Ano ang CNC Machine?
A Makina ng CNC ay isang numerical control machine tool na may idinagdag na feature ng isang on board na computer. Ang computer ay tinutukoy bilang ang machine control unit (MCU). Ang numerical data na kinakailangan upang makagawa ng isang bahagi ay ibinibigay sa makina sa anyo ng programa. Ang programa ay isinalin sa naaangkop na mga electrical signal para sa input sa mga motor na nagpapatakbo ng makina.
Ang machine frame bed ay ang mekanikal na istraktura ng CNC machine, at ito rin ay binubuo ng pangunahing drive system, feed drive system, kama, workbench at auxiliary motion device, hydraulic at pneumatic system, lubrication system, cooling device, chip removal, proteksyon system at iba pang bahagi. Ngunit upang matugunan ang mga kinakailangan ng numerical control at bigyan ng buong laro ang pagganap ng machine tool, ito ay sumailalim sa malalaking pagbabago sa pangkalahatang layout, hitsura, istraktura ng transmission system, tool system at operating performance. Ang mga mekanikal na bahagi ng mga CNC machine ay kinabibilangan ng kama, kahon, column, guide rail, worktable, spindle, feed mechanism, tool exchange mechanism.
Paano Gumagana ang Isang CNC Machine?
Ang mga CNC machine ay gumagamit ng mga computer upang mapagtanto ang teknolohiya ng digital program control. Ang teknolohiyang ito ay gumagamit ng isang computer upang isagawa ang sequential logic control function ng track ng paggalaw ng device at ang pagpapatakbo ng mga peripheral ayon sa control program na nakaimbak nang maaga. Bilang isang computer ay ginagamit upang palitan ang orihinal na numerical control device na binubuo ng hardware logic circuits, ang imbakan, pagproseso, pagkalkula, lohikal na paghatol at iba pang mga function ng kontrol ng mga tagubilin sa pagpapatakbo ng input ay maaaring maisakatuparan ng computer software, at ang mga micro-instructions na nabuo ng pagproseso ay maaaring maipadala. I-drive ang motor o hydraulic actuator sa servo drive device para patakbuhin ang CNC machine.
Upang magpatakbo ng isang CNC machine, maaari mong gawin ang mga sumusunod na hakbang:
Hakbang 1. Ayon sa plano sa pagguhit at proseso ng bahaging may makina, gamitin ang tinukoy na code at format ng programa upang i-program ang landas ng paggalaw ng tool, ang proseso ng pagproseso, ang mga parameter ng proseso, at ang halaga ng pagputol sa form ng pagtuturo na maaaring makilala ng CNC system, iyon ay, upang isulat ang programa sa pagproseso.
Hakbang 2. Ipasok ang programmed processing program sa CNC device.
Hakbang 3. Ang CNC device ay nagde-decode at nagpoproseso ng input program (code), at nagpapadala ng kaukulang control signal sa servo drive device at auxiliary function control device ng bawat coordinate axis upang kontrolin ang paggalaw ng bawat bahagi ng machine tool.
Hakbang 4. Sa proseso ng paggalaw, kailangang makita ng CNC system ang coordinate axis position ng CNC machine, ang estado ng travel switch, atbp. anumang oras, at ihambing ito sa mga kinakailangan ng programa upang matukoy ang susunod na aksyon hanggang sa maproseso ang isang kwalipikadong bahagi.
Hakbang 5. Maaaring obserbahan at suriin ng operator ang mga kondisyon sa pagpoproseso at katayuan sa pagtatrabaho ng CNC machine anumang oras. Kung kinakailangan, kinakailangan upang ayusin ang pagkilos ng makina ng CNC at programa sa pagproseso upang matiyak ang ligtas at maaasahang operasyon ng tool ng makina.
Cartesian Coordinate System
Halos lahat ng bagay na maaaring gawin sa isang maginoo na tool sa makina ay maaaring gawin sa isang computer numerical control machine tool, na may maraming mga pakinabang. Ang mga galaw ng machine tool na ginagamit sa paggawa ng isang produkto ay may 2 pangunahing uri: point-to-point (straight-line movements) at tuloy-tuloy na landas (contouring movements).
Ang Cartesian, o parihabang, sistema ng koordinasyon ay nilikha ng Pranses na matematiko at pilosopo na si Rene' Descartes. Gamit ang sistemang ito, ang anumang partikular na punto ay maaaring ilarawan sa mga terminong matematikal mula sa anumang ibang punto sa kahabaan ng 3 patayong aksis. Ang konseptong ito ay akmang-akma sa mga makinarya dahil ang kanilang konstruksyon ay karaniwang nakabatay sa 3 aksis ng paggalaw (X, Y, Z) kasama ang isang aksis ng pag-ikot. Sa isang payak na patayong makinang panggiling, ang X aksis ay ang pahalang na paggalaw (kanan o kaliwa) ng mesa, ang Y aksis ay ang paggalaw ng tawiran ng mesa (papunta o palayo sa haligi), at ang Z aksis ay ang patayong paggalaw ng tuhod o ng spindle. Ang mga sistema ng CNC ay lubos na umaasa sa paggamit ng mga parihabang koordinasyon dahil matutukoy ng programmer ang bawat punto sa isang trabaho nang tumpak. Kapag ang mga punto ay matatagpuan sa isang workpiece, 2 tuwid na nagsasalubong na linya, isang patayo at isang pahalang, ang ginagamit. Ang mga linyang ito ay dapat na nasa tamang anggulo sa isa't isa, at ang punto kung saan sila nagtatagpo ay tinatawag na pinagmulan, o zero point (Larawan 1).
Fig. 1 Ang mga intersecting na linya ay bumubuo ng mga tamang anggulo at itatag ang zero point.
Fig. 2 Ang 3-dimensional coordinate planes (axis) na ginamit sa CNC.
Ang mga 3-dimensional na coordinate na eroplano ay ipinapakita sa Fig. 2. Ang X at Y na mga eroplano (axis) ay pahalang at kumakatawan sa pahalang na galaw ng machine table. Ang Z plane o axis ay kumakatawan sa vertical tool motion. Ang plus (+) at minus (-) na mga palatandaan ay nagpapahiwatig ng direksyon mula sa zero point (pinagmulan) kasama ang axis ng paggalaw. Ang 4 na quadrant ay nabuo kapag ang XY axis cross ay binibilang sa isang counterclockwise na direksyon (Larawan 3). Ang lahat ng mga posisyon na matatagpuan sa quadrant 1 ay magiging positibo (X+) at positibo (Y+). Sa 2nd quadrant, ang lahat ng mga posisyon ay magiging negatibo X (X-) at positibo (Y+). Sa 3rd quadrant, ang lahat ng lokasyon ay magiging negatibo X (X-) at negatibo (Y-). Sa ika-4 na kuwadrante, ang lahat ng mga lokasyon ay magiging positibong X (X+) at negatibong Y (Y-).
Fig. 3 Ang mga quadrant na nabuo kapag ang X at Y axis cross ay ginagamit upang tumpak na mahanap ang mga punto mula sa X/Y zero, o origin point.
Sa Fig. 3, ang point A ay magiging 2 unit sa kanan ng Y axis at 2 unit sa itaas ng X axis. Ipagpalagay na ang bawat yunit ay katumbas ng 1.000. Ang lokasyon ng point A ay X + 2.000 at Y + 2.000. Para sa punto B, ang lokasyon ay magiging X + 1.000 at Y - 2.000. Sa CNC programming hindi kinakailangan na ipahiwatig ang mga plus (+) na halaga dahil ang mga ito ay ipinapalagay. Gayunpaman, ang mga minus (-) na halaga ay dapat ipahiwatig. Halimbawa, ang mga lokasyon ng parehong A at B ay ipahiwatig tulad ng sumusunod:
Isang X2.000 Y2.000
B X1.000 Y-2.000
Ang isang computer system ay konektado sa makina na binubuo ng mga sensor at electrical drive. Kinokontrol ng programa ang mga paggalaw ng axis ng makina.
Ano ang Mga Karaniwang Uri ng CNC Machines?
Ang mga naunang kagamitan sa makina ay idinisenyo upang ang operator ay nakatayo sa harap ng makina habang pinapatakbo ang mga kontrol. Hindi na kailangan ang disenyong ito, dahil sa CNC hindi na kinokontrol ng operator ang mga galaw ng machine tool. Sa maginoo na mga tool sa makina, halos 20 porsiyento lamang ng oras ang ginugol sa pag-alis ng materyal. Sa pagdaragdag ng mga elektronikong kontrol, ang aktwal na oras na ginugol sa pag-alis ng metal ay tumaas sa 80 porsiyento at mas mataas pa. Binawasan din nito ang dami ng oras na kinakailangan upang dalhin ang cutting tool sa bawat posisyon ng machining.
Mayroong 10 pinakakaraniwang uri ng CNC machine na naroroon sa iba't ibang industriya.
1. CNC Milling Machines (CNC Mills)
2. Mga CNC Router Machine (Mga CNC Router)
3. Mga CNC Laser Machine (Mga Laser Cutter, Laser Engraver, Laser Welder)
4. Mga CNC Lathe Machine (CNC Lathes)
5. CNC Drilling Machines (CNC Drills)
6. CNC Boring Machines
7. CNC Grinding Machines (CNC Grinders)
8. Mga Electrical Discharge Machine (EDM)
9. CNC Plasma Cutting Machines (CNC Plasma Cutter)
10. 3D Mga Printer
