CNC-bearbejdning er en fremstillingsproces, hvor forprogrammeret computersoftware dikterer bevægelsen af fabrikkens værktøjer og maskiner. Processen kan bruges til at styre en række komplekse maskiner, fra kværne og drejebænke til møller og fræsere. Med CNC-bearbejdning kan tredimensionelle skæreopgaver udføres i et enkelt sæt prompter.
Forkortelse for "computer numerical control", CNC-processen kører i modsætning til - og afløser derved - begrænsningerne ved manuel styring, hvor der er brug for aktive operatører til at tilskynde og guide kommandoerne fra bearbejdningsværktøjer via håndtag, knapper og hjul. For tilskueren kan et CNC-system ligne et almindeligt sæt computerkomponenter, men de softwareprogrammer og konsoller, der bruges i CNC-bearbejdning, adskiller det fra alle andre former for beregning.
Hvordan fungerer CNC-bearbejdning?
Når et CNC-system aktiveres, programmeres de ønskede udskæringer ind i softwaren og dikteres til tilsvarende værktøjer og maskiner, som udfører de dimensionelle opgaver som specificeret, ligesom en robot.
I CNC-programmering vil kodegeneratoren i det numeriske system ofte antage, at mekanismer er fejlfri, på trods af muligheden for fejl, hvilket er større, når en CNC-maskine er instrueret til at skære i mere end én retning samtidigt. Placeringen af et værktøj i et numerisk styresystem er skitseret af en række input kendt som delprogrammet.
Med en numerisk styremaskine indlæses programmer via hulkort. Derimod føres programmerne til CNC-maskiner til computere via små tastaturer. CNC-programmering bevares i en computers hukommelse. Selve koden er skrevet og redigeret af programmører. Derfor tilbyder CNC-systemer langt mere ekspansiv beregningskapacitet. Det bedste af det hele er, at CNC-systemer på ingen måde er statiske, da nyere prompter kan føjes til allerede eksisterende programmer gennem revideret kode.
CNC MASKIN PROGRAMMERING
I CNC betjenes maskiner via numerisk kontrol, hvor et softwareprogram er udpeget til at styre et objekt. Sproget bag CNC-bearbejdning omtales skiftevis som G-kode, og det er skrevet til at styre de forskellige adfærd på en tilsvarende maskine, såsom hastighed, tilspænding og koordination.
Grundlæggende gør CNC-bearbejdning det muligt at forprogrammere hastigheden og positionen af maskinværktøjsfunktioner og køre dem via software i gentagne, forudsigelige cyklusser, alt sammen med ringe involvering fra menneskelige operatører. På grund af disse egenskaber er processen blevet indført på tværs af alle hjørner af fremstillingssektoren og er især vigtig inden for metal- og plastproduktion.
Til at begynde med er der udtænkt en 2D- eller 3D-CAD-tegning, som derefter oversættes til computerkode, som CNC-systemet kan udføre. Efter at programmet er indtastet, giver operatøren det en prøvekørsel for at sikre, at der ikke er fejl i kodningen.
Åbne/lukkede bearbejdningssystemer
Positionskontrol bestemmes gennem et åbent eller lukket kredsløb. Med førstnævnte kører signaleringen i en enkelt retning mellem regulator og motor. Med et lukket sløjfesystem er regulatoren i stand til at modtage feedback, hvilket gør fejlkorrektion mulig. Et lukket sløjfesystem kan således rette op på uregelmæssigheder i hastighed og position.
Ved CNC-bearbejdning er bevægelsen normalt rettet på tværs af X- og Y-akser. Værktøjet er på sin side positioneret og styret via step- eller servomotorer, som replikerer nøjagtige bevægelser som bestemt af G-koden. Hvis kraften og hastigheden er minimal, kan processen køres via åben sløjfestyring. For alt andet er styring med lukket sløjfe nødvendig for at sikre den hastighed, konsistens og nøjagtighed, der kræves til industrielle applikationer, såsom metalarbejde.
CNC-bearbejdning er fuldautomatisk
I nutidens CNC-protokoller er produktionen af dele via forprogrammeret software for det meste automatiseret. Dimensionerne for en given del sættes på plads med computerstøttet design (CAD) software og konverteres derefter til et faktisk færdigt produkt med computerstøttet fremstilling (CAM) software.
Ethvert givet arbejdsemne kan kræve en række forskellige værktøjsmaskiner, såsom boremaskiner og fræsere. For at imødekomme disse behov kombinerer mange af nutidens maskiner flere forskellige funktioner i én celle. Alternativt kan en installation bestå af flere maskiner og et sæt robothænder, der overfører dele fra en applikation til en anden, men med alt styret af det samme program. Uanset opsætningen tillader CNC-processen ensartethed i deleproduktionen, som ville være svær, hvis ikke umulig, at replikere manuelt.
DE FORSKELLIGE TYPER CNC-MASKINER
De tidligste numeriske kontrolmaskiner stammer fra 1940'erne, hvor motorer først blev brugt til at styre bevægelsen af allerede eksisterende værktøjer. Efterhånden som teknologierne udviklede sig, blev mekanismerne forbedret med analoge computere og i sidste ende med digitale computere, hvilket førte til fremkomsten af CNC-bearbejdning.
Langt de fleste af nutidens CNC-arsenaler er fuldstændig elektroniske. Nogle af de mere almindelige CNC-drevne processer omfatter ultralydssvejsning, hulning og laserskæring. De mest anvendte maskiner i CNC-systemer omfatter følgende:
CNC møller
CNC-fræsere er i stand til at køre på programmer, der består af tal- og bogstavbaserede prompter, som guider stykker over forskellige afstande. Programmeringen, der anvendes til en møllemaskine, kan være baseret på enten G-kode eller et unikt sprog udviklet af et produktionsteam. Basismøller består af et tre-akset system (X, Y og Z), selvom de fleste nyere møller kan rumme yderligere tre akser.
Drejebænke
I drejebænkemaskiner skæres stykker i cirkulær retning med vendeværktøj. Med CNC-teknologi udføres de snit, der anvendes af drejebænke, med præcision og høj hastighed. CNC drejebænke bruges til at producere komplekse designs, som ikke ville være mulige på manuelt kørende versioner af maskinen. Generelt er kontrolfunktionerne for CNC-drevne møller og drejebænke ens. Som med førstnævnte kan drejebænke styres af G-kode eller unik proprietær kode. De fleste CNC-drejebænke består dog af to akser - X og Z.
Plasmaskærere
I en plasmaskærer skæres materiale med en plasmabrænder. Processen anvendes først og fremmest på metalmaterialer, men kan også anvendes på andre overflader. For at producere den hastighed og varme, der er nødvendig for at skære metal, genereres plasma gennem en kombination af trykluftgas og elektriske lysbuer.
Elektriske afladningsmaskiner
Elektrisk udladningsbearbejdning (EDM) - skiftevis omtalt som dysesynkning og gnistbearbejdning - er en proces, der støber arbejdsemner til bestemte former med elektriske gnister. Med EDM opstår der strømudladninger mellem to elektroder, og dette fjerner sektioner af et givent emne.
Når mellemrummet mellem elektroderne bliver mindre, bliver det elektriske felt mere intenst og dermed stærkere end det dielektriske. Dette gør det muligt for en strøm at passere mellem de to elektroder. Følgelig fjernes dele af et arbejdsemne af hver elektrode. Undertyper af EDM omfatter:
● Wire EDM, hvorved gnisterosion bruges til at fjerne dele fra et elektronisk ledende materiale.
● Sinker EDM, hvor en elektrode og arbejdsemne er gennemblødt i dielektrisk væske med henblik på emnedannelse.
I en proces kendt som skylning, bliver snavs fra hvert færdigt arbejdsemne båret væk af et flydende dielektrikum, som vises, når strømmen mellem de to elektroder er stoppet og er beregnet til at eliminere yderligere elektriske ladninger.
Vandstråleskærere
I CNC-bearbejdning er vandstråler værktøjer, der skærer hårde materialer, såsom granit og metal, med højtryksanvendelser af vand. I nogle tilfælde er vandet blandet med sand eller et andet stærkt slibende stof. Fabriksmaskinedele formes ofte gennem denne proces.
Vandstråler bruges som et køligere alternativ til materialer, der ikke er i stand til at modstå de varmeintensive processer fra andre CNC-maskiner. Som sådan bruges vandstråler i en række sektorer, såsom rumfarts- og mineindustrien, hvor processen er kraftfuld til blandt andet udskæring og skæring. Vandstråleskærere bruges også til applikationer, der kræver meget indviklede snit i materiale, da manglen på varme forhindrer enhver ændring i materialets iboende egenskaber, der kan være resultatet af metal på metalskæring.
DE FORSKELLIGE TYPER CNC-MASKINER
Som masser af videodemonstrationer af CNC-maskiner har vist, bruges systemet til at lave meget detaljerede udskæringer af metalstykker til industrielle hardwareprodukter. Ud over de førnævnte maskiner omfatter yderligere værktøjer og komponenter, der anvendes inden for CNC-systemer:
● Broderimaskiner
● Træfræsere
● Revolverhoveder
● Trådbukkemaskiner
● Skumskærere
● Laserskærere
● Cylindriske kværne
● 3D-printere
● Glasskærere
Når der skal laves komplicerede snit i forskellige niveauer og vinkler på et emne, kan det hele udføres på få minutter på en CNC-maskine. Så længe maskinen er programmeret med den rigtige kode, vil maskinens funktioner udføre de trin, som softwaren dikterer. Forudsat at alt er kodet i henhold til design, bør et produkt af detaljer og teknologisk værdi dukke op, når processen er afsluttet.
Indlægstid: Jan-01-2022
