A CNC megmunkálás egy olyan gyártási folyamat, amelynek során előre programozott számítógépes szoftver irányítja a gyári szerszámok és gépek mozgását. A folyamat számos összetett gép vezérlésére használható, a csiszolóktól és esztergáktól kezdve a marókig és marógépekig. A CNC megmunkálással a háromdimenziós vágási feladatok egyetlen parancssorral elvégezhetők.
A „számítógépes numerikus vezérlés” rövidítéseként a CNC-eljárás ellentétben áll a kézi vezérlés korlátaival – és ezáltal felülírja azokat –, ahol élő kezelőkre van szükség a megmunkálószerszámok parancsainak kijelzéséhez és irányításához karok, gombok és kerekek segítségével. A szemlélő számára egy CNC-rendszer egy szokásos számítógépes alkatrészkészletre hasonlíthat, de a CNC-megmunkálásban használt szoftverprogramok és konzolok megkülönböztetik a számítás minden más formájától.
Hogyan működik a CNC megmunkálás?
Amikor egy CNC rendszert aktiválnak, a kívánt vágásokat beprogramozzák a szoftverbe, és azokat a megfelelő szerszámoknak és gépeknek adják át, amelyek a megadott méretezési feladatokat – hasonlóan egy robothoz – végzik el.
A CNC programozás során a numerikus rendszeren belüli kódgenerátor gyakran feltételezi, hogy a mechanizmusok hibátlanok, a hibák lehetősége ellenére is, ami fokozottan fennáll, ha egy CNC-gépet egynél több irányban kell egyszerre megmunkálni. Egy szerszám elhelyezését egy numerikus vezérlőrendszerben egy bemeneti sorozat, az úgynevezett alkatrészprogram határozza meg.
Egy numerikus vezérlésű gépnél a programokat lyukkártyákon keresztül viszik be. Ezzel szemben a CNC gépek programjai kis billentyűzeteken keresztül jutnak el a számítógépekhez. A CNC programozás a számítógép memóriájában tárolódik. Magát a kódot a programozók írják és szerkesztik. Ezért a CNC rendszerek sokkal nagyobb számítási kapacitást kínálnak. A legjobb az egészben, hogy a CNC rendszerek semmiképpen sem statikusak, mivel újabb promptokat lehet hozzáadni a már meglévő programokhoz a módosított kódon keresztül.
CNC GÉPPROGRAMOZÁS
A CNC-ben a gépeket numerikus vezérléssel működtetik, ahol egy szoftverprogram van kijelölve egy tárgy vezérlésére. A CNC megmunkálás mögött álló nyelvet G-kódnak is nevezik, és a megfelelő gép különböző viselkedéseinek, például a sebességnek, az előtolási sebességnek és a koordinációnak a vezérlésére írták.
A CNC megmunkálás alapvetően lehetővé teszi a szerszámgépek funkcióinak előre programozását és pozíciójának szoftveres futtatását ismétlődő, kiszámítható ciklusokban, mindezt az emberi kezelők csekély beavatkozása mellett. Ezen képességeknek köszönhetően a folyamatot a gyártási szektor minden területén alkalmazzák, és különösen létfontosságú a fém- és műanyaggyártás területén.
Kezdésként egy 2D-s vagy 3D-s CAD rajzot készítenek, amelyet aztán számítógépes kóddá alakítanak át, hogy a CNC rendszer végrehajthassa. A program bevitele után a kezelő próbafuttatásnak veti alá, hogy megbizonyosodjon arról, hogy nincsenek hibák a kódolásban.
Nyílt/zárt hurkú megmunkáló rendszerek
A pozíciószabályozást nyílt hurkú vagy zárt hurkú rendszeren keresztül határozzák meg. Az előbbinél a jelzés egyetlen irányban fut a vezérlő és a motor között. Zárt hurkú rendszerben a vezérlő képes visszacsatolás fogadására, ami lehetővé teszi a hibajavítást. Így a zárt hurkú rendszer képes korrigálni a sebesség és a pozíció szabálytalanságait.
A CNC megmunkálás során a mozgás általában az X és Y tengelyek mentén történik. A szerszámot pedig léptető- vagy szervomotorok pozicionálják és vezetik, amelyek a G-kód által meghatározott pontos mozgásokat reprodukálják. Ha az erő és a sebesség minimális, a folyamat nyílt hurkú vezérléssel is végrehajtható. Minden máshoz zárt hurkú vezérlés szükséges az ipari alkalmazásokhoz, például a fémmegmunkáláshoz szükséges sebesség, következetesség és pontosság biztosításához.
A CNC megmunkálás teljesen automatizált
A mai CNC protokollokban az alkatrészek előre programozott szoftverekkel történő gyártása nagyrészt automatizált. Egy adott alkatrész méreteit számítógéppel segített tervező (CAD) szoftverrel állítják be, majd számítógéppel segített gyártási (CAM) szoftverrel alakítják át tényleges késztermékké.
Bármely adott munkadarabhoz különféle szerszámgépekre lehet szükség, például fúrókra és vágógépekre. Ezen igények kielégítése érdekében a mai gépek közül sok több különböző funkciót kombinál egyetlen cellában. Alternatív megoldásként egy telepítés több gépből és egy robotkezekből állhat, amelyek az alkatrészeket egyik alkalmazásból a másikba mozgatják, de mindent ugyanaz a program vezérel. A beállítástól függetlenül a CNC-folyamat lehetővé teszi az alkatrészgyártás állandóságát, amelyet manuálisan nehéz, ha nem lehetetlen lenne reprodukálni.
A KÜLÖNBÖZŐ CNC GÉPTÍPUSOK
A legkorábbi numerikus vezérlésű gépek az 1940-es évekből származnak, amikor először alkalmaztak motorokat a már meglévő szerszámok mozgásának vezérlésére. Ahogy a technológia fejlődött, a mechanizmusokat analóg számítógépekkel, majd végül digitális számítógépekkel fejlesztették, ami a CNC megmunkálás térnyeréséhez vezetett.
A mai CNC-gépek túlnyomó többsége teljesen elektronikus. A leggyakoribb CNC-vezérelt eljárások közé tartozik az ultrahangos hegesztés, a lyukasztás és a lézervágás. A CNC-rendszerekben leggyakrabban használt gépek a következők:
CNC marógépek
A CNC marógépek képesek szám- és betűalapú utasításokból álló programok futtatására, amelyek különböző távolságokon vezetik a darabokat. A marógépekhez használt programozás G-kódon vagy egy gyártócsapat által kifejlesztett egyedi nyelven alapulhat. Az alap marógépek háromtengelyes rendszerből állnak (X, Y és Z), bár a legtöbb újabb marógép további három tengelyt is képes befogadni.
Esztergák
Az esztergákban a darabokat körkörös irányban vágják indexelhető szerszámokkal. A CNC technológiával az esztergák által alkalmazott vágásokat precíziósan és nagy sebességgel végzik. A CNC esztergákat olyan összetett tervek előállítására használják, amelyek a gép kézi vezérlésű változatain nem lennének lehetségesek. Összességében a CNC-vezérelt marógépek és esztergák vezérlési funkciói hasonlóak. Az előbbiekhez hasonlóan az esztergákat G-kóddal vagy egyedi, saját fejlesztésű kóddal lehet irányítani. A legtöbb CNC eszterga azonban két tengelyből áll – X és Z.
Plazmavágók
A plazmavágóban az anyagot plazmapisztollyal vágják. Az eljárást elsősorban fémes anyagokon alkalmazzák, de más felületeken is alkalmazható. A fém vágásához szükséges sebesség és hő előállításához a plazmát sűrített levegő és elektromos ívek kombinációjával állítják elő.
Elektromos kisüléses gépek
A szikraforgácsolás (EDM) – más néven süllyesztőhegesztéssel és szikraforgácsolással – egy olyan eljárás, amelynek során a munkadarabokat elektromos szikrákkal formázzák meghatározott formákra. Az EDM során két elektróda között áramkisülések keletkeznek, amelyek eltávolítják az adott munkadarab egyes részeit.
Amikor az elektródák közötti rés kisebb lesz, az elektromos tér intenzívebbé és így erősebbé válik, mint a dielektrikum. Ez lehetővé teszi az áram áthaladását a két elektróda között. Következésképpen a munkadarab egyes részei eltávolításra kerülnek mindkét elektróda segítségével. Az EDM altípusai a következők:
● Huzalszikraforgácsolás, amelynek során szikraforgácsolással távolítanak el részeket az elektronikusan vezető anyagból.
● Süllyesztő szikraforgácsolás, ahol az elektródát és a munkadarabot dielektromos folyadékba áztatják a darabképzés céljából.
Az öblítésnek nevezett folyamat során az egyes elkészült munkadarabokról a törmeléket egy folyékony dielektrikum szállítja el, amely akkor jelenik meg, amikor a két elektróda közötti áram megszűnik, és célja, hogy megszüntesse a további elektromos töltéseket.
Vízsugaras vágók
A CNC megmunkálásban a vízsugaras megmunkálóeszközök olyan eszközök, amelyek nagynyomású vízsugárral vágnak kemény anyagokat, például gránitot és fémet. Bizonyos esetekben a vizet homokkal vagy más erős abrazív anyaggal keverik. A gyári gépalkatrészeket gyakran ezzel az eljárással alakítják ki.
A vízsugarat hűvösebb alternatívaként alkalmazzák olyan anyagoknál, amelyek nem bírják elviselni a többi CNC-gép hőigényes folyamatait. Mint ilyen, a vízsugarakat számos ágazatban használják, például a repülőgépiparban és a bányászatban, ahol az eljárás hatékony többek között a faragáshoz és vágáshoz. A vízsugaras vágókat olyan alkalmazásokban is használják, amelyek nagyon bonyolult anyagvágásokat igényelnek, mivel a hő hiánya megakadályozza az anyag belső tulajdonságainak változását, amelyek a fém forgácsolásakor előfordulhatnak.
A KÜLÖNBÖZŐ CNC GÉPTÍPUSOK
Ahogy azt számos CNC gép videós bemutatója is mutatja, a rendszert ipari hardvertermékek fémdarabjainak rendkívül részletes kivágására használják. A fent említett gépeken kívül a CNC rendszerekben használt további szerszámok és alkatrészek a következők:
● Hímzőgépek
● Fa marógépek
● Toronylyukasztók
● Dróthajlító gépek
● Habszivacs vágó
● Lézervágók
● Hengeres csiszolók
● 3D nyomtatók
● Üvegvágók
Amikor bonyolult vágásokat kell végezni egy munkadarabon különböző szinteken és szögekben, mindez percek alatt elvégezhető egy CNC-gépen. Amíg a gép a megfelelő kóddal van programozva, a gép funkciói a szoftver által előírt lépéseket hajtják végre. Feltéve, hogy minden a tervnek megfelelően van kódolva, a folyamat befejeztével egy részletes és technológiai értékű terméknek kell létrejönnie.
Közzététel ideje: 2021. márc. 31.
