Strung CNC - ce este și ce face un strung CNC?

Masini-Unelte

de Vlad Diciuc

Strung CNC - ce este și ce face un strung CNC?

Care este prima întrebare referitor la strungurile CNC? Desigur, ce este și ce face un strung CNC. Un strung, așa cum îl știm marea majoritate dintre noi, în sensul classic al cuvântului, este o mașină-unealtă capabilă să prelucreze piese de revoluție prin combinarea mișcării principale de rotație a semifabricatului cu mișcarea de avans a sculei așchietoare.

Aceste strunguri convenționale sunt limitate de tehnologia disponibilă în momentul apariției lor și sunt prevăzute cu mecanisme de acționare mecanică, hidraulică și/sau electrică, mare parte din reglaje făcându-se manual (reglarea turației, avansului, schimbarea sculei așchietoare etc.). Odată cu apariția comenzii numerice la MIT în anul 1952, acest lucru a luat o cu totul altă direcție.

Clasificarea strungurilor

O clasificare a strungurilor se poate face luându-se în considerare criteriile:

• poziția axei arborelui principal: strung orizontal și strunguri verticale (carusel);

• gradul de automatizare: strunguri cu comandă manuală, strunguri semiautomate, strunguri automate, strunguri CNC;

• gradul de universalitate: strunguri universale, strunguri specializate, strunguri speciale;

• greutate și dimensiunile de gabarit: strunguri de banc, strunguri mici, strunguri mijlocii, strunguri grele, strunguri foarte grele;

• gradul de precizie: strunguri de precizie normală, strunguri de precizie.

Comanda numerică (CN) reprezintă un set de instrucțiuni sub formă de litere, cifre și simboluri care controlează aceleași lanțuri cinematice și pe baza cărora mașina-unealtă execute diverse acțiuni. Se elimină astfel o bună parte din reglajele manuale menționate anterior și nu mai este nevoie de intervenția operatorului în timpul prelucrării decât în cazuri deosebite. Pe măsură ce tehnologia a evoluat, comanda numerică a ajuns să fie folosită ca suport al instrucțiunii de la cartele perforate la calculatoare performante. Când echipamentul de comandă numerică are la bază un calculator, aceasta poartă denumirea de comandă numerică computerizată sau comandă numerică cu calculator și are binecunoscutul acronym CNC.

În concluzie, un strung CNC este format din strungul propriu-zis și un echipament de comandă numerică cu calculator. Pentru fiecare dintre cele două componente există echipamente auxiliare care să asigure interconectarea. Dintre marii producători de strunguri CNC amintim EMCO, DMG Mori, Hurco, Knuth etc.

Având în vedere tehnologia disponibilă astăzi, construcția și tipologia unui strung CNC cunoaște o continuă dezvoltare împreună cu dispozitivele și accesoriile aferente care să permit adaptarea la complexitatea crescândă a reperelor prelucrate. Astfel amintim:

• strunguri cu unități antrenate pentru frezări, danturări, etc.,

• strunguri cu mai mulți arbori pentru prelucrarea reperelor la ambele capete,

• strunguri cu mai multe magazii de scule și mai mulți arbori (de ex. Emco Hyperturn 45), alimentatoare cu bare semifabricat (de ex. Hurco HB65), mandrine și păpuși mobile acționate pneumatic sau hidraulic, etc.

• Alimentator cu bare HURCO MV 65 [2]

Comanda numerică se regăsește în limbaj uzual sub denumirea de cod G sau cod ISO și a fost standardizată în cadrul standardului DIN 66025, respectiv, ulterior în ISO 6983. Este formată dintr-o succesiune de linii sau blocuri, fiecare conținând câte o acțiune a mașinii-unelte. Sintaxa unui astfel de bloc este următoarea:

N... G... X... Y... Z... F... S... T... D... M... H...

unde:

AdresaSemnificațieAdresaSemnificație
NNumărul bloculuiSTurație
GFuncția preparatoareTScule
X, Y, ZCoordonateDCorecția sculei
FAvansulM, HFuncții auxiliare

 

Trebuie învățate toate sintaxele?

Pe baza acestui standard au fost dezvoltate diverse echipamente de comandă numerică, dintre care amintim SINUMERIK, FANUC, FAGOR, HEIDENHAIN ca fiind mai cunoscute. Există elemente de limbaj comune, care pot fi interpretate de orice echipament (cum ar fi deplasările liniare cu avans rapid, respectiv cu avans de lucru G0 și G1), însă pentru a mări capacitățile tehnologice ale echipamentelor cu comandă numerică, fiecare producător introduce o serie de cicluri (subrutine) specifice doar acelui echipament și care nu pot fi interpretate de alte echipamente (de exemplu un ciclu de prelucrare FANUC nu va fi interpretat corect de SINUMERIK).

Nu vă faceți probleme cu privire la sintaxa prezentată mai sus. În cazul în care nu sunteți familiar cu ea, echipamentele CNC moderne oferă aproape toate o interfață conversațională de programare (de ex. Shopturn de la Siemens sau Winmax de la Hurco).

Aceasta necesită date cum ar fi: diametrul semifabricatului, diametrul piesei finale, parametrii de așchiere, punctul de început și sfârșit etc. generând mai apoi codul ISO în fundal, fără ca utilizatorul să îl vadă sau, în unele cazuri, să aibă acces la el. Introducerea de informații se realizează în acest caz printr-un dialog între echipament și utilizator.

Se constată că mașinile-unelte CNC formează majoritatea parcului industrial din țările dezvoltate [3]. Conform aceleiași surse, între 2007 – 2008 s-au produs un total de 7854 MU din care 5181 CNC, iar între 2008 – 2009 un total de 5347 MU din care 3437 CNC, ceea ce indică orientarea spre acest tip de abordare a fabricației.

Care sunt principiile strungului CNC?

Principiile strungului CNC sunt ilustrate în figura alăturată [4]. Axele strungului CNC. Fiecărei direcții îi este atribuită o axă a sistemului cartezian XYZ. În jurul acestor axe de translație pot fi realizate mișcări de rotație marcate prin literele corespunzătoare: A (rotație în jurul axei X), B (rotație în jurul axei Y) și C (rotație în jurul axei Z).

• Principiile strungului CNC

Un strung CNC obișnuit are doar axele X și Z însă axa C este următoarea pe lista de dotări regăsite deoarece permite indexarea în jurul axei Z. Axa Y, respectiv, axele A sau B sunt mai des întâlnite în cazul strungurilor cu unități antrenate. Acestea lărgesc considerabil plaja de aplicații care pot fi realizate pe un astfel de strung.

Ce tipuri de piese pot fi prelucrate pe strung?

Tipurile de piese ce pot fi prelucrate pe strung sunt acele piese care au suprafețe de revoluție, cilindrice, conice sau profilate, interioare sau exterioare, respectiv suprafețe filetate. Nu înseamnă că piesa trebuie să fie în întregime o piesă de revoluție ca să poată fi prelucrată pe strung. Ea poate avea doar o suprafață de revoluție, iar restul să fie suprafețe poligonale, caz în care dispozitivul de așezare și fixare al semifabricatului pe strung va fi unul adaptat în acest sens. Strungul în combinație cu anumite dispozitive a mai fost utilizat și la prelucrări cum ar fi randalinarea, rularea arcurilor, prelucrări de vibronetezire, etc. făcându-l astfel o mașină-unealtă deosebit de versatilă.

De ce este importantă versatilitatea la un strung CNC?

Aceste capabilități amplificate de comanda numerică și unitățile antrenate permit o flexibilitate mare și oferă o plajă largă de prelucrări ce se pot realiza cu un strung. Scopul lărgirii gamei de prelucrări posibile pe un strung a fost pe de-o parte de a reduce numărul mașinilor-unelte necesare pentru realizarea unor repere complexe, însă în aceeași măsură s-a dorit realizarea piesei dintr-un număr cât mai mic de prinderi, în vederea creșterii preciziei pieselor obținute.

Care sunt cele mai utilizate dispozitive de așezare și fixare ale strungului CNC?

În majoritatea cazurilor cele mai utilizate dispozitive de așezare și fixare ale strungului, indiferent că este un strung convențional sau un strung cu CNC, sunt universalul și vârful rotativ fixat în păpușa mobilă. Acestea se utilizează fie separat, fie în combinație ținând cont de următoarele: configurația piesei, materialul semifabricatului și precizia dorită. Chiar dacă cea mai bună soluție de așezare și fixare se determină în urma prelucrării, există câteva recomandări în funcție de lungimea și diametrul semifabricatului:

• dacă l < 6d, semifabricatul se poate fixa doar în universal;

• dacă 12d < l > 6d, semifabricatul se recomandă a se fixa în universal și vârful păpușii mobile;

• dacă l > 12d, pe lângă fixarea în universal și vârf, se recomandă utilizarea lunetelor sau linetelor, fixe sau mobile, pentru un sprijin suplimentar al semifabricatului.

• Lineta fixa [5]

• Lineta mobila [5]

Astfel de lunete/linete se utilizează și la alimentarea cu semifabricate de tip bară lungă prin interiorul arborelui principal al strungului. În cazul strungurilor cu CNC, locul acestora poate fi luat de dispozitive de alimentare automată a strungului, care au și rol de magazine de semifabricate și rol de susținere și rol de introducere a semifabricatului în arborele principal. Acestea se corelează cu programul CNC al strungului pentru a ști exact când și cât trebuie introdus semifabricatul în arbore.

Avantajele utilizării unui strung cu comandă numerică în comparaþie cu unul convențional

În continuare amintim câteva dintre cele mai importante avantaje:

• variația continuă a turației, ceea ce permite utilizarea vitezei de așchiere dorite fără a fi limitați de cutia de viteze a strungului și a gamei de turații oferite de aceasta;

• în cazul strunjirii suprafețelor conice, comanda numerică poate fi astfel programată încât să modifice turația în timpul prelucrării, în funcție de diametrul instantaneu al semifabricatului pentru a menține viteza de așchiere constantă în lungul generatoarei conului;

• posibilitatea combinării mișcării de avans longitudinal cu cea de avans transversal pentru a obține o mișcare de avans oblică, necesară în cazul strunjirii suprafețelor conice;

• avans constant și infinit variabil la orice valoare întreagă aferentă limitelor strungului;

• schimbarea automată a sculelor la terminarea prelucrării sau atunci când este sesizat sfârșitul duratei de viață a sculei;

• operarea mai ușoară, nefiind nevoie de intervenția operatorului până la sfârșitul programului în execuție;

• în situația în care strungul este echipat cu unități antrenate, se poate realiza o gamă largă de prelucrări dintre care amintim frezări, găuriri/alezări/filetări în afara axei de rotație a semifabricatului, danturări;

Aceste atuuri pot fi amplificate cu ajutorul echipamentelor opționale ce pot fi comandate CNC pe strung:

• dispozitivul de fixare a semifabricatului

• păpușa mobilă

• scule antrenate

• sistemul de livrare a lichidului de așchiere

• alimentator cu bare de diametre 5 - 65mm și lungimi cuprinse între 350 - 1200 mm

• transportor de așchii

• ușa masinii-unelte (în vederea includerii într-o celulă flexibilă de fabricație).

În concluzie, acest articol și-a propus să explice ce este și ce face un strung CNC.

Subiectul strungurilor este foarte amplu și va fi abordat și în următoarele părți ale acestui articol.

(Sursa preluării: https://allmetech.com)

 


Bibliografie

1.http://www.emcoworld.com/en/products/industry/turning/cat/6/d/2/ p/1000170%2C6/pr/hyperturn-45.html#&gid=1&pid=3

2. https://www.hurco.com/en-gb/why-hurco/success-stories/blog/lists/posts/post.aspx?ID=99

3. Radhakrishnan, P. Computer Numerical Control Machines and Computer Aided Manufacture. New Academic Science, ISBN 1781830150, 2014;

4. Siemens. Sinumerik 840D/840Di/810D Programming Guide. Fundamentals. 2001;

5. http://www2.sts.si/arhiv/tehno/struzenje/st76.htm


Vlad Diciuc este Dr. Ing.


 


Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.

Da, sunt de acord