Μηχανική με CNC

Μηχανική με CNC

1.Ορισμός
Η μηχανοποίηση CNC (Computer Numerical Control) είναι ένας πολύ ακριβής ηλεκτρομηχανικός διαδικασμός που χρησιμοποιεί επιχειρησιακούς έλεγχους για να καθοδηγεί κοπτικά εργαλεία σε τρεις έως πέντε άξονες. Με την ακριβή αφαίρεση υπερβολικού υλικού, μορφώνει από πρώτες ύλες τελικά μέρη με εξαιρετική ακρίβεια. Ο διαδικασμός ξεκινά με μοντέλα CAD (Computer-Aided Design), τα οποία μετατρέπονται σε κώδικες προγραμματισμού CNC που καθοδηγούν τις κινήσεις της μηχανής σε πραγματικό χρόνο.
Η μηχανοποίηση CNC εξασφαλίζει εξαιρετική ποιότητα για κυλινδρικά και φραστικά στοιχεία χρησιμοποιώντας κατικανές και οριζόντιες τεχνικές μηχανοποίησης. Εφαρμόζεται ευρέως σε βιομηχανίες που απαιτούν υψηλή ακρίβεια και αποτελεσματικότητα.

2.Ιστορία
Οι πρώτες μηχανές ελέγχου αριθμητικής (CNC) αναπτύχθηκαν τη δεκαετία του '40 και '50 με την επανεξοπλισμό υφιστάμενων εργαλείων με μοτέρ για να μετακινούν το εργαλείο ή το υλικό σύμφωνα με οδηγίες που κωδικοποιούνται σε περforημένα ταινίες. Αυτά τα πρώιμα συστήματα διακινητικού ελέγχου ενισχύθηκαν σύντομα με ανάλογα και ψηφιακά υπολογιστές, προκαλώντας τη δημιουργία σύγχρονων CNC μηχανών που έχουν μεταμορφώσει τις διαδικασίες μηχανοποίησης παγκοσμίως.

3.Διαδικασία
Ψηφιακή Σχεδίαση (CAD)
Η διαδικασία CNC ξεκινά με ακριβή 2D ή 3D μοντέλα που δημιουργούνται χρησιμοποιώντας λογισμικό CAD, ορίζοντας τη γεωμετρία, τις υποχρεώσεις και τις διαστάσεις της μερίδας.
Προγραμματισμός CAM
Το μοντέλο CAD εισάγεται σε λογισμικό CAM, το οποίο δημιουργεί βελτιστοποιημένες διαδρομές εργαλείων και μετατρέπει τη σχεδίαση σε κώδικα που μπορεί να διαβάσει η μηχανή για την εκτέλεση CNC.
Ρύθμιση CNC Μηχανής
Οι τεχνικοί εγκαθιστούν τα κατάλληλα εργαλεία κοπής, ορίζουν τις αποστάσεις εργαλείων και προετοιμάζουν τα συστήματα ψύξης και λιβανισμού. Οι αλλαγές εργαλείων διαχειρίζονται χειροκίνητα ή μέσω αυτοματικών συστημάτων αλλαγής εργαλείων (ATC).
Φύλαση Εργασίας
Προσαρμοστές κατασκευές, μπιντζές ή κολέτ χτίζουν ασφαλώς το εργαλείο σε θέση, εξασφαλίζοντας σταθερότητα, ακρίβεια και επαναληπτικότητα κατά την μηχανική επεξεργασία.
Φόρτωση προγράμματος
Το G-code μεταφέρεται στην CNC μηχανή μέσω USB, Ethernet ή πληκτρολογιού διαχείρισης. Ορισμένα κώδικα γράφονται χειροκίνητα ή δημιουργούνται μέσω συναρτησιακών διεπαφών για απλές εργασίες.
Έλεγχος & Προσομοίωση
Μια «καθαρή λειτουργία» ή λογισμική προσομοίωση ελέγχει το πρόγραμμα για λάθη, συγκρούσεις και ακρίβεια τροχιάς εργαλείου πριν ξεκινήσει η παραγωγή.
Μηχανική μερών
Η CNC μηχανή εκτελεί επιχειρήματα μολύβισματος, γύρωσης, βερτίνας και κατασκευής. Το πρώτο άρθρο μετρείται σε σύγκριση με το μοντέλο CAD για να επιβεβαιωθεί η ακρίβεια πριν από τη μαζική παραγωγή.
Εγγύηση Ποιότητας
Οι έλεγχοι κατά τη διαδικασία, τα αυτόματα συστήματα μέτρησης και οι έλεγχοι επιφανειακής ολισθαινόμενης επιφάνειας εξασφαλίζουν συνέπεια και συμμόρφωση με τις προδιαγραφές.

 

4.Εφαρμογή
Η CNC μηχανοποίηση χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένων των αυτοκινήτων, των σιδηροδρόμων, της μηχανής κατασκευών, της εξορυκτικής οπλοστασίας, της λογιστικής και της γεωργίας. Εκτιμάται για την υψηλή της ακρίβεια, την επαναληπτικότητα και την ικανότητα να χειριζόταν πολύπλοκες σχεδίες με στενές υπολήψεις.

5.Τύποι CNC Μηχανοποίησης
CNC Στρογγυλοποίηση (Λαθή)
Περιστρέφει το υλικό κατά μήκος ενός σταθερού εργαλείου για να δημιουργήσει κυλινδρικές, κωνικές ή σφαιρικές μορφές. Ideal για αξόνες, βουστάνια και κοιλοτομημένα μέρη.
Φρέζα CNC
Χρησιμοποιεί πολυσημειωτικά περιστρεφόμενα κοπτικά εργαλεία σε 3+ άξονες για διάφορες εργασίες όπως κοιλοτομία, πρόσωπο, σχοινοτομία, χαμφράζινγκ και φρεατιά. Διαχειρίζεται πολύπλοκες επιφάνειες και ακριβή μέρη.
Στρώση CNC
Αυτόματη βερτίνα ακριβών τρυπών· προηγμένα μηχανήματα υποστηρίζουν τρυπώματα με κλίση και πολύπλοκα μοτίβα.
CNC Ψημένη
Ένας τελικός προσδιορισμός με χρήση ψημολιθικών τροχιών για να επιτύχει στενές υπολήψεις και ομαλές επιφάνειες, συχνά χρησιμοποιείται μετά από αρχική μηχανοποίηση.
CNC κοπή λέιζερ
Κοπή χωρίς επαφή με επικεντρωμένα λέιζερ για πολύπλοκες μορφές σε μέταλλα, πλαστικά, ξύλο και σύνθετα υλικά. Γρήγορη με ελάχιστη θερμική επίδραση.
CNC πλάσμα τομή
Χρησιμοποιεί ιονισμένο αέρι για να κόψει διαξοδιακά μέταλλα με καθαρές, ακριβείς άκρες. Προσαρμογέα για μεγάλα και επαχεινά μέρη από χάλυβα.
Δρομολογητής CNC
Ιδανικό για ξύλο, πλαστικά, φωμα και μαλακά μέταλλα. Εξαιρετικό σε λεπτομερή γλυπτά, σημειώσεις, καμπινέτα και τεχνική εργασία.
Πεντάξονα CNC μηχανολόγηση
Προσθέτει δύο περιστροφικές άξονες στην παραδοσιακή τρι-άξονα μηχανοποίηση, επιτρέποντας περίπλοκες, πολυκατευθύνσεις κοπές σε μια μοναδική ρύθμιση. Βασικό για αεροπορικά, ιατρικά και υψηλής ακρίβειας φορμοπλαστικά.
Κοπή με υδροκοπή
Χρησιμοποιεί υψηλής πίεσης νερό αναμειγμένο με αφρακτικά για να κόψει σχεδόν οποιοδήποτε υλικό χωρίς θερμική ζημιά. Τέλειο για υλικά ευαίσθητα στη θερμότητα ή σύνθετα υλικά.

6.Ερωτήματα & Απαντήσεις
1) Τι είναι η CNC μηχανοποίηση;
Η CNC μηχανοποίηση είναι ένας παραγωγικός διαδικασμός όπου προγραμματισμένο λογισμικό υπολογιστή ελέγχει την κίνηση των μηχανικών εργαλείων για να κόψουν και να σχηματίσουν υλικά σε ακριβή μέρη.
2) Πώς διαφέρει η CNC μηχανοποίηση από τη χειροκίνητη μηχανοποίηση;
Σε αντίθεση με τη χειροκίνητη μηχανοποίηση, η CNC μηχανοποίηση είναι εντελώς αυτοματική, καθοδηγούμενη από προγράμματα υπολογιστή (G-code), που βελτιώνει την ακρίβεια, την επαναληπτικότητα και την αποτελεσματικότητα.
3) Τι είναι το G-code;
Ο κώδικας G είναι η γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιείται για την ελέγχωση μηχανών CNC, διατυπώνοντας τις διαδρομές εργαλείων, τις ταχύτητες και τις ρυθμούς προμήθειας για τις εργασίες μηχανολόγησης.
4) Πώς δημιουργούνται τα προγράμματα CNC;
Τα προγράμματα δημιουργούνται μεταφράζοντας μοντέλα CAD (Computer-Aided Design) σε μηχανικό κώδικα με τη χρήση λογισμικού CAM (Computer-Aided Manufacturing).
5) Ποιες βιομηχανίες χρησιμοποιούν συνήθως τη μηχανολόγηση CNC;
Βιομηχανίες όπως αεροπορική, αυτοκινητοβιομηχανία, ιατρική, ηλεκτρονικά, εξόρυξη και κατασκευή εξαρτώνται σημαντικά από τη μηχανολόγηση CNC.
6) Ποιες μέτρα ασφάλειας συμπεριλαμβάνονται στη μηχανολόγηση CNC;
Η ασφάλεια περιλαμβάνει σωστή προγραμματισμό, τηρησιακή φροντίδα της μηχανής, χρήση ψύξιμου, κατάρτιση των εργατών και φραγμοποίηση κινουμένων μερών.