Apakah Mesin CNC?
A Mesin CNC ialah alat mesin kawalan berangka dengan ciri tambahan komputer atas. Komputer dirujuk sebagai unit kawalan mesin (MCU). Data berangka yang diperlukan untuk menghasilkan bahagian disediakan kepada mesin dalam bentuk program. Program ini diterjemahkan ke dalam isyarat elektrik yang sesuai untuk input kepada motor yang menjalankan mesin.
Katil rangka mesin adalah struktur mekanikal mesin CNC, dan ia juga terdiri daripada sistem pemacu utama, sistem pemacu suapan, katil, meja kerja dan peranti gerakan tambahan, sistem hidraulik dan pneumatik, sistem pelinciran, peranti penyejukan, penyingkiran cip, sistem perlindungan dan bahagian lain. Tetapi untuk memenuhi keperluan kawalan berangka dan memberikan permainan penuh kepada prestasi alat mesin, ia telah mengalami perubahan besar dalam susun atur keseluruhan, rupa, struktur sistem penghantaran, sistem alat dan prestasi operasi. Bahagian mekanikal mesin CNC termasuk katil, kotak, lajur, rel panduan, meja kerja, gelendong, mekanisme suapan, mekanisme pertukaran alat.
Bagaimana Mesin CNC Berfungsi?
Mesin CNC menggunakan komputer untuk merealisasikan teknologi kawalan program digital. Teknologi ini menggunakan komputer untuk melaksanakan fungsi kawalan logik berurutan bagi trek pergerakan peranti dan operasi peranti mengikut program kawalan yang disimpan terlebih dahulu. Memandangkan komputer digunakan untuk menggantikan peranti kawalan berangka asal yang terdiri daripada litar logik perkakasan, penyimpanan, pemprosesan, pengiraan, pertimbangan logik dan fungsi kawalan lain arahan operasi input boleh direalisasikan oleh perisian komputer, dan arahan mikro yang dihasilkan oleh pemprosesan boleh dihantar. Pandu motor atau penggerak hidraulik ke peranti pemacu servo untuk memacu mesin CNC untuk berjalan.
Untuk menjalankan mesin CNC, anda boleh melalui langkah-langkah berikut:
Langkah 1. Menurut pelan lukisan dan proses bahagian yang dimesin, gunakan kod dan format program yang ditentukan untuk memprogram laluan pergerakan alat, proses pemprosesan, parameter proses, dan jumlah pemotongan ke dalam borang arahan yang boleh diiktiraf oleh sistem CNC, iaitu, untuk menulis program pemprosesan.
Langkah 2. Masukkan program pemprosesan yang diprogramkan ke dalam peranti CNC.
Langkah 3. Peranti CNC menyahkod dan memproses program input (kod), dan menghantar isyarat kawalan yang sepadan kepada peranti pemacu servo dan peranti kawalan fungsi tambahan setiap paksi koordinat untuk mengawal pergerakan setiap bahagian alat mesin.
Langkah 4. Dalam proses pergerakan, sistem CNC perlu mengesan kedudukan paksi koordinat mesin CNC, keadaan suis perjalanan, dan lain-lain pada bila-bila masa, dan membandingkannya dengan keperluan program untuk menentukan tindakan seterusnya sehingga bahagian yang layak diproses.
Langkah 5. Operator boleh memerhati dan menyemak keadaan pemprosesan dan status kerja mesin CNC pada bila-bila masa. Jika perlu, adalah perlu untuk melaraskan program tindakan dan pemprosesan mesin CNC untuk memastikan operasi alat mesin yang selamat dan boleh dipercayai.
Sistem Koordinat Cartesian
Hampir semua yang boleh dihasilkan pada alat mesin konvensional boleh dihasilkan pada alat mesin kawalan berangka komputer, dengan banyak kelebihannya. Pergerakan alat mesin yang digunakan dalam menghasilkan produk adalah daripada 2 jenis asas: titik-ke-titik (pergerakan garis lurus) dan laluan berterusan (pergerakan kontur).
Sistem koordinat Cartesian, atau segi empat tepat, telah dicipta oleh ahli matematik dan ahli falsafah Perancis Rene' Descartes. Dengan sistem ini, mana-mana titik tertentu boleh diterangkan dalam istilah matematik dari mana-mana titik lain sepanjang 3 paksi serenjang. Konsep ini sesuai dengan alatan mesin dengan sempurna kerana pembinaannya secara amnya berdasarkan 3 paksi gerakan (X, Y, Z) ditambah dengan paksi putaran. Pada mesin pengisar menegak biasa, paksi X ialah pergerakan mendatar (kanan atau kiri) meja, paksi Y ialah pergerakan silang meja (ke arah atau menjauhi lajur), dan paksi Z ialah pergerakan menegak lutut atau gelendong. Sistem CNC sangat bergantung pada penggunaan koordinat segi empat tepat kerana pengaturcara boleh mengesan setiap titik pada sesuatu kerja dengan tepat. Apabila titik terletak pada bahan kerja, 2 garis bersilang lurus, satu menegak dan satu mendatar, digunakan. Garis-garis ini mestilah bersudut tepat antara satu sama lain, dan titik di mana ia bersilang dipanggil titik asal, atau titik sifar (Rajah 1)
Rajah 1 Garis bersilang membentuk sudut tegak dan mewujudkan titik sifar.
Rajah 2 Satah koordinat 3 dimensi (paksi) yang digunakan dalam CNC.
Satah koordinat 3 dimensi ditunjukkan dalam Rajah 2. Satah X dan Y (paksi) adalah mendatar dan mewakili gerakan meja mesin mendatar. Satah atau paksi Z mewakili gerakan alat menegak. Tanda tambah (+) dan tolak (-) menunjukkan arah dari titik sifar (asal) di sepanjang paksi pergerakan. 4 kuadran terbentuk apabila silang paksi XY dinomborkan dalam arah lawan jam (Rajah 3). Semua kedudukan yang terletak dalam kuadran 1 adalah positif (X+) dan positif (Y+). Dalam kuadran ke-2, semua kedudukan adalah negatif X (X-) dan positif (Y+). Dalam kuadran ke-3, semua lokasi adalah negatif X (X-) dan negatif (Y-). Dalam kuadran ke-4, semua lokasi adalah positif X (X+) dan negatif Y (Y-).
Rajah 3 Kuadran yang terbentuk apabila silang paksi X dan Y digunakan untuk mencari titik dengan tepat dari sifar X/Y, atau titik asal.
Dalam Rajah 3, titik A ialah 2 unit di sebelah kanan paksi Y dan 2 unit di atas paksi X. Andaikan setiap unit bersamaan dengan 1.000. Lokasi titik A ialah X + 2.000 dan Y + 2.000. Untuk titik B, lokasinya ialah X + 1.000 dan Y - 2.000. Dalam pengaturcaraan CNC tidak perlu menunjukkan nilai tambah (+) kerana ini diandaikan. Walau bagaimanapun, nilai tolak (-) mesti ditunjukkan. Sebagai contoh, lokasi kedua-dua A dan B akan ditunjukkan seperti berikut:
A X2.000 Y2.000
B X1.000 Y-2.000
Sistem komputer disambungkan ke mesin yang terdiri daripada penderia dan pemacu elektrik. Program ini mengawal pergerakan paksi mesin.
Apakah Jenis Mesin CNC Yang Paling Biasa?
Alat mesin awal direka bentuk supaya operator berdiri di hadapan mesin semasa mengendalikan kawalan. Reka bentuk ini tidak lagi diperlukan, kerana dalam CNC pengendali tidak lagi mengawal pergerakan alat mesin. Pada alatan mesin konvensional, hanya kira-kira 20 peratus masa dihabiskan untuk mengeluarkan bahan. Dengan penambahan kawalan elektronik, masa sebenar yang dihabiskan untuk mengeluarkan logam telah meningkat kepada 80 peratus dan lebih tinggi. Ia juga telah mengurangkan jumlah masa yang diperlukan untuk membawa alat pemotong ke setiap kedudukan pemesinan.
Terdapat 10 jenis mesin CNC yang paling biasa yang terdapat dalam pelbagai industri.
1. Mesin Pengilangan CNC (Kilang CNC)
2. Mesin Penghala CNC (Penghala CNC)
3. Mesin Laser CNC (Pemotong Laser, Pengukir Laser, Pengimpal Laser)
4. Mesin Larik CNC (CNC Pelarik)
5. Mesin Penggerudi CNC (Gerudi CNC)
6. Mesin Pengorek CNC
7. Mesin Pengisar CNC (Pengisar CNC)
8. Mesin Nyahcas Elektrik (EDM)
9. Mesin Pemotong Plasma CNC (Pemotong Plasma CNC)
10. 3D Pencetak
