Toczenie CNC (ang. Computerized Numerical Control) to precyzyjny proces obróbki skrawaniem, w którym przebieg toczenia zostaje całkowicie zautomatyzowany poprzez zastosowanie mikrokomputera, zintegrowanego z częścią sterującą obrabiarki. Technologia ta pojawiła się w połowie lat siedemdziesiątych wraz z rozwojem komputerów.
Toczenie CNC – zasada działania
Zasada obróbki wiórowej na tokarkach sterowanych numerycznie jest taka sama jak w przypadku toczenia konwencjonalnego. Ruch główny obrotowy wykonywany jest przez przedmiot, który jest obrabiany, natomiast prostoliniowy ruch posuwowy wykonuje narzędzie skrawające.
W tokarce CNC sterowanie maszyną odbywa się za pomocą programu. sterownika logicznego PLC. Sterownik ten steruje obrabiarką w obrębie określonego układu współrzędnych maszyny, przy użyciu układu automatycznego sterowania i czujników, w jakie wyposażona jest tokarka CNC. Sterowanie odbywa się w zamkniętym układzie zapętlonego sprzężenia zwrotnego. Oznacza to, że wszystkie elementy ruchome obrabiarki są każdorazowo korygowane i przywracane do określonego w programie położenia. Dane wartości zadanej w programie (sygnały wejściowe m.in. z czujników) są stale porównywane z rzeczywistymi danymi na maszynie (stan urządzeń wyjściowych) za pomocą sterownika PLC.
W skrócie oznacza to tyle, że proces toczenia jest sterowany komputerowo i nie wymaga ręcznej interwencji operatora. Czynności manualne na tokarce CNC zostają zatem ograniczone do uzbrojenia maszyny, zamocowania materiału, napisania lub wywołania odpowiedniego programu, a także ustawienia punktu zerowego tego programu.
Toczenie CNC – precyzja i powtarzalność za pomocą wspomagania komputerowego
Toczenie CNC charakteryzuje się niezwykłą precyzją i powtarzalnością wykonanych części. Zaprogramowana maszyna podczas obróbki wytwarza części w sposób cykliczny. Oznacza to, że wszystkie ruchy wykonywane ręcznie w czasie toczenia konwencjonalnego mogą zostać zaprogramowane podczas toczenia CNC, a zatem powtarzane tak często, jak jest to pożądane. Korekty wymiarów obrabianej części czy parametrów skrawania narzędzi, wprowadzane są bezpośrednio w programie lub w kompensacji narzędzi. Służy do tego panel sterowania, w który wyposażona jest każda maszyna CNC.
Tokarkę CNC można również zaprogramować mając do dyspozycji gotowy trójwymiarowy model produktu. W tym celu wymagany jest osobny komputer z zainstalowanym programem typu CAD/CAM, a także postprocesor, potrzebny do wygenerowania programu w języku programowania dla danej tokarki CNC.
Zalety toczenia CNC
Toczenie CNC zapewnia niewiarygodną elastyczność oraz ogromnie skraca łańcuch procesu produkcyjnego. Sterowanie manualne maszyną przejmuje komputer, zwiększa się przez to produktywność stanowiska, precyzja wytwarzanych części oraz zminimalizowane zostają błędy operatora podczas obróbki. Bezpieczeństwo pracy na stanowisku również ulega poprawie, ponieważ operator tokarki CNC nie ma bezpośredniej styczności z przedmiotem obrabianym. Regulacja parametrów skrawania przez komputer, takich jak na przykład posuw, przyczynia się do wydłużenie żywotności narzędzia skrawającego. Wspomniana elastyczność również znajduje odzwierciedlenie w nieskomplikowanej możliwości wytwarzania odmian przedmiotów, poprzez zwykłą modyfikację już istniejącego programu CNC.
Toczenie konwencjonalne może przede wszystkim przetwarzać okrągłe części. Nowoczesne tokarki CNC, dzięki wyposażeniu w dodatkowe osie sterowane numerycznie umożliwiają również produkcję części, które byłyby możliwe tylko przy użyciu frezarki. W zależności od ilości osi, w jakie wyposażona jest tokarka CNC, możliwe jest zarówno frezowanie jak i grawerowanie za pomocą specjalnych narzędzi. Oznacza to, że przy użyciu wielu narzędzi można wykonać różne operacji na tej samej tokarce CNC, bez konieczności przenoszenia przedmiotu, na przykład na frezarkę, w celu dalszej obróbki.
Proces obróbki wspomagany komputerowo, podobnie jak frezowanie CNC, jest optymalnie dostosowany do produkcji mało– jak i wielkoseryjnej przedmiotów. Operacje podczas toczenia CNC są bardziej ekonomiczne i wydajne. Czas wykonania skomplikowanych kształtów jest znacznie krótszy. Pozwala to zaoszczędzić czas i materiał, przez co zoptymalizowane zostają koszty wytworzenia części.
Toczenie CNC jest popularnym procesem obróbki zarówno w produkcji mało– jak i wielkoseryjnej, w takich sektorach jak przemysł motoryzacyjny, medyczny, lotniczy, maszynowy, gdzie wymagana jest dokładność i powtarzalność wykonania.
W innym naszym artykule opisaliśmy Parametry toczenia
