CNC機臺是什么?
CNC全名叫做電腦數值控制(Computer Numerical Control),由電腦做為控制中樞的工具機就稱作CNC機臺。傳統工具機都需要人員全程手動操作以實現各樣金屬加工技法,CNC機臺則是由工程師對電腦輸入產品圖檔、完成產品所需刀具的順序、加工環境參數等數據后,由電腦根據以上指令自動化生產。CNC機臺大幅降低耗材與誤差,有效提高生產效率,也能完成不對稱造型的高難度加工,如今已成為制造業的主流設備。
CNC機臺的構造?
除了延續傳統工具機的標準配備,例如能加工金屬的刀具、用以固定加工物的夾具等等,CNC機臺多了電腦操作面板,能讀取產品圖檔達到低誤差的加工。先進的CNC機臺電腦甚至包辦換刀具、放上原料取下成品、排除金屬屑等原本需要大量人力的作業,省下很多人工操作的時間。除了控制加工流程的大腦外,CNC機臺也需要肢體來協助加工。根據精密程度不同CNC機臺也會配備不同的機械手臂或是能操控加工角度的主軸頭…種種精密設備使得CNC機臺能打造出多樣高精度的產品。
常見的CNC機臺?
依加工方式區別
CNC車床
車床加工就是將金屬原料高速旋轉并在對應部位以刀具進行切削作業的加工方式,而CNC車床能透過電腦訊號完成以上指令,大幅降低人為疏失可能并提高產品精度與生產速度。適合用于大量車床需求的產品。
CNC銑床
所謂銑床是將刀具高速旋轉,在靜止的金屬原料上切削的加工方式。同樣的,只要機臺專門提供銑床加工并由電腦控制生產過程,就稱其為CNC銑床。優點同CNC車床,由電腦控制加工順序、進刀角度和進刀速度,讓降低產品的不良率。適合用于大量銑床需求的產品。
CNC加工中心機
當CNC機臺整合如車床、銑床等多種加工方式時,就能稱為CNC加工中心機。許多加工零件都需要經過不同種類的加工方式,這時加工中心機就能整合許多加工步驟,減少搬運工件時間、自動化更換刀具、不必在不同加工機上重新校正加工座標等,能生產復雜度高的產品。
依加工方向區別
臥式
臥式CNC機臺的刀具通常呈水平,透過移動工件的XYZ軸來加工工件的垂直面。臥式有多種好處,例如加工空間較為寬敞,能加工大型工件。特定的臥式CNC機臺甚至不必手動更換加工面,只要藉由旋轉移動工件的四個面就能高精度地加工其他的面,避免手動更換帶來的誤差。并且因為刀具是從水平面切入加工的,因此金屬屑會輕易地掉到排屑槽里,能避免金屬屑影響刀具加工精度,從而延長刀具壽命。不過臥式CNC機臺體積較大且成本可上看千萬,因此規模較小的工廠一般較難入手臥式CNC機臺。
立式
相較臥式CNC機臺的水平刀具,立式CNC機臺主要將刀具安置在工件上方,移動工件的XYZ軸調整加工角度。由于機體佔用空間較小,并且機臺成本大約落在七位數不等,因此立式機臺也是企業採用較為頻繁的機種,但也因其體積小所以不適合大型工件的加工,較適合窄小的工件。此外,立式加工角度直觀,方便作業員在加工的過程中判斷刀具路徑適時微調參數,是立式CNC機臺的一大優點。除了對工件有尺寸上的要求外,切削作業進行時容易積累碎屑,因此需要定期噴氣或噴冷卻液將金屬屑移除加工平面。
多軸
當工件不對稱或有不規則設計時,多軸的CNC機臺就能實現這類高復雜的產品。除了原本的XYZ軸移動工件,還會在刀具上追加可動軸,讓刀具能多角度地切入產品,以確保刀具總是能垂直加工工件每個面向,同時兼具保護刀具與降低誤差的優勢。復雜度高的產品通常會歷經許多工序,採用不同的刀具,有不同的加工角度、加工速度以及深度,因此多軸CNC機臺最適合這類高復雜度產品的最佳解決方案。