Datorstyrd numerisk styrning (CNC) är ett system som gör det möjligt att automatisera verktygsmaskiner. Metoden gör det möjligt att styra maskiner med kommandon programmerade i en dator och används allt oftare i bearbetningsverkstäder tack vare sin precision och hastighet, vilket minskar kostnaderna och produktionstiderna.
Numerisk styrning (CNC) inom metallindustrin
Den numeriska styrningen (CNC) har sitt ursprung på 40- och 50-talen och bygger på maskiner som arbetade med manuell numerisk styrning, där kommandon kodades på hålkort. Med tiden och i takt med införandet av analog och digital teknik utvecklades CNC till en av de mest använda metoderna i dag.
Tack vare förbättrade processorer skapades den numeriska datorstyrningen, eller med andra ord numerisk styrning (CNC). I dag innebär CNC en verklig revolution för industrin, eftersom den utöver de många fördelar den erbjuder även har gjort mikroprocessorerna billigare.
Den datorstyrda numeriska styrningen (CNC) bygger på att en dator styr och övervakar en verktygsmaskins rörelser, oavsett om maskinen är stationär eller portabel.
CNC-maskiner
Allt fler verktygsmaskiner är utrustade med denna teknik. Man hittar till exempel svarvar, fräsmaskiner, slipmaskiner, laser- och vattenskärningsmaskiner samt pressar. Den numeriska styrningens (CNC) mångsidighet gör att den kan integreras i många olika utrustningar som underlättar arbetet i verkstäderna, minskar produktionskostnaderna, ökar hastigheten och kräver minimal mänsklig insats.
Maskiner med denna teknik har en integrerad dator som är en del av utrustningen. De flesta av dessa enheter har ett mycket avancerat återkopplingssystem som kan automatisera arbetet, justera hastigheten, trycket, arbetsstyckets position m.m., utan att en operatör behöver övervaka hela tiden.
Dessutom använder CNC ett avancerat system av motorer och drivkomponenter som gör det möjligt att förflytta maskinens axlar längs arbetsstycket som ska bearbetas. Maskiner som arbetar med numerisk styrning (CNC) följer en serie kommandon och instruktioner som matas in i datorn via det alfanumeriska CNC-språket. Beroende på maskinen kan utrustningen med hjälp av dessa instruktioner växla mellan skärverktyg för att utföra arbetet på arbetsstycket.
Hur fungerar maskiner med numerisk styrning (CNC)?
Principen bakom dessa maskiner är mycket enkel, eftersom de kräver ett koordinatsystem (kommandon) som avgör den rörelse skärverktyget ska följa, samt arbetsstyckets lutningsvinkel (vissa maskiner kan själva omplacera arbetsstycket). Rörelserna utförs längs maskinens koordinataxlar.
Hur vet verktygen var de ska förflytta sig? Det uppnås genom den förprogrammering som operatören gör i det alfanumeriska språket. Maskinen tar emot instruktionerna från datorn via G- och M-koderna; därefter omvandlar programmet eller datorns programvara dessa koder till elektriska signaler som aktiverar motorerna och därmed skärverktygen.
Komponenter i en CNC-maskin
En verktygsmaskin som styrs med numerisk styrning (CNC) har sex grundläggande delar eller komponenter:
- Verktygsmaskin (själva maskinen, anpassad för tekniken: svarv, fräsmaskin m.m.).
- Inmatningsenhet.
- Styrenhet.
- Drivsystem.
- Dator.
- Återkopplingsenhet, endast tillgänglig i vissa typer av verktygsmaskiner.
Språket för numerisk styrning (CNC)
För att driva en CNC-verktygsmaskin måste den programmeras med ett särskilt programspråk. Programmeringen kan vara manuell eller automatisk. Vid manuell programmering gör operatören de resonemang och beräkningar som ska utföras på arbetsstycket och matar in dem i datorn.
Automatisk programmering skiljer sig å sin sida genom att datorn utför beräkningarna utifrån en serie data och parametrar som operatören tillhandahåller; resultatet blir ett utbyte av APT-data.
CNC-språket kännetecknas av att det består av grupper som omfattar samma bearbetningsfas, och dessa kallas block eller sekvenser. Blocken måste innehålla alla geometriska, tekniska och maskinrelaterade funktioner för att bearbetningen ska kunna genomföras. Tecknen i den numeriska styrningen (CNC) följer standarderna DIN 66024 och 66025, där vi hittar några av dessa koder:
- N, adressen för blocknummer eller sekvensnummer, som kan programmeras upp till 1000 (N000 till N999).
- X, Y, Z: adresser för maskinens axlar.
- G, adressen för de förberedande bearbetningsfunktionerna. Beskriver maskinens rörelsefunktioner.
- M, adressen för hjälp- eller tilläggsfunktioner (rotationer, stopp m.m.)
- F, matningshastighet.
- S, varvtal för huvudspindeln.