Jak działa tokarka CNC?

Czy zastanawiałeś się kiedyś, jak precyzyjne są produkowane części metalowe?

Tokarka CNC to cud techniki, który tworzy ten rodzaj precyzyjnej inżynierii. Maszyna przekształca surowce w produkty o doskonałej precyzji i spójności.

Czym jest tokarka CNC?

Tokarka CNC to programowalna obrabiarka, która obraca przedmiot obrabiany wokół stałego noża. Twoja produkcja jest udoskonalona dzięki takim zaawansowanym maszynom. Postęp jest wynikiem połączenia tradycyjnych ruchów tokarki ze spójnością cyfrowej precyzji.

Części tokarki CNC

Wszystkie części odgrywają istotną rolę w funkcjonowaniu Tokarka dla dokładności i precyzji.

Główka: Mocowany do wrzeciona, zapewnia moc umożliwiającą obracanie przedmiotu obrabianego z różną prędkością.
Konik: Podtrzymuje przeciwległy koniec przedmiotu obrabianego w trakcie obróbki.
Łóżko: Główne wsparcie konstrukcyjne dla innych części tokarki.
Przewóz: Podtrzymuje i przesuwa narzędzia w obrabianym przedmiocie.
Cmokanie: Podczas obracania przedmiotu obrabianego należy go mocno trzymać.
Wieżyczka narzędziowa: Posiada różnorodne narzędzia do cięcia, które można szybko wymienić w zależności od potrzeb.
Panel sterowania: Interfejs użytkownika, za pomocą którego można wydawać polecenia i zarządzać pracą maszyny.
Wrzeciono: Obraca obrabiany przedmiot z zaprogramowaną prędkością.
Sposoby: Powierzchnie podłoża regulujące ruch Twojego powozu.
Układ chłodzenia: Zapewnia obieg chłodziwa, który pomaga zapobiegać przegrzaniu podczas operacji cięcia.
Serwomotory: Zamienia sygnały elektroniczne na ruchy precyzyjne dla osi Twojej maszyny.
Śruby kulowe: Wykonuj precyzyjne ruchy z minimalnym luzem, zamieniając ruch obrotowy na liniowy.
Kodery: Aby zapewnić dokładność, monitoruje położenie i prędkość podzespołów maszyny.
Układ smarowania: Utrzymuje płynność ruchu ruchomych elementów maszyny.
Transporter wiórów: Usuwa wióry metalowe powstające w procesie obróbki skrawaniem.
Osłony bezpieczeństwa: Chroni przed latającymi odłamkami i ruchomymi częściami urządzeń.

Zasada działania tokarki CNC

· Programowanie tokarki CNC i jak to działa

W ten sposób Twój projekt jest przesyłany do tokarki CNC. Proces ten tłumaczy Twoje rysunki na język, który jest czytelny dla maszyny i instruuje maszynę we wszystkim, co robi.

Proces projektowania zazwyczaj zaczyna się od CAD (Projektowanie wspomagane komputerowo) oprogramowanie, w którym modelujesz swój docelowy element w skomplikowanym 3D. Twoje projekty obejmują wszystkie informacje wymiarowe, które są wymagane do produkcji.

Twój projekt jest tłumaczony przez oprogramowanie CAM (Computer Aided Manufacturing) po zakończeniu projektu i zamienia go w ścieżki narzędzi. Ścieżki narzędzi uwzględniają możliwości maszyny, geometrie narzędzi skrawających i właściwości materiałów.

Oprogramowanie CAM tworzy program, który jest głównie Kod G, język, który rozumie Twoja tokarka CNC. Kod zawiera instrukcje dotyczące ruchu narzędzia, prędkości wrzeciona, szybkości posuwu i urządzeń pomocniczych.

Linia kodu mówi o konkretnej akcji w Twojej maszynie. Na przykład, Twoja maszyna będzie poruszać się po linii prostej przez G01. Z drugiej strony, Twoja maszyna będzie poruszać się zgodnie z ruchem wskazówek zegara przez G02.

Ponadto oprogramowanie można załadować na maszynę różnymi sposobami, takimi jak połączenie komputer-maszyna, USB lub przez sieci. Nowsze tokarki CNC zawierają również łatwe w użyciu interfejsy, w których można wyświetlić podgląd oprogramowania przed jego uruchomieniem. Funkcja symulacji pozwala określić, czy występuje jakiś problem, zanim materiał zostanie pocięty.

Ponadto większość tokarek CNC ma teraz interfejs programowania konwersacyjnego. Pozwala to na programowanie bezpośrednio na maszynie za pomocą graficznego wprowadzania danych i wprowadzania danych sterowanych menu. Bardziej praktyczne jest programowanie mniej złożonych części lub szybki sposób wprowadzania zmian.

Następnie program jest ładowany do jednostki sterowania ruchem (MCU), która odczytuje kod i po załadowaniu tłumaczy go na sygnały elektryczne.

Twój system sterowania ruchem otrzymuje dokładnie informacje o tym, jakie ruchy ma wykonać za pomocą tych sygnałów. Podczas tego tokarka monitoruje sprzężenie zwrotne pozycji, aby móc być precyzyjnym.

· Ruch wzdłuż osi tokarki CNC

Dokładność Twojej tokarki CNC wynika z możliwości umieszczenia przez maszynę narzędzi tnących w ustalonych osiach z maksymalną precyzją. Ostateczny rozmiar i wykończenie powierzchni Twoich części są określone przez te ruchy.

Dwie osie, za pomocą których obsługiwany jest typowy typ tokarki CNC, to X i Z. Ruch promieniowy przedmiotu obrabianego jest kontrolowany przez oś X, która określa średnicę.

Gdy narzędzie tnące porusza się wzdłuż osi X, porusza się w kierunku środka obrotu lub od niego. Te ruchy tną zewnętrzne średnice, wewnętrzne otwory i operacje czołowe. Rozdzielczość tych ruchów może wynosić zaledwie 0,0001 cala, co pozwala na dokładne uzyskanie tolerancji wymiarowych.

Oś Z jest równoległa do wrzeciona i nadaje kierunek obrabianemu przedmiotowi na długość. Oś Z ustala lokalizację w części dla cech. Gdy jest używana w połączeniu z inną osią, ruch osi X połączony z ruchem osi Z wygeneruje stożki, kontury i ramiona. Twoje dwie osie skoordynowane zapewniają obróbkę profilową zaawansowanych geometrii zgodnie z Twoimi dokładnymi specyfikacjami.

Bardziej zaawansowane tokarki CNC pozwalają na rozszerzenie możliwości produkcyjnych na wyższe poziomy. Daje to kontrolę nad obrotem wrzeciona, dzięki czemu możesz precyzyjnie ustawić kątowo obrabiany przedmiot.

Dzięki temu możliwe jest frezowanie, wiercenie poza środkiem i cięcie konturowe skomplikowanych konturów tokarki. Możliwość osi Y zapewnia ruch w kierunku prostopadłym do osi X i Z. Daje to możliwość tworzenia cech mimośrodowych i frezowania obszarów niecylindrycznych w częściach.

Ruch, który napędza te osie, pochodzi z precyzyjnych śrub kulowych zamontowanych na serwomotorach. Podczas gdy oprogramowanie działa, system sterowania wydaje polecenia silnikom, a one obracają śruby kulowe z precyzyjnymi przyrostami.

Ruch jest konwertowany na ruch liniowy wózka narzędziowego. Rzeczywista pozycja jest odczytywana przez mechanizmy posuwu, takie jak skale liniowe lub enkodery obrotowe i porównywana z zaprogramowaną pozycją.

Możesz dowiedzieć się więcej o różnych rodzaje osi w maszynach CNC.

· Proces obróbki tokarką CNC

Proces obróbki tokarką CNC przetwarza surowiec poprzez sekwencję kontrolowanych etapów. Kolejne kroki są ze sobą powiązane, aby dostarczyć specyfikacje projektu z doskonałą wydajnością.

Przygotowanie rozpoczyna proces obróbki. Polega on na wybraniu odpowiedniego narzędzia do cięcia zgodnie z materiałem i operacją, zaciśnięciu przedmiotu obrabianego w uchwycie, upewnieniu się, że przedmiot obrabiany jest wyrównany i ustawieniu przesunięć narzędzia. Przesunięcia te sygnalizują maszynie, gdzie znajduje się każda końcówka narzędzia w stosunku do punktu odniesienia, dzięki czemu gotowa część może osiągnąć dokładność wymiarową.

Oprogramowanie CNC wykonuje operację obróbki po ustawieniu. Typowe operacje obejmują obróbkę powierzchniową, tworząc płaskie powierzchnie prostopadłe do osi obrotu. Toczenie wytwarza cylindryczne sekcje wzdłuż długości przedmiotu obrabianego. Rozwiercanie, które tworzy lub powiększa średnice wewnętrzne. Gwintowanie, które wycina precyzyjne gwinty śrubowe. Rowkowanie, które tworzy kanały lub wgłębienia w części.

Operacje te są wykonywane z Twoim przedmiotem obrabianym obracającym się z prędkością zależną od Twojego materiału i Twoich wymagań dotyczących cięcia. Twój materiał wykonany z aluminium, na przykład, może obracać się z liczbą tysięcy obrotów na minutę.

Jednak materiał wykonany ze stali nierdzewnej wymaga niższych stawek, aby nie zużywać narzędzi i nie generować zbędnego ciepła. Twoje narzędzia przecinają materiał z każdym pociągnięciem, postępując wzdłuż wstępnie obliczonej ścieżki, aż część będzie miała odpowiedni rozmiar.

Podczas procesu, Twój przedmiot obrabiany może zostać poddany obróbce płynem tnącym, który spełnia wiele funkcji. Funkcje obejmują:

Chłodzenie przedmiotu obrabianego i narzędzia
Smarowanie powierzchni styku narzędzia z powierzchnią cięcia w celu zminimalizowania tarcia
Spłukiwanie wiórów, które mogą zakłócić wykończenie powierzchni lub pracę narzędzia.

Nowoczesne tokarki CNC mają wysokociśnieniowe systemy chłodzenia. Te systemy chłodzenia kierują płyn do krytycznych obszarów maszyny.

W miarę postępu obróbki Twoja tokarka CNC może automatycznie przełączać narzędzia z jednej operacji na drugą. Wieżyczka narzędziowa obróci się, aby ustawić następne wymagane narzędzie, zachowując jednocześnie dokładną pozycję za pomocą systemu odniesienia maszyny. Ta możliwość umożliwia ukończenie złożonych części w jednym ustawieniu, co skraca czas obsługi i poprawia ogólną dokładność.

W zależności od dokładności wymaganej dla części, tokarka CNC może wykonać wiele przejść. Przejścia wykończeniowe wykonują lżejsze cięcia przy wyższych prędkościach, aby uzyskać lepszą jakość powierzchni i ciasne tolerancje, a cięcia zgrubne szybko usuwają większość materiału. Twój kontroler ustawia liczbę i ilość takich przejść w zależności od wymagań jakościowych.

Po obróbce część może zostać poddana inspekcji w trakcie procesu za pomocą narzędzi pomiarowych lub wskaźników w połączeniu z tokarką CNC. Systemy te weryfikują krytyczne wymiary przed wyjęciem części z maszyny.

Dają również możliwość dostosowania się do wymagań. Ta kontrola zapewnia, że Twoja część spełnia wymagane standardy przed kontynuacją produkcji z dodatkowymi procedurami produkcyjnymi.

Często zadawane pytania

Jak dokładne są tokarki CNC?

Nowoczesne tokarki CNC osiągają dokładność rzędu ±0,0001 cala.

Czym jest kod G w obróbce CNC?

Język programowania Twojej tokarki CNC nazywa się G-code. Zawiera polecenia dotyczące ruchów narzędzi, prędkości skrawania i funkcji maszyny.

Wniosek

Tokarka CNC łączy tradycyjne zasady toczenia z precyzją komputerów, aby dostarczyć precyzyjne części. Pracując z takimi maszynami, możesz cieszyć się pomysłowością współczesnej produkcji.