As máquinas de controle numérico computadorizado (CNC) transformaram o processo de fabricação de componentes complexos e precisos na fabricação moderna.
Essas maravilhas sofisticadas combinam o poder da automação, programação avançada e engenharia de precisão para transformar matérias-primas em produtos acabados com notável precisão. Prepare-se para explorar este avanço tecnológico enquanto o conduzimos pela jornada das máquinas CNC. Neste artigo, vamos desvendar os intrincados mecanismos, mergulhar na magia da programação e descobrir as etapas precisas envolvidas na operação dessas máquinas fascinantes.
As máquinas de controle numérico computadorizado (CNC) representam um salto para a automação, impulsionadas por sistemas de computador que executam conjuntos pré-programados de instruções precisas, em contraste com as máquinas tradicionais que dependem de controle manual por meio de volantes, alavancas ou automação exclusivamente mecânica por meio de cames. As máquinas CNC introduzem o poder da tecnologia para revolucionar o processo de fabricação. Essas máquinas avançadas resumem a fusão de proficiência em computador e precisão mecânica, oferecendo maior eficiência, precisão e versatilidade em vários setores.
A máquina CNC conta com dispositivos específicos para inserir o programa de peça para sua operação. Entre os dispositivos de entrada comumente usados estão discos flash, discos compactos, leitores de fita perfurada, leitores de fita magnética e vários componentes modernos de transferência de dados. Dado que o sistema CNC opera sob a orientação de um sistema de controle especializado, a coordenação efetiva entre os dados pré-programados e o sistema designado é crucial. Isso garante integração e sincronização perfeitas, permitindo que a máquina CNC execute tarefas com precisão e eficiência.
Este sistema avançado possui uma precisão notável e permite a fabricação de produtos finais. Ele contém os fusos de corte e os sistemas de controle que controlam os componentes de usinagem. Como um elemento integrante das peças da máquina CNC, a unidade de processamento opera de acordo com a lógica de controle pré-programada auxiliada por computador.
O sistema CNC contém um painel de controle lógico fundamental de importância significativa que compreende uma unidade de processamento de dados (DPU) e uma unidade de malha de controle (CLU). O elemento DPU serve para receber e decifrar eficientemente os programas. Depois de traduzido para a linguagem da máquina, o interpolador, localizado no DPU, calcula as posições precisas dos fusos de corte. Uma vez interpretados, os dados decodificados são transmitidos ao CLU na forma de sinais elétricos. Posteriormente, os componentes de usinagem do dispositivo são colocados em movimento com base nos sinais retransmitidos.
Cada máquina-ferramenta CNC é equipada com uma mesa deslizante e um fuso, que supervisionam coletivamente a regulação da posição e da velocidade. A mesa da máquina opera sob o controle dos eixos X e Y, determinando seu movimento nas direções horizontal e vertical. Por outro lado, o fuso é governado pelo eixo Z, ditando seu movimento ao longo do eixo vertical.
O sistema de acionamento de uma máquina CNC abrange circuitos amplificadores, motores de acionamento e fusos de esferas. A MCU (Unidade Microcontroladora) transmite sinais sobre a posição e velocidade de cada eixo para os circuitos amplificadores. Posteriormente, os sinais de controle são amplificados para ativar os motores de acionamento. Esses motores de acionamento ativados, por sua vez, iniciam a rotação do parafuso de avanço esférico, ajustando assim a posição da mesa da máquina.
Este sistema incorpora transdutores que servem como sensores, comumente referido como um sistema de medição. Dentro deste sistema, transdutores de posição e velocidade são empregados para monitorar constantemente a posição precisa e a velocidade da ferramenta de corte a qualquer momento. O MCU recebe sinais desses transdutores e utiliza a disparidade entre os sinais de referência e feedback para gerar sinais de controle. Esses sinais de controle são fundamentais para corrigir quaisquer erros de posição e velocidade, garantindo precisão e desempenho ideais.
Um monitor mostra os programas, comandos e outros dados pertinentes de uma máquina CNC.
O processo de usinagem de controle numérico computadorizado começa com o software CAD projetando as peças necessárias. Este modelo 3D atua como base para o cálculo das dimensões e propriedades necessárias do produto final. Enquanto alguns pacotes de software CAD incluem soluções CAD-CAM, outros requerem o uso de software CAM designado. Se estiver utilizando software CAD e CAM da mesma família de produtos, nenhuma tradução de arquivo é necessária. No entanto, se estiver usando um software diferente, deve-se importar o arquivo CAD para prosseguir.
O software Computer-Aided Manufacturing desempenha um papel fundamental na preparação do modelo para todo o processo de fabricação. Inicialmente, examina minuciosamente o modelo para identificar e corrigir eventuais erros.Posteriormente, gera um programa CNC (Computer Numerical Control) que serve como um projeto para a fabricação da peça física. Este programa compreende uma série de coordenadas que orientam o cabeçote de corte ao longo do processo de fabricação. A terceira etapa envolve a seleção de parâmetros apropriados, incluindo velocidade de corte, tensão, RPM (rotações por minuto) e muito mais.
Esses parâmetros são determinados com base na geometria da peça e nas máquinas e ferramentas disponíveis. A etapa final envolve o software determinando o encaixe ideal das peças em relação às matérias-primas, o que envolve a verificação da orientação e posicionamento para minimizar o desperdício. Depois de calcular essas informações, elas são traduzidas em código M e código G, que são instruções legíveis por máquina que permitem que o maquinário execute o plano.
Esse processo é comumente conhecido como manufatura subtrativa, porque o material é eliminado em vez de adicionado. O processo de usinagem CNC começa com um material na forma de um bloco sólido conhecido como blank. A máquina CNC remove o excesso de material utilizando cortadores de alta velocidade. Isso molda e esculpe o espaço em branco no produto acabado desejado. A usinagem CNC abrange vários processos automatizados, incluindo fresamento, torneamento, retificação, roteamento, furação e muito mais.
Fresagem é uma operação caracterizada pela rotação de uma ferramenta de corte. À medida que a ferramenta de fresamento interage com a peça de trabalho, ela elimina eficientemente os cavacos, moldando assim o material. Este método de fabricação versátil oferece precisão excepcional e tolerâncias precisas, tornando-o adequado para vários materiais. Além disso, a fresagem é conhecida por sua rapidez, permitindo tempos de produção eficientes. Uma das vantagens significativas do fresamento é sua capacidade de fabricar peças intrincadas e complexas, proporcionando aos fabricantes uma enorme flexibilidade e versatilidade em seus processos de produção. Exemplos de fresadoras CNC são;
● Fresagem CNC Corte Perfuração e Gravação Centro de Usinagem Vertical YS-770
● Centro de usinagem CNC usinagem de gravação YS-760B
● Centro de Máquina de Gravação e Fresagem Centro de Usinagem CNC YS-870A
● Centro de máquina de fresagem e gravação CNC YS-870B
● Centro de usinagem de mandrilamento horizontal CNC YSBD-130/20T
● Centro de usinagem de mandrilamento horizontal Centro de usinagem CNC YSBD-130/8T
Girando, em oposição ao fresamento, representa uma operação em que a ferramenta de corte é colocada em contato com a peça rotativa para remover pequenas porções de metal, comumente chamadas de cavacos ou limalhas. Este processo possibilita alta precisão, principalmente quando aplicado em limites adequados e adequados ao sistema. O torneamento serve como um método valioso para moldar componentes cilíndricos, oferecendo controle preciso sobre dimensões e acabamentos de superfície.
As retificadoras CNC empregam um rebolo rotativo para eliminar o material, visando obter um acabamento de alta precisão para peças metálicas. O objetivo principal é obter qualidade de superfície excepcional com precisão notável. Como resultado, a retificação é comumente utilizada como uma operação de acabamento, em vez de um meio de criar a peça final diretamente a partir de matérias-primas.
Os roteadores CNC e as fresadoras CNC compartilham algumas semelhanças em sua funcionalidade. Ambos utilizam uma cabeça de corte rotativa como componente principal. No entanto, a principal distinção reside nos tipos de materiais que são capazes de cortar. As fresas se destacam no corte de materiais mais macios, exceto metais, que não exigem cortes extremamente precisos. Isso se deve à sua potência de saída relativamente menor em comparação com as fresadoras. Por outro lado, os roteadores possuem maior velocidade, permitindo a fabricação de peças em um prazo menor.
Na usinagem, há uma distinção entre equipamentos de fresamento e brocas quando se trata de produção de furos. Enquanto as ferramentas de fresamento apresentam arestas de corte distribuídas ao redor da periferia da cabeça de corte, as brocas dependem exclusivamente da ponta da ferramenta para criar um furo. A principal disparidade está no mecanismo de corte empregado por essas ferramentas. As ferramentas de fresamento apresentam arestas de corte posicionadas ao longo da periferia da cabeça de corte, enquanto as brocas utilizam a ponta da ferramenta para fazer um furo. Controle numérico computadorizado (CNC) máquinas de perfuração são amplamente empregados para agilizar e aprimorar o processo. Esses sistemas automatizados garantem maior precisão e economia na produção de furos. Exemplos de máquinas CNC de perfuração;
● Melhor máquina CNC para furação e rosqueamento YST-600
● Máquina de perfuração e rosqueamento CNC YST-700
● Centro de Usinagem de Perfuração e Rosqueamento YST-800
As máquinas CNC têm a capacidade de atingir níveis significativamente altos de precisão em comparação com as técnicas convencionais de usinagem manual. Essa vantagem decorre do controle computadorizado das máquinas CNC, permitindo que elas executem movimentos exatos com excepcional consistência. Como resultado, isso aumentoua precisão contribui para produzir produtos de qualidade superior e reduzir o desperdício de material.
As máquinas CNC separam o maquinário do envolvimento humano, mitigando efetivamente os riscos potenciais que podem surgir de outra forma. Estas máquinas podem funcionar de forma autónoma, reduzindo assim quaisquer incidentes acidentais para garantir a segurança das pessoas. Na verdade, as modernas máquinas CNC possuem recursos notáveis, incluindo a capacidade de trocar ferramentas automaticamente. Mesmo quando são necessárias alterações no projeto, elas podem ser iniciadas simplesmente modificando o software, eliminando a necessidade de interação direta entre humanos e máquinas.
As máquinas CNC têm maior produtividade em comparação com os métodos convencionais de usinagem. Eles podem operar continuamente por períodos prolongados sem exigir interrupção manual. Além disso, as máquinas CNC muitas vezes podem ser programadas para trabalhar em várias peças simultaneamente, aumentando ainda mais os níveis gerais de produtividade.
Apesar de sua natureza intrincada e precisa (com precisão de até 0,0001), as máquinas CNC exigem procedimentos de manutenção simples, mas vitais. Qualquer dano a essas máquinas pode ser um erro caro que nenhuma oficina pode suportar. Embora toda a lista de protocolos de manutenção seja longa e exaustiva, revisar e entender os fundamentos para sua manutenção adequada é essencial. Aqui estão algumas das dicas de manutenção CNC nas quais você deve se concentrar;
A movimentação rápida do ferramental nos processos de usinagem gera calor, trazendo risco tanto para as peças usinadas quanto para as próprias ferramentas. A manutenção de níveis e concentrações adequadas de refrigerante prevenir danos e deterioração é crucial. Refrigerante insuficiente pode degradar rapidamente peças usinadas e ferramentas, enfatizando a necessidade do gerenciamento adequado do refrigerante.
Os fusos operam em altas velocidades, muitas vezes excedendo 10.000 RPM, gerando calor como resultado. No entanto, possíveis problemas térmicos podem ser efetivamente mitigados com a implementação de um sistema de resfriamento adequado. Ao garantir a presença de um mecanismo de resfriamento eficiente, os desafios relacionados à temperatura podem ser facilmente evitados. Além disso, os sensores de temperatura permitem a detecção e notificação imediatas de condições anormais, permitindo intervenção e manutenção oportunas.
Na maioria das máquinas, a aplicação de óleo ou graxa é essencial para garantir um bom funcionamento. As peças móveis tendem a ficar secas e requerem lubrificação para minimizar o desgaste indesejável. Da mesma forma, as máquinas CNC precisam reabastecer vários níveis de fluido, incluindo fluido hidráulico. No entanto, o consumo excessivo de fluido indica que a máquina pode estar com um problema que requer atenção e investigação.
Se deixada sem vigilância, a sujeira da loja se acumula e pode causar problemas. Para manter um ambiente de trabalho limpo e propício, é essencial limpar todas as superfícies regularmente; se deixado sem vigilância, a sujeira da loja pode se acumular com o tempo. Manter um local de trabalho higiênico e eficiente requer limpeza abrangente de todas as superfícies, abrangendo janelas, portas, luzes, maçanetas e outras áreas aplicáveis. Ao fazer isso, a visibilidade é garantida, uma boa aderência é mantida e uma sensação geral de limpeza é alcançada, promovendo um ótimo ambiente de trabalho.
As máquinas CNC revolucionaram o mundo da manufatura com seus mecanismos complexos, movimentos precisos e programação avançada. Do projeto digital inicial ao produto final, essas máquinas trabalham em perfeita harmonia, transformando matérias-primas em criações extraordinárias com precisão surpreendente. Ao concluir nossa expedição aos mecanismos internos das máquinas CNC, prevemos ter passado pelas funções cativantes da tecnologia, engenharia de precisão e criatividade que sustentam o papel crucial dessas máquinas na manufatura moderna.
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