A számítógépes számjegyvezérlés (CNC) olyan rendszer, amely lehetővé teszi a szerszámgépek automatizálását. Segítségével a gépek számítógépen programozott utasításokkal működtethetők, és pontossága, gyorsasága miatt egyre elterjedtebb a forgácsolóműhelyekben, hiszen csökkenti a gyártási költségeket és átfutási időket.
CNC számjegyvezérlés a fémiparban
A CNC számjegyvezérlés a 40-es és 50-es évekre nyúlik vissza, és azokon a gépeken alapul, amelyek kézi számjegyvezérléssel működtek, lyukkártyára kódolt utasítások alapján. Az évek során, az analóg és a digitális technológia megjelenésével a CNC folyamatosan fejlődött, és mára az egyik legelterjedtebb eljárássá vált.
A processzorok fejlődésével jött létre a számítógépes számjegyvezérlés, vagyis a CNC. A CNC ma valódi forradalmat jelent az ipar számára: amellett, hogy számos előnnyel jár, a mikroprocesszorok árának csökkenéséhez is hozzájárult.
A számítógépes számjegyvezérlés lényege, hogy egy számítógép vezérli és felügyeli a helyhez kötött vagy hordozható szerszámgép mozgásait.
CNC gépek
Egyre több szerszámgép alkalmazza ezt a technológiát: ilyenek például az esztergák, marógépek, köszörűgépek, a lézer- és vízsugaras vágógépek, valamint a prések. A CNC számjegyvezérlés sokoldalúsága révén számos berendezésbe beépíthető, amelyek megkönnyítik a műhelyek munkáját, csökkentik a gyártási költségeket, növelik a sebességet, és minimális emberi beavatkozást igényelnek.
Az ezzel a technológiával működő gépek a berendezés részét képező beépített számítógéppel rendelkeznek; többségük igen fejlett visszacsatoló rendszerrel működik, amely képes automatizálni a munkát, beállítani a sebességet, a nyomást, a munkadarab helyzetét stb., anélkül, hogy egy kezelőnek folyamatosan jelen kellene lennie.
A CNC emellett fejlett motor- és hajtásrendszerrel működik, amely lehetővé teszi a géptengelyek mozgását a megmunkálandó munkadarab mentén. A CNC vezérlésű gépek olyan utasítássorozatot hajtanak végre, amelyet alfanumerikus CNC nyelven visznek be a számítógépbe. Ezek alapján – gépenként eltérően – a berendezés váltogatni tudja a forgácsolószerszámokat a munkadarab megmunkálásához.
Hogyan működnek a CNC vezérlésű gépek?
Működési elvük nagyon egyszerű: egy koordinátarendszerre (utasításokra) van szükségük, amely meghatározza a forgácsolószerszám mozgását, valamint a munkadarab dőlésszögét (egyes gépek a munkadarabot önállóan is át tudják pozicionálni). A mozgások a gép koordinátatengelyei mentén történnek.
Honnan tudja a szerszám, merre kell mozognia? Ezt az előzetes programozás teszi lehetővé, amelyet a kezelő alfanumerikus nyelven készít el. A gép a G- és M-kódokon keresztül kapja meg az utasításokat a számítógéptől; ezután a számítógép programja ezeket a kódokat villamos jelekké alakítja, amelyek működésbe hozzák a motorokat, és ezáltal a forgácsolószerszámokat.
A CNC gép részei
A CNC vezérlésű szerszámgép hat alapvető részből áll:
- Szerszámgép (maga a gép a technológiához igazítva: eszterga, marógép stb.).
- Bemeneti egység.
- Vezérlő.
- Hajtásrendszerek.
- Számítógép.
- Visszacsatoló egység, amely csak bizonyos szerszámgéptípusoknál található meg.
A CNC számjegyvezérlés programnyelve
A CNC szerszámgép működtetéséhez a gépet egy speciális nyelven kell programozni. A programozás lehet kézi vagy automatikus. Kézi programozás esetén a kezelő maga végzi el a munkadarabon végrehajtandó műveletek átgondolását és számításait, majd ezeket beviszi a számítógépbe.
Az automatikus programozás ezzel szemben azzal jellemezhető, hogy a számításokat a számítógép végzi a kezelő által megadott adatok és paraméterek alapján; az eredmény APT-adatcsere.
A CNC nyelv egy-egy megmunkálási fázist leíró egységekből épül fel, ezeket mondatoknak vagy blokkoknak nevezik. A mondatoknak tartalmazniuk kell a megmunkáláshoz szükséges összes geometriai, technológiai és gépfunkciót. A CNC számjegyvezérlés által használt karaktereket a DIN 66024 és 66025 szabvány határozza meg; ezek közül néhány kód:
- N: a mondatszám címe, 1000-ig programozható (N000-tól N999-ig).
- X, Y, Z: a gép tengelyeinek címei.
- G: a megmunkálás előkészítő funkcióinak címe. A gép mozgásfunkcióit írja le.
- M: a segédfunkciók vagy kiegészítő funkciók címe (forgatás, leállítás stb.)
- F: előtolási sebesség.
- S: a főorsó fordulatszáma.