Què és una màquina-eina CNC?
Una màquina-eina CNC és una màquina-eina que pot ser controlada per un programa informàtic. Pot completar automàticament diverses tasques de processament complexes d'acord amb programes de processament preestablerts. CNC és l'abreviatura de "Computer Numerical Control", que significa control numèric per ordinador.
El mecanitzat CNC és un procés de fabricació subtractiu que utilitza màquines-eina controlades per ordinador per eliminar material de la peça per produir peces. Normalment, les màquines-eina CNC planifiquen automàticament la trajectòria de processament basant-se en el model CAD tridimensional i controlen l'eina per tallar al llarg de la trajectòria per aconseguir la forma de la peça.
Aquest article introduirà els diferents tipus de màquines-eina CNC i com funcionen.
1. Màquina de fresat CNC
Una màquina fresadora CNC és com una fresadora CNC, però generalment s'utilitza per mecanitzar materials més tous i normalment és menys precisa que les fresadores CNC. Les fresadores CNC són conegudes per la seva capacitat d'utilitzar el control numèric per ordinador per enrutar les trajectòries del cargol i la màquina-eina per dissenyar i donar forma a materials com la fusta, l'acer, l'escuma, els materials compostos, l'alumini i el plàstic.
Els routers CNC solen constar de motors pas a pas, controladors pas a pas, una base mecànica, un eix, controladors i una font d'alimentació. Els routers CNC ajuden a reduir els residus, augmentar la productivitat i la precisió i produir productes més ràpidament.
2. Màquina de perforació CNC
Una màquina de perforació CNC s'utilitza per a processos de mecanitzat que requereixen produir forats cilíndrics en una peça mitjançant la perforació. Empra broques giratòries el disseny de les quals permet que el metall residual, conegut com a encenalls, caigui de la peça durant la fabricació del forat.
Hi ha diversos tipus comuns de broques que es poden utilitzar amb una màquina de perforació CNC, cadascuna adequada per a diferents aplicacions. Els tipus inclouen broques de punteig per començar forats, broques de tall per a la perforació de forats profunds, broques de cargol per a forats precisos i escariadors de mandril per acabar forats a la mida desitjada.
Igual que altres màquines CNC, una màquina de perforació CNC utilitza control numèric per ordinador per automatitzar el procés de perforació. Dirigeix les ubicacions de les broques i els patrons de moviment segons les trajectòries de l'eina programades. Això permet la perforació precisa de múltiples forats en una peça amb precisió i repetibilitat. Les màquines de perforació CNC són útils quan grans volums de peces necessiten patrons o mides de forats idèntics produïts mitjançant processos de perforació automatitzats.
3. Torn CNC
Un torn CNC s'utilitza per a processos de mecanitzat que impliquen tornejat o conformat de peces rotatives. Empra eines de tall d'un sol punt el disseny de les quals varia segons l'aplicació de tornejat particular, com ara desbast, acabat, refrentat, roscat, conformat, socavat, trossejat i ranurat.
El torn CNC automatitza el procés de tornejat mitjançant el control numèric per ordinador. Dirigeix les ubicacions i els moviments de les eines de tall segons les trajectòries programades de les eines. Això permet produir formes i geometries complexes a partir de peces cilíndriques amb precisió i repetibilitat.
Hi ha diferents tipus de torns CNC adequats per a diverses aplicacions. Els tipus comuns inclouen torns de torreta adequats per a la producció en massa amb canvis automàtics d'eines, torns de motor per a tornejat d'ús general i torns d'ús especial dissenyats per a geometries o materials específics.
El procés de tornejat CNC millora la productivitat respecte als torns manuals, ja que permet el funcionament no operat i la producció de múltiples peces amb especificacions exactes. Les màquines de torn CNC són especialment útils en les indústries de l'automoció, l'aeroespacial i la fabricació de precisió, on cal mecanitzar un gran nombre de components tornejats amb precisió i eficiència.
4. Màquina CNC de 5 eixos
Una màquina CNC de 5 eixos millora les capacitats de les fresadores tradicionals de 3 eixos afegint dos eixos de rotació addicionals, permetent el mecanitzat de geometries complexes en una sola subjecció.
A més dels tres eixos lineals (X, Y, Z) per posicionar l'eina de tall, una màquina CNC de 5 eixos incorpora dos eixos de rotació addicionals al cargol de tall o una taula basculant/giratòria. Això proporciona dos graus de llibertat més per posicionar la peça.
En inclinar i girar el dispositiu de subjecció de la peça (taula de muñón), la màquina de 5 eixos permet que l'eina de tall accedeixi i mecanitzi cinc cares d'una peça prismàtica en angles de 90 graus sense necessitat de reajustar la peça entre operacions.
Els dos eixos rotatius addicionals (normalment anomenats eix A i eix C) milloren significativament l'eficiència del mecanitzat eliminant la necessitat de múltiples subjecció i configuracions. Les geometries complexes com les formes esculpides es poden mecanitzar completament en una sola subjecció en una màquina CNC de 5 eixos.
Troba àmplies aplicacions en les indústries aeroespacial, de motlles/matrius i mèdica, on són habituals les peces complexes. El mecanitzat CNC de 5 eixos també s'utilitza sovint per a l'escultura a causa de la seva capacitat per mecanitzar superfícies de forma lliure.
5. Fresadora CNC
Una fresadora CNC utilitza eines de tall multipunt rotatives per modelar i mecanitzar peces amb precisió. Les eines de fresat comunes inclouen freses de vora, freses helicoïdals i freses de xamfrà, que es poden orientar horitzontalment o verticalment segons l'aplicació de fresat específica.
La fresadora CNC automatitza el procés de fresat mitjançant el control numèric per ordinador. Dirigeix la ubicació de l'eina de tall i la trajectòria de moviment segons les trajectòries d'eina programades. Això permet produir perfils i geometries complexes a partir de matèries primeres o peces de fosa amb precisió i repetibilitat.
Les fresadores CNC, també anomenades fresadores o fresadores, estan disponibles tant en orientació horitzontal com vertical. Les fresadores CNC bàsiques proporcionen tres eixos lineals de moviment (X, Y, Z), mentre que els models més avançats incorporen eixos rotatius addicionals per a una major accessibilitat.
Els tipus comuns de fresadores CNC inclouen fresadores manuals per a peces petites, fresadores planes o verticals per a mecanitzat general, fresadores universals adequades per a una varietat d'operacions i fresadores omniversals que ofereixen la màxima flexibilitat a través de quatre o cinc eixos.
El procés de fresat CNC millora la productivitat respecte a les fresadores manuals. Permet la producció no operada i en massa de components fresats amb toleràncies ajustades. Les fresadores CNC s'utilitzen àmpliament en les indústries manufactureres per mecanitzar peces de metalls, plàstics, fusta, materials compostos i més.
6. Màquina CNC de tall làser
Una màquina CNC de tall per làser utilitza un làser d'alta potència per tallar materials fonent-los, cremant-los o vaporitzant-los. Permet el tall precís de patrons i perfils complexos.
Els principals tipus de làser industrial utilitzats en màquines de tall per làser inclouen:
- Làsers de CO2: Un dels làsers de gas més comuns que utilitzen una mescla de gas diòxid de carboni. Apte per tallar materials no metàl·lics com la fusta, els plàstics i els tèxtils. També pot tallar alguns acers suaus.
- Làsers d'estat sòlid: Normalment làsers de granat d'itri i alumini (YAG) que utilitzen neodimi com a element actiu. Més potents que els làsers de CO2 i capaços de tallar metalls més gruixuts i durs.
- Làsers de fibra: Un tipus de làser d'estat sòlid més nou amb una qualitat de feix superior. Molt eficient per a aplicacions de tall de metall de precisió.
Les màquines CNC de tall per làser dirigeixen el feix làser segons les trajectòries d'eina programades mitjançant pòrtics xy i control CNC. Les mides de treball habituals van des de màquines d'escriptori fins a màquines de gran format.
El làser proporciona un tall net amb alta precisió i una zona mínima afectada per la calor. Permet un tall complex d'una àmplia gamma de materials. El tall per làser s'utilitza àmpliament en la fabricació, la creació de prototips i les indústries de l'automoció/aeroespacial.
7. Màquina CNC de tall per plasma
Una màquina CNC de tall per plasma utilitza una torxa de plasma per tallar materials conductors d'electricitat. Funciona passant un gas d'alta velocitat, com ara oxigen o aire, a través d'una boquilla i formant un arc elèctric sota la torxa que ionitza el gas en un corrent de plasma conductor.
El corrent de plasma transfereix la calor i l'electricitat al material de la peça, tallant-lo mitjançant la fusió i la vaporització. Els materials comuns tallats a les màquines de tall per plasma inclouen acer, acer inoxidable, alumini, llautó i coure.
En una màquina de tall per plasma CNC, la torxa de plasma està controlada pel sistema CNC segons les trajectòries d'eina programades. Això permet un tall precís controlat per ordinador de formes complexes en 2D i 3D a partir de metall.
Les característiques principals de les màquines CNC de tall per plasma inclouen la capacitat de tallar materials en planxa gruixuda, una bona qualitat de tall amb zones mínimes afectades per la calor i velocitats de tall ràpides. Són ideals per a aplicacions de fabricació, manteniment i reparació.
El sistema CNC proporciona talls automatitzats i repetibles i permet un funcionament sense personal. El tall per plasma s'utilitza àmpliament en indústries com l'automoció, la fabricació, la construcció naval i la construcció per tallar, bisellar i ranurar peces i components metàl·lics.
8. Màquina CNC de descàrrega elèctrica
Una màquina CNC de descàrrega elèctrica, també coneguda com a màquina CNC d'electroerosió (EDM) o d'erosió per guspira, utilitza el procés termoelèctric de les espurnes elèctriques per tallar materials conductors d'electricitat.
Funciona mitjançant l'ús d'espurnes elèctriques produïdes a través d'una diferència de voltatge entre dos elèctrodes (un elèctrode de l'eina i el material de la peça) per desgastar petites quantitats de material mitjançant la fusió i la vaporització. S'utilitza aigua desionitzada per eliminar les restes.
En una màquina CNC d'electroerosió, l'elèctrode de l'eina es connecta al sistema CNC i es posiciona i controla amb precisió segons les trajectòries d'eina programades. Això permet mecanitzar formes 3D complexes a partir de metalls durs i aliatges que són difícils de tallar amb els mètodes tradicionals.
Alguns avantatges clau de les màquines CNC d'electroerosió inclouen la capacitat de mecanitzar materials molt durs, produir peces amb una precisió i acabats superficials molt elevats, i tallar cavitats i perfils interns complexos.
Les aplicacions habituals inclouen motlles, matrius, components aeroespacials i implants quirúrgics, ja que el procés no té contacte i genera forces mecàniques mínimes sobre la peça. Les màquines CNC d'electroerosió són adequades per a la producció de baix volum de peces complexes.
9. Aquests són els punts clau sobre una màquina de rectificar CNC:
- - Una màquina rectificadora CNC utilitza una mola abrasiva giratòria per tallar i donar forma a peces metàl·liques mitjançant el procés mecànic d'abrasió.
- - La mola abrasiva, generalment feta de diamants o CBN (nitrur de bor cúbic), elimina petites estelles de metall quan entra en contacte amb la peça. Cal un control precís per aconseguir toleràncies ajustades.
- - En una rectificadora CNC, la mola i la peça es posicionen i es mouen amb precisió pel sistema CNC segons un codi programat. Això permet rectificar perfils 3D complexos automàticament.
- - Les operacions de rectificat habituals inclouen el rectificat cilíndric (superfícies externes o internes), el rectificat superficial (superfícies planes), el rectificat sense centres i el rectificat de perfils.
- - Les peces fabricades amb màquines CNC de rectificat requereixen una precisió i uns acabats superficials molt elevats. Sovint són components mecànics de precisió com ara arbres de lleves, rodaments de boles, engranatges.
- - Les indústries que utilitzen el rectificat CNC inclouen l'automoció, l'aeroespacial, la medicina i la fabricació en general, on les toleràncies ajustades són crítiques.
- - Els avantatges respecte al rectificat convencional inclouen la precisió repetible, el control multieix i la capacitat de rectificar contorns i perfils complexos sense vigilància.
En resum, una rectificadora CNC modela amb precisió les peces metàl·liques mitjançant el mecanitzat automatitzat de rodes abrasives controlades per un sistema de control numèric per ordinador.
10. Aquests són els punts clau sobre una màquina CNC amb canvis automàtics d'eines:
- - Té un magatzem/carrusel d'eines que conté diverses eines com ara trepants, fresadores, fresadores, etc. adjacent a l'espai de treball de la màquina.
- - El canviador automàtic d'eines permet la substitució ràpida i automàtica de les eines segons calgui durant el procés de mecanitzat CNC sense intervenció manual.
- - Això millora significativament la productivitat minimitzant el temps sense tall en comparació amb els canvis manuals d'eines. Les peces complexes que requereixen múltiples eines es poden mecanitzar sense aturar el procés.
- - Les eines es recullen/intercanvien robòticament del carregador i es munten al mandril mitjançant un braç de canvi d'eines automàtic sota control CNC.
- - Augmenta la capacitat de càrrega d'eines de la màquina més enllà d'una sola eina, permetent el mecanitzat de peces més complexes sense recarregar les eines manualment.
- - Les eines trencades o desgastades es poden substituir sobre la marxa sense aturar tota la producció. Això millora la fiabilitat i el temps de funcionament.
- - També és possible la calibració automàtica de les eines per garantir la precisió geomètrica després de cada canvi.
- - Fa que el mecanitzat CNC avanci cap a una producció sense personal/sense llums més eficient amb una intervenció humana mínima.
En resum, el canvi automàtic d'eines millora la flexibilitat i la productivitat de les màquines CNC.
Data de publicació: 08-12-2023
