Što je CNC stroj?
A CNC stroj je numerički upravljani alatni stroj s dodatnom značajkom ugrađenog računala. Računalo se naziva upravljačka jedinica stroja (MCU). Numerički podaci potrebni za proizvodnju dijela dostavljaju se stroju u obliku programa. Program se prevodi u odgovarajuće električne signale za ulaz u motore koji pokreću stroj.
Krevet stroja je mehanička struktura CNC stroja, a sastoji se i od glavnog pogonskog sustava, sustava pogona za pomicanje, kreveta, radnog stola i pomoćnih uređaja za kretanje, hidrauličkih i pneumatskih sustava, sustava podmazivanja, uređaja za hlađenje, sustava za uklanjanje strugotine, zaštitnih sustava i drugih dijelova. No, kako bi se zadovoljili zahtjevi numeričkog upravljanja i dale pune mogućnosti performansama alatnog stroja, pretrpio je velike promjene u ukupnom rasporedu, izgledu, strukturi prijenosnog sustava, sustavu alata i radnim performansama. Mehanički dijelovi CNC strojeva uključuju krevet, kutiju, stup, vodilicu, radni stol, vreteno, mehanizam za pomicanje i mehanizam za izmjenu alata.
Kako radi CNC stroj?
CNC strojevi koriste računala za realizaciju tehnologije digitalnog programskog upravljanja. Ova tehnologija koristi računalo za izvršavanje funkcije sekvencijalnog logičkog upravljanja kretanjem uređaja i rada perifernih uređaja prema unaprijed pohranjenom upravljačkom programu. Budući da se računalo koristi za zamjenu originalnog numeričkog upravljačkog uređaja sastavljenog od hardverskih logičkih sklopova, pohranjivanje, obrada, izračun, logičko prosuđivanje i druge upravljačke funkcije ulaznih operacijskih instrukcija mogu se realizirati računalnim softverom, a mikroinstrukcije generirane obradom mogu se prenijeti. Pogonski uređaj pokreće motor ili hidraulički aktuator kako bi se CNC stroj pokrenuo.
Za pokretanje CNC stroja, možete proći kroz sljedeće korake:
Korak 1. Prema crtežu i planu procesa obrađenog dijela, upotrijebite navedeni kod i format programa za programiranje putanje kretanja alata, procesa obrade, parametara procesa i količine rezanja u oblik naredbe koji CNC sustav može prepoznati, odnosno za pisanje programa obrade.
Korak 2. Unesite programirani program obrade u CNC uređaj.
Korak 3. CNC uređaj dekodira i obrađuje ulazni program (kod) te šalje odgovarajuće upravljačke signale servo pogonskom uređaju i uređaju za upravljanje pomoćnim funkcijama svake koordinatne osi kako bi kontrolirao kretanje svakog dijela alatnog stroja.
Korak 4. U procesu kretanja, CNC sustav treba u bilo kojem trenutku detektirati položaj koordinatne osi CNC stroja, stanje prekidača za kretanje itd. i usporediti ga sa zahtjevima programa kako bi odredio sljedeću radnju dok se ne obradi kvalificirani dio.
Korak 5. Operater može u bilo kojem trenutku promatrati i provjeravati uvjete obrade i radno stanje CNC stroja. Po potrebi je potrebno prilagoditi rad CNC stroja i program obrade kako bi se osigurao siguran i pouzdan rad alatnog stroja.
Kartezijev koordinatni sustav
Gotovo sve što se može proizvesti na konvencionalnom alatnom stroju može se proizvesti i na numerički upravljanom alatnom stroju, s njegovim brojnim prednostima. Kretanja alatnog stroja koja se koriste u proizvodnji proizvoda su 2 osnovna tipa: od točke do točke (pravolinijski pokreti) i kontinuirani put (konturni pokreti).
Kartezijev, ili pravokutni, koordinatni sustav osmislio je francuski matematičar i filozof Rene' Descartes. Pomoću ovog sustava, bilo koja specifična točka može se opisati matematičkim terminima iz bilo koje druge točke duž 3 okomite osi. Ovaj koncept savršeno odgovara alatnim strojevima jer se njihova konstrukcija općenito temelji na 3 osi gibanja (X, Y, Z) plus osi rotacije. Na običnoj vertikalnoj glodalici, os X je horizontalno gibanje (desno ili lijevo) stola, os Y je poprečno gibanje stola (prema ili od stupa), a os Z je vertikalno gibanje koljena ili vretena. CNC sustavi uvelike se oslanjaju na korištenje pravokutnih koordinata jer programer može precizno locirati svaku točku na poslu. Kada se točke nalaze na obratku, koriste se 2 ravne linije koje se sijeku, jedna okomita i jedna vodoravna. Ove linije moraju biti pod pravim kutom jedna prema drugoj, a točka u kojoj se sijeku naziva se ishodište ili nulta točka (slika 1).
Sl. 1 Pravci koji se sijeku tvore prave kutove i uspostavljaju nultu točku.
Sl. 2 Trodimenzionalne koordinatne ravnine (osi) korištene u CNC-u.
Trodimenzionalne koordinatne ravnine prikazane su na slici 3. Ravnine (os) X i Y su horizontalne i predstavljaju horizontalne pokrete stola stroja. Ravnina ili os Z predstavlja vertikalni pokret alata. Znakovi plus (+) i minus (-) označavaju smjer od nulte točke (ishodišta) duž osi kretanja. 2 kvadranta koja nastaju kada se osi XY križaju numerirana su u smjeru suprotnom od kazaljke na satu (slika 4). Sve pozicije smještene u kvadrantu 3 bile bi pozitivne (X+) i pozitivne (Y+). U 1. kvadrantu, sve pozicije bile bi negativne X (X-) i pozitivne (Y+). U 2. kvadrantu, sve lokacije bile bi negativne X (X-) i negativne (Y-). U 3. kvadrantu, sve lokacije bile bi pozitivne X (X+) i negativne Y (Y-).
Sl. 3 Kvadranti koji nastaju kada se osi X i Y križaju koriste se za precizno lociranje točaka od nulte točke X/Y ili ishodišne točke.
Na slici 3, točka A bila bi 2 jedinice desno od osi Y i 2 jedinice iznad osi X. Pretpostavimo da je svaka jedinica jednaka 1.000. Lokacija točke A bila bi X + 2.000 i Y + 2.000. Za točku B, lokacija bi bila X + 1.000 i Y - 2.000. U CNC programiranju nije potrebno označavati plus (+) vrijednosti jer se one pretpostavljaju. Međutim, moraju se naznačiti minus (-) vrijednosti. Na primjer, lokacije i A i B bile bi označene na sljedeći način:
A X2.000 Y2.000
B X1.000 Y-2.000
Na stroj je spojen računalni sustav koji se sastoji od senzora i električnih pogona. Program kontrolira kretanje osi stroja.
Koje su najčešće vrste CNC strojeva?
Rani alatni strojevi bili su dizajnirani tako da je operater stajao ispred stroja dok je upravljao upravljačkim elementima. Ovaj dizajn više nije potreban, jer kod CNC-a operater više ne kontrolira pokrete alatnog stroja. Na konvencionalnim alatnim strojevima, samo oko 20 posto vremena trošilo se na uklanjanje materijala. Dodatkom elektroničkih upravljačkih elemenata, stvarno vrijeme provedeno na uklanjanju metala povećalo se na 80 posto, pa čak i više. Također je smanjeno vrijeme potrebno za dovođenje alata za rezanje u svaki položaj za obradu.
Postoji 10 najčešćih vrsta CNC strojeva koji se koriste u raznim industrijama.
1. CNC glodalice (CNC glodalice)
2. CNC glodalice (CNC Router)
3. CNC laserski strojevi (Laserski rezači, laserski gravirači, laserski zavarivači)
4. CNC tokarski strojevi (CNC tokarilice)
5. CNC bušilice (CNC bušilice)
6. CNC bušilice
7. CNC brusilice (CNC brusilice)
8. Strojevi za elektroerozijsku obradu (EDM)
9. CNC strojevi za rezanje plazmom (CNC plazma rezači)
10. 3D Pisači
