Kā darbojas un darbojas CNC mašīnas
Pašreizējais tehnoloģiskā progresa attīstības līmenis apvienojumā ar augstu patēriņu un atbilstošu pieprasījumu nosaka arvien jaunus un jaunus standartus dažādām nozarēm to produktu kvantitātes un kvalitātes ziņā. Mūsdienās nepieciešamos apjomus vairs nevar nodrošināt, neizmantojot pilnīgu automatizāciju.
Tā rezultātā viens no pēdējās desmitgades lielākajiem jauninājumiem ir plaši izplatīta metāla griešanas mašīnas ar CNC — ciparvadības metāla griešanas mašīnas.
Mašīnbūves efektivitātes paaugstināšanas uzdevumu var atrisināt, pamatojoties uz pilnīgu ražošanas procesu mehanizāciju un automatizāciju, pilnveidojot metālapstrādes iekārtu parka struktūru, ieviešot programmētas mašīnas, industriālos robotus, automātiskās līnijas un kompleksus, t.i. iespēja ātri nomainīt aprīkojumu, pārejot uz dažāda veida produktiem.
Industriālais robots (automātiskais manipulators ar programmētu vadību) ir automātiska iekārta (stacionāra vai mobila), kas sastāv no izpildierīces manipulatora formā ar vairākām mobilitātes pakāpēm un pārprogrammējamas ierīces programmas vadībai, lai ražošanas procesā veiktu motora un vadības funkcijas.
Vairāk par robotiem:
Rūpniecisko robotu klasifikācija
Rūpniecisko robotu veidi mūsdienu ražošanā
Jebkura objekta pārvaldības automatizācija sastāv no šī objekta kustības pakļaušanas noteiktām prasībām, garantējot vislabāko tā veiktspēju. Šī objekta kustības organizācija tiek veikta, izmantojot automātiskās vadības ierīces - vadības mašīnas, kas ietver programmu vadības sistēmas.
Programmētā vadība sastāv no tā, ka katra vadāmā objekta nepieciešamie kustības režīmi tiek iepriekš aprēķināti un ierakstīti attiecīgajās informācijas glabāšanas ierīcēs — atmiņas orgānos. Vadības process tiek samazināts līdz šīs programmas ierakstīto objekta kustību reproducēšanai.
Programmas vadība — kontrole ar sistēmām, kas nodrošina ātru pāreju uz jebkuru darba programmu, to ievadot vai ierakstot ar nosacījumu kodu uz programmas nesēja, ar kuru to ievada vadības ierīcē.
Iekārtas ciparu vadība — mašīnas daļas apstrādes kontrole pēc vadības programmas (NC), kurā dati norādīti digitālā formā.
Digitālās vadības sistēmas (CNC) ir veidotas uz aparatūras un programmatūras bāzes, orientētas uz mikroprocesoru un modernu mikrodatoru izmantošanu ar perifērijas iekārtām, uz ātrgaitas automatizētas elektriskās piedziņas izmantošanu, kas nodrošina programmatūras kustību trajektoriju reproducēšanu, kā arī datoru projektēšana, sagatavošana un atkļūdošana sistēmu un lietojumprogrammatūra.
CNC vienības WinPCNC modeļa ārējais skats
Tātad CNC (ciparu kontrole) faktiski ir datorizēta sistēma darbgaldu mehānismu vadīšanai, izmantojot noteiktas mašīnas komandas noteiktu uzdevumu veikšanai. Šī tehnoloģija ir ļāvusi daudziem uzņēmumiem ievērojami palielināt ražošanas jaudu un vienlaikus samazināt savu produktu izmaksas.
CNC mašīnas darba kārtības un režīma programmēšana tiek veikta, izmantojot digitālajai vadības sistēmai saprotamus īpašu funkciju un algoritmu komplektus. Vadības sistēmai doto komandu daudzums un kvalitāte, kā arī katras mašīnas programmēšanas raksturlielumi ir atkarīgi gan no operatora profesionalitātes, gan no konkrētās mašīnas iespējām, kuras sākotnēji var ierobežot tās konstrukcija.
Daudzi maršrutētāji, piemēram, ļauj programmēt darba instrumenta kustību, bet tajā pašā laikā vispār neļauj pārvietot darba galdu. Citas iekārtas nodrošina vairāk programmējamu darbību, tāpēc operatoram ir vairāk vadības telpas. Dažreiz no operatora viss, kas tiek prasīts, ir savlaicīgi nomainīt sagataves un uzraudzīt darba instrumenta nodilumu, un programma tiks galā ar pārējo.
CNC iekārtu iekārta
CNC mašīnas dizains ietver vairākus blokus, no kuriem katram kā daļai no kopuma ir savs funkcionālais mērķis. Var būt papildu vienības, kas vienību sistēmā ievieš individuālas īpašības. Pieņemsim, ka CNC virpai ir šādas pamata sastāvdaļas: pamatne, gulta, galvas balsts, astes šķidrums, griezēja galva, zobratu piedziņas, vītnes sensors, vadības panelis.
Pamatne ir atlieta taisnstūrveida daļa, uz kuras ir uzstādīta gulta un kas nodrošina mašīnai izturību un izturību pret vibrācijām. Gulta ir virpas galvenā daļa, kas apvieno visas tās sastāvdaļas un mehānismus. Tas sastāv no sienu pāra, kas ir stingri savienotas ar šķērsvirziena elementiem.
Uz gultas ir vadotnes, turklāt šeit ir fiksēta ātrumkārba un aizmugurējā daļa. Aste un balsts ar priekšautu var pārvietoties pa vadotnēm atkarībā no darba instrumenta veida. Vārpstas galvā ir gultnis, pateicoties šai konstrukcijai, sagatave ir fiksēta un pagriezta.
Automātiskā griešanas galva nozīmē griezējinstrumentu secīgu uzstādīšanu darba stāvoklī. Galvenās kustības piedziņas pārnesumi, šķērseniskā un gareniskā transmisija.
Elektromotori pārnes rotora rotāciju, kas, pateicoties sfēriskām skrūvēm, tiek pārveidota par bloku lineāro kustību. Aste notur apstrādājamās detaļas centru. Krāna sensors atrodas uz paplātes. Vadības panelis ir paredzēts operatora ērtībām un procesa uzraudzībai. Var būt vairāki vadības paneļi.
Fiksētās vārpstas piedziņas programmēšana ir saistīta ar attiecīgo kontaktoru ieslēgšanu, izslēgšanu un pārslēgšanu.Lai to izdarītu, pietiek ierakstīt komandu "ieslēgts" un "izslēgt" signālu.
Galveno vārpstu ātruma kontrole visbiežāk ir nepieciešama, lai nodrošinātu, ka metāls tiek apstrādāts ar optimālu griešanas ātrumu. Šajā gadījumā ir nepieciešams noregulēt leņķisko ātrumu tā, lai perifērijas ātrumam, ar kādu tiek veikta griešana, būtu nemainīga optimālā vērtība.
Padevēju vadības programmēšana ir daudz svarīgāks un sarežģītāks uzdevums, jo tas nodrošina iekārtas galvenās funkcijas — izstrādājuma formas veidošanas — izpildi.
CNC darbgaldu standarta koordinātu sistēma
CNC mašīnas vadības funkcionālā shēma
NC klases (SNC) CNC algoritmu shematiska realizācija
Alana Bredlija PCNC-1 sistēmas arhitektūra ar CNC
CNC mašīnu priekšrocības
Galvenā un acīmredzamā CNC mašīnas priekšrocība, salīdzinot ar parasto iekārtu, ir visaugstākais ražošanas automatizācijas līmenis, kas samazina cilvēka iejaukšanos detaļu izgatavošanas procesā.
Pēc definīcijas CNC iekārta spēj strādāt autonomi un gandrīz nepārtraukti, nenogurst visu diennakti, un izstrādājumu kvalitāte tāpēc nekritīsies.Ja darbu veiktu cilvēks, viņš būtu noguris, tas būtu jāmaina virpa, visuresošie cilvēciskie faktori, kļūdas utt. Tā te nav. Operators tikai sagatavo mašīnu darbam, novieto un noņem detaļas, regulē instrumentu. Viens cilvēks šādā veidā var darbināt vairākas mašīnas.
Turklāt jāatzīmē CNC iekārtu augstākā elastība. Lai ražotu dažādas detaļas, operatoram ir tikai jāmaina iekārtas darba programma.Turklāt programma vienmēr ir gatava darboties neierobežotu skaitu reižu, savukārt programma nav jārediģē katru reizi.
Augsta precizitāte un atkārtojamība vairs nav atkarīga no operatora apmācības, bet gan no izmantotās programmas kvalitātes. Tas ir milzīgs pluss, salīdzinot ar parastajām metāla griešanas mašīnām, kas ļauj izgatavot tūkstošiem detaļu, kas pēc formas un kvalitātes ir identiskas, nesamazinot šo kvalitāti.
Dažas detaļas nevar izgatavot ar rokām ar parasto mašīnu sarežģītības vai augsto izmaksu dēļ, un CNC mašīnā ir tikai jāizvēlas pareizā programma. Rezultātā CNC iekārtas ļauj ātri un efektīvi iegūt gandrīz jebkuras sarežģītības detaļu un principā jebkurā daudzumā. Ir tikai viens nosacījums — izgatavojamai detaļai jābūt iepriekš izstrādātai, izmantojot datoru.
Skatīt arī:
Elektriskās piedziņas CNC iekārtām
Elektriskās iekārtas CNC urbjmašīnām