Pojęcie frezarka CNC odnosi się do frezarki wyposażonej w technologię komputerowego sterowania numerycznego (CNC). Ten rodzaj obrabiarki należy do najbardziej zaawansowanych w obróbce skrawaniem, ponieważ pozwala w krótkim czasie wykonywać bardzo złożone detale.
Cechy frezarki CNC
Frezarka CNC to w istocie frezarka konwencjonalna wyposażona w komputerowe sterowanie numeryczne. Wprowadzenie tej technologii do różnych obrabiarek, takich jak tokarki i frezarki, umożliwiło automatyzację procesów produkcyjnych. Dzięki niej maszyna może także wykonywać ruchy niemożliwe do zrealizowania ręcznie.
Frezarki konwencjonalne to obrabiarki, które wykorzystują jedno- lub wieloostrzowe narzędzie skrawające zwane frezem. Obracający się frez styka się z powierzchnią obrabianego detalu i zdejmuje naddatek materiału. Frezarka CNC działa na tej samej zasadzie co maszyny konwencjonalne, ale dodatkowo ma komputer. To on automatyzuje proces, dobierając poszczególne parametry obróbki, takie jak prędkość i głębokość skrawania. Wybiera też narzędzie potrzebne do danej operacji, a w razie potrzeby może zmieniać narzędzia w trakcie obróbki.
Budowa frezarki CNC
Frezarka CNC jest bardzo podobna do konwencjonalnej i ma te same zespoły ruchome: stół, wrzeciennik, wrzeciono i sanie posuwowe. Różnica polega na tym, że frezarki CNC nie mają korb ani dźwigni służących do napędzania zespołów ruchomych. Zamiast nich frezarka CNC ma ekran umieszczony na pulpicie sterowniczym oraz metalową szafę mieszczącą podzespoły elektryczne i elektroniczne maszyny. To one sterują pracą silników.
Połączenie silników i CNC pozwala wykonywać wiele operacji obróbkowych, także na bardzo złożonych detalach. Elementy tej maszyny to:
- Stojak.
- Stół roboczy z przesuwami w osiach Y i X.
- Frez (narzędzie skrawające).
- Głowica frezarska z silnikiem wrzeciona.
- Komputer lub pulpit sterowniczy CNC.
- Przewody doprowadzające chłodziwo.
- Główne osie ruchu (X, Y i Z).
- Osie dodatkowe (A i B).
Osie frezowania
Frezarki konwencjonalne klasyfikuje się według orientacji narzędzia skrawającego, ale także według liczby osi, w których może pracować maszyna. Frezarka CNC ma trzy osie główne X, Y i Z, ale może mieć też dwie osie dodatkowe, które czynią ją jeszcze bardziej zaawansowaną.
- Oś X jest pozioma i równoległa do powierzchni, na której mocowany jest detal.
- Oś Y tworzy z osiami X i Z prawoskrętny układ współrzędnych. Stół wykonuje ruch poprzeczny w płaszczyźnie poziomej.
- Oś Z. W tej osi mocowany jest frez; to ona przenosi moc skrawania potrzebną do obróbki. Wykonuje ruch pionowy.
- Osie A i B. We frezarkach CNC osie te umożliwiają obrót i pochylenie obrabianych detali. Dzięki nim frez dociera do miejsc detalu, których nie dałoby się obrobić na frezarkach konwencjonalnych.
Technologia CNC pozwala stosować różne osie dodatkowe, sterowane niezależnie i związane z ruchem stołów obrotowych oraz głowic uchylnych.
Jak działa frezarka CNC
Układ CNC steruje przesuwami stołu, sań poprzecznych i wzdłużnych oraz wrzeciona w poszczególnych osiach maszyny. Aby jednak maszyna pracowała prawidłowo, musi otrzymać konkretne parametry obróbki. Skąd komputer maszyny wie, w których osiach przesuwać stół? Skąd wie, jakich narzędzi użyć i z jaką prędkością?
Niezbędne jest do tego wcześniejsze zaprojektowanie detalu. Komputer jest sterowany przez oprogramowanie dostarczane wraz z maszyną, oparte na języku programowania CNC, np. ISO, Fagor, Fanuc itd. Oprogramowanie to posługuje się liczbami, literami i symbolami, za pomocą których koduje się przebieg obróbki. To ono przekazuje maszynie instrukcje.
Zanim jednak maszyna zacznie pracować w jednym z tych języków alfanumerycznych, do jej komputera trzeba wprowadzić projekt. Wykonuje się go na komputerze zewnętrznym w specjalistycznych programach. Frezarka CNC wymaga zatem:
- CAD. Oprogramowanie do projektowania detalu.
- CAM. Oprogramowanie do komputerowego wspomagania wytwarzania. Oblicza przesuwy, jakie muszą wykonać osie podczas obróbki, i dodaje parametry takie jak posuw, prędkość obrotowa i potrzebne narzędzia skrawające.
- Oprogramowanie sterujące. Znajduje się w komputerze maszyny i odbiera instrukcje z CAM po ich wczytaniu. Oprogramowanie realizuje projekt wykonany w CAD zgodnie z instrukcjami z CAM.