O que é usinagem CNC?

Hoje, parece que toda máquina que já operou sem o benefício da usinagem CNC agora foi adaptado com servo motores e algum tipo de controlador ou computador. Então, como as peças foram feitas antes que as máquinas CNC (com controle numérico por computador) chegassem ao local?

Bem, era uma vez, ou digamos há 50 anos ou mais, os transistores não existiam. Então, no início dos anos 60, os rádios transistores tornaram-se cada vez mais aparelhos indispensáveis. Quanto mais pequenos dispositivos eram feitos, mais confortáveis ​​todas as partes envolvidas:fabricantes de chips, montadores, projetistas etc. ficavam com a nova tecnologia. Isso serviu de base para o desenvolvimento do PC, cujo tamanho menor que o do mainframe era necessário para casá-lo com uma máquina.

Antes de discutir o equipamento de usinagem CNC, é importante entender como as coisas eram feitas antes de sua existência. Antes da usinagem CNC, as máquinas funcionavam mecanicamente. Havia relés, capacitores e outros auxiliares de temporização um tanto úteis em uso, bem como um uso limitado de fluidos. No entanto, a maioria dos padrões de movimento foi criada com o uso de cames, ligações, escarpas, engrenagens e outros elementos mecânicos. A transmissão de câmbio de embreagem padrão é um bom exemplo de tal máquina. É basicamente um trem de engrenagem com um controle (a manopla de mudança) e um ativador de mudança de marcha manual (a embreagem). No entanto, embora primitivo em comparação com uma transmissão automática moderna, tornou possível que um veículo se movesse.

Os cames foram amplamente usados ​​para controle de tornos automáticos desde cerca de 1880 até o início dos anos 1970. Eles são placas cortadas irregularmente ou tambores cortados com caminhos sinuosos cortados neles. Cada came tem um seguidor que confere movimento e tempo para a ferramenta ou eixo acima de acordo com as vieiras e caminhos irregulares no came. Programas e algoritmos foram desenvolvidos para coordenar as diversas ações de forma a eliminar conflitos e colisões. Os fabricantes de ferramentas eram necessários para fabricar qualquer ferramenta especial que pudesse ser necessária para fazer uma determinada peça. Freqüentemente, os tornos de produção eram vendidos já preparados para fazer apenas uma ou duas peças específicas. Por exemplo, durante anos, cabos de chaves de fenda foram totalmente fabricados em máquinas Brown e Sharpe. O maquinário também foi especialmente adaptado para inserir o eixo e a lâmina da chave de fenda.

Não pense que essas máquinas mais antigas eram imprecisas ou incapazes. As melhores máquinas não CNC ainda podiam segurar bem menos de um milésimo de polegada. Eles também eram consideravelmente mais rápidos do que todas as máquinas CNC, exceto as mais caras feitas hoje. Na verdade, alguns tornos automáticos grandes, como o Acme Gridley, ainda estão sendo usados ​​por empresas de renome hoje. Eles são reconstruídos e, pelo menos parcialmente, equipados com corrediças CNC modernas e outros componentes. A versão CNC desta máquina ainda é construída, embora não pela Acme-Gridley. É também uma máquina multi-fuso. Isso significa que é essencialmente uma metralhadora Gatling que alimenta o material por meio de tubos, em vez de balas. Cada vez que a máquina gira, a peça que está sendo feita encontra uma ferramenta ou ferramentas diferentes que executam outra operação nela. A última estação é, obviamente, geralmente a ferramenta de corte. O material então avança e todo o processo começa novamente. Desnecessário dizer que o tempo de configuração necessário para usar essas máquinas, e a complexidade geral, significa que apenas trabalhos longos são normalmente colocados na versão manual ou CNC. Confira o vídeo de uma dessas máquinas:

Apesar do fato de que os sistemas eletromecânicos continuaram avançando, com as primeiras máquinas NC (usando uma fita perfuradora, não uma unidade verdadeiramente controlada por computador) utilizando tubos de vácuo que, para lidar com as tensões, eram às vezes enormes obras de arte em si mesmas . Por exemplo, tubos de 24 "de comprimento não eram incomuns. Dadas as várias dificuldades de uso de tubos de vácuo de construção extrema, não foi surpresa que os engenheiros tenham se agarrado ao uso de transistores e circuitos integrados quando eles se tornaram disponíveis. Então, conforme os controladores, como os primitivos Allen Bradleys então oferecidos, entraram em operação, a lenta mudança de analógico para digital começou. Pela primeira vez, praticamente qualquer coisa que pudesse caber em uma fresa de determinado tamanho, por exemplo, poderia ser completamente usinada sem muitas configurações que introduzem imprecisões. Isso significava que coisas simples como cortes de 45 graus podiam ser feitos sem acessórios especializados. Também significava que melhores controles exigiam melhores acionamentos e motores, bem como parafusos de esferas e rolamentos capazes de grande velocidade e precisão. Assim, o desenvolvimento de máquinas CNC andou de mãos dadas com o desenvolvimento de servo motores mais poderosos e precisos, codificadores de motores de passo e outros componentes CNC. O desenvolvimento desses componentes, por sua vez, levou a um maquinário mais rápido e preciso. Hoje, por exemplo, uma fresadora CNC decente deve ser capaz de armazenar de um a dois décimos de milésimos de polegada o dia todo.

Então, finalmente, o que é uma máquina CNC? Obviamente, dada a onipresença das máquinas CNC atualmente, não há uma resposta única. Mas a maioria das fresadoras CNC, tornos e similares têm algumas características comuns. Primeiro, eles recebem suas instruções por um computador, que pode ter uma arquitetura dedicada ou, mais recentemente, pode ter um computador padrão em seu coração. O motores que fornecem força motriz são em grande parte, senão completamente, servo motores de um tipo ou outro. Há um (são) codificadores que traduzem e comunicam rpms e movimento linear de volta ao controlador. São pelo menos dois ou três eixos controlados simultaneamente, possibilitando, com a utilização de um software capaz de gerar um percurso de ferramenta a partir de um modelo CAD, produzir quase qualquer formato desejado. As máquinas de quatro e cinco eixos podem, é claro, produzir formatos ainda mais complicados, como lâminas de turbina. Modernas, as máquinas-ferramentas CNC também têm ranhuras para muitas ferramentas extras, de modo que as alterações do programa podem ser feitas sem sempre ter que mudar todas as ferramentas. O controlador também armazena os desvios da ferramenta para todos eles, portanto, uma vez que uma ferramenta é acionada, seus números de correção são armazenados permanentemente até que precisem ser alterados. Hoje, essa tecnologia se tornou tão barata e difundida que existem pessoas fazendo máquinas CNC caseiras, que podem não ter a precisão e a potência da variedade comprada em loja, mas que são perfeitamente adequadas para cortar material de sinalização ou outras tarefas leves. Aliás, é essa popularização dos componentes CNC que também tem alimentado o enorme aumento no desenvolvimento e uso da Robótica, tanto na indústria, quanto como hobby.

Portanto, em conclusão, em geral, as máquinas CNC são muito mais versáteis do que as máquinas operadas por cames. No entanto, existem produtos especiais que são ainda melhores e mais baratos feitos com equipamentos não CNC.

Confira todos os produtos usinados CNC da Craftech - obtenha uma cópia gratuita do nosso catálogo!