Czym jest technologia CNC?

Postęp technologiczny jest nieodłącznym elementem naszej rzeczywistości — zmiany zachodzą we wszystkich dziedzinach życia, a szczególnie w przemyśle, który od wielu lat przeżywa prawdziwą przemianę, stale poszukując jeszcze doskonalszych, w pełni zautomatyzowanych rozwiązań, wyrazem tego jest powstanie maszyn CNC.

Technologia CNC, czyli komputerowo sterowana obróbka numeryczna, to dziedzina inżynierii, która odgrywa kluczową rolę w dzisiejszym przemyśle. To zaawansowany system pozwalający na precyzyjną obróbkę materiałów, takich jak metal, drewno, plastik czy ceramika, za pomocą specjalnych maszyn sterowanych za pomocą komputera. Jest to technologia, która rewolucjonizuje procesy produkcyjne, umożliwiając tworzenie skomplikowanych i precyzyjnych elementów, które wcześniej były trudne do osiągnięcia.

W przypadku maszyn CNC człowiek jest odpowiedzialny tylko za wprowadzenie odpowiednich parametrów i nadzorowanie pracy maszyny, a umiejętność obróbki CNC jest bardzo pożądaną cechą na rynku pracy. Czym jest technologia CNC i jaką odgrywa rolę w przemyśle wytwórczym?

Początki technologii CNC

Technologia CNC, czyli numeryczne sterowanie obrabiarkami, ma swoje początki w latach 40. XX wieku. Pierwsze urządzenia wykorzystujące ten sposób sterowania pojawiły się w przemyśle lotniczym, gdzie potrzeba było wysokiej precyzji w produkcji elementów samolotowych. Pierwsze systemy CNC były stosunkowo proste i obejmowały jedynie kontrolę ruchu narzędzia wzdłuż osi X i Y. W kolejnych latach technologia ta była stale udoskonalana, umożliwiając kontrolę ruchu wzdłuż osi Z, a także wprowadzając dodatkowe funkcje takie jak obracanie narzędzia czy wykonywanie wiercenia.

Co to jest maszyna CNC?

Termin CNC pochodzący z języka angielskiego Computerized Numerical Control — oznacza komputerowe sterowanie urządzeniami numerycznymi. Jest to systemu sterowania umożliwiającego precyzyjne programowanie pracy urządzenia. Sterowanie to opiera się na programowaniu mikrokomputera, co umożliwia pełną automatyzację procesu obróbki.

Maszyna CNC (Computer Numerical Control) to zaawansowane narzędzie produkcyjne, które umożliwia automatyczne wykonywanie precyzyjnych operacji obróbki materiałów. Działa ona na podstawie zaprogramowanych w komputerze kodów numerycznych, które kontrolują ruchy narzędzia obrabiającego. Maszyny CNC są zasadniczo przeciwieństwem urządzeń „starej szkoły”, które są sterowane ręcznie (za pomocą pokręteł lub dźwigni) lub mechanicznie.

Proces pracy maszyny CNC składa się z kilku etapów. Najpierw tworzony jest projekt 3D w specjalnym oprogramowaniu CAD. Następnie projekt jest przekazywany do programu CAM, który generuje kod numeryczny, czyli zestaw instrukcji sterujących ruchami narzędzia. Ten kod jest przesyłany do sterownika maszyny CNC, który kontroluje ruchy głowicy narzędzia.

Głowica narzędzia obrabia materiał zgodnie z zaprogramowanymi ruchami, ścierając go lub przycinając, w zależności od rodzaju narzędzia i obrabianego materiału. Maszyna CNC jest w stanie wykonywać wiele różnych operacji, takich jak wiercenie, toczenie, frezowanie, gwintowanie i cięcie. Dzięki temu, że ruchy głowicy są kontrolowane przez komputer, możliwe jest uzyskanie bardzo precyzyjnych kształtów i powierzchni, co czyni maszynę CNC niezwykle przydatną w produkcji precyzyjnych elementów.

Jakie rodzaje układów sterowania CNC możemy wyróżnić?

Obrabiarki sterowane komputerowo charakteryzują się podobnymi cechami co obrabiarki sterowane numerycznie, jednak w odróżnieniu od nich, ich sterowanie odbywa się poprzez komputer. Mikrokomputer zintegrowany z całą maszyną pełni rolę sterowniczą i regulującą.

Oprogramowanie maszyn CNC zawiera precyzyjne informacje na temat toru narzędzia, prędkości i głębokości skrawania, wartości posuwu, rodzaju wykonywanej czynności oraz steruje włączaniem i wyłączaniem chłodziwa. Wyróżniamy trzy zasadnicze rodzaje układów sterowania CNC:

Sterowanie punktowe

Sterowanie polega na pozycjonowaniu narzędzia w wyraźnie określonym punkcie względem określanego przedmiotu, dzięki temu jest ono niezwykle precyzyjne oraz dokładne. W tym sposobie sterowania parametry takie jak tor poruszania się przedmiotu, czy prędkość poruszania się narzędzia od punktu do punktu nie mają większego znaczenia, chociaż fachowcy zalecają prędkość maksymalną oraz linię prostą. Tym sposobem sterowanie odbywa się szybko i bezkolizyjnie. Sterowanie punktowe jest najprostszą metodą i znajduje zastosowanie przede wszystkim w wiertarkach, przebijarkach, wytaczarkach oraz wszelkiego rodzaju innych maszynach, w których istotne jest dokładne wypozycjonowanie narzędzia nad osią otworu.

Sterowanie odcinkowe

Przy użyciu sterowania odcinkowego narzędzie przemieszcza się po precyzyjnie wyznaczonym torze z określoną prędkością. Tor ten powinien być położony równolegle do osi układu współrzędnych, w określonej płaszczyźnie. W związku z tym, aby zapewnić odpowiednią jakość obróbki, kontury przedmiotu poddawanego obróbce muszą być ustawione równolegle do osi sterowanych. Dzięki temu narzędzie może precyzyjnie i skutecznie przeprowadzać obróbkę materiału.

Sterowanie kształtowe

Sterowanie kształtowe to sposób sterowania maszynami CNC, podczas którego narzędzie w stosunku do przedmiotu obrabianego przechodzi przez kolejno wyznaczane punkty toru, tworzące linię, składająca się z prostoliniowych oraz krzywoliniowych odcinków. Tym sposobem uzyskuje się dowolny zarys, tworzony przez współdziałanie co najmniej dwóch silników napędów ruchów posuwowych osi. Aby zapewnić precyzyjny ruch narzędzia, stosuje się interpolację między punktami pośrednimi na torze ruchu.

Przykłady technologii CNC

Obróbka CNC najczęściej znajduje zastosowanie tokarkach oraz frezarkach.

Frezarka CNC — to jedne z najczęściej spotykanych maszyn CNC; są one zwykle używane do wiercenia lub wycinania kształtów w twardym, litym materiale. Narzędzia obrotowe na frezarce mogą ciąć i ciąć materiał w różnych kierunkach, głębokościach i pod różnymi kątami oraz w zakresie od 3 do 6 osi struktury. Frezowanie CNC jest to proces obróbki materiałów polegający na usuwaniu części materiału za pomocą obrotowego narzędzia — frezarki.

Tokarki — w tokarkach elementy są cięte w kierunku kołowym za pomocą narzędzi wymiennych. Dzięki technologii CNC cięcia stosowane przez tokarki są wykonywane z precyzją i dużą prędkością. Używane są do tworzenia skomplikowanych projektów, które nie byłyby możliwe na ręcznych wersjach maszyny. Ogólnie rzecz biorąc, funkcje sterowania frezarek i tokarek sterowanych numerycznie są podobne. Podobnie jak w przypadku frezarek CNC, tokarkami można sterować za pomocą kodu G lub unikalnego zastrzeżonego kodu. Jednak większość tokarek CNC składa się z dwóch osi — X i Z.

Branże, które wykorzystują technologię CNC

Ze względu na swoją precyzję i zdolność do tworzenia skomplikowanych kształtów, maszyny CNC wykorzystywane są w przemyśle lotniczym. Stanowią one kluczowy element wyposażenia dla firm z branży lotniczej (maszyny te potrzebne są podczas wywiercania otworów chłodzących w tych częściach silnika, które się łatwo nagrzewają).

Prasy krawędziowe to nowoczesne maszyny, których przeznaczeniem jest gięcie blachy. W przypadku prasy krawędziowej priorytetowe znaczenie ma dokładność pracy urządzenia, powtarzalność gięcia, możliwość tworzenia skomplikowanych profili. Podstawowymi elementami pras krawędziowych są oczywiście stemple oraz matryce. To od nich w dużej mierze zależy sposób, w jaki blacha będzie zaginana. Zaginanie elementów przy pomocy prasy krawędziowej posiada szerokie zastosowanie — wykorzystywane są do produkcji metalowych obramowań, obudów, wsporników i detali. Zastosowanie znajdują w wielu branżach — lotniczej, stoczniowej, budowlanej (do produkcji niestandardowych elementów dachów i fasad), meblowej czy reklamowej (do produkcji bilbordów, stojaków i znaków).

Dla firm, które szukają producenta zbiorników nierdzewnych w Polsce polecamy kontakt z Gpi Poland. Gpi od ponad dekady zajmuje się produkcją zbiorników magazynowych, ciśnieniowych dla wielu branż na całym świecie.
Sprawdź i zapytaj o szczegóły współpracy.

Co jeszcze potrafi maszyna CNC?

Maszyny CNC bardzo dobrze sprawdzają się w innych branżach, zakres materiałów, z jakimi pracują obrabiarki CNC, jest bardzo szeroki, stosowane są do obróbki drewna, tworzyw sztucznych, a nawet szkła.

W jaki sposób technologie CNC poprawiają wydajność i produktywność?

Obróbka CNC odgrywa istotną rolę w rozwijającym się świecie nowoczesnej produkcji. Dzięki maszynom CNC proces produkcji jest szybszy i zdecydowania bardziej ekonomiczny, a wytworzone elementy charakteryzują się dużą precyzją wykonania i wysokim stopniem powtarzalności. Automatyzacja procesów produkcyjnych umożliwiła szybsze i dokładniejsze wykonanie części i narzędzi, co przyczyniło się do zwiększenia jakości wyrobów i obniżenia kosztów produkcji. Niebywałą zaletą zastosowania maszyn CNC jest wysoki stopień powtarzalności. Sterowanie komputerowe pozwala na optymalne wykorzystanie surowców i zminimalizowanie strat materiału. Zaletą zastosowania maszyn CNC jest także duża oszczędność czasu, a także wyeliminowanie błędów wynikających z czynnika ludzkiego.

Link sponsorowany