באיכות זו.
חלקים מסוימים לא יכולים להיעשות ביד במכונה קונבנציונלית בגלל מורכבות או עלות גבוהה, ובמכונת CNC זה רק עניין של בחירת התוכנית הנכונה. כתוצאה מכך, מכונות CNC מאפשרות להשיג במהירות וביעילות חלק כמעט מכל מורכבות ובאופן עקרוני בכל כמות. יש רק תנאי אחד - החלק שייצר חייב להיות מתוכנן מראש באמצעות מחשב.
ראה גם: