10 Uri ng mga Makinang CNC

Ano ang isang CNC machine tool?

Ang CNC machine tool ay isang machine tool na maaaring kontrolin ng isang programa sa computer. Maaari nitong awtomatikong kumpletuhin ang iba't ibang kumplikadong gawain sa pagproseso ayon sa mga nakatakdang programa sa pagproseso. Ang CNC ay ang pagpapaikli ng "Computer Numerical Control", na siyang computer numerical control.

Ang CNC machining ay isang proseso ng subtractive manufacturing na gumagamit ng mga machine tool na kontrolado ng computer upang alisin ang materyal ng workpiece upang makagawa ng mga bahagi. Karaniwan, awtomatikong pinaplano ng mga CNC machine tool ang landas ng pagproseso batay sa three-dimensional CAD model at kinokontrol ang tool upang putulin ang landas upang makamit ang hugis ng bahagi.

Ipakikilala ng artikulong ito ang iba't ibang uri ng mga CNC machine tool at kung paano gumagana ang mga ito.

1. Makinang CNC na Ruta

Ang isang router CNC machine ay parang isang CNC mill ngunit karaniwang ginagamit para sa pagma-machining ng mas malambot na materyales at kadalasang hindi gaanong tumpak kaysa sa mga CNC Mill. Ang mga CNC router ay kilala sa kanilang kakayahang gumamit ng computer numerical control upang iruta ang mga landas ng spindle at machine tool upang magdisenyo at maghubog ng mga materyales tulad ng kahoy, bakal, foam, composite, aluminum, at plastik.

Ang mga CNC router ay karaniwang binubuo ng mga stepper motor, stepper driver, isang mechanical base, isang spindle, mga controller, at isang power supply. Ang mga CNC router ay nakakatulong upang mabawasan ang basura, mapataas ang produktibidad at katumpakan, at mas mabilis na makagawa ng mga produkto.

2. Makinang CNC para sa Pagbabarena

 Ang isang drilling CNC machine ay ginagamit para sa mga proseso ng pagma-machining na nangangailangan ng paggawa ng mga cylindrical na butas sa isang workpiece sa pamamagitan ng pagbabarena. Gumagamit ito ng mga umiikot na drill bit na ang disenyo ay nagpapahintulot sa mga basurang metal, na kilala bilang mga chips, na mahulog palayo sa workpiece habang gumagawa ng butas.

Mayroong ilang karaniwang uri ng drill bits na maaaring gamitin sa isang drilling CNC machine, bawat isa ay angkop para sa iba't ibang aplikasyon. Kabilang sa mga uri ang spotting drills para sa pagsisimula ng mga butas, peck drills para sa malalim na pagbabarena ng butas, screw machine drills para sa tumpak na mga butas, at chucking reamers para sa pagtatapos ng mga butas sa nais na laki.

Tulad ng ibang mga makinang CNC, ang isang makinang pang-drill na CNC ay gumagamit ng computer numerical control upang i-automate ang proseso ng pagbabarena. Idinidirekta nito ang mga lokasyon ng drill bit at mga pattern ng paggalaw ayon sa mga nakaprogramang path ng tool. Nagbibigay-daan ito para sa katumpakan ng pagbabarena ng maraming butas sa isang workpiece nang may katumpakan at kakayahang maulit. Ang mga makinang pang-drill na CNC ay kapaki-pakinabang kapag ang malalaking volume ng mga bahagi ay nangangailangan ng magkaparehong pattern o laki ng butas na ginawa sa pamamagitan ng mga awtomatikong proseso ng pagbabarena.

3. Makinang CNC na Pang-lathe

Ang isang makinang CNC Lathe ay ginagamit para sa mga proseso ng pagma-machining na kinabibilangan ng pagpihit o paghubog ng mga umiikot na workpiece. Gumagamit ito ng mga single-point cutting tool na ang disenyo ay nag-iiba batay sa partikular na aplikasyon ng pagpihit, tulad ng roughing, finishing, facing, threading, forming, undercutting, parting at grooving.

Awtomatiko ng makinang CNC ang proseso ng pag-ikot sa pamamagitan ng computer numerical control. Idinidirekta nito ang mga lokasyon at galaw ng cutting tool ayon sa nakaprogramang mga landas ng tool. Pinapayagan nito ang mga kumplikadong hugis at geometry na mabuo mula sa mga cylindrical workpiece nang may katumpakan at kakayahang maulit.

Mayroong iba't ibang uri ng mga CNC lathe na angkop para sa iba't ibang aplikasyon. Kabilang sa mga karaniwang uri ang mga turret lathe na angkop para sa malawakang produksyon na may awtomatikong pagpapalit ng mga tool, mga engine lathe para sa pangkalahatang layunin ng pag-ikot, at mga special-purpose lathe na idinisenyo para sa mga partikular na geometry o materyales.

Pinahuhusay ng proseso ng pag-ikot gamit ang CNC ang produktibidad kumpara sa mga manu-manong lathe sa pamamagitan ng pagpapagana ng operasyon ng mga walang tauhan at produksyon ng maraming bahagi ayon sa eksaktong mga detalye. Ang mga makinang CNC na lathe ay lalong kapaki-pakinabang sa mga industriya ng automotive, aerospace, at precision manufacturing kung saan ang isang malaking bilang ng mga naka-ikot na bahagi ay kailangang makinahin nang tumpak at mahusay.

4. Makinang CNC na 5-Axis

Pinahuhusay ng isang 5-axis CNC machine ang mga kakayahan ng tradisyonal na 3-axis milling machine sa pamamagitan ng pagdaragdag ng dalawang karagdagang rotational axes, na nagbibigay-daan sa pagma-machining ng mga kumplikadong geometry sa isang solong pag-clamping.

Bukod sa tatlong linear axes (X, Y, Z) para sa pagpoposisyon ng cutting tool, ang isang 5-axis CNC machine ay nagsasama ng alinman sa dalawang karagdagang rotational axes sa cutting spindle o isang tilting/rotating table. Nagbibigay ito ng dalawa pang antas ng kalayaan para sa pagpoposisyon ng workpiece.

Sa pamamagitan ng pagkiling at pag-ikot ng work holding fixture (trunnion table), pinapayagan ng 5-axis machine ang cutting tool na ma-access at makinarya ang limang mukha ng isang prismatic workpiece sa 90-degree na anggulo nang hindi kinakailangang i-reset ang workpiece sa pagitan ng mga operasyon.

Ang dalawang karagdagang rotary axes (karaniwang tinatawag na A-axis at C-axis) ay makabuluhang nagpapabuti sa kahusayan ng machining sa pamamagitan ng pag-aalis ng pangangailangan para sa maraming clamping at setup. Ang mga masalimuot na geometry tulad ng mga sculpted form ay maaaring ma-machine nang kumpleto sa isang clamping lamang sa isang 5-axis CNC machine.

Malawak ang gamit nito sa industriya ng aerospace, die/mold, at medisina kung saan karaniwan ang mga kumplikadong bahagi. Ang 5-axis CNC machining ay kadalasang ginagamit din para sa pag-sculpting dahil sa kakayahan nitong makinahin ang mga freeform na ibabaw.

5. Makinang CNC na Panggiling

Ang isang Milling CNC machine ay gumagamit ng umiikot na multi-point cutting tool upang tumpak na hubugin at makinahin ang mga workpiece. Kabilang sa mga karaniwang milling tool ang mga end mill, helical mill, at chamfer mill, na maaaring i-orient nang pahalang o patayo batay sa partikular na aplikasyon ng milling.

Awtomatiko ng Milling CNC machine ang proseso ng paggiling sa pamamagitan ng computer numerical control. Idinidirekta nito ang lokasyon ng cutting tool at ang landas ng paggalaw ayon sa mga naka-program na toolpath. Nagbibigay-daan ito sa paggawa ng mga kumplikadong profile at geometry mula sa mga hilaw na materyales o hulmahan nang may katumpakan at kakayahang ulitin.

Ang mga milling CNC machine, na tinutukoy din bilang mga mill machine o mills, ay makukuha sa parehong pahalang at patayong oryentasyon. Ang mga pangunahing CNC mill ay nagbibigay ng tatlong linear axes ng paggalaw (X, Y, Z), habang ang mas advanced na mga modelo ay nagsasama ng mga karagdagang rotary axes para sa mas madaling pag-access.

Kabilang sa mga karaniwang uri ng CNC milling machine ang mga hand mill para sa maliliit na bahagi, plain o vertical mill para sa general machining, universal mill na angkop para sa iba't ibang operasyon, at omniversal mill na nag-aalok ng pinakamataas na flexibility sa pamamagitan ng apat o limang axes.

Pinahuhusay ng proseso ng paggiling gamit ang CNC ang produktibidad kumpara sa mga manual mill. Pinapayagan nito ang unmanned at maramihang produksyon ng mga giniling na bahagi sa masikip na tolerance. Ang mga makinang CNC na naggiling ay malawakang ginagamit sa mga industriya ng pagmamanupaktura para sa pagma-machining ng mga bahagi mula sa mga metal, plastik, kahoy, composite at iba pa.

6. Makinang CNC na Pangputol gamit ang Laser

 Ang isang laser cutting CNC machine ay gumagamit ng high-power laser upang putulin ang mga materyales sa pamamagitan ng pagtunaw, pagsunog, o pagpapasingaw ng mga ito. Pinapayagan nito ang tumpak na pagputol ng masalimuot na mga pattern at profile.

Ang mga pangunahing uri ng industrial laser na ginagamit sa mga laser cutting machine ay kinabibilangan ng:

- Mga CO2 laser: Isa sa mga pinakakaraniwang gas laser na gumagamit ng pinaghalong carbon dioxide gas. Angkop para sa pagputol ng mga hindi metal tulad ng kahoy, plastik, at tela. Maaari ring pumutol ng ilang mild steel.

- Mga solid-state laser: Karaniwang mga Yttrium Aluminum Garnet (YAG) laser na gumagamit ng Neodymium bilang aktibong elemento. Mas malakas kaysa sa mga CO2 laser at may kakayahang pumutol ng mas makapal at mas matigas na mga metal.

- Mga fiber laser: Isang mas bagong uri ng solid-state laser na may superior na kalidad ng beam. Napakahusay para sa mga aplikasyon ng precision metal cutting.

Ang mga laser cutting CNC machine ay nagdidirekta ng laser beam ayon sa mga nakaprogramang toolpath gamit ang mga xy gantry at CNC control. Ang mga karaniwang laki ng trabaho ay mula sa desktop hanggang sa malalaking format na makina.

Ang laser ay nagbibigay ng malinis na hiwa na may mataas na katumpakan at kaunting sonang apektado ng init. Pinapayagan nito ang masalimuot na pagputol ng iba't ibang materyales. Ang pagputol gamit ang laser ay malawakang ginagamit sa pagmamanupaktura, paggawa ng prototype at sa mga industriya ng automotive/aerospace.

7. Makinang CNC para sa Pagputol ng Plasma

Ang isang plasma cutting CNC machine ay gumagamit ng plasma torch upang putulin ang mga materyales na may konduktibong kuryente. Gumagana ito sa pamamagitan ng pagpasa ng isang high-velocity gas, tulad ng oxygen o hangin, sa isang nozzle at pagbuo ng isang electric arc sa ilalim ng torch na nag-i-ionize ng gas tungo sa isang conductive plasma stream.

Pagkatapos, inililipat ng plasma stream ang init at kuryente papunta sa materyal ng workpiece, pinuputol ito sa pamamagitan ng pagtunaw at pagsingaw. Ang mga karaniwang materyales na pinuputol sa mga plasma cutting machine ay kinabibilangan ng bakal, hindi kinakalawang na asero, aluminyo, tanso at tanso.

Sa isang CNC plasma cutting machine, ang plasma torch ay kinokontrol ng CNC system ayon sa mga nakaprogramang toolpath. Nagbibigay-daan ito para sa tumpak na pagputol gamit ang computer ng mga kumplikadong 2D at 3D na hugis mula sa metal.

Ang mga pangunahing katangian ng mga plasma cutting CNC machine ay kinabibilangan ng kakayahang pumutol ng makapal na materyales na may plate, mahusay na kalidad ng pagputol na may kaunting mga sonang apektado ng init, at mabilis na bilis ng pagputol. Angkop ang mga ito para sa mga aplikasyon sa paggawa, pagpapanatili, at pagkukumpuni.

Ang sistemang CNC ay nagbibigay ng awtomatiko at paulit-ulit na mga pagputol at nagbibigay-daan para sa operasyong walang tauhan. Ang pagputol gamit ang plasma ay malawakang ginagamit sa mga industriya tulad ng automotive, pagmamanupaktura, paggawa ng barko at konstruksyon para sa pagputol, pag-beveling at pag-ukit ng mga bahagi at bahaging metal.

8. Makinang CNC na Naglalabas ng Elektrisidad

Ang isang electric discharge CNC machine, na kilala rin bilang EDM (electric discharge machining) o spark erosion CNC machine, ay gumagamit ng thermoelectric na proseso ng mga electric spark upang putulin ang mga materyales na may electric sparks.

Gumagana ito sa pamamagitan ng paggamit ng mga electric spark na nalilikha sa pamamagitan ng pagkakaiba ng boltahe sa pagitan ng dalawang electrode – isang tool electrode at ng materyal ng workpiece – upang masira ang maliliit na dami ng materyal sa pamamagitan ng pagkatunaw at pagsingaw. Ginagamit ang deionized na tubig upang banlawan ang mga kalat.

Sa isang makinang EDM CNC, ang tool electrode ay nakakonekta sa sistemang CNC at tumpak na nakaposisyon at kinokontrol ayon sa mga nakaprogramang toolpath. Nagbibigay-daan ito para sa mga kumplikadong 3D na hugis na ma-machine mula sa matitigas na metal at haluang metal na mahirap putulin gamit ang mga tradisyonal na pamamaraan.

Ilan sa mga pangunahing bentahe ng mga makinang EDM CNC ay ang kakayahang makinarin ang napakatigas na materyales, gumawa ng mga bahagi na may napakataas na katumpakan at mga pagtatapos sa ibabaw, at pumutol ng mga kumplikadong panloob na lukab at profile.

Kabilang sa mga karaniwang aplikasyon ang mga molde, die, mga bahagi ng aerospace at mga surgical implant dahil ang proseso ay hindi nakikipag-ugnayan at lumilikha ng kaunting mekanikal na puwersa sa workpiece. Ang mga makinang EDM CNC ay angkop para sa mababang dami ng produksyon ng mga kumplikadong bahagi.

9. Narito ang mga pangunahing punto tungkol sa isang Grinding CNC Machine:

1. - Ang isang makinang panggiling na CNC ay gumagamit ng umiikot na abrasive wheel upang putulin at hubugin ang mga bahaging metal sa pamamagitan ng mekanikal na proseso ng abrasion.
2. - Ang abrasive grinding wheel, karaniwang gawa sa mga diyamante o CBN (cubic boron nitride), ay nagtatanggal ng maliliit na piraso ng metal kapag nadikit sa workpiece. Kailangan ang tumpak na kontrol upang makamit ang mahigpit na tolerance.
3. - Sa isang CNC grinding machine, ang grinding wheel at workpiece ay tumpak na nakaposisyon at gumagalaw ng CNC system ayon sa isang nakaprogramang code. Nagbibigay-daan ito sa awtomatikong paggiling ng mga kumplikadong 3D profile.
4. - Kabilang sa mga karaniwang operasyon ng paggiling ang cylindrical grinding (panlabas o panloob na mga ibabaw), surface grinding (mga patag na ibabaw), centerless grinding at profile grinding.
5. - Ang mga bahaging gawa sa mga makinang CNC na panggiling ay nangangailangan ng napakataas na katumpakan at mga pagtatapos sa ibabaw. Kadalasan, ang mga ito ay mga mekanikal na bahaging may katumpakan tulad ng mga camshaft, ball bearings, at gears.
6. - Kabilang sa mga industriyang gumagamit ng CNC grinding ang automotive, aerospace, medikal at pangkalahatang pagmamanupaktura kung saan kritikal ang mahigpit na tolerance.
7. - Kabilang sa mga bentahe kumpara sa kumbensyonal na paggiling ang paulit-ulit na katumpakan, kontrol sa maraming aksis, at ang kakayahang gilingin ang mga kumplikadong contour at profile nang walang nagbabantay.

Kaya sa buod, ang isang makinang panggiling na CNC ay tumpak na hinuhubog ang mga bahaging metal sa pamamagitan ng awtomatikong abrasive wheel machining na kinokontrol ng isang computer numerical control system.

10. Narito ang mga pangunahing punto tungkol sa isang CNC Machine na may Awtomatikong Pagbabago ng Kagamitan:

1. - Mayroon itong tool magazine/carousel na naglalaman ng maraming kagamitan tulad ng mga drill, mill, router, atbp. na katabi ng workspace ng makina.
2. - Ang awtomatikong pagpapalit ng mga kagamitan ay nagbibigay-daan sa mabilis at awtomatikong pagpapalit ng mga kagamitan kung kinakailangan sa panahon ng proseso ng CNC machining nang walang manu-manong interbensyon.
3. - Malaki ang naitutulong nito sa produktibidad sa pamamagitan ng pagpapaliit ng oras na hindi kailangang putulin kumpara sa manu-manong pagpapalit ng kagamitan. Ang mga kumplikadong bahagi na nangangailangan ng maraming kagamitan ay maaaring makinahin nang hindi humihinto sa proseso.
4. - Ang mga kagamitan ay kinukuha/pinapalitan sa pamamagitan ng robot mula sa magasin at inilalagay sa spindle gamit ang isang awtomatikong braso ng pagpapalit ng kagamitan sa ilalim ng kontrol ng CNC.
5. - Pinapataas nito ang kapasidad ng makina sa pagdadala ng kagamitan nang higit pa sa isang kagamitan lamang, na nagpapahintulot sa pagma-machining ng mas kumplikadong mga bahagi nang hindi manu-manong nire-reload ang mga kagamitan.
6. - Ang mga sirang o luma na kagamitan ay maaaring palitan agad nang hindi humihinto ang buong produksyon. Pinapabuti nito ang pagiging maaasahan at oras ng paggamit.
7. - Maaari ring posible ang awtomatikong pagkakalibrate ng kagamitan upang matiyak ang katumpakan ng heometriko pagkatapos ng bawat pagpapalit.
8. - Inililipat nito ang CNC machining tungo sa mas episyenteng lights-out/unmanned production na may kaunting interbensyon ng tao.

Kaya sa buod, ang awtomatikong pagpapalit ng mga kagamitan ay nagpapabuti sa kakayahang umangkop at produktibidad ng mga makinang CNC.