CNC stroje

CNC stroje jsou stroje řízené počítačem. Zkratka vychází z anglického názvu „Computer Numerical Control“ (česky číslicové řízení).

Popis

Numerické řízení (také počítačové numerické řízení, číslicově řízené, běžně nazývané CNC) je automatizované řízení obráběcího nástroje pomocí počítače. CNC stroj zpracovává materiál tak, aby splňoval specifikace, a to podle kódovaných programovaných pokynů a bez přímého manuálního ovládání operace. Pokyny jsou dodávány do CNC stroje ve formě sekvenčního programu pro řízení stroje, jako je G-kód a M-kód, které jsou poté prováděny. Program může být napsán osobou nebo je generován grafickým softwarem (CAD případně CAM). Implementace počítačů a jejich systémů do oblasti strojírenství přináší velmi automatizované výrobní procesy, které umožňují produktivnější a přesnější obrábění. CNC stroje působí pozitivně i na nižší cenu samotné výroby díky menší zmetkovosti a nižším provozním nákladům.

Historie

Historie numerického řízení (NC) začala v době, kdy automatizace obráběcích strojů poprvé začlenila programovatelné logiky a algoritmy. CNC je pokračující evolucí technologie počítačového numerického řízení.

První NC stroje byly postaveny ve čtyřicátých a padesátých letech 20. století na základě stávajících obrábějících strojů (soustruhy, frézky), které byly doplněny o motory, které pohybovaly ovládacími prvky a sledovaly body přiváděné do systému na děrné pásce. Tyto rané servomechanismy byly rychle rozšířeny a digitální počítače vytvořily moderní CNC obráběcí stroje, které přinesly revoluci v procesech obrábění.

Typy

  • Obráběcí stroje – CNC frézky, NC soustruhy a obráběcí centra, která se používají na třískové obrábění různých materiálů.
  • Pálicí stroje – použití na dělení kovových materiálů plazmovou nebo laserovou technologií (CNC laser) či autogenem.
  • Řezací CNC stroje – vodní paprsek, CNC pila nebo stroje vybavené technickými noži jako například oscilační, tangenciální či rotační nůž na řezání odlišných druhů materiálů.
  • Ostatní – do této kategorie patří šicí stroje, CNC brusky, olepovačky hran, vrtačky atd.

Dělení strojů podle materiálu

CNC stroje lze dělit také podle materiálů, na které se používají. Mezi nejpočetnější zástupce patří kovoobráběcí a dřevoobráběcí stroje.[1] CNC stroje obrábí také plasty, keramiku, kompozity, textil, pěny a další.

Dělení strojů podle řízených os

Rozdělit CNC stroje je možné také podle os, které jsou na stroji řízené. Rozeznáváme stroj s řízením jedné až pěti os současně. Škála obrábění pokrývá od jednoduchých strojů až po složitá obráběcí centra.

Ovládání

Ovládání CNC stroje zajišťuje počítač (řídící systém), který polohuje nástroj či obrobek. Pokyny k ovládání stroje zadává jeho obsluha prostřednictvím souřadnicového programu na ovládacím panelu stroje (PLC) na základě požadavků na obrobek. PLC funguje jako spojení mezi řízením pohybu (CNC) a strojem.

Při použití CNC strojů je často možné upustit od neustálého dohledu nad výrobou pomocným personálem; v mnoha sériových výrobách je přímo na strojích zaměstnáno jen několik lidí (kontrolní dohled), protože ovládací prvky nabízejí dostatečné možnosti dokonce plně automaticky integrovat kontrolu kvality do výrobních procesů. Monitorování opotřebení a zlomení nástroje může být také plně automatické. V zásadě lze jakýkoli konvenční stroj rozšířit na CNC stroj pomocí standardizovaných komponent. Je však třeba poznamenat, že u konvenčních frézek byla vůle mezi vřetenem stroje a maticí vřetena kompenzována operátorem. Na moderních CNC frézkách jsou pohonné systémy vybaveny kuličkovými šrouby nebo lineárními pohony, které jsou téměř bez vůle. Tímto je umožněno mimo jiné i synchronní frézování.

Existují dva způsoby, kterými CNC stroj měří dráhu, kterou urazil:

  1. U systému pro měření přímé dráhy se poloha měří přímo na pohyblivé ose stupnicí
  2. U systému nepřímého měření polohy se měří úhel otáčení motoru nebo recirkulačního kuličkového šroubu a převádí se do polohy lineární osy

Oba systémy měření lze implementovat jak absolutně, tak přírůstkově.

Využití

V moderní době je možné narazit na CNC stroj v odlišných výrobních procesech. Obliba roste hlavně díky produktivitě, diversitě použití a jednoduchosti programování. Moderní trendy se začleňují do strojírenství rychle a technologie se neustále vyvíjejí. CNC stroje pomáhají k lepší efektivitě, ekologii a nižším nákladům produkce. Budoucnost CNC strojů směřuje k vyšší automatizaci výrobních procesů.[2] Průmysl 4.0 vytváří silnou integritu strojů do celého výrobního procesu a stále více se objevují robotické ruce jako součást výrobních linek. Lidé mají spíše kontrolní funkci a stroje zastávají daleko více výrobních činností.

Odkazy

Reference

  1. ↑ CNC stroje pro obrábění dřeva. www.strojirenstvi.cz [online]. [cit. 2021-09-22]. Dostupné online. 
  2. ↑ ROBOT JE JEN JEDEN Z NÁSTROJŮ AUTOMATIZACE [online]. 2019-06-20 [cit. 2021-09-22]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2021-09-24. 

Literatura

  • ŠTULPA, Miloslav. CNC obráběcí stroje a jejich programování. 1. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2006. 126 s. ISBN 80-7300-207-8. 
  • ŘASA, Jaroslav; POKORNÝ, Přemysl; GABRIEL, Vladimír. Strojírenská technologie 3. 2. díl, Obráběcí stroje pro automatizovanou výrobu, fyzikální technologie obrábění.. 2. vyd. Praha: Scientia, 2005. 221 s. ISBN 80-7183-336-3.