Hvad er en CNC-maskine?
En CNC-maskine er en maskine, der kan styres af et computerprogram. Den kan automatisk udføre forskellige komplekse bearbejdningsopgaver i henhold til forudindstillede bearbejdningsprogrammer. CNC er forkortelsen for "Computer Numerical Control", som er computernumerisk styring.
CNC-bearbejdning er en subtraktiv fremstillingsproces, der bruger computerstyrede maskinværktøjer til at fjerne emnemateriale for at producere dele. Normalt planlægger CNC-maskinværktøjer automatisk bearbejdningsstien baseret på den tredimensionelle CAD-model og styrer værktøjet til at skære langs stien for at opnå delens form.
Denne artikel vil introducere de forskellige typer CNC-maskiner og hvordan de fungerer.
1. CNC-fræser
En CNC-fræser er ligesom en CNC-fræser, men bruges generelt til bearbejdning af blødere materialer og er typisk mindre præcis end CNC-fræsere. CNC-fræsere er kendt for deres evne til at bruge computer numerisk styring til at dirigere spindel- og maskinværktøjsbaner for at designe og forme materialer som træ, stål, skum, kompositmaterialer, aluminium og plast.
CNC-routere består typisk af steppermotorer, stepperdrivere, en mekanisk base, en spindel, controllere og en strømforsyning. CNC-routere hjælper med at reducere spild, øge produktivitet og nøjagtighed og producere produkter hurtigere.
2. Bore-CNC-maskine
En CNC-boremaskine bruges til bearbejdningsprocesser, der kræver fremstilling af cylindriske huller i et emne ved boring. Den anvender roterende borehoveder, hvis design tillader affaldsmetallet, kendt som spåner, at falde væk fra emnet under hulfremstilling.
Der findes flere almindelige typer bor, der kan bruges med en CNC-boremaskine, som hver især er egnet til forskellige anvendelser. Typerne omfatter spotbor til start af huller, peckbor til dybhulsboring, skruemaskinebor til præcise huller og spændefræsere til færdiggørelse af huller til den ønskede størrelse.
Ligesom andre CNC-maskiner bruger en CNC-boremaskine computernumerisk styring til at automatisere boreprocessen. Den styrer borehovedplaceringerne og bevægelsesmønstrene i henhold til programmerede værktøjsbaner. Dette muliggør præcisionsboring af flere huller i et emne med nøjagtighed og gentagelsesnøjagtighed. CNC-boremaskiner er nyttige, når store mængder dele har brug for identiske hulmønstre eller størrelser produceret gennem automatiserede boreprocesser.
3. Drejebænk CNC-maskine
En CNC-drejebænk bruges til bearbejdningsprocesser, der involverer drejning eller formning af roterende emner. Den anvender enkeltpunktsskæreværktøjer, hvis design varierer afhængigt af den specifikke drejeapplikation, såsom skrubdrejning, sletdrejning, plandrejning, gevinddrejning, formning, underskæring, afskæring og sporstikning.
CNC-drejebænken automatiserer drejeprocessen via computerstyring. Den styrer skæreværktøjernes placering og bevægelser i henhold til programmerede værktøjsbaner. Dette gør det muligt at fremstille komplekse former og geometrier fra cylindriske emner med præcision og repeterbarhed.
Der findes forskellige typer CNC-drejebænke, der er egnede til forskellige anvendelser. Almindelige typer omfatter drejebænke med revolvermotor, der er egnede til masseproduktion med automatiske værktøjsskift, motordrejebænke til generel drejning og specialdrejebænke designet til specifikke geometrier eller materialer.
CNC-drejeprocessen forbedrer produktiviteten i forhold til manuelle drejebænke ved at muliggøre ubemandet drift og produktion af flere dele efter nøjagtige specifikationer. CNC-drejebænke er især nyttige inden for bil-, luftfarts- og præcisionsfremstillingsindustrien, hvor et stort antal drejede komponenter skal bearbejdes præcist og effektivt.
4. 5-akset CNC-maskine
En 5-akset CNC-maskine forbedrer mulighederne i traditionelle 3-aksede fræsemaskiner ved at tilføje to ekstra rotationsakser, hvilket muliggør bearbejdning af komplekse geometrier i en enkelt opspænding.
Ud over de tre lineære akser (X, Y, Z) til positionering af skæreværktøjet, har en 5-akset CNC-maskine enten to ekstra rotationsakser ved skærespindelen eller et vippe-/rotationsbord. Dette giver to yderligere frihedsgrader til positionering af emnet.
Ved at vippe og rotere emneholderen (tapbordet) giver 5-aksemaskinen skæreværktøjet adgang til og bearbejder fem flader af et prismatisk emne i 90-graders vinkler uden at skulle nulstille emnet mellem operationerne.
De to ekstra roterende akser (typisk kaldet A-akse og C-akse) forbedrer bearbejdningseffektiviteten betydeligt ved at fjerne behovet for flere fastspændinger og opsætninger. Indviklede geometrier som skulpturerede former kan bearbejdes komplette i en enkelt fastspænding på en 5-akset CNC-maskine.
Den finder brede anvendelser inden for luftfart, støbeforme og medicinalindustrien, hvor komplekse dele er almindelige. 5-akset CNC-bearbejdning bruges også ofte til skulpturering på grund af dens evne til at bearbejde fritformede overflader.
5. CNC-fræsemaskine
En CNC-fræsemaskine bruger roterende flerpunkts skæreværktøjer til præcist at forme og bearbejde emner. Almindelige fræseværktøjer omfatter pindfræsere, spiralfræsere og fasfræsere, som kan orienteres enten vandret eller lodret baseret på den specifikke fræseapplikation.
CNC-fræsemaskinen automatiserer fræseprocessen via computerstyring. Den styrer skæreværktøjets placering og bevægelsesbane i henhold til programmerede værktøjsbaner. Dette gør det muligt at producere komplekse profiler og geometrier fra råmaterialer eller støbegods med præcision og repeterbarhed.
CNC-fræsemaskiner, også kaldet fræsemaskiner eller fræsere, fås i både vandret og lodret retning. Grundlæggende CNC-fræsere har tre lineære bevægelsesakser (X, Y, Z), mens mere avancerede modeller har ekstra roterende akser for øget tilgængelighed.
Almindelige typer CNC-fræsemaskiner omfatter håndfræsere til små dele, almindelige eller vertikale fræsere til generel bearbejdning, universalfræsere, der er egnede til en række forskellige operationer, og omniversale fræsere, der tilbyder maksimal fleksibilitet gennem fire eller fem akser.
CNC-fræseprocessen forbedrer produktiviteten i forhold til manuelle fræsemaskiner. Den muliggør ubemandet og masseproduktion af fræsede komponenter med snævre tolerancer. CNC-fræsemaskiner anvendes i vid udstrækning i fremstillingsindustrien til bearbejdning af dele af metaller, plast, træ, kompositmaterialer og mere.
6. Laserskærende CNC-maskine
En CNC-laserskærende maskine bruger en højtydende laser til at skære materialer ved at smelte, brænde eller fordampe dem. Det muliggør præcis skæring af indviklede mønstre og profiler.
De vigtigste typer industrilasere, der anvendes i laserskæremaskiner, omfatter:
- CO2-lasere: En af de mest almindelige gaslasere, der bruger en blanding af kuldioxid og gas. Velegnet til skæring i ikke-metaller som træ, plast og tekstiler. Kan også skære i nogle bløde ståltyper.
- Faststoflasere: Typisk Yttrium Aluminium Garnet (YAG) lasere, der bruger neodym som aktivt element. Kraftigere end CO2-lasere og i stand til at skære tykkere og hårdere metaller.
- Fiberlasere: En nyere faststoflasertype med overlegen strålekvalitet. Meget effektiv til præcisionsmetalskæring.
CNC-laserskærende CNC-maskiner styrer laserstrålen i henhold til programmerede værktøjsbaner ved hjælp af xy-portaler og CNC-styring. Almindelige arbejdsstørrelser spænder fra stationære maskiner til storformatmaskiner.
Laseren giver et rent snit med høj præcision og minimal varmepåvirket zone. Den muliggør kompliceret skæring af en bred vifte af materialer. Laserskæring anvendes i vid udstrækning inden for fremstilling, prototypefremstilling og bil-/luftfartsindustrien.
7. Plasmaskære CNC-maskine
En CNC-plasmaskæremaskine bruger en plasmabrænder til at skære elektrisk ledende materialer. Den fungerer ved at føre en højhastighedsgas, såsom ilt eller luft, gennem en dyse og danne en elektrisk lysbue under brænderen, der ioniserer gassen til en ledende plasmastrøm.
Plasmastrømmen overfører derefter varme og elektricitet til emnematerialet, hvor det smeltes og fordampes. Almindelige materialer, der skæres på plasmaskæremaskiner, omfatter stål, rustfrit stål, aluminium, messing og kobber.
På en CNC-plasmaskæremaskine styres plasmabrænderen af CNC-systemet i henhold til programmerede værktøjsbaner. Dette muliggør præcis computerstyret skæring af komplekse 2D- og 3D-former fra metal.
Nøglefunktioner ved CNC-plasmaskærende maskiner inkluderer evnen til at skære tykke pladematerialer, god skærekvalitet med minimale varmepåvirkede zoner og høje skærehastigheder. De er velegnede til fremstilling, vedligeholdelse og reparation.
CNC-systemet leverer automatiserede, gentagelige snit og muliggør ubemandet drift. Plasmaskæring anvendes i vid udstrækning i industrier som bilindustrien, fremstillingsindustrien, skibsbygning og byggeri til skæring, affasning og udhuling af metaldele og -komponenter.
8. Elektrisk udladnings-CNC-maskine
En elektrisk udladnings-CNC-maskine, også kendt som en EDM (elektrisk udladningsbearbejdning) eller gnisterosions-CNC-maskine, anvender den termoelektriske proces med elektriske gnister til at skære elektrisk ledende materialer.
Det fungerer ved at bruge elektriske gnister, der produceres via en spændingsforskel mellem to elektroder – en værktøjselektrode og emnematerialet – til at slide små mængder materiale væk gennem smeltning og fordampning. Deioniseret vand bruges til at skylle snavs væk.
På en EDM CNC-maskine er værktøjselektroden forbundet til CNC-systemet og præcist positioneret og styret i henhold til programmerede værktøjsbaner. Dette gør det muligt at bearbejde komplekse 3D-former fra hårde metaller og legeringer, der er vanskelige at skære med traditionelle metoder.
Nogle af de vigtigste fordele ved EDM CNC-maskiner inkluderer muligheden for at bearbejde meget hårde materialer, producere dele med meget høj nøjagtighed og overfladefinish samt skære komplekse indvendige hulrum og profiler.
Almindelige anvendelser omfatter forme, matricer, flykomponenter og kirurgiske implantater, da processen er berøringsfri og genererer minimale mekaniske kræfter på emnet. EDM CNC-maskiner er velegnede til lavvolumenproduktion af komplekse dele.
9. Her er de vigtigste punkter om en CNC-slibemaskine:
- - En CNC-slibemaskine bruger en roterende slibeskive til at skære og forme metaldele gennem den mekaniske slidproces.
- - Slibeskiven, normalt lavet af diamanter eller CBN (kubisk bornitrid), fjerner små metalspåner, når de kommer i kontakt med emnet. Præcis kontrol er nødvendig for at opnå snævre tolerancer.
- - På en CNC-slibemaskine positioneres og bevæges slibeskiven og emnet præcist af CNC-systemet i henhold til en programmeret kode. Dette gør det muligt at slibe komplekse 3D-profiler automatisk.
- - Almindelige slibeoperationer omfatter rundslibning (udvendige eller indvendige overflader), overfladeslibning (plane overflader), centerløs slibning og profilslibning.
- - Dele fremstillet med CNC-slibemaskiner kræver meget høj nøjagtighed og overfladebehandling. Det er ofte præcisionsmekaniske komponenter som knastaksler, kuglelejer og tandhjul.
- - Industrier, der anvender CNC-slibning, omfatter bilindustrien, luftfart, medicinalindustrien og generel produktion, hvor snævre tolerancer er afgørende.
- - Fordele i forhold til konventionel slibning omfatter repeterbar nøjagtighed, fleraksestyring og muligheden for at slibe komplekse konturer og profiler uden opsyn.
Så kort sagt former en CNC-slibemaskine præcist metaldele gennem automatiseret slibeskivebearbejdning styret af et computernumerisk styresystem.
10. Her er hovedpunkterne om en CNC-maskine med automatiske værktøjsskift:
- - Den har et værktøjsmagasin/karrusel, der indeholder flere værktøjer såsom boremaskiner, fræsere, overfræsere osv. ved siden af maskinens arbejdsområde.
- - Den automatiske værktøjsveksler muliggør hurtig og automatisk udskiftning af værktøjer efter behov under CNC-bearbejdningsprocessen uden manuel indgriben.
- - Dette forbedrer produktiviteten betydeligt ved at minimere ikke-skærende tid sammenlignet med manuelle værktøjsskift. Komplekse dele, der kræver flere værktøjer, kan bearbejdes uden at stoppe processen.
- - Værktøjer opsamles/udskiftes robotisk fra magasinet og monteres på spindlen ved hjælp af en automatisk værktøjsskiftearm under CNC-styring.
- - Det øger maskinens værktøjsbæreevne ud over et enkelt værktøj, hvilket muliggør bearbejdning af mere komplekse dele uden manuel genindlæsning af værktøjer.
- - Slidte eller ødelagte værktøjer kan udskiftes undervejs uden at stoppe hele produktionen. Dette forbedrer pålideligheden og oppetiden.
- - Automatisk værktøjskalibrering kan også være mulig for at sikre geometrisk nøjagtighed efter hver ændring.
- - Det bevæger CNC-bearbejdning mod mere effektiv produktion uden bemanding med minimal menneskelig indgriben.
Så kort sagt forbedrer automatisk værktøjsskift fleksibiliteten og produktiviteten af CNC-maskiner.
Opslagstidspunkt: 8. dec. 2023
