Концепт
НЦ (нумеричка контрола)
НЦ је технологија која користи дигиталне сигнале за аутоматску контролу објеката (као што су кретање машине алатке и њен радни процес), која се назива нумеричка контрола.
НЦ Тецхнологи
НЦ технологија се односи на технологију аутоматске контроле која користи бројеве, слова и симболе за програмирање одређеног радног процеса.
НЦ систем
НЦ систем се односи на органски интегрисани систем софтверских и хардверских модула који реализују функције НЦ технологије. То је носилац НЦ технологије.
ЦНЦ систем (компјутерски нумерички контролни систем)
ЦНЦ (Цомпутер Нумерицал Цонтрол) систем се односи на систем нумеричке контроле са рачунаром као језгром.
ЦНЦ машина се односи на машинску алатку која користи технологију компјутеризоване нумеричке контроле за контролу процеса обраде, или машинску алатку опремљену системом компјутеризоване нумеричке контроле.
НЦ Дефиниција
Нумеричка контрола је потпуни облик НЦ за алатне машине. Нумеричка контрола (НЦ) омогућава оператеру да комуницира са алатним машинама путем бројева и симбола.
ЦНЦ Дефиниција
ЦНЦ је скраћени назив Цомпутер Нумерицал Цонтрол, што је аутоматска технологија управљања машинама за комплетирање аутоматизоване обраде са ЦАД/ЦАМ софтвером у савременом производном процесу. Нове машине алатке са ЦНЦ-ом омогућиле су индустрији да доследно производи делове са прецизношћу о којој се није ни сањало пре само неколико година. Исти део се може репродуковати са истим степеном тачности било који број пута ако је програм правилно припремљен и рачунар правилно програмиран. Оперативне команде Г-кода које контролишу алатну машину се извршавају аутоматски са великом брзином, прецизношћу, ефикасношћу и поновљивошћу.
CNC обрада је компјутеризовани производни процес, машина је повезана са рачунаром, рачунар ће јој рећи где да се креће. Прво, оператер треба да креира путању алата, оператер користи софтверски програм да нацрта облике и креира путању алата коју ће машина пратити.
Све већа употреба у индустрији створила је потребу за кадровима који су упознати и способни да припреме програме који усмеравају машине алатке да производе делове потребног облика и тачности. Имајући то на уму, аутори су припремили овај уџбеник да из ЦНЦ-а изнесу мистерију – да је ставе у логичан след и изразе једноставним језиком који свако може разумети. Припрема програма је објашњена у логичној процедури корак по корак, са практичним примерима за вођење корисника.
Саставни
ЦНЦ технологија се састоји од 3 дела: оквира кревета, система и периферне технологије.
Комплет оквира се углавном састоји од основних делова као што су кревет, стуб, водилица, радни сто и други потпорни делови као што су држач алата и магацин алата.
Нумерички контролни систем се састоји од улазно/излазне опреме, рачунарског нумеричког управљачког уређаја, програмабилне логичке контроле (ПЛЦ), серво погона вретена, серво погонског уређаја за напајање и мерног уређаја. Међу њима, уређај је језгро система нумеричке контроле.
Периферна технологија углавном укључује технологију алата (систем алата), технологију програмирања и технологију управљања.
Речник
ЦНЦ: Рачунарска нумеричка контрола.
Г-код: Језик алатке за универзалну нумеричку контролу (НЦ) који специфицира тачке осовине до којих ће се машина померити.
ЦАД: Цомпутер Аидед Десигн.
ЦАМ: Цомпутер Аидед Мануфацтуринг.
решетка: Минимално кретање или помак вретена. Вретено се аутоматски помера на следећу позицију мреже када се дугме пребаци у континуирани или коракни режим.
ПЛТ (ХПГЛ): Стандардни језик за штампање векторских цртежа, подржан од ЦАД датотека.
Тоолпатх: Кориснички дефинисана, кодирана рута коју резач прати да обради радни комад. „Џепна“ путања алата сече површину радног предмета; „профил“ или „контурна“ путања алата у потпуности сече да би се одвојио облик радног предмета.
Сићи доле: Растојање на З-оси на којој резни алат урања у материјал.
Искорачи: Максимална удаљеност на Кс или И оси на којој ће резни алат захватити неисечени материјал.
Степпер Мотор: ДЦ мотор који се креће у дискретним корацима примајући сигнале, или „импулсе“ у одређеном низу, што резултира веома прецизним позиционирањем и контролом брзине.
Вретено брзина: Брзина ротације алата за сечење (РПМ).
Конвенционални рез: Резач се ротира у супротном смеру кретања. Доводи до минималног брбљања, али може довести до кидања у одређеним шумама.
Субтрацтиве Метход: Бит уклања материјал за креирање облика. (Супротно од адитивног метода.)
Феед Рате: Брзина којом се резни алат креће кроз радни предмет.
Почетна позиција (Нулта машина): Машински одређена нулта тачка одређена физичким крајњим прекидачима. (Не идентификује стварно порекло посла приликом обраде радног комада.)
Цлимб Цут: Резач се ротира у правцу кретања. Сечење уз успон спречава кидање, али може довести до трагова клепетања са равним жлебовима; спирално назубљени наставак ће смањити брбљање.
Порекло посла (Нулта посла): нулта тачка коју је одредио корисник за радни предмет, са које ће глава извршити све своје сечење. Кс, И и З осе су постављене на нулу.
ЛЦД: Дисплеј са течним кристалима (користи се на контролеру).
У Диск: Спољни уређај за складиштење података који је уметнут у УСБ интерфејс.
Карактеристике
Високе прецизности
ЦНЦ машине су високо интегрисани мехатронички производи, који се састоје од прецизних машина и аутоматских контролних система. Имају високу тачност позиционирања и тачност понављања позиционирања. Преносни систем и структура имају високу крутост и стабилност за смањење грешака. Дакле, машина за компјутеризовану нумеричку контролу има већу тачност обраде, посебно конзистентност производње делова у истој серији, а квалитет производа је стабилан, брзина пролаза је висока, што је неупоредиво са обичним алатним машинама.
Висока ефикасност
ЦНЦ машине могу да користе већу количину сечења, што ефикасно штеди време обраде. Такође имају аутоматску промену брзине, аутоматску промену алата и друге функције аутоматског рада, које у великој мери скраћују помоћно време, а када се формира стабилан процес обраде, нема потребе за обављањем интерпроцесне контроле и мерења. Дакле, продуктивност машинске обраде са компјутеризованом нумеричком контролом је 3-4 пута већа од обичних машина алатки, или чак и више.
Висока прилагодљивост
ЦНЦ машине обављају аутоматску обраду према програму обрађених делова. Када се мења објекат обраде, све док се мења програм, нема потребе за коришћењем посебне процесне опреме као што су мастер и шаблони. Ово је корисно за скраћивање циклуса припреме производње и промовисање замене производа.
Висока обрадивост
Неки механички делови формирани сложеним кривинама и закривљеним површинама су тешко обрадиви или чак немогуће завршити конвенционалним техникама и ручним операцијама, а могу се лако реализовати помоћу ЦНЦ машина коришћењем вишекоординатних оса.
Висока економска вредност
ЦНЦ обрадни центри углавном користе процесну концентрацију, а једна машина је вишенаменска. У случају једног стезања, већина делова се може обрадити. Они могу заменити неколико обичних машина алатки. Ово не само да може смањити грешке при стезању, уштедети помоћно време између транспорта, мерења и стезања између процеса, већ и смањити типове машина алатки, уштедети простор и донети веће економске користи.
Предност Мане
Прозодија
Безбедност
Оператер ЦНЦ машине је безбедно одвојен од свих оштрих делова посебном заштитном структуром. Он и даље може да види шта се дешава на машини кроз стакло, али не треба да иде нигде близу млина или вретена. Оператер такође не мора да додирује расхладну течност. У зависности од материјала, неке течности могу бити штетне за људску кожу.
Уштедите трошкове рада
Данас конвенционалне машине алатке захтевају сталну пажњу. То значи да сваки радник може да ради само на једној машини. Када је дошла ЦНЦ ера, ствари су се драматично промениле. Обрада већине делова траје најмање 30 минута сваки пут када се инсталирају. Али компјутерски нумерички контролисане машине то раде тако што сами секу делове. Нема потребе да додирујете ништа. Алат се помера аутоматски, а оператер једноставно проверава грешке у програму или подешавањима. Рекавши то, ЦНЦ оператери сматрају да имају пуно слободног времена. Ово време се може користити за друге машине. Дакле, један оператер, много машина алатки. То значи да можете уштедети радну снагу.
Минимална грешка у подешавању
Традиционалне алатне машине се ослањају на вештину руковаоца са мерним алатима, а добри радници могу осигурати да се делови састављају са великом прецизношћу. Многи ЦНЦ системи користе специјализоване сонде за мерење координата. Обично се монтира на вретено као алат и фиксни део се додирује сондом да би се одредио његов положај. Затим одредите нулту тачку координатног система да бисте минимизирали грешку подешавања.
Одличан надзор стања машине
Оператер мора да идентификује грешке у машинској обради и алате за сечење, а његове одлуке можда неће бити оптималне. Модерни ЦНЦ обрадни центри су препуни различитих сензора. Можете пратити обртни момент, температуру, век трајања алата и друге факторе док обрађујете свој радни предмет. На основу ових информација, можете побољшати процес у реалном времену. На пример, видите да је температура превисока. Више температуре значе хабање алата, лоша својства метала итд. Можете смањити довод или повећати притисак расхладне течности да бисте то поправили. Упркос ономе што многи кажу, машинска обрада је данас најраспрострањенија метода производње. Свака индустрија у одређеној мери користи машинску обраду.
Стабилна прецизност
Шта је стабилније од доказаног компјутерског програма? Кретање инструмента је увек исто јер његова тачност зависи само од тачности корачних мотора.
Мање тестова
Традиционална обрада неизбежно има неке тестне делове. Радник мора да се навикне на технологију, сигурно ће му нешто недостајати када ради 1. део и тестира нову технологију. ЦНЦ системи имају начин да избегну пробне радње. Они користе систем визуелизације који омогућава оператеру да заиста види инвентар након што сви алати прођу кроз њега.
Једноставна обрада сложене површине
Производња сложених површина са високом прецизношћу је готово немогућа конвенционалном машинском обрадом. Потребно је много физичког рада. CAM системи могу аутоматски формирати путање алата за било коју површину. Не морате улагати никакав напор. Ово је једна од највећих предности модерне CNC технологије обраде.
Мање материјалног отпада
CNC програм користи алгоритме за оптимизацију структуре дела. У комбинацији са софтвером за аутоматско распоређивање, уклања сувишан материјал, постижући lightw8 дизајн и минимизирајући отпад материјала.
Већа флексибилност
Традиционална метода је да глодалице за жлебове или равне, стругове за цилиндре и конусе, и машине за бушење рупа. ЦНЦ обрада може комбиновати све наведено у једну машинску алатку. Пошто се путање алата могу програмирати, можете реплицирати било које кретање на било којој машини. Дакле, имамо центре за глодање који могу да праве цилиндричне делове и стругове који могу да глодају жлебове. Све ово смањује подешавање дела.
Против
• За оператере машина и особље за одржавање потребно је високо знање и вештине.
• Покретање посла са CNC машинском обрадом захтева високе почетне инвестиционе трошкове.
• Застоји услед кварова машина значајно утичу на ефикасност производње.
Примене
Из перспективе примене ЦНЦ технологије и опреме у свету, његове главне области примене су следеће:
Прерађивачка индустрија
Индустрија производње машина је најранија индустрија која је применила технологију компјутеризоване нумеричке контроле и одговорна је за обезбеђивање напредне опреме за различите индустрије националне привреде. Главне примене су развој и производња 5-осних вертикалних обрадних центара за савремену војну опрему, 5-осних обрадних центара, великих 5-осних порталних глодалица, флексибилних производних линија за моторе, мењаче и радилице у аутомобилској индустрији, као и брзе машине за фарбање и монтажу плоча, као и центри за ласерску обраду заваривања, машине и машине за ласерско сечење, брзи 5-координатни обрадни центри за обраду елиса, мотора, генератора и делова турбинских лопатица у ваздухопловној, поморској и електроенергетској индустрији, обрадни центар за тешке услове стругања и глодања.
Информациона индустрија
У информационој индустрији, од рачунара до мреже, мобилне комуникације, телеметрије, даљинског управљања и друге опреме, неопходно је усвојити производну опрему засновану на супер-прецизној технологији и нанотехнологији, као што су машине за везивање жице за производњу чипова, машине за литографију вафла. Контрола ове опреме треба да користи технологију компјутеризоване нумеричке контроле.
Индустрија медицинске опреме
У медицинској индустрији, многа савремена медицинска опрема за дијагностику и лечење је усвојила технологију нумеричке контроле, као што су ЦТ дијагностички инструменти, машине за третман целог тела и минимално инвазивни хируршки роботи засновани на визуелном вођењу, ортодонција и дентална рестаурација у стоматологији.
Милитари Екуипмент
Многа савремена војна опрема користи технологију серво контроле кретања, као што је аутоматска контрола нишана артиљерије, контрола праћења радара и аутоматска контрола праћења пројектила.
Отхер Индустриес
У лакој индустрији постоје машине за штампање, текстилне машине, машине за паковање и машине за обраду дрвета које користе вишеосно серво управљање. У индустрији грађевинског материјала постоје компјутерски нумерички контролисане машине за сечење воденим млазом за обраду камена, компјутерски нумерички контролисане машине за гравирање стакла за обраду стакла, компјутерски нумерички контролисане машине за шивење које се користе за обраду Симмонса и компјутерски нумерички контролисана машина за вез која се користи за обраду одеће. У уметничкој индустрији, све више и више заната и уметничких дела ће се производити помоћу ЦНЦ машина високих перформанси са 5 оса.
Примена технологије нумеричког управљања не само да доноси револуционарне промене у традиционалну прерађивачку индустрију, чинећи прерађивачку индустрију симболом индустријализације, већ и са сталним развојем технологије нумеричког управљања и ширењем поља примене, она игра све значајнију улогу у националној економији и егзистенцији људи (нпр. ИТ и аутомобили), лака индустрија, медицински третман, јер је дигитализација у савременој индустрији постала главни тренд у овој дигитализацији.
trendovi
Велика брзина / висока прецизност
Велика брзина и прецизност су вечни циљеви развоја машина алатки. Брзим развојем науке и технологије убрзава се брзина замене електромеханичких производа, а све су и све већи захтеви за прецизношћу и квалитетом површине обраде делова. Да би се задовољиле потребе овог сложеног и променљивог тржишта, садашње алатне машине се развијају у правцу брзог резања, сувог резања и квази-сувог резања, а прецизност обраде се стално побољшава. Поред тога, применом линеарних мотора, електричних вретена, керамичких кугличних лежајева, брзих кугличних вијака и навртки, линеарних водилица и других функционалних компоненти створени су услови за развој брзих и прецизних машина алатки. Компјутерска машина за нумеричко управљање усваја електрично вретено, које елиминише карике као што су каишеви, ременице и зупчаници, што у великој мери смањује момент инерције главног погона, побољшава брзину динамичког одзива и радну тачност вретена и потпуно решава проблем вибрација и буке када вретено ради великом брзином. Употреба електричне структуре вретена може учинити да брзина вретена достигне више од 10000 о/мин. Линеарни мотор има велику брзину погона, добре карактеристике убрзања и успоравања и има одличне карактеристике одзива и тачност праћења. Употреба линеарног мотора као серво погона елиминише средњу везу преноса кугличног вијка, елиминише јаз у преносу (укључујући зазор), инерција кретања је мала, крутост система је добра и може се прецизно позиционирати при великој брзини, чиме се у великој мери побољшава тачност серва. Због свог нултог зазора у свим правцима и веома малог трења котрљања, линеарни пар водилица за котрљање има мало хабање и занемарљиво стварање топлоте, и има веома добру термичку стабилност, што побољшава тачност позиционирања и поновљивост целог процеса. Применом линеарног мотора и линеарног пара водилица за котрљање, брза брзина кретања машине се може повећати са оригиналних 10-20м/мин на 60-80м/мин, или чак до 120m/мин.
Висока поузданост
Поузданост је кључни показатељ квалитета компјутерски нумерички контролисаних машина алатки. Да ли машина може да покаже своје високе перформансе, високу прецизност и високу ефикасност, и да добије добре предности, кључ зависи од њене поузданости.
Дизајн ЦНЦ машина са ЦАД, структурални дизајн са модуларизацијом
Популаризацијом рачунарских апликација и развојем софтверске технологије, ЦАД технологија је широко развијена. ЦАД не може само да замени досадан рад на цртању ручним радом, већ што је још важније, може да изврши избор шеме дизајна и статичку и динамичку анализу карактеристика, прорачун, предвиђање и оптимизацију дизајна комплетне машине великих размера, и може да изврши динамичку симулацију сваког радног дела целе опреме. На основу модуларности, тродимензионални геометријски модел и реалистична боја производа могу се видети у фази пројектовања. Употреба ЦАД-а такође може у великој мери побољшати радну ефикасност и побољшати једнократну стопу успеха дизајна, чиме се скраћује циклус пробне производње, смањују трошкови дизајна и побољшава конкурентност на тржишту. Модуларни дизајн компоненти алатних машина не само да може смањити рад који се понавља, већ и брзо реаговати на тржиште и скратити циклус развоја производа и дизајна.
Фунцтионал Цомпоундинг
Сврха функционалног мешања је да се додатно побољша ефикасност производње машине алатке и минимизира помоћно време без обраде. Комбиновањем функција може се проширити опсег употребе алатне машине, побољшати ефикасност и остварити вишенаменска и мултифункционална једна машина, односно ЦНЦ машина може да реализује и функцију стругања и процес глодања. Брушење је могуће и на алатним машинама. Компјутерски нумерички контролисан композитни центар за стругање и глодање ће радити са Кс, З оса, Ц и И оса у исто време. Преко Ц осе и И осе може се реализовати равно глодање и обрада офсетних рупа и жљебова. Машина је такође опремљена снажним ослонцем за алат и под-вретеном. Под-вретено усваја уграђену структуру електричног вретена, а синхронизација брзине главног и под-вретена може се директно реализовати кроз систем нумеричке контроле. Радни предмет машине алатке може да заврши сву обраду у једном стезању, што значајно побољшава ефикасност.
Интелигентан, умрежен, флексибилан и интегрисан
ЦНЦ опрема у 21. веку биће систем са одређеном интелигенцијом. Садржај интелигенције обухвата све аспекте нумеричког система управљања: да би се остварила интелигенција у ефикасности обраде и квалитету обраде, као што је адаптивна контрола процеса обраде, параметри процеса се аутоматски генеришу; како би се побољшале перформансе вожње и користила интелигенција у вези, као што је контрола унапред, самоприлагодљиви рад параметара мотора, аутоматска идентификација оптерећења, аутоматски избор модела, самоподешавање, итд.; поједностављено програмирање, поједностављена оперативна интелигенција, као што је интелигентно аутоматско програмирање, интелигентни интерфејс, интелигентна дијагноза, интелигентно праћење и други аспекти за олакшавање дијагнозе и одржавања система. Умрежена опрема за нумеричко управљање је врућа тачка у развоју машина алатки последњих година. Умрежавање ЦНЦ опреме у великој мери ће задовољити потребе производних линија, производних система и производних предузећа за интеграцију информација, а уједно је и основна јединица за реализацију нових производних модела, као што су агилна производња, виртуелна предузећа и глобална производња. Тренд развоја компјутерски нумерички контролисаних машина до флексибилних система аутоматизације је: од тачке (самостални, обрадни центар и композитни обрадни центар), линија (ФМЦ, ФМС, ФТЛ, ФМЛ) до површине (независно производно острво у радионици, ФА), тела (ЦИМС, дистрибуирани мрежни интегрисани производни систем), са друге стране да се фокусира на смер примене и економичност. Флексибилна технологија аутоматизације је главно средство за производну индустрију да се прилагоди динамичним захтевима тржишта и да брзо ажурира производе. Његов фокус је да побољша поузданост и практичност система као премисе, са циљем лакшег умрежавања и интеграције, и посвети пажњу јачању развоја и побољшања технологије јединица. ЦНЦ самосталне машине се развијају у правцу високе прецизности, велике брзине и велике флексибилности. ЦНЦ машине и њихови саставни флексибилни производни системи могу се лако повезати са ЦАД, ЦАМ, ЦАПП и МТС, и развијати се ка интеграцији информација. Мрежни систем се развија у правцу отворености, интеграције и интелигенције.
резиме
Укратко, CNC технологија је свуда у нашем раду и свакодневном животу, од малих радионица до великих производних погона. CNC машине су способне за све, од резбарења и сечења персонализованих дрвених рукотворина до стругања и глодања прецизних металних делова. Тражене су од свих, од ентузијаста „уради сам“ пројеката до индустријских произвођача. CNC машине повећавају продуктивност уз уштеду трошкова рада и материјала, што их чини савршеним партнером за покретање новог посла или надоградњу застареле производне линије.
