CNC-machines Uitgelegd: Snelle Gids Naar Basisprincipes

Wat Is Een CNC-machine?

Een CNC-machine is een numeriek gestuurde werktuigmachine met de toegevoegde functie van een onboard computer. De computer wordt aangeduid als de machine controle eenheid (MCU). De numerieke gegevens die nodig zijn om een deel te produceren, worden aan de machine geleverd in de vorm van programma. Het programma wordt vertaald in de passende elektrische signalen voor invoer aan motoren die de machine laten draaien.

Het machine frame bed is de mechanische structuur van de CNC-machine, en het is ook samengesteld uit het hoofdaandrijfsysteem, voedaandrijfsysteem, bed, werkbank en hulpbewegingsinrichtingen, hydraulische en pneumatische systemen, smeringssystemen, koelinrichtingen, spaanverwijdering, beschermingssystemen en andere onderdelen. Maar om te voldoen aan de eisen van numerieke sturing en de prestaties van de werktuigmachine ten volle te benutten, heeft het grote veranderingen ondergaan in de algemene indeling, uiterlijk, structuur van het transmissiesysteem, gereedschapsysteem en bedieningsprestaties. De mechanische onderdelen van CNC-machines omvatten bed, kast, kolom, geleiderail, werktafel, spil, voermechanisme, gereedschapswisselmechanisme.

Hoe Werkt Een CNC-machine?

CNC-machines gebruiken computers om de technologie van digitaal programmacontrole te realiseren. Deze technologie gebruikt een computer om de sequentiële logische controlefunctie van het bewegingspad van het apparaat en de bediening van de randapparatuur uit te voeren volgens het vooraf opgeslagen controleprogramma. Omdat een computer wordt gebruikt om het oorspronkelijke numerieke sturingstoestel samengesteld uit hardware logische circuits te vervangen, kunnen de opslag, verwerking, berekening, logische oordeel en andere controlefuncties van de invoer bedieningsinstructies worden gerealiseerd door computersoftware, en de micro-instructies gegenereerd door de verwerking kunnen worden overgedragen. Aandrijf de motor of hydraulische actuatoren naar het servoaandrijftoestel om de CNC-machine te laten draaien.

Om een CNC-machine te laten draaien, kunt u de volgende stappen doorlopen:

Stap 1. Volgens de tekening en het procesplan van het te bewerken deel, gebruik de gespecificeerde code en programmaformaat om het bewegingspad van het gereedschap, het verwerkingsproces, de procesparameters, en de snijhoeveelheid in de instructievorm te programmeren die door het CNC-systeem herkend kan worden, dat wil zeggen, het verwerkingsprogramma schrijven.

Stap 2. Voer het geprogrammeerde verwerkingsprogramma in het CNC-toestel in.

Stap 3. Het CNC-toestel decodeert en verwerkt het ingevoerde programma (code), en stuurt corresponderende controlesignalen naar het servoaandrijftoestel en hulfunctiecontroletoestel van elke coördinatenas om de beweging van elk deel van de werktuigmachine te controleren.

Stap 4. In het bewegingsproces, moet het CNC-systeem de coördinatenaspositie van de CNC-machine, de toestand van de eindschakelaar, enz. te allen tijde detecteren, en het vergelijken met de vereisten van het programma om de volgende actie te bepalen totdat een gekwalificeerd deel is verwerkt.

Stap 5. De bediener kan de verwerkingsomstandigheden en werktetoestand van de CNC-machine te allen tijde observeren en controleren. Indien nodig, is het nodig om de CNC-machine actie en verwerkingsprogramma aan te passen om de veilige en betrouwbare werking van de werktuigmachine te garanderen.

Cartesiaans Coördinatensysteem

Bijna alles wat op een conventionele werktuigmachine geproduceerd kan worden, kan op een computernumeriek gestuurde werktuigmachine geproduceerd worden, met zijn vele voordelen. De werktuigmachinebewegingen die gebruikt worden bij het produceren van een product zijn van twee basistypen: punt-naar-punt (rechte-lijnbewegingen) en continu pad (contourbewegingen).

Het Cartesiaans, of rechthoekige, coördinatensysteem is bedacht door de Franse wiskundige en filosoof Rene' Descartes. Met dit systeem kan elk specifiek punt in wiskundige termen worden beschreven vanaf elk ander punt langs drie loodrechte assen. Dit concept past perfect bij werktuigmachines aangezien hun constructie doorgaans gebaseerd is op drie assen van beweging (X, Y, Z) plus een as van rotatie. Op een gewone verticale freesmachine, is de X-as de horizontale beweging (rechts of links) van de tafel, de Y-as is de tafel dwarsbeweging (naar of weg van de kolom), en de Z-as is de verticale beweging van de knie of de spil. CNC-systemen vertrouwen zwaar op het gebruik van rechthoekige coördinaten omdat de programmeur elk punt op een klus precies kan lokaliseren. Wanneer punten op een werkstuk gelokaliseerd worden, worden twee rechte snijlijnen gebruikt, een verticaal en een horizontaal. Deze lijnen moeten rechte hoeken met elkaar maken, en het punt waar ze kruisen heet de oorsprong, of nulpunt (Fig. 1)

Fig. 1 Snijlijnen vormen rechte hoeken en vestigen het nulpunt.

Fig. 2 De driedimensionale coördinatenvlakken (assen) gebruikt in CNC.

De driedimensionale coördinatenvlakken worden getoond in Fig. 2. De X- en Y-vlakken (assen) zijn horizontaal en vertegenwoordigen horizontale machinetafelbewegingen. Het Z-vlak of as vertegenwoordigt de verticale gereedschapsbeweging. De plus (+) en min (-) tekens geven de richting vanaf het nulpunt (oorsprong) langs de as van beweging aan. De vier kwadranten gevormd wanneer de XY-as kruisen zijn genummerd in een tegenwijzerszin (Fig. 3). Alle posities gelokaliseerd in kwadrant 1 zouden positief (X+) en positief (Y+) zijn. In het tweede kwadrant, alle posities zouden negatief X (X-) en positief (Y+) zijn. In de derde kwadrant, alle locaties zouden negatief X (X-) en negatief (Y-) zijn. In het vierde kwadrant, alle locaties zouden positief X (X+) en negatief Y (Y-) zijn.

Fig. 3 De kwadranten gevormd wanneer de X- en Y-as kruisen worden gebruikt om punten nauwkeurig te lokaliseren vanaf de X/Y nul, of oorsprong punt.

In Fig. 3, zou punt A 2 eenheden rechts van de Y-as en 2 eenheden boven de X-as zijn. Neem aan dat elke eenheid 1.000 gelijk is. De locatie van punt A zou X + 2.000 en Y + 2.000 zijn. Voor punt B, zou de locatie X + 1.000 en Y - 2.000 zijn. In CNC-programmering is het niet nodig om plus (+) waarden aan te geven aangezien deze worden aangenomen. Echter, de min (-) waarden moeten worden aangegeven. Bijvoorbeeld, de locaties van zowel A en B zouden als volgt worden aangegeven:

A X2.000 Y2.000

B X1.000 Y-2.000

Een computersysteem is verbonden met de machine bestaande uit sensoren en elektrische aandrijvingen. Het programma controleert de machineassenbewegingen.

Wat Zijn De Meest Voorkomende Typen CNC-machines?

Vroegere werktuigmachines waren ontworpen zodat de bediener voor de machine stond tijdens het bedienen van de bediening. Dit ontwerp is niet meer nodig, aangezien in CNC de bediener de werktuigmachinebewegingen niet meer controleert. Op conventionele werktuigmachines, werd slechts ongeveer 20 procent van de tijd besteed aan het verwijderen van materiaal. Met de toevoeging van elektronische bedieningen, is de daadwerkelijke tijd besteed aan het verwijderen van metaal toegenomen tot 80 procent en zelfs hoger. Het heeft ook de hoeveelheid tijd verminderd die nodig is om het snijgereedschap in elke bewerkingspositie te brengen.

Er zijn 10 meest voorkomende typen CNC-machines die in een verscheidenheid aan industrieën aanwezig zijn.

1. CNC-freesmachines (CNC-frezen)

2. CNC-routermachines (CNC-routers)

3. CNC-lasermachines (Lasersnijders, Lasergraveerders, Laserslasers)

4. CNC-draaibankmachines (CNC-draaibanken)

5. CNC-boormachines (CNC-boren)

6. CNC-boormachines

7. CNC-slijpmachines (CNC-slijpers)

8. Elektrische Ontladingsmachines (EDM)

9. CNC-plasma snijmachines (CNC-plasma snijders)

10. 3D-printers