Vous démarrez une entreprise de fabrication de pièces CNC ? Bien que le financement soit la seule exigence pour démarrer une entreprise manufacturière, de nombreux autres facteurs doivent être pris en compte. Il est essentiel de se familiariser avec les différentes machines CNC disponibles pour produire des pièces de haute qualité. De plus, les machines CNC utilisent divers matériaux pour créer des pièces complexes et précises.
Si vous n'êtes pas familier avec les différents types de machines CNC et leurs fonctionnements, examinons-les en détail, y compris leurs applications, composants et mécanismes.
Les machines CNC sont des outils automatisés dont les mouvements et les fonctions sont contrôlés par programmation informatique. Afin de produire des pièces précises et complexes avec une grande précision et efficacité, ils sont largement utilisés dans les processus de fabrication. Les machines CNC peuvent utiliser des actionneurs, des entraînements et des logiciels pour produire une large gamme de produits.
Les opérateurs peuvent générer des conceptions complexes et les traduire dans un langage que les machines CNC peuvent comprendre, comme le code G, à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO). Ce code agit comme un ensemble d'instructions qui dirigent la machine pendant le processus de fabrication. Parmi les nombreux avantages offerts par les machines CNC figurent un rendement plus élevé, une meilleure précision et une diminution des erreurs humaines.
Un système de machine CNC est composé d'un certain nombre de composants fondamentaux qui coopèrent pour effectuer des tâches d'usinage automatisées et précises. Parmi ces composants figurent :
L'appareil utilisé pour charger Programme CNCs dans une machine est appelé le « périphérique d'entrée » de la machine. Ce périphérique d'entrée peut être une clé USB pour transférer le programme terminé depuis un autre ordinateur, un clavier pour saisir directement des commandes de code G ou une communication sans fil pour télécharger le programme depuis un autre ordinateur via le réseau local.
La machinerie réelle utilisée pour effectuer les opérations d’usinage est appelée machine-outil. Il peut s'agir d'une toupie, d'une fraiseuse, d'un tour ou de tout autre appareil capable de façonner et de couper des matériaux.
Une broche pour le contrôle de position et de vitesse et une table coulissante sont des caractéristiques communes des machines-outils CNC. Alors que la broche est normalement contrôlée dans la direction de l'axe Z, la table de la machine est généralement contrôlée dans les directions des axes X et Y.
Le cerveau du système s'appelle l'unité de contrôle de la machine, ou MCU. Il interprète les instructions, qui se présentent généralement sous la forme d'un programme G-code, en mouvements et actions exacts pour la machine-outil. Le MCU contrôle la vitesse de broche, les changements d'outils, le contrôle de mouvement et d'autres paramètres liés à l'usinage.
Les servomoteurs entraînent les axes de la machine-outil. Ces moteurs répondent aux signaux du MCU et fournissent des mouvements précis et contrôlés le long des axes X, Y et Z et de tout axe supplémentaire que la machine peut avoir. Les servomoteurs assurent un contrôle et un positionnement précis des mouvements.
Les différents outils de coupe et accessoires utilisés dans l’usinage sont appelés outillage. Parmi eux figurent les forets, les fraises en bout, les plaquettes, les pinces et les porte-outils supplémentaires. L'opération d'usinage particulière et le matériau traité déterminent quels outils sont les meilleurs.
Pendant l'usinage, des dispositifs de maintien de la pièce maintiennent la pièce fermement en place. Il peut s'agir de fixations, de mandrins, de pinces, d'étaux et d'autres outils spécialisés. Le maintien de la pièce est essentiel pour préserver la précision et la stabilité de la pièce pendant le processus d'usinage.
L'opérateur de la machine et le système CNC peuvent communiquer grâce à l'interface opérateur. Un écran d'ordinateur, un panneau de commande ou les deux peuvent être présents. Grâce à l'interface opérateur, l'opérateur peut surveiller l'état du processus d'usinage, saisir des commandes et modifier les paramètres d'usinage si nécessaire.
Tout d’abord, ils enlèvent de la matière d’une pièce et lui donnent la forme souhaitée à l’aide d’outils de coupe rotatifs. Ces appareils CNC aident à percer, façonner et couper une variété de matériaux. Ils sont fréquemment utilisés pour créer des pièces complexes et précises.
Lit
Supportant tous les autres composants, le lit sert de base à la machine. Sa surface est large, plane et stable, généralement en fonte.
Broche
L'outil de coupe est maintenu en place par la broche, ce qui lui donne du mouvement. La lame est propulsée par un moteur qui la fait tourner rapidement pour couper le matériau.
L’outil de coupe est cependant maintenu fermement en place par le porte-outil. Généralement fixé à la broche, il peut être modifié pour s'adapter à des outils de différentes tailles.
Table de travail
La pièce à usiner est placée sur la surface de la table de travail. Il peut être déplacé dans différentes directions pour positionner précisément la pièce.
Axe
Les fraiseuses CNC peuvent se déplacer dans différentes directions grâce à leurs axes de mouvement X, Y et Z. La table de travail peut être déplacée de haut en bas, d'un côté à l'autre, d'avant en arrière à l'aide des axes X, Y et Z, respectivement.
Panneau de contrôle
L'opérateur saisit les commandes et modifie la machine à l'aide de ce panneau. Habituellement, il dispose d'un clavier, d'un écran et de boutons supplémentaires pour faire fonctionner l'appareil.
Système de refroidissement
Le système de refroidissement est utilisé pour maintenir la zone de coupe propre et pour refroidir l'outil de coupe et l'objet à couper. Cela évite la surchauffe de la coupe et préserve sa qualité.
Un autre type populaire de machine CNC est la tour CNC. Les tours CNC brassent les pièces contre les outils de coupe pour créer des formes cylindriques. Les matériaux destinés à la découpe et au perçage, en particulier, sont utiles pour créer des pièces et des formes aux tailles et formes complexes. Dans l’industrie manufacturière, les machines CNC sont largement utilisées en raison de leur vitesse, de leur précision et de leur polyvalence.
Poupée
La poupée contient la broche qui maintient et fait tourner la pièce. De plus, un moteur alimente la broche.
Contre-pointe
La poupée mobile et la poupée mobile sont situées aux extrémités opposées du tour. Les pièces longues peuvent être logées grâce à la mobilité de la contre-pointe le long du lit. Il est doté d'une broche dotée d'une capacité de préhension d'outil.
Tourelle à outils
La partie qui abrite les instruments de coupe utilisés pour former la pièce à usiner est appelée tourelle à outils. Il peut être tourné pour positionner divers outils et est fixé au chariot transversal.
Mandrin
Le mandrin saisit et maintient solidement la pièce en place pendant la coupe. Il est généralement en acier, mais il peut être ajusté pour s'adapter à des pièces de différentes tailles.
Glissière croisée
Les outils de coupe sont déplacés sur la pièce par le chariot transversal. Il se déplace dans deux directions, perpendiculaire et parallèle à l'axe du tour, et est fixé au chariot.
Le chariot
Le chariot transversal et la tourelle à outils sont soutenus par le chariot qui coulisse le long du lit. Un moteur l'alimente et il peut recevoir des commandes du système CNC.
Un autre composant typique de ce type de machine CNC est le banc.
Ces appareils découpent et sculptent des matériaux dans les formes souhaitées en utilisant des matériaux tels que la mousse, le métal, le plastique et le bois. Dans des secteurs comme la fabrication de panneaux et le travail du bois, où la découpe et le façonnage précis des matériaux sont cruciaux, ces types de machines CNC sont fréquemment utilisés.
Outil de coupe
Adaptable à diverses matières et coupes, l’outil de coupe est fixé à la broche. Les forets, les fraises en bout et les fraises sont des exemples d'outils de coupe courants.
Système de dépoussiérage
En éliminant la poussière et autres débris, le système de dépoussiérage assainit la zone de coupe. Cela évite la surchauffe de la coupe et préserve sa qualité.
Lit
Supportant tous les autres composants, le lit sert de base à la machine. Sa surface est large, plane et stable, généralement en fonte.
Broche
L'outil de coupe est maintenu en place par la broche, ce qui lui donne du mouvement. La lame est propulsée par un moteur qui la fait tourner rapidement pour couper le matériau.
L’outil de coupe est cependant maintenu fermement en place par le porte-outil. Généralement fixé à la broche, il peut être modifié pour s'adapter à des outils de différentes tailles.
Table de travail
La pièce à usiner est placée sur la surface de la table de travail. Il peut être déplacé dans différentes directions pour positionner précisément la pièce.
Axe
Les axes X, Y et Z des fraiseuses CNC leur permettent de se déplacer dans différentes directions. La table de travail se déplace d'un côté à l'autre avec l'axe X, d'avant en arrière avec l'axe Y et de haut en bas avec l'axe Z.
Panneau de contrôle
L'opérateur saisit les commandes et modifie la machine à l'aide de ce panneau. Habituellement, il dispose d'un clavier, d'un écran et de boutons supplémentaires pour faire fonctionner l'appareil.
Pour façonner et créer des pièces à partir de matériaux durs, les découpeuses plasma CNC sont fantastiques. Les découpeurs plasma CNC coupent le métal en utilisant un arc plasma très chaud. Ces machines CNC utilisent une torche à plasma pour couper l'acier et l'aluminium de manière unique.
Le principal instrument permettant d’utiliser l’arc plasma pour couper le métal est la torche à plasma. Il contrôle la profondeur de coupe en se déplaçant de haut en bas et est fixé à l'axe Z.
L'arc plasma est créé en ionisant le gaz à l'intérieur de la torche avec un générateur haute fréquence provenant de la source d'alimentation.
Grâce à ce système, la torche reçoit son gaz, qui est généralement de l'azote ou de l'air comprimé. Le gaz chasse le métal chaud et aide à maintenir la stabilité de l'arc plasma.
Le métal est posé sur la table pour être découpé. Il est principalement composé de matériaux non conducteurs, comme des nappes phréatiques ou des lattes d'acier.
Le logiciel CNC est le programme qui gère le mouvement et la découpe de la machine. Il permet à l'utilisateur d'ajuster la vitesse et la profondeur de la machine ainsi que de créer et de modifier des modèles de coupe.
Le système d’échappement joue un rôle important dans l’élimination des vapeurs et de la fumée générées lors de la coupe. Pour détourner les fumées de la zone de coupe, il s’agit généralement de conduits et d’un ventilateur. En plus de ces composants, un panneau de commande est également une caractéristique typique des machines CNC.
L'équipement CNC EDM (Electrical Discharge Machining) est utilisé pour couper avec précision les métaux durs, tels que le titane et l'acier trempé. Ces machines CNC façonnent et façonnent le métal à l’aide de décharges électriques.
Outil de GED
L'outil EDM est l'outil de coupe utilisé dans la procédure. Un fil ou une électrode mince et chargé produit le rejet électrique qui enlève la matière de la pièce.
Source de courant
L'alimentation électrique fournit l'électricité nécessaire à l'outil EDM et à la pièce pour produire une décharge électrique. Il régule la tension, le courant et le nombre d'impulsions par seconde de la décharge.
Système de fluide diélectrique
Le système de fluide diélectrique refroidit l'outil et la pièce et élimine les débris de coupe en les évacuant avec un milieu liquide, généralement de l'eau déminéralisée. En plus de son rôle d'isolant électrique, le fluide diélectrique facilite la décharge électrique.
Les autres composants typiques de ces appareils incluent les tables de travail, les panneaux de commande et les logiciels CNC.
Un autre type populaire de machine CNC que vous pouvez acheter est une découpeuse au jet d’eau CNC. Entre autres matériaux, les découpeuses au jet d'eau CNC peuvent couper le verre, le métal, la pierre et le plastique en utilisant de l'eau à haute pression et des matériaux abrasifs.
Pompe à haute pression
Cet appareil produit la pression de l'eau nécessaire à la coupe. Il est généralement propulsé par un moteur diesel ou un moteur électrique et peut atteindre des pressions allant jusqu'à 90 000 psi.
Buse à jet d'eau
Cet appareil haute pression se charge d’éjecter l’eau et les particules abrasives. Il est généralement constitué de matériaux durs capables de résister à des pressions élevées et aux rigueurs de la taille, comme le saphir ou le diamant.
Système de livraison pour abrasifs
Le système envoie des particules abrasives à la buse du jet d'eau, où elles sont combinées avec un jet d'eau à haute pression. Le système se compose généralement d'une trémie d'abrasif, d'un tube d'alimentation et d'une vanne de commande pour réguler la vitesse à laquelle l'abrasif traverse le système.
Système de mouvement X-Y
Ce système facilite le mouvement de la buse du jet d'eau sur la pièce. Ce système peut couper avec précision et précision car il dispose de systèmes d’entraînement, d’un logiciel de contrôle et de moteurs.
Contrôleur CNC
Le cerveau de la machine est le contrôleur CNC. Il reçoit les commandes de l'opérateur et régule le mouvement du système de mouvement X-Y et des composants supplémentaires.
Une table de découpe est encore un autre composant typique de ce type de machine CNC, élargissant sa liste de pièces.
Ce sont nos dernières ressources restantes. Entre autres matériaux, les découpeuses laser CNC peuvent couper et façonner le bois, le plastique et le métal grâce à leur puissant faisceau laser.
Générateur laser
Cet appareil produit le faisceau laser utilisé pour la découpe. Habituellement, un faisceau lumineux puissant est produit par un laser à gaz ou à solide.
Une série de miroirs appelés optiques laser sont utilisés pour focaliser le faisceau laser sur la tête de coupe. Afin de couper avec précision, l'optique concentre également le faisceau laser sur un petit point.
Tête de coupe
La tête de coupe est le composant qui dirige le faisceau laser sur la pièce. Il comporte généralement une buse qui dirige le gaz d'assistance dans la zone de coupe et une lentille qui concentre le faisceau laser.
Le gaz est acheminé vers la zone de coupe par le système de distribution de gaz d'assistance, qui aide à éliminer le matériau fondu et améliore la qualité de la coupe. Les deux gaz auxiliaires les plus utilisés dans le traitement de ces types de machines CNC sont l’azote et l’oxygène.
Système de mouvement X-Y
Ce système déplace la tête de coupe sur la pièce.
Nécessite une interaction minimale de l’opérateur.
Des taux de production élevés
Les machines CNC offrent un haut niveau de précision - Les machines CNC sont connues pour leur répétabilité
Produit des pièces avec un écart dimensionnel minimal.
Capacité à fabriquer des pièces avec des caractéristiques complexes qui ne sont pas réalisables avec des machines manuelles.
La modification des programmes CNC est un jeu d'enfant lorsqu'il s'agit de s'adapter aux changements de conception.
Minimise le risque d'erreur humaine - Améliore les mesures de sécurité
Les machines CNC sont plus chères que les machines manuelles.
L’exploitation de machines CNC nécessite une main d’œuvre hautement qualifiée et coûteuse.
Une maintenance de routine est nécessaire pour garantir les performances optimales des machines CNC.
Les temps d'arrêt peuvent constituer un inconvénient majeur, entraînant des perturbations dans les calendriers de production et entraînant des coûts inattendus.
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