CNC-bearbejdning er en fremstillingsproces, hvor forprogrammeret computersoftware dikterer bevægelsen af fabriksværktøjer og maskiner. Processen kan bruges til at styre en række komplekse maskiner, fra slibere og drejebænke til fræsere og overfræsere. Med CNC-bearbejdning kan tredimensionelle skæreopgaver udføres med et enkelt sæt kommandoer.
CNC-processen er en forkortelse for "computer numeric control" (computer numerisk styring), der står i kontrast til – og dermed overflødiggør – begrænsningerne ved manuel styring, hvor der er behov for levende operatører til at give kommandoer til bearbejdningsværktøjer via håndtag, knapper og hjul. For beskueren kan et CNC-system ligne et almindeligt sæt computerkomponenter, men de softwareprogrammer og konsoller, der anvendes i CNC-bearbejdning, adskiller det fra alle andre former for beregning.
Hvordan fungerer CNC-bearbejdning?
Når et CNC-system aktiveres, programmeres de ønskede snit ind i softwaren og dikteres til tilsvarende værktøjer og maskiner, som udfører de dimensionelle opgaver som specificeret, ligesom en robot.
I CNC-programmering vil kodegeneratoren i det numeriske system ofte antage, at mekanismerne er fejlfrie, på trods af muligheden for fejl, som er større, når en CNC-maskine er instrueret til at skære i mere end én retning samtidigt. Placeringen af et værktøj i et numerisk styresystem er beskrevet af en række input kendt som delprogrammet.
Med en numerisk styremaskine indtastes programmer via hulkort. I modsætning hertil føres programmerne til CNC-maskiner til computere via små tastaturer. CNC-programmering gemmes i computerens hukommelse. Selve koden skrives og redigeres af programmører. Derfor tilbyder CNC-systemer langt mere omfattende beregningskapacitet. Bedst af alt er det, at CNC-systemer på ingen måde er statiske, da nyere prompter kan tilføjes til eksisterende programmer gennem revideret kode.
CNC-MASKINPROGRAMMERING
I CNC betjenes maskiner via numerisk styring, hvor et softwareprogram er designet til at styre et objekt. Sproget bag CNC-bearbejdning kaldes skiftevis G-kode, og det er skrevet til at styre de forskellige adfærdsmønstre for en tilsvarende maskine, såsom hastighed, tilspændingshastighed og koordination.
CNC-bearbejdning gør det grundlæggende muligt at forprogrammere hastigheden og positionen af maskinværktøjsfunktioner og køre dem via software i gentagne, forudsigelige cyklusser, alt sammen med minimal indblanding fra menneskelige operatører. På grund af disse muligheder er processen blevet implementeret i alle hjørner af fremstillingssektoren og er især vigtig inden for metal- og plastproduktion.
Til at starte med udarbejdes en 2D- eller 3D CAD-tegning, som derefter oversættes til computerkode, som CNC-systemet kan udføre. Når programmet er indtastet, afprøver operatøren det for at sikre, at der ikke er fejl i kodningen.
Åbne/lukkede kredsløbsmaskiner
Positionsstyringen bestemmes via et åbent sløjfe- eller lukket sløjfesystem. Med førstnævnte kører signaleringen i én retning mellem regulatoren og motoren. Med et lukket sløjfesystem er regulatoren i stand til at modtage feedback, hvilket muliggør fejlkorrektion. Således kan et lukket sløjfesystem korrigere uregelmæssigheder i hastighed og position.
Ved CNC-bearbejdning styres bevægelsen normalt på tværs af X- og Y-akser. Værktøjet positioneres og styres derefter via stepper- eller servomotorer, som replikerer nøjagtige bevægelser som bestemt af G-koden. Hvis kraften og hastigheden er minimal, kan processen køres via åben sløjfestyring. For alt andet er lukket sløjfestyring nødvendig for at sikre den hastighed, ensartethed og nøjagtighed, der kræves til industrielle applikationer, såsom metalbearbejdning.
CNC-bearbejdning er fuldt automatiseret
I nutidens CNC-protokoller er produktionen af dele via forprogrammeret software for det meste automatiseret. Dimensionerne for en given del indstilles med computerstøttet design (CAD) software og konverteres derefter til et faktisk færdigt produkt med computerstøttet fremstillingssoftware (CAM).
Ethvert emne kan kræve en række forskellige værktøjsmaskiner, såsom bor og skær. For at imødekomme disse behov kombinerer mange af nutidens maskiner flere forskellige funktioner i én celle. Alternativt kan en installation bestå af flere maskiner og et sæt robothænder, der overfører dele fra én applikation til en anden, men hvor alt styres af det samme program. Uanset opsætningen muliggør CNC-processen ensartethed i deleproduktionen, som ville være vanskelig, hvis ikke umulig, at replikere manuelt.
DE FORSKELLIGE TYPER AF CNC-MASKINER
De tidligste numeriske styrede maskiner stammer fra 1940'erne, hvor motorer først blev brugt til at styre bevægelsen af eksisterende værktøjer. Efterhånden som teknologierne udviklede sig, blev mekanismerne forbedret med analoge computere og i sidste ende med digitale computere, hvilket førte til fremkomsten af CNC-bearbejdning.
Langt størstedelen af nutidens CNC-arsenaler er fuldt elektroniske. Nogle af de mere almindelige CNC-drevne processer omfatter ultralydssvejsning, hulstansning og laserskæring. De mest anvendte maskiner i CNC-systemer omfatter følgende:
CNC-fræsere
CNC-fræsere kan køre på programmer bestående af tal- og bogstavbaserede prompts, der styrer emner over forskellige afstande. Programmeringen, der anvendes til en fræsemaskine, kan være baseret på enten G-kode eller et unikt sprog udviklet af et produktionsteam. Grundlæggende fræsere består af et tre-akset system (X, Y og Z), selvom de fleste nyere fræsere kan rumme tre ekstra akser.
Drejebænke
I drejebænke skæres emnerne i en cirkulær retning med indekserbare værktøjer. Med CNC-teknologi udføres de snit, der anvendes på drejebænke, med præcision og høj hastighed. CNC-drejebænke bruges til at producere komplekse designs, der ikke ville være mulige på manuelt drevne versioner af maskinen. Samlet set er kontrolfunktionerne for CNC-drevne fræsere og drejebænke ens. Ligesom med førstnævnte kan drejebænke styres af G-kode eller unik proprietær kode. De fleste CNC-drejebænke består dog af to akser - X og Z.
Plasmaskærere
I en plasmaskærer skæres materiale med en plasmabrænder. Processen anvendes primært på metalmaterialer, men kan også anvendes på andre overflader. For at producere den hastighed og varme, der er nødvendig for at skære metal, genereres plasma ved hjælp af en kombination af trykluft, gas og elektriske lysbuer.
Elektriske udladningsmaskiner
Elektrisk udladningsbearbejdning (EDM) – skiftevis kaldet matriseforsænkning og gnistbearbejdning – er en proces, der støber emner til bestemte former med elektriske gnister. Med EDM forekommer strømudladninger mellem to elektroder, og dette fjerner sektioner af et givet emne.
Når afstanden mellem elektroderne bliver mindre, bliver det elektriske felt mere intenst og dermed stærkere end dielektrikummet. Dette gør det muligt for en strøm at passere mellem de to elektroder. Følgelig fjerner hver elektrode dele af et emne. Undertyper af EDM inkluderer:
● Trådgnist, hvorved gnisterosion anvendes til at fjerne dele fra et elektronisk ledende materiale.
● Sænkningsgnist, hvor en elektrode og et emne gennemvædes i dielektrisk væske med henblik på emnedannelse.
I en proces kendt som skylning føres snavs fra hvert færdigt emne væk af et flydende dielektrikum, som fremkommer, når strømmen mellem de to elektroder er stoppet, og som har til formål at eliminere yderligere elektriske ladninger.
Vandstråleskærere
I CNC-bearbejdning er vandstråler værktøjer, der skærer hårde materialer, såsom granit og metal, med højtryksvandpåføringer. I nogle tilfælde blandes vandet med sand eller et andet stærkt slibende stof. Fabriksmaskindele formes ofte gennem denne proces.
Vandstråler anvendes som et køligere alternativ til materialer, der ikke kan modstå de varmeintensive processer i andre CNC-maskiner. Derfor anvendes vandstråler i en række sektorer, såsom luftfarts- og mineindustrien, hvor processen er effektiv til blandt andet udskæring og skæring. Vandstråleskærere anvendes også til applikationer, der kræver meget komplicerede snit i materiale, da manglen på varme forhindrer enhver ændring i materialets iboende egenskaber, der kan skyldes metal-mod-metal-skæring.
DE FORSKELLIGE TYPER AF CNC-MASKINER
Som adskillige videodemonstrationer af CNC-maskiner har vist, bruges systemet til at lave meget detaljerede udskæringer af metalstykker til industrielle hardwareprodukter. Ud over de førnævnte maskiner omfatter yderligere værktøjer og komponenter, der anvendes i CNC-systemer:
● Broderimaskiner
● Træfræsere
● Tårnstansere
● Trådbukkemaskiner
● Skumskærere
● Laserskærere
● Cylindriske kværne
● 3D-printere
● Glasskærere
Når der skal laves komplicerede snit på forskellige niveauer og vinkler på et emne, kan det hele udføres inden for få minutter på en CNC-maskine. Så længe maskinen er programmeret med den rigtige kode, vil maskinens funktioner udføre de trin, der er dikteret af softwaren. Forudsat at alt er kodet i henhold til designet, bør der fremkomme et produkt med detaljer og teknologisk værdi, når processen er afsluttet.
Opslagstidspunkt: 31. marts 2021
