Co to jest i Jakie ma Zastosowanie?
Czym jest technologia CNC i gdzie się ją stosuje? Odpowiedzi na te pytania udzielamy w poniższym artykule. W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat przemysł przeszedł dużą metamorfozę. Nieustanny rozwój technologiczny doprowadził do automatyzacji produkcji. Pracą większości urządzeń kierują teraz rozwiązania, które komunikują się z operatorem za pomocą interfejsu użytkownika. Bardzo popularne w tym zakresie stały się maszyny CNC.
Co to jest technologia CNC?
Nazwa tej technologi to skrót od Computerized Numerical Control, czyli komputerowe sterowanie urządzeń numerycznych. Jest to system sterowania umożliwiający precyzyjne programowanie pracy. Do maszyny wystarczy wprowadzić konkretne dane, aby uzyskać oczekiwany efekt. Zalety tego rozwiązania są powszechnie używane w urządzeniach służących między innymi do obróbki metali.
Najczęściej CNC jako technologia wykorzystywana jest w tokarkach, frezarkach czy elektrodrążarkach. Obróbka CNC umożliwia szybkie i dokładne uzyskanie pożądanych kształtów. Proces ten jest niezwykle wygodny bez względu na obrabiane komponenty. Mogą to być metal, tworzywa sztuczne czy drewno. Dzięki niemu w krótkim czasie uzyskuje się nawet skomplikowane kształty. Jest to bardzo istotne w produkcji przemysłowej, gdzie powtarzalność wytwarzanych elementów ma kluczowe znaczenie.
Skąd wzięła się technologia CNC?
Przed wynalezieniem technologi CNC obróbka różnego rodzaju materiałów odbywała się ręcznie lub za pomocą zespołów frezów. Korzystano także w pomocy wielu maszyn, a których każda odpowiadała za inny etap produkcji. W takich przypadkach nie było możliwości przeprogramowywania tych urządzeń.
Od początku lat czterdziestych XX wieku programowanie urządzeń było przeprowadzane za pośrednictwem kart dziurkowanych. W 1946 roku John T. Parsons i Frank L. Stulen udoskonalili ten system, dostosowują karty do bardziej złożonych procesów, czyli do określania kształtów wirników nośnych. Pierwsza obrabiarka CNC powstała w latach pięćdziesiątych dwudziestego wieku i działała na podstawie binarnie kodowanej taśmy dziurkowanej. Była przystosowana do przeprowadzania liniowych interpolacji 3D.
Działanie obrabiarek CNC
Obecnie obróbka CNC oparta jest na przetwarzaniu danych cyfrowych na ruch o określonych parametrach. Urządzenia CNC zawierają efektywne:
napędy,
przetworniki,
nośniki danych.
Na nośnikach, które są urządzeniami wejściowymi, znajdują się taśmy, karty lub inne urządzenia przechowujące dane sterujące. Przetworniki odpowiadają za przetwarzanie informacji z nośników na sygnały, które następnie odpowiadają za sterowanie napędami. Ich zadanie z kolei polega na kierowaniu osiami wrzeciona i przesuwu. Wszystkie przemieszczenia są dokładnie mierzone i przesyłane znowu do przetwornika, Dzięki temu możliwe jest modyfikowanie położenia w układzie współrzędnych i kontynuowanie pracy urządzenia.
Rodzaje układów sterowania CNC
Dwa podstawowe rodzaje sterowania maszynami CNC to:
punktowe,
odcinkowe.
Różnią się one od siebie sposobem wykonywania ruchów posuwowych określonych osi. Sterowanie punktowe wykorzystuje dokładne pozycjonowanie narzędzia względem przedmiotu poddawanego obróbce. Zalecany jest w tym przypadku ruch po linii prostej, który pozwala na skrócenie czasu operacji. Uzyskanie dokładnego położenia obrabiarki CNC jest możliwe wtedy, gdy najeżdża się na punkt docelowy od tej samej strony. Ten układ sterowania z uwagi na swoją prostotę używany jest w wiertarkach, wytaczarkach czy przebijarkach.
Metoda sterowania odcinkowego ma ścisłe wymagania dotyczące prędkości i toru, przemieszczania się narzędzia. Kontury obrabianego przedmiotu są równoległe względem sterowanych osi. Można jeszcze wyróżnić alternatywną metodę sterowania tzw. kształtową. Jest ona wykorzystywana wtedy, gdy droga narzędzia musi przejść przez ściśle określone punkty toru. Dzięki niej powstaje linia, która składa się i z odcinków prostoliniowych i krzywoliniowych.
Zastosowanie technologii CNC
Usługi CNC takie jak na przykład frezowanie CNC są szeroko wykorzystywane w przemyśle. Ich głównym zadaniem jest udział w procesach obróbki materiałów. Urządzenia CNC posiadają dużą wytrzymałość, która pozwala nadawać regularne parametry częściom poddawanym obróbce. W ten sposób zakłady wykorzystujące tę technologię mogą zagwarantować wysoką jakość wytwarzanych komponentów. Znajduje ona zastosowanie także podczas procesów spawania i cięcia metalowych części, ułatwiając tworzenie zaawansowanych detali.
Maszyny CNC wykorzystywane są między innymi:
podczas procesu produkcji samolotów, gdzie służą do wywiercania otworów chłodzących w szybko nagrzewających się częściach silnika,
do produkcji maszyn rolniczych,
do wytwarzania urządzeń budowlanych,
w branży motoryzacyjnej,
w branży farmaceutycznej,
w branży spożywczej.
Zastosowanie technologii CNC występuje wszędzie tam, gdzie ważna jest elastyczność i wydajność procesu. Sprawdza się ona szczególnie w przypadku produkcji o charakterze masowym, w której kształty detali muszą być zgodne z obowiązującymi parametrami technicznymi. Powtarzalność, możliwość tworzenia skomplikowanych profili i precyzja to najważniejsze zalety obróbki CNC.
Warto też wspomnieć o drukarkach 3D, które cieszą się obecnie wzrastającą popularnością. Stanowią one często, rozwinięcie specjalistycznych urządzeń CNC. Ich potencjał jest ogromny. Służą na przykład do wytwarzania akcesoriów medycznych.
Podsumowanie
Technologia CNC przyczyniła się do szybkiego rozwoju przemysłu, który nieustannie trwa, ujawniając coraz to nowe możliwości. Dzięki niej powstają precyzyjnie odwzorowane, powtarzalne, mniejsze lub większe elementy, takie jak koła łańcuchowe, śrubki, nakrętki itp. Z całą pewnością w przyszłości powstaną jeszcze bardziej zaawansowane maszyny CNC, posiadające nowe usprawnienia.
Branże w których wykorzystuje się maszyny CNC
Maszyny CNC są nowoczesnymi urządzeniami służącymi do obróbki różnego rodzaju materiałów. Kiedyś obróbka skrawaniem odbywała się jedynie za pomocą metod konwencjonalnych, natomiast dzisiaj coraz częściej stosuje się urządzenia sterowane numerycznie.
Ich sercem jest mikrokomputer, który daje gwarancję doskonałej precyzji. Dzięki temu można tworzyć dowolne elementy o dokładnie zaplanowanych parametrach, takich jak kształt, wielkość czy struktura. Charakteryzują się one ponadto zachowaniem dużej powtarzalności. Wysoka jakość produktów oraz wydajność obróbki sprawiają, że urządzenia CNC są wykorzystywane w wielu branżach.
Przemysł maszynowy
Każda maszyna składa się z licznych podzespołów, których współdziałanie odpowiada za pracę całości. Dzięki obróbce skrawaniem CNC możliwe jest stworzenie precyzyjnych elementów o indywidualnych cechach. Komponenty urządzeń wykorzystywanych w przemyśle czy rolnictwie to tylko niektóre z powszechniejszych zastosowań. Trudno sobie wyobrazić jakąkolwiek produkcję bez płynnego działania linii produkcyjnych a ich oprzyrządowanie powstaje właśnie przy użyciu technologii CNC. Kierujące ruchem produkcji ślimaki ustalające czy też stoły prowadzące to niezbędne elementy linii rozlewniczych czy pakujących, a także wszelkich innych urządzeń produkcyjnych. Obróbka skrawaniem wykorzystywana jest także w inżynierii sanitarnej do tworzenia urządzeń grzewczych i klimatyzacyjnych. Nie ulega więc wątpliwości, że przemysł maszynowy nie mógłby się obejść bez zastosowania maszyn CNC.
Produkcja silników
Działanie samochodów, a także innych środków transportu jest możliwe dzięki pracy silnika. To zaawansowane technologiczne urządzenia składające się z licznych elementów. Obróbka skrawaniem CNC umożliwia produkcję elementów silnika, a także innych podzespołów samochodowych. Ma również zastosowanie w produkcji silników lotniczych. Skomplikowane detale i niezwykła precyzja, jaką muszą się charakteryzować tego typu podzespoły jest możliwa właśnie dzięki zastosowaniu sterowanych numerycznie urządzeń.
W dzisiejszych czasach niemalże każda branża korzysta z technologii CNC. Ma ona zastosowanie w przemyśle wydobywczym i stoczniowym, w energetyce czy też metalurgii. Na jej popularność wpływa precyzja, powtarzalność, szybkość, a także minimalizacja strat materiałowych. Wszystko to sprawia, że maszyny CNC to nowoczesna technologia na miarę XXI wieku.
Do czego można wykorzystać maszyny CNC?
Maszyny CNC czyli sterowane numerycznie wymagają od operatora wprowadzenia żądanych ustawień w panelu przed rozpoczęciem pracy. Po wykonaniu tej czynności możesz liczyć na wyjątkową precyzję, powtarzalność, oszczędność czasu, a także eliminację wielu z często pojawiających się błędów.
Jakie możliwości dają maszyny CNC?
Automatyzacja i robotyzacja przemysłu z maszynami CNC
Jakie możliwości dają maszyny CNC?
Wycinarka laserowa czy giętarka do rur to urządzenia, które sprawdzają się nie tylko na wielkich halach produkcyjnych. Z maszyn CNC z powodzeniem korzystają małe manufaktury, warsztaty i pracownie projektowe. Zakres prac, w których pomocne okazać się mogą spawarki laserowe oraz inne maszyny sterowane numerycznie jest naprawdę szeroki. Przede wszystkim warto podkreślić, że początek rozwoju maszyn tego typu sięga połowy XX wieku, natomiast dzisiaj są one bardzo rozpowszechnione na różnych etapach produkcji. Spotkać je można w bardzo różnych branżach. Od lat 70. technologia CNC właściwie zdominowała produkcję, szczególnie w przypadku ośrodki bardzo skomplikowanych elementów. Bardzo istotnym elementem okazał się sam proces programowania, uproszczony dzięki wprowadzenim aplikacji CAM z kodami G (odpowiedzialnymi za geometrię) oraz M (dotyczące konfiguracji). To wszystko sprawiło, że w XXI wieku nowoczesna produkcja nie może się już właściwie obejść bez maszyn CNC, które z powodzeniem można wykorzystywać m.in. do:
prototypowania - to jeden z przykładów działań, w których maszyny CNC sprawdzają się także w małych zakładach produkcyjnych; maszyny CNC pozwalają na bardzo precyzyjną obróbkę materiału, a dzięki kodom G i M w aplikacji CAM wprowadzenie zmian do tworzonego właśnie prototypu nie jest szczególnie skomplikowane, co znacznie skraca czas powstawania projektu; dzięki uproszczonemu procesowi programowania wystarczy przesłać kody G i M do maszyny i rozpocząć pracę;
produkcji - na mniejszą, jak i większą skalę; w przypadku produkcji obejmującej konieczność tworzenia wielu sztuk tego samego skomplikowanego elementu ogromne znaczenie ma precyzja, jaką zapewnia prasa krawędziowa czy spawarka laserowa; możesz liczyć na bardzo wysoki poziom powtarzalności, redukcja możliwych błędów, maksymalne wykorzystanie dostępnego materiału - wszystko to w znacznym stopniu przyczynia się do wymiernych oszczędności czasu i kosztów;
obróbki - maszyny CNC bardzo chętnie wykorzystywane są do obróbki stali czy aluminium; wykorzystuje się ja do tworzenia skomplikowanego oprzyrządowania oraz rozbudowanych form o niecodziennych kształtach; tutaj po raz kolejny nieoceniona jest precyzja i powtarzalność, jaką gwarantują np. lasery czyszczące;
produkcji hybrydowej - maszyny CNC z powodzeniem można połączyć z innymi urządzeniami i technikami, co znacznie poszerza możliwości tego sprzętu.
Automatyzacja i robotyzacja przemysłu z maszynami CNC
Laser czyszczący, spawarka laserowa, wycinarka laserowa do rur i profili - wszystkie de urządzenia umożliwiają wprowadzenie robotyzacji i automatyzacji linii produkcyjnej. W tym sensie mogą się one przyczyniać do kompleksowanej modernizacji przedsiębiorstw. W takim przypadku nie wystarczy oczywiście wyłącznie zakup samych urządzeń. Konieczne jest opracowanie konkretnych rozwiązań i technologii dopasowanych do indywidualnych potrzeb każdego przedsiębiorstwa. Z pomocą maszyn CNC można stworzyć bardzo wydaje stanowiska pracy, które znacznie przyspiesza wykonanie konkretnych zadań, ogranicza koszty, a także przyczynia się do minimalizacji błędów. W ten sposób przede wszystkim średnie i duże przedsiębiorstwa mogą znacznie poprawić swoją wydajność.
Leave a Reply