CNC-vinnsla er framleiðsluferli þar sem forforritaður hugbúnaður stýrir hreyfingum verksmiðjutækja og véla. Ferlið er hægt að nota til að stjórna fjölbreyttum flóknum vélum, allt frá kvörnum og rennibekkjum til fræsara og beina. Með CNC-vinnslu er hægt að framkvæma þrívíddarskurðarverkefni með einni skipun.
Stytting á „tölvustýringu“ (e. computer numerical control) er aðferðin sem kallast CNC vinnsluferlið, sem er í andstöðu við – og þar með yfirgnæfir – takmarkanir handstýringar, þar sem notendur þurfa að leiðbeina og gefa stjórn á vinnslutólum með stöngum, hnöppum og hjólum. Fyrir áhorfandann gæti CNC kerfi líkst venjulegu tölvukerfi, en hugbúnaðarforritin og stjórnborðin sem notuð eru í CNC vinnslu aðgreina það frá öllum öðrum gerðum útreikninga.
Hvernig virkar CNC vinnsla?
Þegar CNC kerfi er virkjað eru æskilegar skurðir forritaðar í hugbúnaðinn og fyrirskipaðar samsvarandi verkfærum og vélmennum, sem framkvæma víddarverkefnin eins og tilgreint er, líkt og vélmenni.
Í CNC forritun gerir kóðaframleiðandinn innan tölukerfisins oft ráð fyrir að vélbúnaðurinn sé gallalaus, þrátt fyrir möguleika á villum, sem eru meiri þegar CNC vél er beðin um að skera í fleiri en eina átt samtímis. Staðsetning verkfæris í tölulegu stýrikerfi er skilgreind með röð inntaks sem kallast hlutaforrit.
Í tölulegum stýrivélum eru forrit slegin inn með gatakortum. Forrit fyrir CNC vélar eru hins vegar send inn í tölvur í gegnum lítil lyklaborð. CNC forritun er geymd í minni tölvunnar. Forritarar skrifa og breyta kóðanum sjálfum. Þess vegna bjóða CNC kerfi upp á mun meiri reiknigáfu. Það besta er að CNC kerfi eru alls ekki kyrrstæð, þar sem hægt er að bæta við nýrri leiðbeiningum við fyrirliggjandi forrit með endurskoðuðum kóða.
CNC VÉLA FORRITUN
Í CNC eru vélar stjórnaðar með tölulegri stýringu, þar sem hugbúnaður er ætlaður til að stjórna hlut. Tungumálið á bak við CNC vinnslu er til skiptis kallað G-kóði og það er skrifað til að stjórna ýmsum hegðunum samsvarandi vélar, svo sem hraða, fóðrunarhraða og samhæfingu.
Í grundvallaratriðum gerir CNC-vinnsla það mögulegt að forrita hraða og staðsetningu vélaverkfæra fyrirfram og keyra þær með hugbúnaði í endurteknum, fyrirsjáanlegum lotum, allt með litlum þátttöku manna. Vegna þessara eiginleika hefur ferlið verið tekið upp um alla horn framleiðslugeirans og er sérstaklega mikilvægt á sviðum málm- og plastframleiðslu.
Til að byrja með er gerð 2D eða 3D CAD teikning, sem síðan er þýdd í tölvukóða sem CNC kerfið keyrir. Eftir að forritið hefur verið slegið inn, prófar rekstraraðilinn það til að tryggja að engar villur séu í kóðuninni.
Opin/lokuð lykkju vinnslukerfi
Stöðustýring er ákvörðuð með opnu eða lokuðu kerfi. Í fyrra kerfinu fer merkjagjöfin í eina átt milli stýringar og mótorsins. Í lokuðu kerfi getur stýringarkerfið tekið á móti afturvirkni, sem gerir villuleiðréttingu mögulega. Þannig getur lokað kerfi leiðrétt óreglu í hraða og staðsetningu.
Í CNC-vinnslu er hreyfing venjulega beint eftir X- og Y-ásum. Verkfærið er síðan staðsett og stýrt með skrefmótorum eða servómótorum, sem endurtaka nákvæmlega hreyfingar eins og ákvarðaðar eru af G-kóðanum. Ef krafturinn og hraðinn eru í lágmarki er hægt að keyra ferlið með opinni lykkjustýringu. Fyrir allt annað er lokuð lykkjustýring nauðsynleg til að tryggja hraða, samræmi og nákvæmni sem krafist er fyrir iðnaðarnotkun, svo sem málmsmíði.
CNC vinnsla er fullkomlega sjálfvirk
Í nútíma CNC-samskiptareglum er framleiðsla hluta með forforrituðum hugbúnaði að mestu leyti sjálfvirk. Mál tiltekins hlutar eru sett á sinn stað með tölvustýrðri hönnunarhugbúnaði (CAD) og síðan breytt í raunverulega fullunna vöru með tölvustýrðri framleiðsluhugbúnaði (CAM).
Sérhvert verkstykki gæti krafist fjölbreyttra véla, svo sem borvéla og skurðarvéla. Til að mæta þessum þörfum sameina margar vélar nútímans nokkrar mismunandi aðgerðir í einni einingu. Einnig gæti uppsetning samanstaðið af nokkrum vélum og vélmennum sem flytja hluti úr einu forriti í annað, en allt stjórnað af sama forritinu. Óháð uppsetningu gerir CNC-ferlið kleift að ná samræmi í framleiðslu hluta sem væri erfitt, ef ekki ómögulegt, að endurtaka handvirkt.
Mismunandi gerðir af CNC vélum
Elstu tölulegu stýrivélarnar eru frá fimmta áratug síðustu aldar þegar mótorar voru fyrst notaðir til að stjórna hreyfingu fyrirliggjandi verkfæra. Þegar tæknin þróaðist voru vélarnar bættar með hliðrænum tölvum og að lokum stafrænum tölvum, sem leiddi til aukinnar notkunar á CNC-vél.
Langflestir CNC-vélar í dag eru algerlega rafrænar. Algengustu CNC-stýrðu ferlarnir eru meðal annars ómsuðu, gataskurður og leysiskurður. Algengustu vélarnar í CNC-kerfum eru eftirfarandi:
CNC fræsarar
CNC-fræsar geta keyrt forrit sem samanstanda af tölu- og bókstafaleiðbeiningum sem leiðbeina hlutum yfir ýmsar vegalengdir. Forritunin sem notuð er fyrir fræsvél getur verið byggð á annað hvort G-kóða eða einhverju sérstöku forritunarmáli sem þróað er af framleiðsluteymi. Grunnfræsar samanstanda af þriggja ása kerfi (X, Y og Z), þó að flestar nýrri fræsar geti hýst þrjá viðbótarása.
Rennibekkir
Í rennibekkjum eru hlutar skornir í hringlaga átt með vísitöluhæfum verkfærum. Með CNC-tækni eru skurðirnir sem rennibekkir nota framkvæmdir af nákvæmni og miklum hraða. CNC-rennibekkir eru notaðir til að framleiða flóknar hönnunir sem væru ekki mögulegar í handknúnum útgáfum af vélinni. Almennt eru stjórnunaraðgerðir CNC-keyrðra fræsa og rennibekka svipaðar. Eins og með fyrri vélarnar er hægt að stýra rennibekkjum með G-kóða eða sérstökum sérkóða. Hins vegar eru flestir CNC-rennibekkir með tvo ása - X og Z.
Plasmaskurðarar
Í plasmaskera er efni skorið með plasmabrennara. Ferlið er fyrst og fremst notað á málmefni en er einnig hægt að nota á önnur yfirborð. Til að framleiða hraðann og hitann sem þarf til að skera málm er plasma myndað með blöndu af þrýstilofti og rafbogum.
Rafmagnsútblástursvélar
Rafmagnsútfellingarvinnsla (EDM) — einnig þekkt sem deyjasökkvun og neistavinnsla — er ferli þar sem vinnustykki eru mótuð í ákveðin form með rafneistum. Með rafsnúningi á sér stað straumútfellingar milli tveggja rafskauta og þetta fjarlægir hluta af tilteknu vinnustykki.
Þegar bilið milli rafskautanna minnkar verður rafsviðið öflugra og þar af leiðandi sterkara en rafsviðið. Þetta gerir það mögulegt fyrir straum að fara á milli rafskautanna tveggja. Þar af leiðandi fjarlægja hvor rafskaut hluta af vinnustykkinu. Undirgerðir rafsveiflna eru meðal annars:
● Vírsneyðing, þar sem neistaeyðing er notuð til að fjarlægja hluta af rafleiðandi efni.
● Sökkvírunargreining, þar sem rafskaut og vinnustykki eru vætt í rafsvörunarvökva til að mynda stykkið.
Í ferli sem kallast skolun er rusl frá hverju fullunnu vinnustykki borið burt með fljótandi rafskauti, sem birtist þegar straumurinn milli rafskautanna tveggja hefur stöðvast og er ætlað að útrýma frekari rafhleðslum.
Vatnsþotuskurðir
Í CNC-vinnslu eru vatnsþotur verkfæri sem skera hörð efni, eins og granít og málm, með háþrýstingi. Í sumum tilfellum er vatnið blandað saman við sand eða annað sterkt slípiefni. Verksmiðjuhlutar eru oft mótaðir með þessu ferli.
Vatnsþotur eru notaðar sem kælir valkostur fyrir efni sem þola ekki hitakrefjandi ferli annarra CNC-véla. Þess vegna eru vatnsþotur notaðar í ýmsum geirum, svo sem í flug- og námuiðnaði, þar sem ferlið er öflugt til að skera og útskora, svo eitthvað sé nefnt. Vatnsþotaskurðarvélar eru einnig notaðar í verkefnum sem krefjast mjög flókinna skurða í efni, þar sem skortur á hita kemur í veg fyrir breytingar á eiginleikum efnisins sem geta stafað af málmskurði á málmi.
Mismunandi gerðir af CNC vélum
Eins og fjölmargar myndbönd af CNC-vélum hafa sýnt, er kerfið notað til að búa til mjög nákvæmar skurðir úr málmhlutum fyrir iðnaðarvörur. Auk fyrrnefndra véla eru fleiri verkfæri og íhlutir sem notaðir eru í CNC-kerfum meðal annars:
● Útsaumsvélar
● Viðarfræsarar
● Turnsláttarvélar
● Vírbeygjuvélar
● Froðuskerar
● Laserskurðarvélar
● Sívalningslaga kvörn
● 3D prentarar
● Glersneiðar
Þegar flóknar skurðir þurfa að vera gerðar á ýmsum hæðum og hornum á vinnustykki er hægt að framkvæma það allt á nokkrum mínútum á CNC vél. Svo lengi sem vélin er forrituð með réttum kóða munu vélarvirknin framkvæma skrefin eins og hugbúnaðurinn fyrirskipar. Að því gefnu að allt sé kóðað samkvæmt hönnun ætti að koma fram nákvæm og tæknilegt verðmæti þegar ferlinu er lokið.
Birtingartími: 31. mars 2021
