Co je to CNC stroj?
A CNC stroj je numericky řízený obráběcí stroj s přidanou funkcí palubního počítače. Počítač je označován jako řídicí jednotka stroje (MCU). Číselná data potřebná k výrobě dílu jsou poskytnuta stroji ve formě programu. Program je přeložen do příslušných elektrických signálů pro vstup do motorů, které pohánějí stroj.
Lože rámu stroje je mechanická konstrukce CNC stroje a skládá se také z hlavního pohonného systému, systému pohonu posuvu, lože, pracovního stolu a pomocných pohybových zařízení, hydraulických a pneumatických systémů, mazacích systémů, chladicích zařízení, odstraňování třísek, ochranné systémy a další díly. Aby však vyhověl požadavkům číslicového řízení a dal výkonu obráběcímu stroji plnou hru, doznal velkých změn v celkovém uspořádání, vzhledu, struktuře převodového systému, nástrojovém systému a provozním výkonu. Mezi mechanické části CNC strojů patří lože, skříň, sloup, vodicí lišta, pracovní stůl, vřeteno, podávací mechanismus, mechanismus výměny nástrojů.
Jak funguje CNC stroj?
CNC stroje využívají počítače k realizaci technologie digitálního řízení programu. Tato technologie využívá počítač k provádění funkce sekvenčního logického řízení dráhy pohybu zařízení a provozu periferií podle předem uloženého řídicího programu. Vzhledem k tomu, že počítač se používá k nahrazení původního numerického řídicího zařízení složeného z hardwarových logických obvodů, ukládání, zpracování, výpočet, logické posouzení a další řídicí funkce vstupních provozních instrukcí mohou být realizovány počítačovým softwarem a mikroinstrukce generované zpracování lze přenést. Přiveďte motor nebo hydraulické ovladače k servopohonu, aby se CNC stroj rozběhl.
Chcete-li spustit CNC stroj, můžete projít následujícími kroky:
Krok 1. Podle výkresu a plánu procesu obráběného dílu použijte určený kód a formát programu k naprogramování dráhy pohybu nástroje, procesu zpracování, parametrů procesu a množství řezu do formy instrukce, kterou lze rozpoznán CNC systémem, to znamená napsat program zpracování.
Krok 2. Vložte naprogramovaný program zpracování do CNC zařízení.
Krok 3. CNC zařízení dekóduje a zpracuje vstupní program (kód) a odešle odpovídající řídicí signály do servopohonu a zařízení pro řízení pomocných funkcí každé souřadnicové osy pro řízení pohybu každé části obráběcího stroje.
Krok 4. V procesu pohybu potřebuje CNC systém kdykoli zjistit polohu souřadnicové osy CNC stroje, stav spínače pojezdu atd. a porovnat jej s požadavky programu, aby určil další akci dokud nebude zpracována kvalifikovaná část.
Krok 5. Obsluha může kdykoli pozorovat a kontrolovat podmínky zpracování a pracovní stav CNC stroje. V případě potřeby je nutné upravit činnost CNC stroje a program zpracování tak, aby byl zajištěn bezpečný a spolehlivý provoz obráběcího stroje.
Kartézský souřadnicový systém
Téměř vše, co lze vyrobit na běžném obráběcím stroji, lze vyrobit na obráběcím stroji s počítačovým číslicovým řízením s mnoha výhodami. Pohyby obráběcího stroje používané při výrobě produktu jsou 2 základních typů: point-to-point (přímočaré pohyby) a spojité dráhy (konturovací pohyby).
Kartézský, neboli obdélníkový souřadnicový systém byl navržen francouzským matematikem a filozofem René' Descartesem. Pomocí tohoto systému lze jakýkoli konkrétní bod popsat matematicky z jakéhokoli jiného bodu podél 3 kolmých os. Tato koncepce se perfektně hodí pro obráběcí stroje, protože jejich konstrukce je obecně založena na 3 osách pohybu (X, Y, Z) plus ose rotace. Na běžné vertikální frézce je osa X horizontální pohyb (vpravo nebo vlevo) stolu, osa Y je příčný pohyb stolu (směrem ke sloupu nebo od něj) a osa Z je vertikální pohyb kolena nebo vřetena. CNC systémy se do značné míry spoléhají na použití pravoúhlých souřadnic, protože programátor dokáže přesně lokalizovat každý bod na zakázce. Když jsou body umístěny na obrobku, použijí se 2 přímé protínající se čáry, jedna svislá a jedna vodorovná. Tyto čáry musí být navzájem v pravém úhlu a bod, kde se kříží, se nazývá počátek neboli nulový bod (obr. 1).
Obr. 1 Protínající se čáry svírají pravé úhly a vytvářejí nulový bod.
Obr. 2 Trojrozměrné souřadnicové roviny (osa) používané v CNC.
Trojrozměrné souřadnicové roviny jsou znázorněny na obr. 3. Roviny X a Y (osa) jsou vodorovné a představují vodorovné pohyby stolu stroje. Rovina nebo osa Z představuje vertikální pohyb nástroje. Znaménka plus (+) a mínus (-) označují směr od nulového bodu (počátku) podél osy pohybu. 2 kvadranty vytvořené křížením osy XY jsou očíslovány proti směru hodinových ručiček (obr. 4). Všechny pozice umístěné v kvadrantu 3 by byly kladné (X+) a kladné (Y+). Ve 1. kvadrantu by všechny pozice byly záporné X (X-) a kladné (Y+). Ve 2. kvadrantu by všechna umístění byla záporná X (X-) a záporná (Y-). Ve 3. kvadrantu by všechna umístění byla kladná X (X+) a záporná Y (Y-).
Obr. 3 Kvadranty vytvořené při křížení os X a Y se používají k přesné lokalizaci bodů z nulového bodu X/Y neboli počátečního bodu.
Na obr. 3 by bod A byl 2 jednotky napravo od osy Y a 2 jednotky nad osou X. Předpokládejme, že každá jednotka se rovná 1.000 2.000. Umístění bodu A by bylo X + 2.000 1.000 a Y + 2.000. Pro bod B by umístění bylo X + a Y -. Při CNC programování není nutné udávat plusové (+) hodnoty, protože se předpokládají. Musí však být uvedeny záporné (-) hodnoty. Umístění A i B bude například označeno následovně:
A X2.000 2.000 YXNUMX
B X1.000 Y-2.000
Ke stroji je připojen počítačový systém sestávající ze senzorů a elektrických pohonů. Program řídí pohyby osy stroje.
Jaké jsou nejběžnější typy CNC strojů?
Dřívější obráběcí stroje byly navrženy tak, že obsluha stála před strojem při ovládání ovládacích prvků. Tato konstrukce již není nutná, protože v CNC již operátor neřídí pohyby obráběcího stroje. Na konvenčních obráběcích strojích bylo pouze asi 20 procent času vynaloženo na odstraňování materiálu. S přidáním elektronického ovládání se skutečný čas strávený odstraňováním kovu zvýšil na 80 procent a ještě více. Snížilo se také množství času potřebného k uvedení řezného nástroje do každé obráběcí polohy.
Existuje 10 nejběžnějších typů CNC strojů, které se vyskytují v různých průmyslových odvětvích.
1. CNC frézky (CNC frézky)
2. CNC routery (CNC Router)
3. CNC laserové stroje (Laserové řezačky, laserové gravírky, laserové svářečky)
4. CNC soustruhy (CNC soustruhy)
5. CNC vrtačky (CNC vrtačky)
6. CNC vyvrtávačky
7. CNC brusky (CNC brusky)
8. Elektrické vybíjecí stroje (EDM)
9. CNC plazmové řezací stroje (CNC plazmové řezačky)
10. 3D Tiskárny
