Comment fonctionnent et fonctionnent les machines CNC

Le niveau actuel de développement du progrès technologique, combiné à une consommation élevée et à une demande correspondante, établit de nouvelles et nouvelles normes pour diverses industries en termes de quantité et de qualité de leurs produits. Les volumes requis aujourd'hui ne peuvent plus être assurés sans recourir à une automatisation complète.

En conséquence, l'une des innovations majeures de la dernière décennie a été l'adoption généralisée de machines à couper les métaux avec CNC — machines de découpe de métaux à commande numérique.

La tâche d'augmenter l'efficacité de la construction de machines peut être résolue sur la base d'une mécanisation et d'une automatisation complètes des processus de production, en améliorant la structure du parc d'équipements pour le travail des métaux, en introduisant des machines programmées, des robots industriels, des lignes automatiques et des complexes, c'est-à-dire. capacité à changer rapidement d'équipement lors du passage à différents types de produits.

Robot industriel (manipulateur automatique à commande programmée) est une machine automatique (stationnaire ou mobile) composée d'un dispositif exécutif sous la forme d'un manipulateur à plusieurs degrés de mobilité et d'un dispositif reprogrammable de commande de programme pour effectuer des fonctions motrices et de commande dans le processus de production.

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Classification des robots industriels

Types de robots industriels dans la production moderne

L'automatisation de la gestion de tout objet consiste à subordonner le déplacement de cet objet à certaines exigences, lui garantissant la meilleure exécution de sa destination. Cette organisation du mouvement de l'objet est réalisée au moyen de dispositifs de contrôle automatique - machines de contrôle qui incluent des systèmes de contrôle de programme.

Le contrôle programmé consiste dans le fait que les modes de déplacement nécessaires de chaque objet contrôlé sont calculés à l'avance et enregistrés dans les dispositifs de stockage d'informations correspondants - organes de mémoire. Le processus de commande se réduit à reproduire les mouvements de l'objet enregistrés par ce programme.

Contrôle du programme — contrôle par des systèmes qui permettent une transition rapide vers n'importe quel programme de travail en le saisissant ou en l'écrivant avec un code conditionnel sur le support de programme, avec lequel il est saisi dans le dispositif de contrôle.

Commande numérique de la machine — commande du traitement de la pièce de machine selon le programme de commande (NC), dans lequel les données sont spécifiées sous forme numérique.

Les systèmes de contrôle numérique (CNC) sont construits sur la base de matériel et de logiciels, axés sur l'utilisation de microprocesseurs et de micro-ordinateurs modernes avec des équipements périphériques, sur l'utilisation d'un entraînement électrique automatisé à grande vitesse qui permet la reproduction de trajectoires logicielles de mouvement, ainsi que la conception informatique, la préparation et le débogage du système et des logiciels d'application.

Vue externe du modèle WinPCNC de l'unité CNC

Ainsi, la CNC (commande numérique) est en fait un système informatisé permettant de contrôler les mécanismes d'une machine-outil, en utilisant certaines commandes de la machine pour effectuer certaines tâches. Cette technologie a permis à de nombreuses entreprises d'augmenter considérablement leur capacité de production tout en réduisant le coût de leurs produits.

La programmation de l'ordre et du mode de fonctionnement de la machine CNC est effectuée à l'aide d'ensembles de fonctions spéciales et d'algorithmes compréhensibles pour le système de commande numérique. La quantité et la qualité des commandes données au système de contrôle, ainsi que les caractéristiques de programmation de chaque machine, dépendent à la fois du professionnalisme de l'opérateur et des capacités d'une machine particulière, qui peuvent initialement être limitées par sa conception.

De nombreux routeurs, par exemple, permettent de programmer le mouvement de l'outil de travail, mais en même temps ne permettent pas du tout le mouvement de la table de travail. D'autres machines permettent des actions plus programmables, de sorte que l'opérateur dispose d'une plus grande salle de contrôle. Parfois, tout ce qui est demandé à l'opérateur est de changer les pièces à temps et de surveiller l'usure de l'outil de travail, et le programme s'occupera du reste.

Le dispositif des machines CNC

La conception de la machine CNC comprend plusieurs blocs, dont chacun, dans le cadre de l'ensemble, a son propre objectif fonctionnel. Il peut y avoir des unités supplémentaires qui introduisent des caractéristiques individuelles dans le système d'unités. Supposons qu'un tour CNC comporte les composants de base suivants : base, banc, repose-tête, liquide de queue, tête de coupe, entraînements par engrenages, capteur de filetage, panneau de commande.

La base est une pièce rectangulaire en fonte sur laquelle est monté le banc et qui confère à la machine solidité et résistance aux vibrations. Le lit est la partie principale du tour, qui réunit tous ses composants et mécanismes. Il se compose d'une paire de parois rigidement reliées par des éléments transversaux.

Il y a des guides sur le lit, de plus, la boîte de vitesses et la partie arrière sont fixées ici. La queue et le support avec le tablier peuvent se déplacer le long des guides, en fonction du type d'outil de travail. Il y a un roulement dans la tête de broche, grâce à cette conception, la pièce est fixée et tournée.

La tête de coupe automatique implique une installation séquentielle des outils de coupe en position de travail. Pignons moteurs du mouvement principal, transmission transversale et longitudinale.

Les moteurs électriques transfèrent la rotation du rotor qui, grâce aux vis sphériques, est convertie en un mouvement linéaire des blocs. La queue maintient le centre de la pièce à usiner. Le capteur de prise est situé sur le plateau. Le panneau de commande est conçu pour le confort de l'opérateur et la surveillance du processus. Il peut y avoir plusieurs panneaux de contrôle.

La programmation des entraînements à broche fixe se résume à allumer, éteindre et commuter les contacteurs appropriés.Pour ce faire, il suffit d'enregistrer le signal des commandes « on » et « off ».

Le contrôle de la vitesse des broches principales est le plus souvent nécessaire pour garantir que le métal est traité à la vitesse de coupe optimale. Dans ce cas, il est nécessaire d'ajuster la vitesse angulaire pour que la vitesse périphérique avec laquelle la découpe est effectuée ait une valeur optimale constante.

La programmation du contrôle des alimentateurs est une tâche beaucoup plus importante et complexe, car elle garantit l'exécution de la fonction principale de la machine - la formation de la forme du produit.

Système de coordonnées standard des machines-outils CNC

Schéma fonctionnel du contrôle de la machine CNC

Mise en œuvre schématique des algorithmes CNC de classe NC (SNC)

Architecture système PCNC-1 d'Alan Bradley avec CNC

Les avantages des machines CNC

L'avantage principal et évident d'une machine CNC, par rapport à une machine conventionnelle, est le plus haut niveau d'automatisation de la production, qui minimise l'intervention humaine dans le processus de fabrication des pièces.

Par définition, la machine CNC est capable de fonctionner de manière autonome et presque continue, sans se fatiguer 24 heures sur 24, et la qualité des produits ne baissera pas à cause de cela. Si le travail était fait par une personne, elle serait fatiguée, elle serait nécessaire de changer le tour, les facteurs humains omniprésents, les erreurs, etc. Ce n'est pas ici. L'opérateur prépare uniquement la machine pour le travail, place et enlève les pièces, ajuste l'outil. Une personne peut ainsi faire fonctionner plusieurs machines.

De plus, il convient de noter la plus grande flexibilité des machines CNC. Pour produire des pièces différentes, l'opérateur n'a qu'à modifier le programme de travail de la machine.De plus, le programme est toujours prêt à être exécuté un nombre illimité de fois, tandis que le programme n'a pas besoin d'être modifié à chaque fois.

La haute précision et la répétabilité ne dépendent plus de la formation de l'opérateur, mais de la qualité du programme utilisé. C'est un énorme plus, par rapport aux machines de découpe de métaux conventionnelles, permettant la production de milliers de pièces identiques en forme et en qualité, et sans diminuer cette qualité.

Certaines pièces ne peuvent pas être fabriquées à la main sur une machine conventionnelle en raison de la complexité ou du coût élevé, et sur une machine CNC, il suffit de choisir le bon programme. En conséquence, les machines CNC permettent d'obtenir rapidement et efficacement une pièce de presque n'importe quelle complexité et en principe dans n'importe quelle quantité. Il n'y a qu'une seule condition : la pièce à fabriquer doit être pré-conçue à l'aide d'un ordinateur.

Voir également:

Entraînements électriques pour machines CNC

Equipement électrique pour perceuses CNC

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