CNC 기계 기본에 대한 간략한 가이드

CNC 기계 기본에 대한 간략한 가이드

CNC 기계란 무엇입니까?

A CNC 기계 온보드 컴퓨터라는 추가 기능이 있는 수치 제어 공작 기계입니다. 이 컴퓨터를 기계 제어 장치(MCU)라고 합니다. 부품을 생산하는 데 필요한 수치 데이터는 프로그램 형태로 기계에 제공됩니다. 이 프로그램은 기계를 작동하는 모터에 입력하기 위한 적절한 전기 신호로 변환됩니다.

기계 프레임 베드는 CNC 기계의 기계적 구조이며, 또한 주 구동 시스템, 피드 구동 시스템, 베드, 작업대 및 보조 모션 장치, 유압 및 공압 시스템, 윤활 시스템, 냉각 장치, 칩 제거, 보호 시스템 및 기타 부품으로 구성됩니다. 그러나 수치 제어의 요구 사항을 충족하고 공작 기계의 성능을 최대한 발휘하기 위해 전체 레이아웃, 외관, 전달 시스템 구조, 공구 시스템 및 작동 성능에 큰 변화가 있었습니다. CNC 기계의 기계 부품에는 베드, 박스, 컬럼, 가이드 레일, 작업대, 스핀들, 피드 메커니즘, 공구 교환 메커니즘이 포함됩니다.

CNC 기계는 어떻게 작동하나요?

CNC 기계는 컴퓨터를 사용하여 디지털 프로그램 제어 기술을 실현합니다. 이 기술은 컴퓨터를 사용하여 장치의 이동 궤적의 순차 논리 제어 기능과 미리 저장된 제어 프로그램에 따라 주변 장치의 작동을 실행합니다. 컴퓨터는 하드웨어 논리 회로로 구성된 원래의 수치 제어 장치를 대체하는 데 사용되므로 입력 작업 명령의 저장, 처리, 계산, 논리적 판단 및 기타 제어 기능은 컴퓨터 소프트웨어로 실현할 수 있으며 처리로 생성된 마이크로 명령을 전송할 수 있습니다. 모터 또는 유압 액추에이터를 서보 드라이브 장치로 구동하여 CNC 기계를 구동합니다.

CNC 기계를 실행하려면 다음 단계를 거쳐야 합니다.

1단계. 가공된 부품의 도면 및 공정 계획에 따라 지정된 코드와 프로그램 형식을 사용하여 공구의 이동 경로, 가공 공정, 공정 매개변수 및 절삭량을 CNC 시스템이 인식할 수 있는 명령 형식, 즉 가공 프로그램을 작성합니다.

2단계. 프로그래밍된 가공 프로그램을 CNC 장치에 입력합니다.

3단계. CNC 장치는 입력 프로그램(코드)을 디코딩하고 처리하여 해당 제어 신호를 각 좌표축의 서보 드라이브 장치와 보조 기능 제어 장치로 보내 공작 기계 각 부분의 운동을 제어합니다.

4단계. 이동 과정에서 CNC 시스템은 CNC 기계의 좌표축 위치, 이동 스위치 상태 등을 언제든지 감지하고 이를 프로그램의 요구 사항과 비교하여 합격한 부품이 처리될 때까지 다음 동작을 결정해야 합니다.

5단계. 작업자는 언제든지 CNC 기계의 가공 조건 및 작업 상태를 관찰하고 확인할 수 있습니다. 필요한 경우 CNC 기계 동작 및 가공 프로그램을 조정하여 공작 기계의 안전하고 안정적인 작동을 보장해야 합니다.

데카르트 좌표계

기존의 기계 도구에서 생산할 수 있는 거의 모든 것은 컴퓨터 수치 제어 기계 도구에서 생산할 수 있으며, 많은 장점이 있습니다. 제품을 생산하는 데 사용되는 기계 도구 이동은 두 가지 기본 유형이 있습니다. 즉, 지점 간(직선 이동)과 연속 경로(윤곽 이동)입니다.

데카르트 또는 직교 좌표계는 프랑스의 수학자이자 철학자인 르네 데카르트가 고안했습니다. 이 시스템을 사용하면 모든 특정 지점을 3개의 수직 축을 따라 다른 모든 지점에서 수학적 용어로 설명할 수 있습니다. 이 개념은 일반적으로 3개의 운동 축(X, Y, Z)과 회전 축을 기반으로 하는 기계 공구에 완벽하게 들어맞습니다. 일반 수직 밀링 머신에서 X축은 테이블의 수평 이동(오른쪽 또는 왼쪽), Y축은 테이블 교차 이동(컬럼을 향하거나 컬럼에서 멀어짐), Z축은 무릎 또는 스핀들의 수직 이동입니다. CNC 시스템은 프로그래머가 작업의 모든 지점을 정확하게 찾을 수 있기 때문에 직교 좌표를 많이 사용합니다. 지점이 작업물에 위치하면 하나는 수직이고 하나는 수평인 2개의 직선 교차선이 사용됩니다. 이러한 선은 서로 직각이어야 하며 교차하는 지점을 원점 또는 영점이라고 합니다(그림 1).

그림 1 교차선은 직각을 형성하고 영점을 설정합니다.

그림 2 CNC에서 사용하는 3차원 좌표 평면(축).

3차원 좌표 평면은 그림 2에 나와 있습니다. X 및 Y 평면(축)은 수평이며 수평 기계 테이블 동작을 나타냅니다. Z 평면 또는 축은 수직 공구 동작을 나타냅니다. 더하기(+) 및 빼기(-) 기호는 이동 축을 따라 원점(원점)에서부터 방향을 나타냅니다. XY 축이 교차할 때 형성되는 4개 사분면은 반시계 방향으로 번호가 매겨집니다(그림 3). 사분면 1에 있는 모든 위치는 양수(X+)와 양수(Y+)입니다. 2사분면에서는 모든 위치가 음수 X(X-)와 양수(Y+)입니다. 3사분면에서는 모든 위치가 음수 X(X-)와 음수(Y-)입니다. 4사분면에서는 모든 위치가 양수 X(X+)와 음수 Y(Y-)입니다.

그림 3 X축과 Y축이 교차할 때 형성되는 사분면은 X/Y 원점 또는 원점으로부터 점을 정확하게 찾는 데 사용됩니다.

그림 3에서 점 A는 Y축 오른쪽으로 2단위, X축 위로 2단위가 됩니다. 각 단위가 1.000이라고 가정합니다. 점 A의 위치는 X + 2.000, Y + 2.000이 됩니다. 점 B의 경우 위치는 X + 1.000, Y - 2.000이 됩니다. CNC 프로그래밍에서는 플러스(+) 값을 표시할 필요가 없습니다. 이는 가정되기 때문입니다. 그러나 마이너스(-) 값은 표시해야 합니다. 예를 들어 A와 B의 위치는 다음과 같이 표시됩니다.

A X2.000 Y2.000

B X1.000 Y-2.000

컴퓨터 시스템은 센서와 전기 드라이브로 구성된 기계에 연결됩니다. 프로그램은 기계 축의 움직임을 제어합니다.

가장 일반적인 CNC 기계 유형은 무엇입니까?

초기 공작 기계는 작업자가 제어 장치를 조작하는 동안 기계 앞에 서 있도록 설계되었습니다. CNC에서는 작업자가 더 이상 공작 기계의 움직임을 제어하지 않기 때문에 이러한 설계는 더 이상 필요하지 않습니다. 기존 공작 기계에서는 시간의 약 20%만 재료를 제거하는 데 사용되었습니다. 전자 제어 장치가 추가되면서 실제로 금속을 제거하는 데 소요되는 시간이 80% 이상으로 증가했습니다. 또한 절삭 공구를 각 가공 위치로 가져오는 데 필요한 시간도 줄었습니다.

다양한 산업에 존재하는 가장 일반적인 CNC 기계 유형은 10가지가 있습니다.

1. CNC 밀링 머신 (CNC 밀스)

2. CNC 라우터 머신(CNC 라우터)

3. CNC 레이저 기계 (레이저 커터, 레이저 조각기, 레이저 용접기)

4. CNC 선반 기계 (CNC 선반)

5. CNC 드릴링 머신(CNC 드릴)

6. CNC 보링 머신

7. CNC 연삭기(CNC 연삭기)

8. 전기 방전 가공기(EDM)

9. CNC 플라즈마 절단기 (CNC 플라즈마 커터)

10. 3D 프린터