CNC obrábění je výrobní proces, ve kterém předem naprogramovaný počítačový software diktuje pohyb továrních nástrojů a strojů. Tento proces lze použít k řízení řady složitých strojů, od brusek a soustruhů po frézy a frézky. Pomocí CNC obrábění lze provádět trojrozměrné řezací úlohy pomocí jediné sady výzev.
Zkratka pro „počítačové numerické řízení“, proces CNC běží na rozdíl od – a tím nahrazuje – omezení ručního ovládání, kde je zapotřebí živých operátorů, kteří by uváděli a řídili příkazy obráběcích nástrojů pomocí pák, tlačítek a koleček. Pro přihlížejícího může CNC systém připomínat běžnou sadu počítačových komponent, ale softwarové programy a konzoly používané při CNC obrábění jej odlišují od všech ostatních forem počítání.
Jak funguje CNC obrábění?
Když je aktivován CNC systém, požadované řezy jsou naprogramovány do softwaru a diktovány odpovídajícím nástrojům a strojním zařízením, které provádějí rozměrové úkoly, jak je specifikováno, podobně jako robot.
Při CNC programování bude generátor kódu v numerickém systému často předpokládat, že mechanismy jsou bezchybné, navzdory možnosti chyb, která je větší, kdykoli je CNC stroj nasměrován k řezání ve více než jednom směru současně. Umístění nástroje v numerickém řídicím systému je nastíněno řadou vstupů známých jako part program.
U stroje s číslicovým řízením se programy zadávají prostřednictvím děrných štítků. Naproti tomu programy pro CNC stroje jsou dodávány do počítačů prostřednictvím malých klávesnic. CNC programování je uloženo v paměti počítače. Samotný kód píší a upravují programátoři. Proto CNC systémy nabízejí mnohem rozsáhlejší výpočetní kapacitu. Nejlepší ze všeho je, že CNC systémy nejsou v žádném případě statické, protože novější výzvy mohou být přidány do již existujících programů prostřednictvím revidovaného kódu.
PROGRAMOVÁNÍ CNC STROJŮ
V CNC jsou stroje provozovány pomocí numerického řízení, přičemž softwarový program je určen pro řízení objektu. Jazyk CNC obrábění se střídavě označuje jako G-kód a je napsán pro řízení různých chování odpovídajícího stroje, jako je rychlost, rychlost posuvu a koordinace.
V zásadě CNC obrábění umožňuje předprogramovat rychlost a polohu funkcí obráběcího stroje a spouštět je prostřednictvím softwaru v opakujících se předvídatelných cyklech, to vše s malým zapojením lidské obsluhy. Díky těmto schopnostem byl tento proces přijat ve všech koutech výrobního sektoru a je zvláště důležitý v oblastech výroby kovů a plastů.
Pro začátek je vytvořen 2D nebo 3D CAD výkres, který je poté převeden do počítačového kódu pro provedení CNC systému. Poté, co je program vložen, operátor jej zkusí, aby se ujistil, že v kódování nejsou žádné chyby.
Systémy obrábění s otevřenou/uzavřenou smyčkou
Řízení polohy je určováno systémem s otevřenou nebo uzavřenou smyčkou. U prvního z nich probíhá signalizace v jednom směru mezi ovladačem a motorem. U systému s uzavřenou smyčkou je regulátor schopen přijímat zpětnou vazbu, což umožňuje opravu chyb. Systém s uzavřenou smyčkou tak může napravit nepravidelnosti v rychlosti a poloze.
Při CNC obrábění je pohyb obvykle směrován napříč osami X a Y. Nástroj je zase polohován a veden pomocí krokových nebo servomotorů, které kopírují přesné pohyby určené G-kódem. Pokud je síla a rychlost minimální, proces lze spustit pomocí řízení s otevřenou smyčkou. U všeho ostatního je řízení v uzavřené smyčce nezbytné pro zajištění rychlosti, konzistence a přesnosti požadované pro průmyslové aplikace, jako je kovovýroba.
CNC obrábění je plně automatizované
V dnešních CNC protokolech je výroba dílů přes předem naprogramovaný software většinou automatizována. Rozměry pro danou součást jsou nastaveny na místo pomocí softwaru pro počítačově podporované navrhování (CAD) a poté pomocí softwaru pro počítačovou výrobu (CAM) převedeny na skutečný hotový produkt.
Jakýkoli daný obrobek může vyžadovat různé obráběcí stroje, jako jsou vrtáky a frézy. Aby bylo možné vyhovět těmto potřebám, mnoho dnešních strojů kombinuje několik různých funkcí do jedné buňky. Alternativně může instalace sestávat z několika strojů a sady robotických rukou, které přenášejí části z jedné aplikace do druhé, ale vše řídí stejný program. Bez ohledu na nastavení umožňuje proces CNC konzistentní výrobu dílů, které by bylo obtížné, ne-li nemožné, ručně replikovat.
RŮZNÉ TYPY CNC STROJŮ
Nejstarší číslicově řídicí stroje se datují do 40. let 20. století, kdy byly k řízení pohybu již existujících nástrojů poprvé použity motory. Jak technologie pokročily, byly mechanismy rozšířeny o analogové počítače a nakonec o digitální počítače, což vedlo ke vzestupu CNC obrábění.
Naprostá většina dnešních CNC arzenálů je kompletně elektronická. Některé z běžnějších CNC procesů zahrnují ultrazvukové svařování, děrování a řezání laserem. Mezi nejčastěji používané stroje v CNC systémech patří:
CNC frézy
CNC frézy mohou běžet na programech složených z čísel a písmen, které navádějí kusy na různé vzdálenosti. Programování používané pro frézovací stroj může být založeno buď na G-kódu nebo na nějakém jedinečném jazyce vyvinutém výrobním týmem. Základní frézy se skládají ze tříosého systému (X, Y a Z), i když většina novějších fréz může pojmout tři další osy.
Soustruhy
U soustruhů se kusy řežou v kruhovém směru pomocí vyměnitelných nástrojů. Díky CNC technologii jsou řezy používané soustruhy prováděny s přesností a vysokou rychlostí. CNC soustruhy se používají k výrobě složitých konstrukcí, které by na ručně provozovaných verzích stroje nebyly možné. Celkově jsou řídicí funkce CNC-řízených fréz a soustruhů podobné. Stejně jako u prvního mohou být soustruhy řízeny G-kódem nebo jedinečným proprietárním kódem. Většina CNC soustruhů se však skládá ze dvou os – X a Z.
Plazmové řezačky
V plazmové řezačce se materiál řeže plazmovým hořákem. Tento proces se aplikuje především na kovové materiály, ale lze jej použít i na jiné povrchy. Aby se dosáhlo rychlosti a tepla potřebného k řezání kovu, plazma se generuje kombinací plynu stlačeného vzduchu a elektrického oblouku.
Elektrické vybíjecí stroje
Elektroerozivní obrábění (EDM) – střídavě označované jako hloubení a jiskrové obrábění – je proces, který formuje obrobky do konkrétních tvarů pomocí elektrických jisker. U EDM dochází k výbojům proudu mezi dvěma elektrodami, což odstraňuje části daného obrobku.
Když se prostor mezi elektrodami zmenší, elektrické pole se stane intenzivnějším, a tedy silnějším než dielektrikum. To umožňuje, aby mezi dvěma elektrodami procházel proud. V důsledku toho jsou části obrobku odstraněny každou elektrodou. Mezi podtypy EDM patří:
● Elektroerozivní drátová elektroerozivní elektroerozivní elektroerozivní elektroerozivní obrábění, při níž se k odstranění částí z elektronicky vodivého materiálu používá jiskrová eroze.
● Sinker EDM, kde jsou elektroda a obrobek ponořeny do dielektrické kapaliny za účelem vytvoření kusu.
V procesu známém jako proplachování jsou úlomky z každého hotového obrobku unášeny kapalným dielektrikem, které se objeví, jakmile se proud mezi dvěma elektrodami zastaví a má eliminovat jakékoli další elektrické náboje.
Řezačky vodním paprskem
Při CNC obrábění jsou vodní trysky nástroje, které řežou tvrdé materiály, jako je žula a kov, pomocí vysokotlaké aplikace vody. V některých případech je voda smíchána s pískem nebo jinou silnou abrazivní látkou. Části továrních strojů jsou často tvarovány tímto procesem.
Vodní paprsky se používají jako alternativa chlazení pro materiály, které nejsou schopny snést tepelně náročné procesy jiných CNC strojů. Vodní paprsky se jako takové používají v řadě odvětví, jako je letecký a těžební průmysl, kde je tento proces výkonný mimo jiné pro účely řezbářství a řezání. Řezačky vodním paprskem se také používají pro aplikace, které vyžadují velmi složité řezy v materiálu, protože nedostatek tepla zabraňuje jakékoli změně vnitřních vlastností materiálů, která může být důsledkem řezání kovu na kov.
RŮZNÉ TYPY CNC STROJŮ
Jak ukázala řada video ukázek CNC strojů, systém se používá k vytváření vysoce detailních výřezů kovových dílů pro průmyslové hardwarové produkty. Kromě výše uvedených strojů se v CNC systémech používají další nástroje a komponenty:
● Vyšívací stroje
● Dřevěné frézky
● Věžové děrovačky
● Stroje na ohýbání drátu
● Frézy na pěnu
● Laserové řezačky
● Válcové brusky
● 3D tiskárny
● Řezačky skla
Když je třeba na obrobku provést složité řezy v různých úrovních a úhlech, lze to vše provést během několika minut na CNC stroji. Dokud je stroj naprogramován správným kódem, funkce stroje provedou kroky podle pokynů softwaru. Za předpokladu, že je vše zakódováno podle návrhu, po dokončení procesu by měl vzniknout produkt detailu a technologické hodnoty.
Čas odeslání: leden-01-2022
