CNC stroje – teorie a popis
CNC stroje znamenaly v době svého zavedení velký převrat a posun v oblasti přesného obrábění. Pojďme se podívat, jak CNC stroje vlastně fungují.
CNC stroje – princip a popis
CNC stroje lze charakterizovat obecně jako programovatelné obráběcí stroje. U NC strojů se k programování využívá převážně mechanických řídících elementů – narážky, vačky, koncové spínače a podobně. Číslicově řízené obráběcí stroje – CNC (Computer Numerical Control) jsou stroje řízené automaticky zadáváním povelů z řídícího počítače podle programu.
Řídící systém CNC stroje vyšle ke stroji příkaz (například „zapni otáčení nástroje“). Může být zadán například stiskem tlačítka na řídícím panelu stroje nebo přímo z programu. Mechanismus CNC stroje příkaz vykoná a zašle zpět informaci o jeho dokončení. Tato informace se nazývá zpětná vazba. Pak je zadán další příkaz a situace se opakuje.
Aby byl zajištěn automatizovaný chod CNC strojů, musí být stroje vybaveny zařízením, které zajišťuje pohyb nástroje vůči obrobku v jednotlivých souřadných osách. Tato zařízení se jmenují pohony a nejčastěji to jsou krokové motory ve spojení s posuvovými kuličkovými šrouby. Každý pohon ovládá pohyb v jedné souřadné ose. My ale pro řízení pohybu nástroje potřebujeme ještě jednu veličinu. Touto je skutečná poloha nástroje vůči obrobku. U stroje proto najdete odměřovací mechanismus – odměřování. Odměřování je schopno zjistit hodnotu změny souřadnice nástroje vůči obrobku a umožňuje též tuto změnu převést do zobrazované hodnoty na monitoru řídícího systému.
Režimy provozu CNC strojů
Ovládání řídícího systému a tím následně i předávání příkazů do CNC stroje můžeme provádět v základních režimech provozu:
1. Režim ruční obsluhy – umožňuje vždy řízení obsluhy mimo program k obrábění součásti. Umožní spuštění stroje, navolení počátku obrábění a další ručně ovládané funkce.
2. Režim programátorský – slouží k odzkoušení (simulaci) obrábění podle programu, editaci programu a práci se soubory programů.
3. Režim provozu podle programu – využijeme k spuštění obrábění podle programu
Druhy řídících systémů CNC stroje
V CNC obráběcích strojích je používáno řízení stroje pomocí počítačů. Vzhledem k rychlému rozvoji výpočetní techniky se mění i možnosti řízení CNC strojů těmito počítači. V současné době se setkáváme principiálně se dvěmi skupinami řídících systémů.
Systémy s příkazovou řádkou – přirovnal bych je pro představu práce s operačním systémem DOS nebo programováním v Pascalu. Programy jsou čitelné, je možno je editovat. Cena CNC strojů s těmito systémy je podstatně nižší než s grafickými systémy. Připojení ke komunikaci s dalšími počítači nebo zařízeními je například přes sériové rozhraní RS232.
Systémy grafické – pracují v grafickém režimu (např. Windows XP) a při práci CNC stroje využíváme objektové programování – obdoba Delphi či grafické práce s modely součástí. Příprava programů z navržených modelů je s využitím programů tzv. postprocesorů. Pomocí postprocesoru vygeneruje pro daný řídící systém CNC stroje a sortiment nářadí program pro výrobu příslušné součásti. Nevýhodou je vysoká cena těchto systémů, výhodou je možnost propojení do počítačových sítí a tím zajištěná komunikace a případně i vzdálená správa k centrálnímu řízení.
Přesnost CNC stroje neovlivňuje použitý řídící systém, je dána použitými pohony, odměřováním a vlastní přesností výroby stroje.
Prodej CNC strojů
CNC stroje jsou prodávány a dodávány buď včetně ovládacího řídícího programu (většinou) nebo bez něj. S tím, že jsou komponenty kompatibilní s určeným řídícím systémem – FAGOR, MACH 3 a jiné.