Kaip veikia ir veikia CNC staklės
Dabartinis technologinės pažangos išsivystymo lygis, kartu su dideliu vartojimu ir atitinkama paklausa, įvairioms pramonės šakoms nustato naujus ir naujus gaminių kiekio ir kokybės standartus. Šiandien reikalingų apimčių nebegalima užtikrinti nesinaudojus visišku automatizavimu.
Dėl to viena didžiausių pastarojo dešimtmečio naujovių buvo plačiai paplitusios metalo pjovimo staklės su CNC — skaitmeniniu būdu valdomos metalo pjovimo staklės.
Mašinų gamybos efektyvumo didinimo uždavinys gali būti sprendžiamas remiantis visišku gamybos procesų mechanizavimu ir automatizavimu, tobulinant metalo apdirbimo įrenginių parko struktūrą, diegiant programuojamas stakles, pramoninius robotus, automatines linijas ir kompleksus, t.y. galimybė greitai pakeisti įrangą pereinant prie skirtingų tipų gaminių.
Pramoninis robotas (automatinis manipuliatorius su programuotu valdymu) – tai automatinė mašina (stacionari arba mobili), susidedanti iš kelių mobilumo laipsnių manipuliatoriaus pavidalo vykdomojo įrenginio ir programinio valdymo perprogramuojamo įrenginio variklio ir valdymo funkcijoms atlikti gamybos procese.
Daugiau apie robotus:
Pramoninių robotų klasifikacija
Pramoninių robotų tipai šiuolaikinėje gamyboje
Bet kurio objekto valdymo automatizavimas yra šio objekto judėjimo pajungimas tam tikriems reikalavimams, garantuojant geriausią jo paskirtį. Toks objekto judėjimo organizavimas atliekamas naudojant automatinius valdymo įrenginius – valdymo mašinas, kuriose yra programinio valdymo sistemos.
Programinis valdymas susideda iš to, kad iš anksto apskaičiuojami būtini kiekvieno valdomo objekto judėjimo režimai ir įrašomi į atitinkamus informacijos saugojimo įrenginius – atminties organus. Valdymo procesas sumažinamas iki šios programos įrašytų objekto judesių atkūrimo.
Programos valdymas — valdymas sistemomis, kurios užtikrina greitą perėjimą prie bet kurios darbo programos, ją įvedant arba su sąlyginiu kodu įrašant programos laikmenoje, su kuria įvedama į valdymo įrenginį.
Skaitmeninis mašinos valdymas — mašinos dalies apdorojimo valdymas pagal valdymo programą (NC), kurioje duomenys nurodomi skaitmenine forma.
Skaitmeninės valdymo sistemos (CNC) yra sukurtos aparatinės ir programinės įrangos pagrindu, orientuotos į mikroprocesorių ir modernių mikrokompiuterių su periferine įranga naudojimą, į didelės spartos automatizuotos elektrinės pavaros, užtikrinančios programinės įrangos judėjimo trajektorijų atkūrimą, naudojimą, taip pat kompiuterių projektavimo, paruošimo ir derinimo sistemų bei taikomųjų programų programinė įranga.
Išorinis CNC bloko WinPCNC modelio vaizdas
Taigi, CNC (skaitmeninis valdymas) iš tikrųjų yra kompiuterizuota staklių mechanizmų valdymo sistema, naudojant tam tikras mašinų komandas tam tikroms užduotims atlikti. Ši technologija leido daugeliui įmonių smarkiai padidinti savo gamybos pajėgumus ir tuo pačiu sumažinti savo produktų savikainą.
CNC staklių darbo tvarkos ir režimo programavimas atliekamas naudojant specialių funkcijų ir algoritmų rinkinius, suprantamus skaitmeninei valdymo sistemai. Valdymo sistemai duodamų komandų kiekis ir kokybė bei kiekvienos mašinos programavimo charakteristikos priklauso tiek nuo operatoriaus profesionalumo, tiek nuo konkrečios mašinos galimybių, kurias iš pradžių gali apriboti jos konstrukcija.
Daugelis maršrutizatorių, pavyzdžiui, leidžia programuoti darbo įrankio judėjimą, bet tuo pačiu visiškai neleidžia judėti darbo stalui. Kitos mašinos leidžia atlikti daugiau programuojamų veiksmų, todėl operatorius turi daugiau valdymo patalpos. Kartais iš operatoriaus tereikia laiku pakeisti ruošinius ir stebėti darbo įrankio susidėvėjimą, o visa kita susitvarkys programa.
CNC staklių įtaisas
CNC mašinos konstrukciją sudaro keli blokai, kurių kiekvienas, kaip visumos dalis, turi savo funkcinę paskirtį. Gali būti papildomų vienetų, kurie į vienetų sistemą įveda individualias charakteristikas. Tarkime, CNC tekinimo staklės turi šiuos pagrindinius komponentus: pagrindą, lovą, galvos atramą, uodegos skystį, pjovimo galvutę, krumpliaračių pavaras, sriegio jutiklį, valdymo skydelį.
Pagrindas yra išlieta stačiakampė dalis, ant kurios sumontuota lova ir kuri suteikia mašinai tvirtumo ir atsparumo vibracijai. Lova yra pagrindinė tekinimo staklių dalis, jungianti visus jos komponentus ir mechanizmus. Jį sudaro poros sienų, tvirtai sujungtų skersiniais elementais.
Ant lovos yra kreiptuvai, be to, čia pritvirtinta pavarų dėžė ir galinė dalis. Uodega ir atrama su prijuoste gali judėti išilgai kreiptuvų, priklausomai nuo darbo įrankio tipo. Suklio galvutėje yra guolis, dėl šios konstrukcijos ruošinys fiksuojamas ir pasukamas.
Automatinė pjovimo galvutė reiškia nuoseklų pjovimo įrankių montavimą į darbinę padėtį. Pagrindinio judesio, skersinės ir išilginės transmisijos pavaros.
Elektros varikliai perduoda rotoriaus sukimąsi, kuris sferinių varžtų dėka paverčiamas tiesiniu blokų judėjimu. Uodega laiko apdirbamo ruošinio centrą. Čiaupų jutiklis yra ant padėklo. Valdymo pultas skirtas operatoriaus patogumui ir proceso stebėjimui. Gali būti keli valdymo pultai.
Fiksuotų velenų pavarų programavimas apsiriboja atitinkamų kontaktorių įjungimu, išjungimu ir perjungimu.Norėdami tai padaryti, pakanka įrašyti komandų „įjungti“ ir „išjungti“ signalą.
Norint užtikrinti, kad metalas būtų apdorojamas optimaliu pjovimo greičiu, dažniausiai reikalingas pagrindinių velenų greičio reguliavimas. Tokiu atveju būtina sureguliuoti kampinį greitį taip, kad periferinis greitis, kuriuo atliekamas pjovimas, turėtų pastovią optimalią vertę.
Tiektuvų valdymo programavimas yra daug svarbesnė ir sudėtingesnė užduotis, nes tai užtikrina pagrindinės mašinos funkcijos – gaminio formos formavimo – atlikimą.
Standartinė CNC staklių koordinačių sistema
CNC staklių valdymo funkcinė schema
Scheminis NC klasės (SNC) CNC algoritmų įgyvendinimas
Alano Bradley PCNC-1 sistemos architektūra su CNC
CNC staklių privalumai
Pagrindinis ir akivaizdus CNC staklių privalumas, lyginant su įprastine stakle, yra aukščiausio lygio gamybos automatizavimas, kuris minimalizuoja žmogaus įsikišimą į detalių gamybos procesą.
Pagal apibrėžimą CNC staklės gali dirbti autonomiškai ir beveik nepertraukiamai, nepavargdamos visą parą, o gaminių kokybė dėl to nekris.Jei darbą atliktų žmogus, jis būtų pavargęs, tai reikėtų keisti tekinimo stakles, visur esančius žmogiškuosius veiksnius, klaidas ir t.t. Tai čia ne. Operatorius tik paruošia mašiną darbui, deda ir išima detales, sureguliuoja įrankį. Tokiu būdu vienas žmogus gali valdyti kelias mašinas.
Be to, reikėtų pažymėti didžiausią CNC staklių lankstumą. Norint gaminti skirtingas dalis, operatoriui tereikia pakeisti mašinos darbo programą.Be to, programa visada pasiruošusi paleisti neribotą skaičių kartų, tuo tarpu programos nereikia kiekvieną kartą redaguoti.
Didelis tikslumas ir pakartojamumas jau priklauso ne nuo operatoriaus mokymo, o nuo naudojamos programos kokybės. Tai didžiulis pliusas, lyginant su įprastomis metalo pjovimo staklėmis, leidžiančiomis pagaminti tūkstančius savo forma ir kokybe identiškų detalių, šios kokybės nesumažinant.
Kai kurių dalių negalima pagaminti rankomis įprastoje staklėje dėl sudėtingumo ar didelių sąnaudų, o CNC staklėse tereikia pasirinkti tinkamą programą. Dėl to CNC staklės leidžia greitai ir efektyviai gauti beveik bet kokio sudėtingumo detales ir iš esmės bet kokiu kiekiu. Yra tik viena sąlyga – gaminama dalis turi būti iš anksto suprojektuota kompiuteriu.
Taip pat žiūrėkite:
Elektrinės pavaros CNC staklėms
CNC gręžimo staklių elektros įranga
CNC tekinimo staklių elektros įranga