En el mecanitzat CNC contemporani, els components mòbils tenen un paper fonamental i s'han d'entendre a fons. Aquests moviments estan estretament lligats a la precisió i la qualitat del producte final. En una màquina CNC, l'eix i les eines, juntament amb la peça de treball, es mouen en harmonia quan la màquina està en marxa per produir talls i formes completes i perfectes en el material respectiu. A més, la màquina inclou la capacitat de controls de moviment segons un disseny precís.
Un cop hàgiu entès com funciona cada component, podeu estar en condicions d'obtenir resultats òptims per al procés de fabricació. A més, una comprensió adequada d'aquests moviments ajuda els enginyers i operadors a obtenir l'eficiència i el rendiment de les màquines.
Components implicats en el mecanitzat CNC
El mecanitzat CNC està format per molts components amb moviment. Cada component té un paper determinat en el procés d'eliminació-de material. Per tant, entendre com es mouen aquests components és clau per obtenir un control precís de les tècniques CNC. Parlem de cada component i el seu paper respectiu.
Moviment del fus
L'eix de les màquines CNC s'utilitza per fer girar l'eina en operacions d'osca. L'operació fonamental del trepant és agafar i girar l'eina per afaitar el material. Normalment, hi ha dos moviments bàsics utilitzats en el moviment del cargol: el moviment de rotació i el moviment axial.
Moviment de rotació: l'eix transforma el seu moviment de rotació al voltant d'un eix i s'enganxa amb l'eina de tall per treballar el material. La rotació prevista és crucial per a les operacions de fresat i perforació CNC.
Moviment axial: en algunes màquines CNC, l'eix també es pot moure al llarg de la tercera direcció, com la direcció Z o el moviment vertical, especialment per a l'afilat d'eines, talls profunds i una varietat d'operacions de perforació CNC.
Moviment d'eines de tall
En el mecanitzat CNC, les eines de tall s'utilitzen sovint per formar o dissenyar components pre{0}}definits. Aquestes eines varien en paràmetres com ara la mida, la forma, el material i la velocitat de tall.
Tipus d'eines de tall: les màquines CNC poden contenir una varietat d'eines de tall com trepans, molins, torns i rectificadores, depenent del tipus de material, tall definit i operacions típiques.
Patrons de moviment: la majoria de les eines de tall es mouen de dues maneres: moviments rectes i circulars.
Moviment lineal: l'eina de tall es tradueix en la direcció X, Y o Z per tallar el material, o podeu dir que defineix la seva forma.
Moviment de rotació: a més de l'alimentació rectilini, l'eina de tall es pot girar al voltant del seu eix, permetent així moviments circulars o en espiral.
Moviment de la peça
Una peça de treball es defineix com una peça de material que s'ha de mecanitzar i sovint es subjecta durant el procés mitjançant tècniques de retenció de treball-. Podeu moure la peça per col·locar-la precisament on ha d'actuar l'eina de tall.
Tipus de subjectació: per garantir que la peça es mantingui en la seva posició correcta, les màquines CNC utilitzen diferents accessoris, pinces i morses. Aquests poden ser accionats a mà-o elèctric-. En general, podeu bloquejar-lo per a un tall òptim quan la maquinària està en funcionament.
Accessoris: s'utilitzen per evitar buits i subjectar de manera segura la peça de treball al seu lloc de manera personalitzada.
Pinces: els-sujetadors són eines que s'ajusten per subjectar la peça al seu lloc.
Col·locació de la peça: depenent del disseny, la peça s'ha d'orientar adequadament per permetre que l'eina tingui lloc a la regió adequada. Per exemple, el CNC modern utilitza mecanismes precisos per lliscar la peça al llarg dels eixos X, Y i Z i, per a casos específics, utilitzen motors i guies.
Moviment dels eixos (X, Y, Z)
Les màquines CNC estan instal·lades per a diversos eixos de funcionament. Els moviments dels eixos s'utilitzen per controlar tant l'eina com el treball previst en qüestió. Cada eix proporciona els mitjans per a un moviment fi i controlat per aconseguir resultats de mecanitzat precisos.
Eix -X: en la majoria dels casos, l'eix X-s'utilitza per controlar el moviment cap a l'esquerra i la dreta al llarg de la peça de treball o al llarg de la direcció X.
Eix Y-: l'eix Y- mou la peça cap amunt i cap avall. També s'utilitza per moure la peça cap endavant i cap enrere.
Eix Z-: l'eix Z- s'utilitza per moure l'eina de tall en direcció vertical per controlar la profunditat de tall.
Eixos addicionals: les màquines CNC recents inclouen sistemes de 5-eixos o de diversos eixos. Aquests eixos es mouen en diverses direccions. L'eina de tall es pot inclinar o girar. La peça de treball es pot inclinar o girar. Aquesta configuració permet la producció de formes petites i complexes.
Tipus de moviment comuns en el mecanitzat CNC
El mecanitzat CNC utilitza una varietat de moviments per conduir les eines i la peça a través dels camins necessaris. Tots els tipus de moviment s'utilitzen per crear peces d'alta-precisió, des de simples rectes fins a geometria 3D. A continuació es mostren cinc tipus de moviment bàsics i els seus usos en el mecanitzat CNC.
Moviment de translació (també conegut com a moviment lineal)
En el moviment de translació, l'eina o la peça de treball es mou cap amunt i cap avall, d'un costat a l'altre o de davant cap enrere en una línia recta i ininterrompuda. CN La perforació, el fresat i el ranurat es realitzen mitjançant moviment lineal. El moviment és motoritzat, la majoria de vegades amb servomotors o motors pas a pas. Sovint implica mecanismes de retroalimentació com els codificadors. La velocitat d'alimentació varia segons el material i l'operació per mantenir una taxa d'eliminació de material uniforme i precisa.
Moviment rotatiu
El moviment rotatiu desplega un tallador que té moviment rotatiu mentre la peça (o l'eina) roman en una posició fixa amb l'eix de rotació. En el cas dels torns CNC, la peça gira mentre l'eina es manté estable, normalment en la direcció de l'eix Z-. A més, també s'utilitza en el fresat CNC amb taules rotatives, permetent l'ús de múltiples-angles.
Interpolació circular (també coneguda com a moviment d'arc)
La interpolació circular és un control de moviment que utilitza moviments lineals i rotatius per traçar una circular o un arc. S'utilitza principalment per fer característiques còncaves com ara forats, filets i contorns. El camí de l'eina es descriu mitjançant ordres de codi G-; G02 per a les agulles del rellotge i G03 per al moviment en sentit contrari.
Moviment multieix simultani
El tipus de moviment implica els quatre eixos lineals (X, Y, Z) i tres eixos rotatius (A, B, C) que es mouen simultàniament. Fa possible que l'eina arribi a qualsevol angle de part, especialment per a les formes relativament complicades. Familiaritzat amb equips de 5 eixos, és útil per a components com les pales de la turbina o els motlles.
Moviment ràpid (posicionament)
El moviment ràpid és un moviment relativament ràpid i sense tall que s'utilitza per col·locar l'eina ràpidament. En ell, l'eina es tradueix d'un punt a un altre a una velocitat més alta i, sovint, no es talla cap material. El sistema CNC controla el moviment per minimitzar el temps d'inactivitat entre talls. Sovint s'utilitza per transportar l'eina a noves posicions a gran velocitat per maximitzar els cicles de mecanitzat.
Programari CNC i sistemes de control: la seva importància
Les màquines CNC funcionen basades en programes de programari CAM/CAD, normalment utilitzats per dirigir els moviments i les accions del component específic.
Com controlen el moviment dels codis G-i els programes de la màquina: les màquines CNC d'automoció incorporen codis G-. Aquests són llenguatges convencionals que indiquen als controladors de la màquina què fer davant el moviment de la peça. A més, aquests codis defineixen el moviment de les eines, la velocitat de les eines i el seu funcionament. Els codis G-són de diversos tipus. Cada codi G-representa instruccions particulars per al moviment al llarg dels eixos, canvis d'eines, velocitats d'avançament, etc.
Interacció del programari CNC amb components mecànics: el programari CNC controla i programa els moviments de la màquina-eina. Es comuniquen amb els motors per controlar l'eix i les eines de tall. A més, la coordinació ajuda a moure la peça per aconseguir patrons de moviment específics. Aquesta interacció comporta l'aplicació pràctica de l'automatització i el control precís dels processos de mecanitzat i minimitza les possibilitats d'error humà.
Importància dels moviments de sincronització en el mecanitzat CNC
El més important és que els moviments han de ser molt precisos en el mecanitzat CNC perquè qualsevol moviment fora de lloc-- pot provocar una mala qualitat dels productes/peces.
Coordinació entre el cargol, les eines de tall i la peça: els moviments del cargol, l'eina de tall i la peça requereixen una sincronització adequada. A més, redueix el risc de sobre-tall o de posicionament incorrecte, que es pot produir a causa d'un error humà. Per exemple, l'eina de tall ha de seguir el contorn de la peça per garantir un tall precís i un acabat superficial llis.
Importància del moviment sincronitzat per a un mecanitzat precís: la sincronització del moviment de l'eix, les eines de tall i la peça no és possible en l'etapa de funcionament. Per tant, és possible que tingueu defectes com ara el desgast de l'eina, un acabat superficial deficient o les dimensions. Els mecanismes precisos del moviment relatiu de cada etapa garanteixen la creació de peces que compleixen els més alts estàndards de qualitat, precisió i toleren el desgast.
Tipus de màquines CNC i els seus patrons de moviment
Les màquines CNC (control numèric per ordinador) són equips magnífics en les indústries manufactureres actuals. Com que aquestes màquines ofereixen precisió, velocitat i automatització, aprox. S'utilitzen una varietat de màquines per produir diversos components per a un funcionament òptim. Tanmateix, aquestes màquines es diferencien en els seus moviments precisos per crear formes sofisticades. Per tant, és força essencial conèixer les classificacions de les màquines CNC i els diferents tipus de moviments a realitzar a l'hora d'escollir la màquina adequada per al treball.
Màquines CNC verticals
Les màquines CNC-a dalt a la dreta són habituals a les indústries, especialment per a operacions com ara el fresat i la perforació. L'eix d'una màquina vertical es troba verticalment, mentre que la peça es troba sobre una taula horitzontal al terra.
Patrons de moviment en màquines CNC verticals
Moviment de l'eix Z-: acompanyat de l'eix Z-, on l'eix de la màquina es pot moure cap amunt o cap avall per controlar la profunditat del tall fet a la peça de treball.
Moviment de l'eix -X: la peça de treball es trasllada horitzontalment al llarg de l'eix X-, posant la peça sota l'eina de tall per a les operacions en curs.
Moviment de l'eix Y-: la peça de treball també es tradueix al llarg de l'eix Y- a una posició correcta per al mecanitzat.
Moviments de rotació: Algunes màquines verticals inclouen moviment rotatiu perquè l'eina de tall o la peça puguin girar per donar patrons/talls més complexos. Per exemple, els talls d'aire són típics de les màquines CNC verticals dissenyades per al fresat-de dalt a baix, perforació i roscat de peces de motor i carcassa metàl·lica.
Màquines CNC horitzontals
Les màquines CNC horitzontals que funcionen com a centres de mecanitzat horitzontals (HMC) s'assemblen a les verticals excepte pel fet que l'eix d'aquestes màquines és horitzontal. Aquestes màquines s'utilitzen normalment per a peces grans i complicades. Per tant, aquests s'adopten àmpliament a les indústries aeroespacials i de l'automoció.
Patrons de moviment en màquines CNC horitzontals
-Moviment de l'eix Z: a les màquines horitzontals, l'eix s'eleva i baixa per fer que l'eina de tall s'acosti al material.
Moviment de l'eix -X: la peça de treball és mòbil transversalment al llarg de l'eix X-. Normalment, es munta en un plat giratori per permetre l'accés a diferents superfícies de materials.
Moviment de l'eix Y-: la peça es mou en la direcció Y- per canviar la seva posició. Això permet un moviment cap endavant o cap enrere, on poden ser necessàries diferents accions de tall.
Moviments de rotació: les màquines CNC horitzontals poden incorporar taules rotatives que permeten que la peça giri al llarg del seu eix, permetent el mecanitzat de múltiples-caras en una única operació de subjecció.
Aquestes màquines són útils quan el fresat s'ha de fer en peces grans i complexes i es requereixen diferents angles per al mecanitzat.
Màquines CNC multi-eix
Les màquines multi-eixos són exemples excel·lents d'alta versatilitat, amb funcions que van més enllà dels tres eixos bàsics. Aquestes màquines s'utilitzen en operacions que impliquen una gran-precisió dimensional en el tall i la conformació de peces.
4-Màquines CNC de 4 eixos: les màquines de 4 eixos són un tipus de màquina de tornejat. Inclou un quart eix, anomenat eix A, que fa girar la peça. L'eina de tall funciona en els eixos X, Y i Z. Aquesta configuració permet una major flexibilitat per perforar i fresar superfícies en angle.
Màquines CNC de 5 eixos: les màquines de 5 eixos tenen dos eixos de rotació més (eixos B i C) a través dels quals es poden girar l'eina i la peça de treball. Aquesta capacitat permet mecanitzar diferents cares de la peça sense haver de capgirar-la, i és ideal per a formes difícils com turbines o implants.
Màquines CNC multi-eix (7-eix/12 eixos): les màquines CNC també tenen un eix de control que va més enllà dels 5 eixos. Perquè les màquines avançades poden realitzar contorns 3D i talls complicats. Tanmateix, diverses màquines utilitzen moviment sincronitzat de múltiples eixos per proporcionar precisió i minimitzar els temps de cicle.
Les màquines multi-eixos són ideals per utilitzar-les en indústries que necessiten alta precisió i complicacions de disseny de la peça de treball, ja que redueixen el temps i el nombre de configuracions.
Problemes i implicacions del moviment de components CNC
Les màquines CNC estan dissenyades per ser precises en les seves operacions, però sovint presenten algunes dificultats. Tots els components s'han de moure correctament. Identificar problemes potencials és essencial. Per tant, és important entendre com abordar aquests problemes crítics.
Problemes comuns amb el moviment CNC:
Deflexió de l'eina: l'eina de tall pot doblegar-se sota la càrrega. Pot comportar una mala precisió i una qualitat no desitjada de les peces. Especialment, és pitjor en operacions de tall pesades o per a peces grans on la calor generada també afecta molt el tall, juntament amb la forma de la peça.
Joc: el joc del cargol o dels engranatges provoca un joc. El cap de la màquina intenta alinear-se amb la seva direcció. Els perfils roscats-de cargols inclinats generen petits errors, canviant la geometria de les peces.
Rigidesa de la màquina: si la màquina no és rígida, les vibracions afectaran l'operació de mecanitzat d'alguna manera. Aquest problema sol estar associat a màquines en miniatura.
Assegurar la precisió i la coherència:
Calibració regular: els ajustos periòdics de les màquines CNC permeten millorar els eixos de la màquina i us ajuden a reduir la imprecisió mecànica.
Components d'alta-qualitat: l'ús d'elements d'alta precisió com ara cargols de boles i guies lineals redueix el joc mecànic general. A més, garanteix un funcionament més suau.
Programari CNC avançat: els sistemes de control numèric informatitzat actuals utilitzen programari digital per controlar amb precisió les trajectòries de les eines i corregir lleus desviacions en moviment. Els possibles problemes es poden observar abans de fer el procés de mecanitzat real mitjançant l'ús de simulacions de programari.
Conclusió
En el mecanitzat CNC, entren en joc diversos factors per aconseguir la precisió de fabricació de peces desitjada. Aquests són l'eix, les eines de tall, la peça de treball i els eixos de la màquina, que són X, Y, Z i els eixos de rotació. El moviment de cada component té un paper important en el procés de mecanitzat. La qualitat així com la precisió de la peça ve determinada pel moviment de cada component.
L'eix i les eines de tall eliminen material mentre la peça realitza el moviment per localitzar la posició de mecanitzat. A més, el programari CNC regula la coordinació d'aquests moviments per produir la forma de la peça i la textura superficial requerides.
Tanmateix, és important saber com es mouen aquests components per poder obtenir productes mecanitzats consistents i precisos. A més, aquests moviments han d'estar ben coordinats i alineats per proporcionar la precisió desitjada en les peces que es produeixen sense defectes. Greatcncmachine és un proveïdor fiable de solucions de mecanitzat CNC que compta amb una àmplia experiència en el maneig d'aquests moviments per garantir la precisió i l'eficiència en cada projecte.