Rodzaje maszyn CNC

Komputerowe sterowanie numeryczne (CNC) maszyny zrewolucjonizowały przemysł produkcyjny, zapewniając niezrównaną precyzję, powtarzalność, i wydajność. Zrozumienie różnych typów maszyn CNC i ich funkcjonalności jest niezbędne do wyboru odpowiedniego narzędzia do konkretnego projektu lub potrzeby biznesowej. W tym obszernym przewodniku omówimy różne typy maszyn CNC, ich kategorie, i jak wybrać najlepszy typ do swoich wymagań.

Co to jest maszyna CNC?

CNC (Komputerowe sterowanie numeryczne) maszyna to programowalne urządzenie, które automatyzuje proces produkcyjny poprzez kontrolowanie ruchu narzędzi i części za pomocą CAD (Projektowanie wspomagane komputerowo) i KAM (Produkcja wspomagana komputerowo) oprogramowanie do konwersji plików projektowych na instrukcje sterujące ruchem maszyny.

Maszyny CNC mogą wykonywać różnorodne operacje z dużą precyzją i powtarzalnością, pozwalający na produkcję masową i wytwarzanie skomplikowanych części. Maszyny CNC są szeroko stosowane w motoryzacji, lotniczy, elektronika, medyczny, i inne branże.

Podstawowe elementy systemu maszyn CNC

System maszyn CNC zazwyczaj składa się z następujących elementów:

1. Kontroler: Mózg maszyny CNC, który odczytuje i interpretuje kod G (język maszynowy) do kontrolowania ruchów maszyny.
2. Układ napędowy: Obejmuje silniki i wzmacniacze wykonujące polecenia sterownika.
3. Interfejs maszyny: Interfejs człowiek-maszyna (HMI) do wprowadzania poleceń i monitorowania operacji.
4. Narzędzia tnące: Frezy końcowe, ćwiczenia, tokarki, oraz inne narzędzia służące do cięcia i kształtowania materiałów.
5. System informacji zwrotnej: Zapewnia dane w czasie rzeczywistym na temat wydajności maszyny w celu dokładnego pozycjonowania i korekcji błędów.

Różne typy maszyn CNC

Istnieją różne typy maszyn CNC, każdy przeznaczony do określonych zadań:

1. Młyn CNC:

• • Funkcjonować: Wykorzystuje obrotowe narzędzia tnące do usuwania materiału z nieruchomego przedmiotu obrabianego, idealny do tworzenia płaskich powierzchni, dziury, i kieszenie.
  • Aplikacje: Nadaje się do tworzenia skomplikowanych kształtów i skomplikowanych projektów z różnych materiałów.
  • Ograniczenie： Rozmiar, jaki może obrobić, zależy od rozmiaru obudowy mieszczącej maszynę i największej odległości, jaką mogą przebyć narzędzia tnące.

2. Obróć maszynę CNC:

• • Funkcjonować: Znane również jako tokarki CNC, maszyny te obracają przedmiot obrabiany, podczas gdy narzędzia tnące go kształtują, idealny do elementów cylindrycznych, takich jak wały, tuleje, i śruby.
  • Aplikacje: Powszechnie stosowane do operacji toczenia materiałów takich jak metale i tworzywa sztuczne.
  • Ograniczenie： Ze względu na sposób, w jaki ta maszyna wytwarza produkty, lepiej jest tworzyć części symetryczne.

3. Szlifierka CNC:

• • Funkcjonować: Wykorzystuje tarczę ścierną do wygładzania i wykańczania powierzchni, powszechnie stosowane w operacjach wykańczających w celu uzyskania wysokiej precyzji i jakości powierzchni.
  • Aplikacje: Stosowany do operacji wykańczających i tworzenia wyjątkowo małych tolerancji.
  • Ograniczenie： The Szlifierka CNC usuwa materiały z przedmiotu obrabianego w bardzo powolnym tempie. Dlatego znajduje zastosowanie przede wszystkim jako maszyna wykańczająca lub wygładzająca.

4. Wiertarka CNC:

• • Funkcjonować: Przeznaczone do tworzenia okrągłych otworów za pomocą obrotowych wierteł; często połączone z gwintowaniem w celu gwintowania otworów.
  • Aplikacje: Powszechnie stosowane do tworzenia precyzyjnych otworów w różnych materiałach.
  • Ograniczenie： Jednym z głównych ograniczeń maszyny jest rozmiar otworu, jaki może ona utworzyć. Tworzenie otworów, które są wystarczająco głębokie lub duże bez specjalistycznych wierteł, jest wyzwaniem.

5. EDM (Maszyna do wyładowań elektrycznych):

• • Funkcjonować: Wykorzystuje wyładowania elektryczne do erozji materiału z przedmiotu obrabianego, pozwala na tworzenie skomplikowanych kształtów, które są trudne do uzyskania przy pomocy tradycyjnych narzędzi skrawających. Wykonuje obróbkę bezkontaktową, umożliwiając pracę z częściami o dowolnej twardości.
  • Aplikacje: Nadaje się do obróbki twardych materiałów i wytwarzania skomplikowanych elementów.
  • Ograniczenie： EDM ogranicza się do materiałów przewodzących, co sprawia, że ​​nie nadaje się do materiałów nieprzewodzących, takich jak ceramika, drewno, i tworzywa sztuczne.

6. Maszyna CNC do cięcia plazmowego:

• • Funkcjonować: Tnie materiały za pomocą wysokotemperaturowego palnika plazmowego, nadaje się do materiałów przewodzących prąd elektryczny, takich jak stal i aluminium.
  • Aplikacje: Idealny do cięcia stali i innych materiałów przewodzących.
  • Ograniczenie： Maszyny te wytwarzają ogromne ciepło podczas cięcia materiałów poprzez ich topienie. Ciepło to często wpływa na wykończenie powierzchni ciętego materiału, w wyniku czego powstają strefy wpływu ciepła. Kolejnym ograniczeniem jest to, że ta maszyna ma ograniczony zakres materiałów, które może ciąć, ponieważ przecina tylko metale i inne stopy przewodzące.

7. Maszyna CNC do cięcia strumieniem wody:

• • Funkcjonować: Wykorzystuje strumień wody pod wysokim ciśnieniem zmieszany ze środkami ściernymi do cięcia materiałów bez wytwarzania ciepła, idealna do cięcia grubych i wrażliwych na ciepło materiałów.
  • Aplikacje: Wszechstronne rozwiązanie do cięcia, odpowiednie do gumy, skóra, włókno szklane, płytki drukowane, piana, papier, ceramiczny, szkło, kamień, i blacha.
  • Ograniczenie： Jedną z największych wad jest to, że prędkość cięcia strumieniem wody jest mniejsza niż w przypadku innych alternatywnych metod cięcia. Ta mniejsza prędkość jest szczególnie widoczna w pobliżu zakrzywionych cięć i narożników.

8. Maszyna CNC do cięcia laserowego:

• • Funkcjonować: Wykorzystuje skupioną wiązkę lasera do cięcia lub grawerowania materiałów z dużą precyzją. Wiązka lasera przecina materiały niezależnie od ich przewodności, tworząc pożądany produkt lub kształt.
  • Aplikacje: Powszechnie stosowany do cięcia metali, tworzywa sztuczne, drewno, i tkaniny.
  • Ograniczenie： Jednym z ograniczeń maszyny CNC do cięcia laserowego jest maksymalna grubość materiału, który można nią wyciąć, wynosząca 2,75 cala.

9. Frezarka CNC:

• • Funkcjonować: Często używany do cięcia drewna, plastikowy, i bardziej miękkie materiały, Routery CNC są wyposażone w szybkoobrotowe wrzeciono zapewniające gładkie wykończenie.
  • Aplikacje: Nadaje się do oznakowania, szafki, i prace dekoracyjne.
  • Ograniczenie： Ogólna praca routera CNC może być dość głośna ze względu na różne komponenty.

10. Wieloosiowa maszyna CNC:

• • Funkcjonować: Wieloosiowe maszyny CNC mogą poruszać się w czterech lub więcej kierunkach, w porównaniu z maszyną dwu- lub trzyosiową, obróbka wieloosiowa jest bardziej złożona i pozwala uzyskać dokładniejsze części. Oferują większą elastyczność i obejmują konfiguracje od 4 do 12 osi.
  • Aplikacje: Idealny do skomplikowanych części wymagających obróbki pod wieloma kątami.
  • Ograniczenie： Maszyny te znacznie różnią się od 2 i 3-osiowe i często wymagają wykwalifikowanych operatorów w celu uzyskania optymalnej wydajności.

11. 3D Drukarka:

• • Funkcjonować: Rodzaj maszyny CNC, która buduje części warstwa po warstwie z pliku cyfrowego, przy użyciu materiałów takich jak tworzywa sztuczne, żywice, i metale.
  • Aplikacje: Szeroko stosowany w prototypowaniu, produkcja, i tworzenie spersonalizowanych produktów.
  • Ograniczenie： Koszt zakupu tego sprzętu CNC i komponentów produkcyjnych przy użyciu tego procesu jest dość wysoki. Również, 3D prędkość drukowania jest niska, zwłaszcza gdy są stosowane w procesach produkcji masowej.

12. Automatyczny zmieniacz narzędzi CNC:

• • Funkcjonować: Znany również jako ATC, zwiększa produktywność, umożliwiając użycie wielu narzędzi w jednym ustawieniu bez ręcznej interwencji.
  • Aplikacje: Zwiększa produktywność i skraca przestoje w środowiskach produkcyjnych.
  • Ograniczenie： Wysoka awaryjność, długie czasy wymiany narzędzi, pojemność magazynu narzędzi jest niewielka.

Rodzaje maszyn CNC według liczby osi współrzędnych

Maszyny CNC można klasyfikować na podstawie liczby obsługiwanych osi współrzędnych:

2-Maszyny CNC osi:

2-Maszyny CNC osiowe są najprostszym typem, działająca wzdłuż linii X (poziomy) i Y (pionowy) osie. Są one zwykle używane do prostych cięć, wiercenie otworów, lub obróbka pojedynczej powierzchni bez zmiany położenia przedmiotu obrabianego.

3-Maszyny CNC osi:

Najpopularniejsze maszyny CNC to modele 3-osiowe, które dodają oś Z dla głębokości do standardowych osi X i Y. Pracują na nieruchomych przedmiotach i radzą sobie z zadaniami w terenie 2.5 wymiary, co czyni je uniwersalnymi do podstawowej obróbki skrawaniem.

4-Maszyny CNC osi:

Maszyny te zawierają oś A, co pozwala na obrót wzdłuż osi X, oprócz X, Y, i osie Z. Ta funkcja jest idealna do zadań takich jak wycinanie i cięcie łukowe.

5-Maszyny CNC osi:

5-oś Maszyny CNC wprowadzają oś C, umożliwiając obracanie się narzędzia tnącego. Taka konfiguracja umożliwia obróbkę pięciu powierzchni jednocześnie, produkując bardzo precyzyjne części idealne do sprzętu medycznego.

7-Maszyny CNC osi:

7-maszyny osiowe mają trzy osie obrotu przedmiotu obrabianego, trzy do ruchu narzędzia, oraz dodatkową oś E do obrotu ramienia. Ich zdolność do tworzenia skomplikowanych części sprawia, że ​​nadają się do zastosowań w przemyśle lotniczym, medyczny, i komponenty wojskowe.

9-Maszyny CNC osi:

Połączenie frezarki 5-osiowej i tokarki 4-osiowej, 9-Maszyny CNC z osią efektywnie radzą sobie zarówno z częściami wewnętrznymi, jak i zewnętrznymi. Są powszechnie stosowane do produkcji implantów dentystycznych, narzędzia medyczne, i zaawansowane komponenty lotnicze.

12-Maszyny CNC osi:

Maszyny te posiadają dwie głowice tnące, każdy zdolny do poruszania się wzdłuż X, Y, Z, A, B, i osie C. Taka konfiguracja pozwala na szybszą produkcję z wyjątkową precyzją, idealny do dużych objętości, skomplikowanych zadań obróbczych.

Rodzaje maszyn CNC podzielone ze względu na układ serwo

Maszyny CNC można również klasyfikować na podstawie ich systemów serwo:

System sterowania w otwartej pętli: Podstawowy układ sterowania bez mechanizmu sprzężenia zwrotnego; niższy koszt, ale mniejsza precyzja.

System sterowania w pętli półzamkniętej: Wykorzystuje informacje zwrotne do poprawiania błędów; opcja pośrednia pod względem kosztów i precyzji.

System sterowania w pętli zamkniętej: Zaawansowany system z pełnym sprzężeniem zwrotnym, oferując wysoką precyzję i minimalny błąd.

Rodzaje maszyn CNC według ruchomego szlaku

Różne maszyny CNC są zaprojektowane tak, aby podążać określonymi ścieżkami:

Kontrola punktowa: Steruje punktem początkowym i końcowym ścieżki narzędzia, skupiając się na pozycji, a nie na obranej ścieżce.

Sterowanie liniowe: Zapewnia liniowy ruch pomiędzy punktami, powszechnie stosowane do wiercenia i gwintowania.

Kontrola konturowania: W sposób ciągły kontroluje ścieżkę narzędzia, umożliwiające tworzenie zakrzywionych lub profilowanych powierzchni.

Jak wybrać najlepszy typ maszyny CNC?

Przy wyborze odpowiedniej maszyny CNC dla Twojej firmy, należy wziąć pod uwagę kilka czynników. Idealna maszyna zależy od charakteru Twojej firmy, rodzaj wytwarzanych produktów, i skalę produkcji. Oto kluczowe kwestie dotyczące wyboru maszyny CNC:

Rodzaj działalności

Rodzaj prowadzonej działalności znacząco zawęża wybór. Dla małego warsztatu CNC, wystarczy kilka routerów CNC. Odwrotnie, operacja produkcyjna na dużą skalę może wymagać większej, bardziej wszechstronne, wielofunkcyjne maszyny CNC.

Dostępność części zamiennych

Maszyny CNC, jak każdy inny sprzęt, może się zużyć lub zepsuć. Ważne jest, aby wybrać markę lub model, który Twoi technicy będą mogli łatwo naprawić, z łatwo dostępnymi częściami zamiennymi. Dostępność części ma bezpośredni wpływ na przestoje i szybkość wznowienia produkcji.

Wymagania dotyczące produktu

Konkretna maszyna CNC, której potrzebujesz, zależy w dużej mierze od złożoności wytwarzanych produktów. Proste produkty mogą wymagać jedynie tokarki CNC lub frezarki 3-osiowej. Jednakże, dla bardziej skomplikowanych elementów, bardziej wydajna byłaby 5-osiowa maszyna CNC, która może wykonywać wiele operacji w jednym ustawieniu. Maszyny specjalistyczne, jak tokarki szwajcarskie, są idealne do produkcji dużych ilości małych, skomplikowane części cylindryczne.

Wymagania dotyczące zasilania

Maszyny CNC zazwyczaj zużywają dużo energii, często wymagają zasilania trójfazowego do wydajnego działania. Bardzo ważne jest, aby upewnić się, że Twój zakład jest w stanie zapewnić niezbędną moc dla każdego nowego sprzętu CNC. Należy także ocenić bieżące zużycie energii, aby uniknąć przekroczenia wydajności zasilacza podczas dodawania nowych maszyn.

Materiał do obróbki

Materiał, który planujesz obrabiać, jest czynnikiem krytycznym. Maszyny muszą być wystarczająco wytrzymałe, aby precyzyjnie frezować twarde stopy. Z drugiej strony, miękkie materiały, takie jak stal miękka, mogą wymagać jedynie precyzyjnych maszyn zdolnych do utrzymania wymaganych tolerancji.

Biorąc pod uwagę te czynniki, możesz wybrać maszynę CNC, która najlepiej odpowiada Twoim potrzebom produkcyjnym i wymaganiom biznesowym.

TEN: Usługa obróbki CNC dla każdego projektu CNC

DEZE oferuje kompleksowe usługi obróbki CNC, aby zaspokoić wszystkie Twoje potrzeby, od frezowania i toczenia po zaawansowaną obróbkę wieloosiową. Ściśle współpracujemy z klientami, aby dostarczać precyzyjnie zaprojektowane części o różnym wykończeniu powierzchni i wysokiej jakości materiałach.

Więc po co czekać? Skontaktuj się z nami już dziś, abyśmy mogli rozpocząć pracę nad Twoimi projektami CNC.

Odniesienie do treści：https://waykenrm.com/blogs/types-of-cnc-machines/