Czynność ta wykorzystuje skomputeryzowane instrukcje do usuwania nadmiaru materiału, pozostawiając gotowy kształt lub część. Możliwości cięcia, frezowania i toczenia pozwalają jej na zróżnicowane zastosowanie przy użyciu różnych surowców, choć zwykle używana jest do metalu. Największym pięknem obrabiarki CNC jest jej precyzja. Ponieważ zamiast ludzi, to jednak komputery wykonują cięcie, maszyny te mogą osiągnąć znacznie wyższy poziom dokładności. Zdolność do spełnienia rygorystycznych specyfikacji sprawia, że warto stosować metodę obróbki CNC dla branż o wysokiej precyzji, takich jak lotnictwo i produkcja urządzeń medycznych. Oczywiście świetnie nadaje się również do ogólnej produkcji, zapewniając bardzo dokładne cięcia. Chociaż maszyny CNC są bardzo dokładne, wykorzystują tolerancje do określenia, jak bardzo część może odbiegać od tradycyjnych standardów. Niektóre produkty, takie jak wspomniane przez nas zastosowania, mogą wymagać węższych tolerancji, niż producenci zabawek lub mebli dla dzieci.
Poprawa dokładności maszyn CNC
Prawdopodobnie najważniejszym powodem dla takiej poprawy jest oszczędność czasu projektu. Drobniejsze cięcia mogą uniknąć konieczności przeróbek. Ponadto automatyzacja wielu aspektów obróbki skrawaniem, takich jak ustawienie narzędzi, pozwala na skrócenie czasu wymaganego do wykonania każdego zadania. Jeśli użyjesz części obrabianych maszynowo, wydajniejsze operacje przyspieszą proces potrzebny do ukończenia projektu.
Dokładny pomiar obrabianych części również pozwoli na zaoszczędzenie cennego czasu. Różnice mogą wpływać na początkową dokładność części i możliwość tworzenia jej replik, toteż zmiana sprzętu w celu zmniejszenia tych zmiennych pozwoli uzyskać powtarzalne i pożądane wyniki. Dążąc do poprawy dokładności maszyny, będziesz musiał ograniczyć wkład człowieka. Poprzez automatyzację procesu, zmniejszasz ryzyko błędu, co skutkuje dokładniejszą kopią każdej obrabianej części. Ponieważ liczba pomyłek jest skończona, możesz doprowadzić sprzęt do stanu najwyższej precyzji, kontrolując potencjalne błędy i niwelując je. Chociaż nie musisz mierzyć każdej części, nadal powinieneś używać pomiaru laserowego i kontroli, aby stale weryfikować dokładność procesu. Informacje z tych pomiarów mogą pomóc Ci lepiej przewidzieć, kiedy Twoje maszyny będą wymagały konserwacji lub regulacji w celu poprawy wydajności.
Korzyści z poprawy dokładności pozycjonowania maszyn CNC
Ulepszając swój sprzęt, zyskujesz wiele rzeczy. Dokładne korzyści, jakie Twoja firma odniesie z tych zmian, będą zależały od bieżących obciążeń i aktualizacji istniejących urządzeń. Dzięki modernizacjom nie zostaniesz w tyle, ponieważ zarówno technologia, jak i popyt napędzają rozwój bardziej precyzyjnych części.
Najważniejsze kryteria precyzyjnej obróbki CNC
- Umiejętności programowania
Programowanie CNC to najbardziej podstawowe zadanie związane z obróbką. Doświadczony programista może umiejętnie korzystać z programu wewnętrznego, zmniejszając skumulowane błędy systemu, zapewniając przy tym pełną elastyczność w obrębie głównego programu i podprogramu. W procesie złożonych operacji CNC, na ogół stosujemy wieloczęściową obróbkę form. Jeżeli występuje kilka identycznych kształtów, należy zastosować zależność między programem głównym a podprogramem, gdzie ten drugi powinien być używany wielokrotnie w bazowym programie, aż do zakończenia przetwarzania, zapewniając w ten sposób spójność wielkości przetwarzania i poprawiając jego wydajność. Obliczenia przyrostowe, znane również jako obliczenia delta, to funkcja oprogramowania, która poprzez przeliczanie tylko tych wyników, które zależą od zmieniających się danych, próbuje zaoszczędzić czas przy każdej takiej zmianie. Wiele programów stosuje właśnie takie obliczenia, zapewniając stabilną pracę maszyny.
- Cięcie próbne
Wykonaj je, dostosowując wysunięcie ostrza do materiału, przy użyciu takich surowców, jakie zostały zawarte w projekcie. Często używamy go do produkcji małych serii pojedynczych sztuk.
- Metoda regulacji
Rozmiar można poznać po dostosowaniu względnych pozycji obrabiarki, uchwytu, przedmiotu obrabianego i narzędzia. Ta metoda jest często używana do masowej produkcji.
- Zmniejsz błąd pomiaru
Wybieraj spośród precyzyjnych łożysk walcowych, bogatych w olej do łożysk klinowych i łożysk hydrostatycznych, aby zwiększyć dokładność obrotu łożyska.
- Popraw precyzję części łożyskowych
Popraw dokładność obróbki otworu podtrzymującego skrzynkę i czopa wrzeciona. Zmierz i dostosuj zakres bicia promieniowego powiązanych części, aby zredukować błędy.
- Zmniejsz zużycie narzędzia
Naostrz narzędzia, aby wydłużyć ich żywotność. Użyj specjalnego oleju do cięcia, aby zapewnić odpowiednie smarowanie. Wybierz odpowiednie narzędzie tokarskie do odpowiedniej obróbki.
- Zmniejsz odkształcenia termiczne systemu procesowego
Błąd termiczny obrabiarki zależy od prędkości skrawania, posuwu, czasu obróbki i temperatury otoczenia.
Proces montażu
Przygotowując maszynę do pracy, użyj regulatora narzędzi, aby uczynić pracę bardziej precyzyjną. Te dodatki mierzą dokładność umieszczenia narzędzia w mniej niż minutę. Z kolei ustawienie piętnastu narzędzi do projektu z sondami zajmuje mechanikowi ponad godzinę. Zastosowanie lokalizatorów poprawia również dokładność, ponieważ system może precyzyjniej określić położenie narzędzia w celu uzyskania drobniejszych cięć. Dzięki pozycjonowaniu narzędzi, praca nie będzie utrudniana przez błędy podczas ręcznego ustawiania. Chociaż wstępne przygotowanie narzędzi to tylko koncepcja dla większych operacji, to jednak każde miejsce pracy, w którym często zmienia się narzędzia, może zaoszczędzić czas dzięki takim zastosowaniom. Oprócz precyzyjnego oprzyrządowania konieczne jest również zadbanie o to, aby obrabiany przedmiot nie spadał ani nie ślizgał się podczas obróbki. Uchwyt roboczy zapobiega wypadkom, a jeśli masz kawałek metalu, możesz użyć do tego celu trwałych elektromagnesów. Amerykańskie procesory używają tych urządzeń od prawie 25 lat od ich wprowadzenia na rynek i do dziś pozostają popularnym wyborem. Używanie magnesów elektroaktywnych do przytrzymywania elementów metalowych to sprytny pomysł w przypadku cienkich części, które mogą się poruszać lub wyginać podczas cięcia lub frezowania. Dzięki uchwytowi czynność ta staje się bardziej precyzyjna, ponieważ elementy nie poruszają się podczas obróbki. W tym celu można także użyć zwykłych zacisków. Ważnym jest fakt, że każdy uchwyt roboczy, poprawiający stabilność części jest lepszy niż żaden, szczególnie w przypadku mniejszych części, które w procesie obróbki mają większą tendencję do przesuwania się.
Proces obróbki
Procesy obróbki można usprawnić na kilka sposobów. Po pierwsze, pomyśl o swoich pracownikach. Jeśli występuje wśród nich zdezorganizowanie podczas obsługi maszyny, mogą przez to tracić czas lub popełniać błędy. Aktualizując oprogramowanie, upewnij się, że wszyscy pracownicy są w pełni przeszkoleni w zakresie jego obsługi. Brak wprowadzenia informacji do systemu spowoduje wystąpienie kolejnych błędów maszyny z powodu błędnych danych. Zalety obróbki CNC to z pewnością wysoka precyzja, niskie koszty produkcji (w przypadku odpowiedniego personelu i sprzętu) oraz możliwość tworzenia produktów z tworzyw sztucznych, czy metalu. Niemal każdy rodzaj materiału może podlegać obróbce. Niemniej jednak o dokładności obróbki skrawaniem może również świadczyć prawidłowo ustalony program.
Odpowiedni program
Aktualizacja oprogramowania i sprzętu w celu dostosowania do wyższych poziomów precyzji również poprawi ten proces. Uaktualnienie do nowego oprogramowania poprawia zdolność maszyn do patrzenia dalej niż wcześniej, a ponieważ komputer może przewidzieć, gdzie narzędzie będzie musiało zostać umieszczone w przyszłości, staje się bardziej wydajny i dokładny w całym procesie obróbki.
System nawigacji
Innym sposobem ulepszenia sprzętu w celu uzyskania większej dokładności jest wymiana systemu nawigacji. Dokładność systemu jezdnego zależy od tego, jak dobrze łagodzi on przechyły, pochylenia i odchylenia — ruchy odpowiednio wokół osi X, Y i Z. Precyzyjne systemy prowadzenia z wąskimi tolerancjami wysokości, szerokości i równoległości będą kosztować coraz więcej w miarę zmniejszania się tolerancji. Jednak im jest ona niższa, tym większa jest precyzja urządzenia. Jeśli Twój budżet nie pozwala na ultraprecyzyjny system naprowadzania dla Twojego sprzętu, rozważ zlecenie tego zadania zewnętrznym podmiotom.
Odpowiednie podparcie
Jakość podparcia łoża maszyny wpłynie również na dokładność precyzyjnego sprzętu do obróbki CNC. Łóżko podpiera ruchome części maszyny i zapewnia dokładność CNC, zatem musisz mieć płaskie, stabilne termicznie i sztywne podłoże pochłaniające wibracje. W celu uzyskania tych właściwości może być konieczne zeszlifowanie powierzchni, na której montowane są szyny sprzętowe. Interakcja między łóżkiem a fundamentem wpływa na dokładność sprzętu. Jeśli Twoja maszyna ma powierzchnię jednego metra kwadratowego i bardzo solidne łóżko, potrzebujesz tylko trzech punktów połączeń. Umieszczenie ramy łóżka w punkcie połączenia ma kluczowe znaczenie dla zmniejszenia zniekształceń. Nawet najtwardsze łóżko może niezauważalnie ugiąć się między punktami. Aby uzyskać idealne ustawienie, rozstaw nóżek łóżka powinien wynosić około 60% jego długości. Są to punkty Airy – punkty podparcia, które pomagają zminimalizować uginanie się łóżka. Umieść trzecią podporę pomiędzy dwoma pozostałymi. Zredukowane ugięcie łoża zapewnia precyzję podczas obróbki.
Zmniejszenie zużycia i deformacji narzędzia
Kiedy Twoje narzędzia są w doskonałym stanie, stają się trwalsze i wydajniejsze. Tępe, czy zużyte należy często wymieniać, co przy realizacji projektów wymaga czasu. Istnieje kilka sposobów zmniejszenia zużycia i uniknięcia nieoczekiwanych awarii narzędzi do obróbki CNC.
Ponad czterdzieści procent przypadków pauz było spowodowanych awarią sprzętu. Nieplanowany przestój jest 10 razy droższy niż planowany przestój konserwacyjny. Nadążanie za naprawą i poprawą sprzętu może zapobiec wielu z tych problemów. Po pierwsze, jeśli to możliwe, zdecyduj się na konserwację zapobiegawczą. W przeciwieństwie do zaplanowanej konserwacji, wykorzystuje ona dane do określenia, kiedy najlepiej wykonać zadania konserwacyjne. Przewidywanie, kiedy sprzęt do obróbki CNC będzie ich wymagał ogranicza niepotrzebne czynności, jednocześnie zapobiegając nieplanowanym przestojom spowodowanym awarią maszyny. Jeśli nie masz dostępnych danych, aby przewidzieć najlepszy czas na serwisowanie sprzętu, postępuj przynajmniej zgodnie z wytycznymi producenta dotyczącymi harmonogramu konserwacji zapobiegawczej.Podczas wykonywania planowej konserwacji należy sprawdzić stan narzędzi, filtrów i wrzeciona. Jeśli często używasz urządzenia, części te mogą wymagać częstej wymiany. Upewnienie się, że twoja maszyna ma wysokiej jakości części, pomoże ci w pełni wykorzystać jej możliwości. Innym sposobem jest użycie użycie twardszych narzędzi podczas obróbki swojej części. Częste stosowanie mniej trwałego materiału, wielokrotnie przyspiesza jego zużywalność
Podczas gdy najtrwalsze narzędzia mają porównywalne ceny, uzyskasz bardziej precyzyjne rozwiązania do obróbki, zachowując ostrość. Bez względu na to, jak precyzyjnie ustawisz swoją maszynę, tępe, zużyte narzędzia nie mogą osiągnąć wysokiej precyzji.
Wreszcie, jeśli masz konkretny projekt, który wymaga wyjątkowo trwałego narzędzia, w które nie chcesz inwestować, rozważ outsourcing pracy. Nie musisz wybierać zewnętrznego warsztatu mechanicznego do wszystkich prac, ale w przypadku bardzo delikatnych części lub części wymagających specjalnego oprzyrządowania zlecenie wykonania pracy przez kogoś innego może pomóc w zapobieganiu zużyciu wyposażenia zakładu. Obróbka CNC (Computerized Numerical Control) jak i szeroko stosowany proces produkcyjny z tym związany.