3 Tengelyes CNC Fúrógépek és Vezérlésük: Részletes Információk

A modern ipari feldolgozóiparban a nagy pontosságot, hatékonyságot és automatizáltságot igénylő feladatokhoz elengedhetetlen a CNC technológia alkalmazása. Ez a cikk a 3 tengelyes CNC fúrógépek alapjaiba, vezérlésébe, működésébe és alkalmazásaiba nyújt betekintést, valamint kitér a biztonságos üzemeltetés és karbantartás fontosságára is.

Mi az a CNC?

A CNC egy automatizált program, amely számítógépeket használ a mechanikai mozgások és munkafolyamatok vezérlésére. Ez egy intelligens gyártási rendszer, amely integrálja a hagyományos mechanikai gyártási technológiát, a számítástechnikát, a modern vezérlési technológiát, az érzékelő érzékelési technológiát, a hálózati kommunikációs technológiát és az opto-mechanikai technológiát. Nagy pontossággal, nagy hatékonysággal, automatizáltsággal rendelkezik, és kulcsszerepet játszik a rugalmas automatizálás, integráció és intelligencia megvalósításában a modern ipari feldolgozóiparban.

A terminológia szigorú betartása mellett különbség van az NC és CNC rövidítések jelentésében. Az NC a sorrendet és az eredeti numerikus vezérlési technológiát jelenti, míg a CNC rövidítés az újabb számítógépes numerikus vezérlési technológiát jelenti, amely a régebbi rokon modern származéka. A gyakorlatban azonban a CNC az előnyben részesített rövidítés. Az egyes kifejezések helyes használatának tisztázása érdekében nézze meg az NC és a CNC rendszerek közötti főbb különbségeket.

A CNC gép egy mechatronikai automatizált elektromos szerszám, amely kombinálja a számítógépes numerikus vezérlőrendszert egy hagyományos géppel. A numerikus vezérlési funkciók egy részét vagy mindegyikét a számítógép memóriájában tárolt vezérlőprogramnak megfelelően látja el, és speciális számítógépes rendszerrel van felszerelve interfész áramkörökkel és szervo meghajtókkal. A CNC vezérlő a gépi műveletek vezérlését valósítja meg számokból, karakterekből és szimbólumokból álló digitális utasítások segítségével. Általában szabályozza a mechanikai mennyiségeket és a kapcsolási mennyiségeket, például pozíciót, szöget és sebességet.

A CNC Gép Alapvető Elemei

Egy komplett CNC gép magában foglalja a PC-t, az elektronikát és a megmunkálásra alkalmas mechanikát is. Ezeket az elemeket külön-külön érdemes vizsgálni, mivel ritka, hogy valaki minden területhez értsen.

Minden a Mitsubishi Electric klímákról

• PC: A CNC vezérlésre külön gépet érdemes használni, internet, hálózat, vírusirtó és képernyőkímélő nélkül. Nem ajánlott ezen a gépen futtatni a 3D-s tervező programot, vagy videókonvertálást végezni a munka mellett, mert ez hibákhoz vezethet.
• Elektronika: Az elektronika magában foglalja az illesztőkártyát, a motorvezérlőt, a tápegységet és a vezetékeket.
• Motor: Mellékhajtásként léptetőmotorokat vagy AC/DC szervómotorokat használhatunk. Főhajtásként AC/DC motorok, karctűk, lézerek vagy 3D nyomtatófejek jöhetnek szóba.
• Mechanika: A mechanika adott munkához vagy alapanyagokból épül.

A motorok kiválasztásakor figyelembe kell venni a tengelyek terhelését és a szükséges nyomatékot. Fontos a motorok megfelelő fordulatszám/nyomaték megválasztása. Például, ha X tengelyre 2Nm-es, Y tengelyre 3Nm-es, Z tengelyre pedig 5Nm-es motor szükséges, akkor ehhez kell illeszteni a motorvezérlőket. A 400mm/s sebességet nem bírták az előfeszített golyósorsók. A 0.75Nm alapnyomatékú motor igen lassú fordulatokon állandóan beavatkozásra késztette a vezérlőt. A sebesség felére vétele a gép fizikai lépésosztását a duplájára emelte, ami lehetőséget nyitott a szoftveres kottyanásmentesítésre.

CNC Vezérlőrendszer és Szoftverek

A CNC vezérlőpult ergonomikusan kialakított vezérlőpult, mely érintőképernyővel és ipari billentyűzettel felszerelt. A vezérlés meghatározza a szükséges mozgások mértékét, és irányítja az egyes koordináta tengelyekre szerelt mellékhajtóműveket (szervomotor, léptető motor) a főhajtóműveket, és interfészen keresztül az egyes egységeket (például szerszámcserélőt, palettacserélőt). A vezérlés a munkadarab vagy a szerszám pillanatnyi helyzetéről a koordinátatengelyekkel kapcsolatban lévő mérőrendszer jeleiből értesül. A számjegyvezérlés a megvalósítás módja szerint rögzített logikájú és szabadon programozható lehet. A vezérlés fő részei közé tartoznak az adattárolók és az adathordozók is.

Adattároló és Adatfeldolgozás

Adattároló célja, hogy a tervező által elkészített CNC programot tárolni is tudjuk. Erre azért van szükség, ha a megmunkálás során valami hiba történik, vagy a tervező hibásan írta meg a programot, akkor az eltárolt program bármikor módosítható legyen. A vezérlőprogram tartalmazza az alkatrész megmunkálási folyamatának leírását. Valamilyen speciális adathordozón (kezdetben lyukszalagon, mágnesszalagon meghatározva, ma hálózaton), a vezérlés beolvassa és elraktározza az adatokat. A korszerű vezérlések közvetlenül számítógépekről kapják a vezérlőprogramot.

Az adatfeldolgozó fő feladata: A szerszámgépen gyártandó munkadarab geometriai modellje és technológiai műveletterve alapján elkészített alkatrészprogram biztonságos feldolgozása. Ezt a feladatot régen a lyukszalag és a mágnesszalag látta el, manapság a wichester tölti be ezt a szerepet. Dekódoló szerepe, hogy az alkatrészprogram, a szerszámadatok, és a korrekció ismeretében a dekódoló előállítja a valós idejű mozgásutasításokat és a kapcsolási utasításokat. Dekódoló az a részegység, amely a programot átkódolja.

CNC Vezérlő Szoftverek

Számos CNC meghajtó szoftver létezik különböző operációs rendszerekre. A hobbi esztergálók körében a Mach3 az egyik legnépszerűbb szoftver, ezért Windows operációs rendszerre van szükség. A Mach3 telepítése demó és teljes módban lehetséges.

Ismerje meg a motor befecskendezőjét

• Port and Pins: Ebben a menüben állíthatjuk be a csatoló felület beállításait. A szoftvernek tudnia kell, hol találhatóak a párhuzamos port regiszterei.
• Motor Outputs: Ezen táblázat adatai elmondják a Mach3 szoftvernek, hogy a párhuzamos port mely csatlakozóin milyen vezérjeleket kell elküldeni.
• Input Signals: Itt határozzuk meg a végállás érzékelők jeleinek a bemeneti tüskéit.
• Motor Tuning: Ebben a menüben adhatjuk meg a motorok dinamikai paramétereit, vagyis a másodpercenkénti impulzusok számát, a motor maximális sebességét, a motor gyorsítási paraméterét és az impulzusok szélességét.
• Motor Home/Soft Limits: Itt határozzuk meg a Home pontokat, vagyis azt, hogy hova szereltük fel az alaphelyzeti kapcsolókat, illetve a gép végállásainak beállítását is itt végezhetjük el.
• A Select Native Units menü a metrikus és az angolszász mértékegységek közötti átváltást teszi lehetővé.
• A Diagnostics nézet a berendezésünk tesztelésére szolgáló kis programokat tartalmazza.

Az ExaCAM szoftver NC-kódot állít elő számítógépes rajzformátumokból, DXF fájlokból (a Megrendelő által alkalmazott verziójú dxf fájlokból) a kezdeti adatok megadását követően automatikusan vagy manuálisan. A szoftver emellett alkalmas a meglévő 2D rajzok módosítására. Ez azért rendkívül fontos, mert, az esetleges módosításokhoz nem kell visszatérni az eredeti CAD programhoz. A szoftverben a felhasználó által választható opció, hogy automatikusan tervezzen a vágási útvonalba apró kötőelemeket, amelyek a már kivágott lemezalkatrészeket pozicionálás céljából a helyükön tartják (hidak), majd a vágás után nem akadályozzák a kész termékek eltávolítását. A szoftver képes az elkészült NC program szimulációjára és ekkor lekérdezhető a bekezdések száma, az összes vágási hossz és a becsült vágási időszükséglet. A szimulációból nyert információkat könnyen fel lehet használni az árajánlat és a várható elkészülési idő kiszámítására, anélkül, hogy tesztvágásokat készítenénk. A legegyszerűbb gyors négyszög kiosztástól egészen a bonyolult alakzatok kezeléséig mindenre van lehetőség.

Koordinátarendszerek a CNC-ben

CNC programozáskor alapvetően három koordinátarendszert alkalmazunk:

• „M” - szerszámgép koordináta-rendszere: mely a géphez kötött állandó koordináta-rendszer.
• „W” - munkadarab koordináta-rendszer: Fontos szabály, hogy alkatrészprogramunkat minden esetben a munkadarab koordináta-rendszerében írjuk meg!
• „F” - szerszám koordináta-rendszere: A szerszám geometriai méreteit mindig a szerszám koordináta-rendszerében kell meghatározni.

Számjegyes programozásnál minden esetben jobbsodrású, derékszögű, úgynevezett Descartes koordináta-rendszereket alkalmazunk.

Jobbkéz szabály a koordinátarendszerhez

Az NC szerszámgépek fő mozgási irányait a jobb kéz szabály határozza meg. A jobb kezünkkel minden esetben meg tudjuk állapítani, hogy az egyes koordinátarendszerek tengelyei hogyan helyezkednek el. Kezünk első három ujjával vegyünk fel egy koordinátarendszer alakzatot. Innen már könnyű megállapítani az alkalmazott tengelyeket, a hüvelykujj az „X”, a mutatóujj az „Y”, a középső ujj pedig a „Z” tengelyt jelöli.

Koordinátarendszerek NC címeit az ISO6983 szabvány rögzíti. Ennek megfelelően az elsődleges tengelycímek az X, Y, Z. A másodlagos koordinátatengely címek a U, V, W. A harmadlagos NC címek pedig az P, Q, R.

Volkswagen Golf Variant fényszórómosó berendezések

A 3 Tengelyes CNC Technológia

A 3 tengelyes megmunkálás a CNC megmunkálás egyik legegyszerűbb formája. Magában foglalja a vágószerszámok összehangolt mozgását három lineáris tengely mentén; X, Y és Z. Az X vízszintes, egymás melletti mozgást jelent, míg az Y tengely előre és hátra mozog. Az utolsó Z tengely a függőleges fel és le mozgás. Mindhárom tengely egyszerre mozog a 2D és 2.5D geometria megmunkálásához. A 3 tengelyes CNC megmunkálóközpont számos feladathoz használható, beleértve a hornyok marását, furatokat és éles szélek vágását. A nyersanyagokból precízen gyárt mechanikus alkatrészeket és funkcionális egységeket.

A 3 tengelyes CNC előnyei és hátrányai

Előnyök

• Pontosság: Egy 3 tengelyes CNC-vel mindig méretpontos alkatrészeket lehet előállítani. A gép hibák nélkül, pontosan a specifikációnak megfelelően vágja ki az alkatrészeket. A 3 tengelyes CNC tűréshatára körülbelül 0.001 mm, ami biztosítja a végső alkatrészek optimális teljesítményét. Továbbá ez a folyamat megismételhető, és olyan alkatrészeket gyárt, amelyek nagyon hasonlítanak egymásra.
• Sokoldalúság: Különböző mérnöki anyagokat lehet megmunkálni egy 3 tengelyes CNC-vel. A leggyakoribb fémek az alumínium, titán, rozsdamentes acél és sárgaréz. Műanyagokkal, polimerekkel, fával és kompozitokkal is biztonságosan lehet dolgozni. Azonban fontos megjegyezni, hogy a legjobb eredmény elérése érdekében optimalizálni kell a különböző CNC megmunkálási paramétereket az egyes anyagokhoz.
• Könnyen kezelhető: A 3 tengelyes megmunkálást könnyen használhatja és működtetheti. A gép egyszerűen beállítható, és nem kell hozzá magasan képzettnek lennie. A tapasztalat és a szakértelem azonban segít a használatának maximalizálásában. Továbbá, a 3 tengelyes CNC a legegyszerűbb programozással rendelkezik. Még a kezdők és a kezdők is könnyedén eligazodhatnak benne.
• Költséghatékony: A 3 tengelyes CNC kezdeti költsége viszonylag alacsony. Ha kisvállalkozást vezet, vagy szűkös a költségvetése, ez a gép tökéletes lehet az Ön számára. A 3 tengelyes gépek karbantartási költsége is alacsony. Kisebbek és kevesebb mozgó alkatrésszel rendelkeznek. Emiatt könnyű karbantartani őket a kopás megelőzése érdekében.

Hátrányok

• Korlátozott funkcionalitás: A 3-tengelyes CNC korlátozott mozgásszabadsággal rendelkezik, mivel a szerszámok csak három irányban tudnak mozogni. Ez a tulajdonság megnehezíti az összetett formák és bonyolult kialakítású alkatrészek megmunkálását. Nem forgatja automatikusan a munkadarabot, és több beállítást igényel az alkatrész különböző oldalainak megmunkálásához.
• Korlátozott felületkezelés: A kész alkatrész felületi minősége szintén korlátozó tényező. A fejlett többtengelyes megmunkáláshoz képest a 3 tengelyes CNC által előállított felület durvább. Látható szerszámnyomokat hagy maga után, mivel a szerszámok hosszabbak.

A 3 tengelyes CNC megmunkálás alkalmazásai

A 3 tengelyes CNC megmunkálógépet számos ipari alkalmazásban használják.

• Autóipar: A 3 tengelyes CNC megmunkálás forradalmasítja az autóipart. Hatékonyan képes kielégíteni minden prototípus- és alkatrészgyártási igényt. Továbbá ez a gép ideális autóalkatrészek egyedi gyártásához és testreszabásához. A 3 tengelyes CNC megmunkálással olyan kritikus alkatrészeket is gyárthat, mint a hengerfejek, az alvázak, a sebességváltó rendszerek és a belső panelek.
• Orvosi ipar: Az orvostudományi ipar magas színvonalú és szigorú követelményeket támaszt, és ez a gép kiválóan megfelel ezeknek. Kiválóan alkalmas sebészeti eszközöktől a protézisekig bármi gyártására. Emellett diagnosztikai berendezések és fogászati eszközök gyártására is alkalmas.
• Forma- és szerszámkészítés: Kiváló minőségű öntőformákat gyártanak, amelyeket később erős és ismételhető öntvények gyártásához használhat. A CNC-megmunkált öntőformák pontos méretekkel és jó felületkezeléssel rendelkeznek. Ezenkívül könnyedén dolgozhat egyedi öntőformákon is.
• Elektronikai ipar: Sok elektromos és elektronikus alkatrész CNC-megmunkált termék. Ez a gép képes mind fémes, mind nem fémes anyagok feldolgozására, amelyeket az elektronikai iparban használnak. Lehetővé teszi házak, hűtőbordák és hűtőrendszerek gyors gyártását.
• Repülőipar: A 3 tengelyes CNC megmunkálás alkalmas repülőgépipari alkatrészek létrehozására és összeszerelésére. Lehetőség van több repülőgépipari alkatrész előállítására szűk tűréshatárokkal. Könnyű, mégis robusztus szerkezeteket hozhat létre, amelyek növelik az üzemanyag-hatékonyságot. A 3 tengelyes CNC-vel megmunkált repülőgép-alkatrészek néhány gyakori példája a tengelyek, motoralkatrészek, futóművek és a törzs.
• Ékszeripar: A 3 tengelyes CNC megmunkálás népszerűsége egyre növekszik az ékszergyártásban. Lehetővé teszik logók, szövegek és szimbólumok precíz formázását és gravírozását speciális fémekre. A 3 tengelyes megmunkálógépek pontossága ideálissá teszi őket részletes és finom munkákhoz. Ezekkel a gépekkel rövid időn belül készíthet új terveket.

CNC Fúrógépek és Fúrómarók

A CNC fúrógép egy számítógép által vezérelt elektromos szerszám az aljzat fúrásához, menetfúrásához, dörzsárazáshoz. A fúrószerszám forgása a fő mozgás, a fúrószerszám vagy a munkadarab mozgása pedig az előtolás. Főleg nagy pontosságú furatok megmunkálására vagy több furat egyidejű megmunkálásának befejezésére szolgál, valamint más, furatkidolgozással kapcsolatos megmunkálási felületek megmunkálására is alkalmas. Különféle szerszámok és tartozékok segítségével fúráshoz, maráshoz és vágáshoz is használható. Megmunkálási pontossága és felületi minősége magasabb, mint egy fúróé.

A CNC fúrógépek vízszintes, padlótípusú, gyémánt típusú és koordináta típusúak. Az alábbiakban 7 leggyakoribb CNC-fúrótípus található:

• Függőleges fúró: A munkaasztal és a fejtartó függőlegesen mozoghat az oszlopon kis és közepes méretű munkadarabok megmunkálásához.
• Asztali fúró: asztali fúrónak nevezik. Egy kicsi 3D fúró maximális fúrási átmérővel 12-15 mm. Szerelőasztalra van felszerelve, és többnyire kézi fúráshoz használják. Gyakran használják kis munkadarabok kis lyukainak megmunkálására.
• Billenőkaros fúró: Az orsódoboz mozoghat a lengőkaron, a lengőkar forgatható és felemelhető, és a munkadarab rögzítve van. Alkalmas nagy, nehéz és porózus munkadarabok feldolgozására, és széles körben használják a gépgyártásban.
• Mélylyukfúró: Speciális elektromos szerszám, amely mélylyukfúrókat használ az átmérőnél jóval nagyobb mélységű lyukak fúrására (például mély lyukak olyan részeken, mint a pisztonycsövek, pisztolycsövek és orsók), hogy megkönnyítsék a forgács eltávolítását, és kerülje a magasabb szerszámgépeket, általában a vízszintes elrendezést, gyakran hűtőfolyadék-adagoló berendezéssel (a szerszám belsejéből a vágórészbe bemeneti hűtőfolyadék) és egy időszakos szerszámbehúzó chippel eltávolító eszköz.
• Középső furatfúró: Az orsórészek mindkét végén lévő középső furatok megmunkálására szolgál.
• Maró- és fúrógép: A munkaasztal függőlegesen és vízszintesen mozgatható, a fúróorsó függőlegesen van elhelyezve, és a fúró végezhet marást.
• Vízszintes fúró: Az orsó vízszintesen van elhelyezve, és a fejtartó függőlegesen mozoghat. Általában nagyobb a feldolgozási hatékonysága, mint a függőleges fúrók, és egyszerre több felületet is meg tud dolgozni.

NYÁK Fúrás CNC-vel

A NYÁK (nyomtatott áramkör) fúrása CNC géppel precíz és hatékony módszer. Egy felhasználó tapasztalata szerint 12000-es fordulatnál 400mm/perc előtolásnál jött a szép "kukac" forgács a NYÁK-ból. Felfelé pedig G0-al húzta ki a fúrót. A megfelelő vágósebesség anyagonként változik, és a vágósebesség elérése mondjuk a fúrónál a fordulat és az előtolás függvénye. Jó magam is idehaza ipari nyákfúró cnc fúrószárait használom. Nem szoktak felrobbanni. 8000-ren kell forgatni és nagyon szépen, szinte sorja mentesen fúr. 60-80ezer furat az elméleti élettartama, ami persze itthoni körülmények közt kb. a felére csökken, mert a "Szaki" ( ez én vagyok) nem tudom ( és más sem tudja) kellően finoman lineálisan gyorsuló mozgással bevezetni a fúrót a nyákba. Tehát, én is ha akarom, ha nem, picit odaverem a keresztélt a panelhoz.

Biztonság és Karbantartás

Az NC fúrógép kezelőjét fel kell készíteni a berendezések üzemeltetésére, az üzemeltetőnek ismernie kell a berendezés mechanizmusát és alapelvét. Amikor a gép működik, az üzemeltető szigorúan tilos elhagyni a munkapadot, és más üresjáratú emberek nem lehetnek a munkaasztal közelében. A tápegység és az egyéb elektromos szekrény kulcsát a különleges személynek kell tartania. Mielőtt bekapcsolná az áramellátást, meg kell figyelnünk a vezetéket, a kábelt és a bőrt sérülés nélkül. Ha a szakemberek károsodnak, ne érjen hozzá mindenféle kapcsolóhoz nedves kézzel, mert különben áramütést okozhat.

Figyelmet kell fordítania arra, hogy vannak-e akadályok a gép körül, a talaj olajos víz, minden megtisztul, majd működik; ügyeljen arra, hogy kövesse a biztonsági eljárásokat, viseljen viseletet, biztonsági sisakot, biztonsági cipőt és védőszemüveget, ügyeljen arra, hogy könnyen viseljen ruhát és kesztyűt.

A gépet rendszeresen kenni kell, különösen a vezetősínt és a fejet. Minden osztálynak olajozni kell kétszer, és tisztítsa meg. Az áramellátás bekapcsolása után az X és Y először visszatér a referenciaponthoz a program összeállításához. Ellenőrzés után átkerülnek a PLC-be. Gép teszt működését, figyelje meg a működését a fő tengelye a teljesítmény fej normális, szorítsa meg az olajhenger, zárja az olajhenger érzékeny, hogy a hűtőfolyadék fúvóka normális, és az ellenőrzés elvégezhető hiba nélkül.

3 Tengelyes CNC vs. 5 Tengelyes CNC

Bár a 3-tengelyes CNC és az 5-tengelyes CNC ugyanazt a technológiát használja, sok tekintetben különböznek egymástól. Az alábbi táblázat elmagyarázza a két technika közötti különbségeket. Útmutatóként használhatja a projektjéhez legmegfelelőbb kiválasztásához.

Mikor használjunk 3 tengelyes CNC-t?

Egyik sem jobb a 3-tengelyes és az 5-tengelyes CNC között. A választás a költségvetéstől és a termelési céloktól függ. Egyszerű, összetett jellemzők nélküli alkatrészek megmunkálásához válasszon 3 tengelyes CNC-t. Ideális kis volumenű gyártáshoz a hosszabb beállítási és megmunkálási idő miatt. Továbbá a 3 tengelyes megmunkálásnak kell lennie az elsődleges technikának, ha szűkös a költségvetése.

tags: #lemezfuro #berendezes #3 #tengelyes #pegaso #cnc

• A motor élettartama és az olajcsere kapcsolata
• Az Ignis gyújtásának karbantartása
• Alufelni vs. acélfelni
• Extra hely a Wagon R-hez
• Tapasztalatok V70 Turbo utólagos beszerelésével