Como as máquinas CNC funcionam e funcionam

O atual nível de desenvolvimento do progresso tecnológico, aliado ao alto consumo e correspondente demanda, estabelece novos e novos padrões para diversas indústrias em termos de quantidade e qualidade de seus produtos. Os volumes necessários hoje não podem mais ser fornecidos sem recorrer à automação completa.

Como resultado, uma das principais inovações da última década foi a ampla adoção de máquinas de corte de metal com CNC — máquinas de corte de metal controladas numericamente.

A tarefa de aumentar a eficiência da construção de máquinas pode ser resolvida com base na mecanização e automação completa dos processos de produção, melhorando a estrutura do parque de equipamentos metalúrgicos, introduzindo máquinas programadas, robôs industriais, linhas e complexos automáticos, ou seja, capacidade de mudar rapidamente de equipamento ao mudar para diferentes tipos de produtos.

robô industrial (manipulador automático com controle programado) é uma máquina automática (estacionária ou móvel) composta por um dispositivo executivo na forma de um manipulador com vários graus de mobilidade e um dispositivo reprogramável para controle de programa para executar funções motoras e de controle no processo de produção.

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A automatização da gestão de qualquer objeto consiste em subordinar a movimentação desse objeto a determinados requisitos, garantindo por ele o melhor desempenho de sua finalidade. Essa organização do movimento do objeto é realizada por meio de dispositivos de controle automático - máquinas de controle que incluem sistemas de controle de programas.

O controle programado consiste no fato de que os modos de movimento necessários de cada objeto controlado são calculados com antecedência e registrados nos dispositivos de armazenamento de informações correspondentes - órgãos de memória. O processo de controle é reduzido a reproduzir os movimentos do objeto gravados por este programa.

controle do programa - controle por sistemas que fornecem uma transição rápida para qualquer programa de trabalho, inserindo-o ou escrevendo-o com um código condicional no portador do programa, com o qual é inserido no dispositivo de controle.

Controle numérico da máquina — controle do processamento da peça da máquina de acordo com o programa de controle (NC), no qual os dados são especificados em formato digital.

Os sistemas de controle digital (CNC) são construídos com base em hardware e software, focados no uso de microprocessadores e microcomputadores modernos com equipamentos periféricos, no uso de acionamento elétrico automatizado de alta velocidade que fornece reprodução de trajetórias de movimento de software, bem como projeto de computador, preparação e depuração de sistema e software aplicativo.

Visão externa do modelo WinPCNC da Unidade CNC

Então, o CNC (controle numérico) é na verdade um sistema computadorizado para controlar os mecanismos de uma máquina-ferramenta, usando certos comandos da máquina para executar determinadas tarefas. Essa tecnologia permitiu que muitas empresas aumentassem drasticamente sua capacidade de produção e, ao mesmo tempo, reduzissem o custo de seus produtos.

A programação da ordem e do modo de operação da máquina CNC é realizada usando conjuntos de funções especiais e algoritmos compreensíveis para o sistema de controle digital. A quantidade e a qualidade dos comandos dados ao sistema de controle, bem como as características de programação de cada máquina, dependem tanto do profissionalismo do operador quanto das capacidades de uma determinada máquina, que podem inicialmente ser limitadas pelo seu projeto.

Muitos roteadores, por exemplo, permitem programar o movimento da ferramenta de trabalho, mas ao mesmo tempo não permitem o movimento da mesa de trabalho. Outras máquinas permitem ações mais programáveis, para que o operador tenha mais espaço de controle. Às vezes, tudo o que é exigido do operador é trocar as peças de trabalho a tempo e monitorar o desgaste da ferramenta de trabalho, e o programa cuidará do resto.

O dispositivo de máquinas CNC

O design da máquina CNC inclui vários blocos, cada um dos quais, como parte do todo, tem sua própria finalidade funcional. Pode haver unidades adicionais que introduzem características individuais no sistema de unidades. Suponha que um torno CNC tenha os seguintes componentes básicos: base, base, apoio de cabeça, fluido de cauda, ​​cabeça de corte, engrenagens, sensor de rosca, painel de controle.

A base é uma peça retangular fundida sobre a qual a cama é montada e que fornece força e resistência à vibração da máquina. A cama é a parte principal do torno, que une todos os seus componentes e mecanismos. Consiste em um par de paredes rigidamente conectadas por elementos transversais.

Existem guias na cama, além disso, a caixa de câmbio e a parte traseira são fixadas aqui. A cauda e o suporte com o avental podem se mover ao longo das guias, dependendo do tipo de ferramenta de trabalho. Há um rolamento na cabeça do fuso, graças a esse design, a peça de trabalho é fixada e girada.

A cabeça de corte automática implica uma instalação sequencial das ferramentas de corte na posição de trabalho. Engrenagens motrizes do movimento principal, transmissão transversal e longitudinal.

Os motores elétricos transferem a rotação do rotor, que, graças aos parafusos esféricos, se converte em um movimento linear dos blocos. A cauda segura o centro da peça a ser usinada. O sensor de toque está localizado na bandeja. O painel de controle foi projetado para conveniência do operador e monitoramento do processo. Pode haver vários painéis de controle.

Programar acionamentos de fuso fixo se resume a ligar, desligar e ligar os contatores apropriados.Para isso, basta registrar o sinal dos comandos «on» e «off».

O controle de velocidade dos fusos principais é frequentemente necessário para garantir que o metal seja processado na velocidade de corte ideal. Neste caso, é necessário ajustar a velocidade angular para que a velocidade periférica com a qual o corte é executado tenha um valor ótimo constante.

Programar o controle dos alimentadores é uma tarefa muito mais importante e complexa, pois garante o desempenho da função principal da máquina — dar forma ao produto.

Sistema de coordenadas padrão de máquinas-ferramenta CNC

Diagrama funcional do controle da máquina CNC

Implementação esquemática de algoritmos CNC de classe NC (SNC)

Arquitetura do sistema PCNC-1 de Alan Bradley com CNC

As vantagens das máquinas CNC

A principal e óbvia vantagem de uma máquina CNC, em relação a uma máquina convencional, é o maior nível de automação da produção, que minimiza a intervenção humana no processo de fabricação das peças.

Por definição, a máquina CNC é capaz de trabalhar de forma autônoma e quase contínua, sem se cansar o tempo todo, e a qualidade dos produtos não cairá por causa disso. Se o trabalho fosse feito por uma pessoa, ela estaria cansada, seria necessário mudar o torno, os onipresentes fatores humanos, erros, etc. Isso não está aqui. O operador apenas prepara a máquina para o trabalho, coloca e retira peças, ajusta a ferramenta. Uma pessoa pode operar várias máquinas dessa maneira.

Além disso, deve-se notar a maior flexibilidade das máquinas CNC. Para produzir diferentes peças, o operador só precisa alterar o programa de trabalho da máquina.Além disso, o programa está sempre pronto para executar um número ilimitado de vezes, enquanto o programa não precisa ser editado a cada vez.

Alta precisão e repetibilidade não dependem mais do treinamento do operador, mas da qualidade do programa utilizado. Esta é uma grande vantagem, em comparação com as máquinas de corte de metal convencionais, permitindo a produção de milhares de peças idênticas em forma e qualidade, e sem reduzir esta qualidade.

Algumas peças não podem ser feitas manualmente em uma máquina convencional devido à complexidade ou alto custo, e em uma máquina CNC é só escolher o programa certo. Como resultado, as máquinas CNC permitem obter rápida e eficientemente uma peça de quase qualquer complexidade e, em princípio, em qualquer quantidade. Há apenas uma condição - a peça a ser fabricada deve ser pré-projetada usando um computador.

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