Co to jest frezarka CNC?
Frezarka CNC to jedna z najpopularniejszych rodzajów maszyn używana przy produkcji elementów z tworzyw i metali. Każda techniczna osoba miała większą lub mniejszą styczność z tego typu maszyną. W ogólnym przypadku każdy z nas wie, że frezarka CNC wykonuje komputerowo wygenerowany kod w celu otrzymania pożądanego wyrobu. Mniej powszechną wiedzą jest jednak informacja o głównych podzespołach które wchodzą w skład frezarki CNC. W tym artykule opisujemy główne podzespoły wchodzące w skład typowej frezarki CNC.
Główne podzespoły frezarki CNC
Do prawidłowej pracy frezarka CNC potrzebuje 3 rodzaje podzespołów elektronicznych, które połączone ze sobą pozwolą na wykonywanie ruchów i obróbkę materiału.
Interfejs użytkownika
Pierwszym z tych podzespołów jest interfejs użytkownika. Pozwala on na wprowadzanie przez operatora danych, wyświetlanie parametrów oraz błędów. Interfejs użytkownika może być wykonany za pomocą aplikacji na komputer PC. Aplikacja powinna być stworzona w sposób responsywny tak by automatycznie dopasowywała się do wymiarów ekranu. Obecnie jednym z popularniejszych języków do tworzenia interfejsu użytkownika jest język C#. Interfejs może być wyposażony w obsługę ekranu dotykowego, który znacznie ułatwia pracę z maszyną.
Interpolator czyli kluczowy podzespół frezarki
Drugim z krytycznych podzespołów frezarki CNC jest interpolator. Jest to główne serce maszyny. Interpolator potrafi odebrać dane z interfejsu użytkownika, w tym również plik z Gkodem. Następnie interpolator odczytuje gkod i w odpowiednich przedziałach czasowych wysyła do każdego z napędów informacje o aktualnie pożądanej pozycji każdej osi. Interpolator czuwa nad całym procesem obróbki i zarządza jej parametrami. Ustala obroty wrzeciona, sprawdza stan czujników a w momencie wystąpienia awarii zatrzymuje obróbkę.
Serwo napęd
Ostatnim krytycznym podzespołem frezarki CNC jest serwo napęd. Odpowiada on za prawidłowy ruch silnika. We frezarce CNC musi być tyle serwo napędów ile osi ruchomych posiada maszyna. Serwo napęd zbudowany jest pod konkretny rodzaj silnika. Nadzoruje i zarządza on jego pracą. Serwo napęd ze swojego założenia powinien być stosunkowo prostym urządzeniem które odbiera pozycję zadaną z interpolatora i steruje silnikiem w celu jej osiągnięcia. Dodatkowo serwo napęd powinien mieć możliwość zgłoszenia błędów związanych z silnikiem czyli np. uchybu lub wysokiej temperatury silnika.
Komunikacja wewnątrz frezarki CNC
Frezarka CNC do prawidłowej pracy wymaga wymiany danych w czasie rzeczywistym miedzy wszystkimi swoimi krytycznymi podzespołami. W celu zapewnienia szybkiego i stabilnego łącza używa się interfejsu Ethernet – EtherCat. W tego rodzaju transmisji urządzenia połączone są ze sobą w łańcuch. Każde urządzenia posiada 2 złącza RJ45, wejściowe i wyjściowe. Gdy do danego podzespołu przyjdzie ramka jest ona analizowana i jeśli urządzenie rozpozna swój numer identyfikacyjny to przyjmuje dane z ramki a jeśli nie to przesyła ramkę do kolejnego urządzenia w łańcuchu.
Dodatkowe elementy frezarki CNC
Czujnik długości narzędzia
Czujnik długości narzędzia pozwala na zmianę narzędzia podczas wykonywania gkoda przy zachowaniu pozycji narzędzia w znanej pozycji. Po wymianie narzędzia maszyna wykonuje ruch do czujnika i sprawdza na jakiej wysokości w osi Z wystąpi dotknięcie narzędziem do czujnika. Na tej podstawie maszyna oblicza pozycje czoła narzędzia i jest wstanie przeliczyć ścieżkę narzędzia tak by pozycje wcześniejszego i obecnego narzędzia pokrywały się.
Magazyn narzędzi
Magazyn narzędzi używany jest do pracy z wrzecionami pozwalającymi na automatyczne pobranie narzędzia. W magazynie narzędzia mamy zdefiniowane na której pozycji jest frez o jakiej średnicy i maszyna podczas wykonywania obróbki pobiera potrzebne w danym momencie narzędzie.
Obwód bezpieczeństwa
Każda frezarka CNC powinna być wyposażona w obwód bezpieczeństwa który zatrzyma obróbkę i wrzeciono w przypadku awarii lub otwarcia obudowy. Do obwodu bezpieczeństwa powinny być podłączone wszystkie możliwe do usunięcia elementy obudowy. W przypadku gdy jakaś część obudowy maszyny nie jest poprawnie zamknięta maszyna nie pozwoli na rozpoczęcie obróbki.