Maszyny CNC - co to jest?

CNC, czyli Computerized Numerical Control (komputerowe sterowanie urządzeń numerycznych) to coraz częściej spotykany rodzaj obrabiarek - tokarek, frezarek, elektrodrążarek i wielu innych urządzeń. Nic dziwnego, że są coraz częściej wybierane - dzięki nim efekty pracy są bardzo powtarzalne, praca przebiega szybciej, a jej precyzja jest nieporównanie wyższa niż podczas pracy manualnej. Czym właściwie są maszyny CNC?

Obrabiarki CNC - jak działają?

W powszechnej świadomości obrabiarki CNC, dzięki obecności zawartego w nich komputera, są w stanie samodzielnie rozplanować i wykonać pracę, niemal nie wymagając obecności ludzi.To twierdzenie ma niewiele wspólnego z prawdą. Rola człowieka jest nie do przecenienia podczas wykonywania pracy, a samo zaprogramowanie obrabiarki CNC, by wykonywała pracę, zgodną z założeniami jest nie lada wyzwaniem.

Działanie maszyn CNC opiera się na systemie sterującym, wykorzystującym mikrokomputer do zarządzania całym procesem. Precyzja i powtarzalność wykonywanej przez nie pracy ma swoje źródło w zamkniętym układzie zwrotnym, który powoduje, że każdy element obrabiarki powraca do swojego pierwotnego położenia po wykonaniu zakładanej pracy i na bieżąco jego położenie jest korygowane względem założeń, zapisanych w kontrolerze.

Programowanie maszyn CNC

Programowanie obrabiarek CNC przebiega dwuetapowo. Najpierw przeprowadzane jest projektowanie wspomagane komputerowo (CAD), które następnie musi zostać przetłumaczone na "język" zrozumiały dla maszyny - czyli na plan sterowania maszyn (CAM). Po nim nastąpić może właściwa obróbka, czyli CNC.

W praktyce programowanie obrabiarek w głównej mierze sprowadza się do wprowadzania alfanumerycznego kodu, korzystając z wbudowanego w nie interfejsu użytkownika, który oprócz wprowadzania danych pozwala również na komunikację z osobą obsługującą maszynę, wyświetlając komunikaty, pozwalając przejść do wykonywania zadania, korygowania założeń przesuwania układu współrzędnych, zmianę parametrów czy analizowanie postępów podczas wykonywania wgranego programu.

Aby programować obrabiarki CNC niezbędne są interdyscyplinarne umiejętności z zakresu programowania, geometrii, fizyki, jak również dobrze rozwinięta wyobraźnia przestrzenna, pozwalająca na wizualizację planowanego przedmiotu. Do niedawna standardem było wprowadzanie kodu do maszyny ręcznie, coraz częściej jednak wykorzystuje się w tym celu nośniki z już napisanym programem sterującym. Najczęściej to właśnie w czytniku instrukcje przechodzą konwersję na zrozumiały dla maszyny system impulsów elektrycznych (CAM). Dekoder w nim umieszczony rozdziela informacje na te, mówiące o kształcie, wymiarach i torze ruchu narzędzi, oraz informacje technologiczne, czyli o tym, jakiego narzędzia uczyć, jak szybko pracować czy przesuwać ostrza.

Rodzaje układów sterowania

Istnieją trzy najpopularniejsze rodzaje sterowania, wykorzystywane przez maszyny CNC. Jest to:

• sterowanie odcinkowe - odbywające się wyłącznie torem równoległym do osi współrzędnych, odpowiedzialne za przemieszczanie się narzędzia zaplanowanym posuwem,
• sterowanie punktowe - sytuujące wykorzystywane narzędzie w dokładnie określonym położeniu względem przedmiotu obrabianego,
• sterowanie kształtowe - inaczej nazywane ciągłym. Jest to sterowanie wielopłaszczyznowe, o bardzo szerokim zakresie ruchów, którego celem jest wykonanie pełnego zakresy bryły (lub figury). Może odbywać się w 2D, 2½D i 3D.

Obrabiarki CNC to przyszłość, wykorzystywana już dziś!

Choć do niedawna wykorzystanie komputerów w wielu gałęziach ludzkiego życia było czymś niezwykłym, dziś trudno wyobrazić sobie nowoczesne zakłady przemysłowe bez maszyn CNC. Jednak mimo tego, że pozwalają na zautomatyzowany proces pracy, nadal najważniejszą rolę pełni człowiek i posiadane przez niego umiejętności programowania. To właśnie od jego wiedzy o maszynie, technologiach, obsłudze i konwersji CAD do CAM zależny jest końcowy efekt, w postaci wysokiej powtarzalności, szybkości produkcji, jak i precyzji, niemożliwej do porównania z konwencjonalnymi urządzeniami.