Mașină de control numeric
Această intrare sau secțiune despre subiectul mașinilor nu menționează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
Mașinile de control numeric (MCN), în mașină de control numeric computerizat în limba engleză, sunt mașini-unelte care utilizează un control numeric computerizat . Până în anii optzeci au fost folosite doar pentru prelucrarea de înaltă precizie, astăzi sunt foarte răspândite și utilizate în aproape toate domeniile mecanicii . Tehnologia mașinilor CNC a acoperit toate ramurile mecanicii și nu numai; cele mai frecvente mașini CNC sunt presele , mașinile de perforat, strungurile , mașinile de frezat , mașinile de sudat și mașinile de tăiat tablă (laser, oxifuel, plasmă, jet de apă etc.). Ele reprezintă evoluția mașinilor NC, deoarece permit controlul numeric direct de la un computer extern (CNC). Având în vedere versatilitatea și precizia extremă, aplicațiile tehnologiilor CNC au fost adoptate și în multe alte sectoare de producție: tâmplărie, croitorie, confecționare de vele, tapițerie, ambalare, manipulare a mărfurilor; există mașini CNC pentru marcare, tăiere, sudare, modelare, cusut, poziționare, măsurare.
Capacitatea mașinilor CNC
Avantajele mașinilor CNC față de cele manuale sunt timpul de lucru foarte redus și repetabilitatea precisă a prelucrării, ceea ce permite reducerea semnificativă a costurilor unitare și obținerea unei calități superioare și uniforme. Dacă sunt instalate și echipate corespunzător, cele mai bune mașini CNC pentru prelucrarea metalelor pot produce piese identice la o miime de milimetru de toleranță (un micron , grosimea a aproximativ 4000 de atomi de fier ); o mașină CNC de calitate medie poate face același lucru rămânând la o sutime de milimetru. Aceste avantaje sunt amplificate în cazul pieselor cu suprafețe curbe complexe mari, cum ar fi rotorele hidraulice sau de compresor, palele turbinei, descărcările hidrodinamice sau poate copiile sculpturilor artistice: în acest caz, câștigul în viteză și precizie în comparație cu producția manuală este cu adevărat nestăvilit. Procesele efectuate pe aceste mașini pot fi, de asemenea, de nedistins pentru un ochi non-expert în comparație cu obiectele de artă lucrate manual. Utilizarea acestor mașini permite obținerea unor suprafețe extrem de netede, de foarte mare precizie, într-un mod rapid, automat și la un cost extrem de redus. Cele mai bune mașini CNC au o precizie de o zecime de milimetru (100 nanometri).
Cele mai avansate mașini CNC sunt echipate cu capete rotative (axe de înclinare) capabile să se rotească giroscopic de-a lungul a două axe. Acest lucru permite înclinarea sculei în raport cu toate suprafețele de lucru, făcând posibilă crearea unor figuri foarte complexe chiar și cu forme organice și dificil de obținut chiar și cu prelucrarea manuală, cum ar fi o cavitate cu o singură gaură foarte îngustă, dar suficientă pentru a face trecerea tăietorul. Capetele de basculare vă permit, de asemenea, să optimizați prelucrarea, permițându-vă să lucrați cu scula înclinată în raport cu planul de avansare, evitând utilizarea părții sculei la viteza zero (centrul de rotație al tăietorului). Cu cele mai recente controale numerice începem să implementăm funcții avansate de prelucrare a suprafețelor, permițându-vă să lucrați suprafețe 3D NURBS în mod nativ, fără a fi nevoie de programe CAM intermediare. Exploatarea optimă a caracteristicilor acestor mașini poate avea loc prin accesorii adecvate pentru copiere și matrițe sau prin computer, printr-un lanț de programe: mai întâi se creează un obiect cu CAD, care este apoi transmis CAM-ului care este responsabil de crearea programul pentru realizarea pe o mașină dată, iar în cele din urmă programul este executat de mașina care creează obiectul material.
Practic toate mașinile CNC moderne sunt „circuit închis” (lanț închis sau feedback): fiecare axă este echipată cu codificatoare (codificatoare rotative sau linii optice) care permit controlului să cunoască în orice moment poziția capului de prelucrare față de piesă . Utilizarea cântarelor optice permite recuperarea completă a jocului de transmisie prin măsurarea directă a poziției axei și nu prin mecanismele cinematice și, prin urmare, o precizie de lucru mai mare.
Axe
Principala caracteristică a acestor mașini este numărul de grade de libertate disponibile, numite axe ale mașinii. Pentru freze există în general 3, 4 sau 5, pentru strunguri trece de la 2 la 5, mașinile de perforat și tăiat au în general 2 sau 3, în timp ce mașinile de panouri (FINN-POWER, Salvagnini ...) ajung la 24 topoare. Mașinile de îndoit pot avea până la 11 axe și sunt cele mai complexe mașini „simple”; mașinile combinate speciale și portalurile mari de prelucrare pot avea chiar zeci de grade de libertate sau axe diferite. Cele mai frecvente tipuri sunt
- 2 axe: mișcare numai pe X și Z. Piese limitate la prelucrarea plană fără variații de adâncime.
- 2,5 axe (două axe și jumătate): acestea sunt mașini capabile să funcționeze pe toate cele trei axe, dar numai în trepte discrete pe una dintre ele (în general axa Z), adică gestionează interpolația doar pe două axe. Sunt cel mai ieftin tip de astăzi.
- 4 și 5 axe: pe lângă mișcarea pe cele trei axe X, Y și Z, se adaugă înclinația (și, eventual, rotația) fusului sau a unei mese rotative basculante, integrată cu planul mașinii. Aceste mașini pot realiza practic orice tip de formă, atâta timp cât forma concavităților nu interferează cu mandrina. Aceste mașini sunt foarte scumpe și sunt folosite și pentru lucrul pe piese foarte mari ( turbine , elice pentru nave, carcase de motor, matrițe ...)
În industria transporturilor mari, sunt utilizate și așa-numitele mașini cu "8 axe" sau "10 axe": acestea sunt centre de prelucrare cu două capete independente, capabile să accelereze operațiunile de prelucrare pe piese foarte mari, cum ar fi extrudările. Aluminiu și oțel pentru corpuri de tren sau plăci de aeronave .
Anatomia unei mașini CNC
O mașină CNC normală este construită într-un mod foarte asemănător cu manualul corespunzător, dar mai montează câteva componente:
- codificatoare , care informează computerul de bord despre mișcarea și poziția axei pe care sunt montate. Există atât codificatoare liniare (linii optice), cât și codificatoare rotative; unele codificatoare sunt absolute , adică se referă la o măsurare exactă a poziției, în timp ce altele sunt relative, adică spun doar câți pași se mișcă axa în mișcare și în ce direcție merge.
- motoare electrice speciale pentru controlul mișcării axelor;
- unități speciale, care alimentează și controlează mișcarea motoarelor menționate mai sus. În funcție de tipul de motoare (trifazat sau curent continuu, cu resolver sau codificator) și în funcție de tipul de feedback, unitatea va fi mai mult sau mai puțin complexă.
- computerul , numit „control”, care achiziționează datele de la codificatoare și instrucțiunile de la operator și program, stabilește poziția instrumentului și guvernează mișcările acestuia în timpul execuției programului de lucru. Foarte des în mașinile moderne controlul este împărțit în două părți: una pe mașină în dulapul electric și una în consola operatorului, separată și externă mașinii, care se ocupă de afișarea instrucțiunilor și meniurilor pe ecran, primind prin tastatură comenzi și programe NC și pentru a gestiona dialogul cu un posibil computer extern. Dacă este posibil să controlați mașina de pe un computer extern printr-o linie de comunicație (serial, ethernet etc.), atunci vorbim despre mașini CNC.
Comenzi CNC
În general, programarea acestor mașini are loc utilizând un limbaj standardizat, așa-numitul cod G sau „cod ISO”, referindu-se la standardul ISO 6983, care stabilește o bază comună pentru toate mașinile CNC; cu toate acestea, practic toți producătorii extind sau modifică funcțiile ISO furnizate, astfel încât standardul trebuie considerat de programatori ca un ghid aproximativ, care trebuie integrat cu manualele aparatului special care urmează să fie programat. De exemplu, iată un program ISO simplu pentru o mașină de frezat generică:
P00001 (EXEMPLU DE PROGRAM) N10 G54 G01 G90 G80 G40 G94; N20 S1000 F300; (ax 1000 rpm - avans ax 300 mm / min) N30 M03 M08; (porniți rotația axului - aprinderea lichidului de răcire) N40 X100. Y100; N50 X0; N60 Y0; N70 X100; N80 Y100; N90 M05 M09; (opritor ax - opritor lichid de răcire) N100 M30; (sfârșitul programului)
În general, codurile G determină modurile de lucru, codurile M activează sau dezactivează funcțiile accesorii ale mașinii, în timp ce codurile X, Y, Z deplasează axele corespunzătoare cu cantitatea (sau înălțimea) specificată.
Elemente conexe
Alte proiecte
linkuri externe
| Controlul autorității | GND ( DE ) 4138681-4 |
|---|
