Com funcionen i funcionen les màquines CNC
El nivell actual de desenvolupament del progrés tecnològic, combinat amb l'elevat consum i la corresponent demanda, estableix nous i nous estàndards per a diverses indústries pel que fa a la quantitat i la qualitat dels seus productes. Els volums necessaris avui ja no es poden proporcionar sense recórrer a una automatització completa.
Com a resultat, una de les principals innovacions de l'última dècada ha estat l'adopció generalitzada de màquines de tall de metalls amb CNC — Màquines de tall de metalls amb control numèric.
La tasca d'augmentar l'eficiència de la construcció de màquines es pot resoldre sobre la base de la mecanització i l'automatització completa dels processos de producció, millorant l'estructura del parc d'equips de metall, mitjançant la introducció de màquines programades, robots industrials, línies automàtiques i complexos, és a dir. capacitat de canviar ràpidament d'equip quan es canvia a diferents tipus de productes.
Robot industrial (manipulador automàtic amb control programat) és una màquina automàtica (estacionària o mòbil) formada per un dispositiu executiu en forma de manipulador amb diversos graus de mobilitat i un dispositiu reprogramable per al control del programa per realitzar funcions de motor i control en el procés productiu.
Més informació sobre robots:
Classificació dels robots industrials
Tipus de robots industrials en la producció moderna
L'automatització de la gestió de qualsevol objecte consisteix a subordinar el moviment d'aquest objecte a determinats requisits, garantint el millor rendiment per part del mateix de la seva finalitat. Aquesta organització del moviment de l'objecte es realitza mitjançant dispositius de control automàtic: màquines de control que inclouen sistemes de control de programes.
El control programat consisteix en el fet que els modes de moviment necessaris de cada objecte controlat es calculen per endavant i es registren en els corresponents dispositius d'emmagatzematge d'informació: òrgans de memòria. El procés de control es redueix a reproduir els moviments de l'objecte enregistrats per aquest programa.
Control del programa — control mitjançant sistemes que proporcionen una transició ràpida a qualsevol programa de treball introduint-lo o escrivint-lo amb un codi condicional al suport del programa, amb el qual s'introdueix al dispositiu de control.
Control numèric de la màquina — Control del processament de la peça de la màquina segons el programa de control (NC), en el qual les dades s'especifiquen en format digital.
Els sistemes de control digital (CNC) es construeixen a partir de maquinari i programari, centrats en l'ús de microprocessadors i microordinadors moderns amb equipament perifèric, en l'ús d'accionament elèctric automatitzat d'alta velocitat que proporciona la reproducció de les trajectòries de moviment del programari, així com el disseny informàtic, la preparació i la depuració de sistemes i programari d'aplicació.
Vista externa del model WinPCNC de la unitat CNC
Així doncs, el CNC (control numèric) és en realitat un sistema informatitzat per controlar els mecanismes d'una màquina-eina, utilitzant determinades ordres de màquina per realitzar determinades tasques. Aquesta tecnologia ha permès a moltes empreses augmentar dràsticament la seva capacitat de producció i, alhora, reduir el cost dels seus productes.
La programació de l'ordre i el mode de funcionament de la màquina CNC es realitza mitjançant conjunts de funcions especials i algorismes comprensibles pel sistema de control digital. La quantitat i la qualitat de les ordres donades al sistema de control, així com les característiques de programació de cada màquina, depenen tant de la professionalitat de l'operador com de les capacitats d'una determinada màquina, que inicialment poden estar limitades pel seu disseny.
Molts encaminadors, per exemple, permeten programar el moviment de l'eina de treball, però al mateix temps no permeten el moviment de la taula de treball. Altres màquines permeten accions més programables, de manera que l'operador disposa de més sala de control. De vegades, tot el que es requereix de l'operador és canviar les peces a temps i controlar el desgast de l'eina de treball, i el programa s'encarregarà de la resta.
El dispositiu de màquines CNC
El disseny de la màquina CNC inclou diversos blocs, cadascun dels quals, com a part del conjunt, té la seva pròpia finalitat funcional. Hi pot haver unitats addicionals que introdueixin característiques individuals al sistema d'unitats. Suposem que un torn CNC té els components bàsics següents: base, llit, reposacaps, fluid de cua, capçal de tall, accionaments d'engranatges, sensor de fil, panell de control.
La base és una peça rectangular fosa sobre la qual es munta el llit i que dota a la màquina de força i resistència a les vibracions. El llit és la part principal del torn, que uneix tots els seus components i mecanismes. Consta d'un parell de parets connectades rígidament per elements transversals.
Hi ha guies al llit, a més, aquí es fixen la caixa de canvis i la part posterior. La cua i el suport amb el davantal es poden moure al llarg de les guies, segons el tipus d'eina de treball. Hi ha un coixinet al capçal de l'eix, gràcies a aquest disseny, la peça es fixa i gira.
El capçal de tall automàtic implica una instal·lació seqüencial de les eines de tall en la posició de treball. Engranatges motrius del moviment principal, transmissió transversal i longitudinal.
Els motors elèctrics transmeten la rotació del rotor que, gràcies als cargols esfèrics, es converteix en un moviment lineal dels blocs. La cua subjecta el centre de la peça a mecanitzar. El sensor de l'aixeta es troba a la safata. El tauler de control està dissenyat per a la comoditat de l'operador i el seguiment del procés. Hi pot haver diversos panells de control.
La programació d'accionaments de cargol fix es redueix a encendre, apagar i canviar els contactors adequats.Per fer-ho, n'hi ha prou amb gravar el senyal de les ordres «encesa» i «apagada».
El control de velocitat dels eixos principals es requereix més sovint per garantir que el metall es processa a la velocitat de tall òptima. En aquest cas, cal ajustar la velocitat angular perquè la velocitat perifèrica amb la qual es realitza el tall tingui un valor òptim constant.
La programació del control dels alimentadors és una tasca molt més important i complexa, ja que assegura el rendiment de la funció principal de la màquina: formar la forma del producte.
Sistema de coordenades estàndard de màquines-eina CNC
Diagrama funcional del control de màquina CNC
Implementació esquemàtica d'algorismes CNC de classe NC (SNC).
Arquitectura del sistema PCNC-1 d'Alan Bradley amb CNC
Els avantatges de les màquines CNC
L'avantatge principal i evident d'una màquina CNC, en comparació amb una màquina convencional, és el nivell més alt d'automatització de la producció, que minimitza la intervenció humana en el procés de fabricació de peces.
Per definició, la màquina CNC és capaç de treballar de forma autònoma i gairebé contínua, sense cansar-se les 24 hores del dia, i la qualitat dels productes no caurà per això.Si la feina la fes una persona, estaria cansada, caldria canviar el torn, els omnipresents factors humans, errors, etc. Això no és aquí. L'operari només prepara la màquina per al treball, col·loca i treu peces, ajusta l'eina. Una persona pot fer funcionar diverses màquines d'aquesta manera.
A més, cal destacar la màxima flexibilitat de les màquines CNC. Per produir diferents peces, l'operador només necessita canviar el programa de treball de la màquina.A més, el programa sempre està preparat per executar-se un nombre il·limitat de vegades, mentre que el programa no s'ha d'editar cada vegada.
L'alta precisió i repetibilitat ja no depenen de la formació de l'operador, sinó de la qualitat del programa utilitzat. Aquest és un gran avantatge, en comparació amb les màquines de tall de metall convencionals, que permet la producció de milers de peces idèntiques en forma i qualitat, i sense reduir aquesta qualitat.
Algunes peces no es poden fer a mà en una màquina convencional per complexitat o per alt cost, i en una màquina CNC només és qüestió d'escollir el programa adequat. Com a resultat, les màquines CNC permeten obtenir de manera ràpida i eficient una part de gairebé qualsevol complexitat i en principi en qualsevol quantitat. Només hi ha una condició: la peça a fabricar s'ha de dissenyar prèviament amb un ordinador.
Vegeu també:
Accionaments elèctrics per a màquines CNC
Equips elèctrics per a màquines de perforació CNC