Un centru de prelucrare CNC poate fi considerat o „mașină universală de producție” extrem de precisă, extrem de automatizată. În esență, este o mașină-uneltă controlată de computer care începe cu un bloc brut de metal sau plastic și, prin schimbarea automată a diferitelor unelte de tăiere - frezare, găurire, găurire și filetare - o „sculptează” în cele din urmă într-o piesă complexă, de precizie.
Dacă un strung de tip elvețian este „specialist în fabricarea pieselor subțiri, mici ale arborelui”, atunci un centru de prelucrare este un „generalist capabil să realizeze piese de diferite forme complexe”, cum ar fi carcase, matrițe și componente de tip placă.
În termeni simpli, un centru de prelucrare CNC este practic o mașină de frezat CNC echipată cu un schimbător automat de scule (ATC). Acest schimbător de scule este caracteristica cheie care îl deosebește de mașinile de frezat obișnuite.
Flux de lucru de bază:
Un bloc de metal (sau plastic) este fixat pe masa de lucru.
Conform instrucțiunilor programate, axul preia automat prima unealtă (de exemplu, o freză frontală) de la ATC și efectuează prelucrarea.
După terminarea primei operațiuni, axul revine automat la ATC, schimbă prima unealtă, ridică a doua unealtă (de exemplu, un burghiu) și efectuează găurirea.
Acest proces se repetă până când toate operațiunile sunt terminate.
Pe baza orientării axului, centrele de prelucrare sunt clasificate în principal în trei tipuri:
Centru de prelucrare verticală (VMC): Axul este perpendicular pe masa de lucru. Acesta este cel mai comun tip, ideal pentru prelucrarea discurilor, plăcilor, matrițelor și pieselor cu geometrii simple.
Centru de prelucrare orizontal (HMC): Axul este paralel cu masa de lucru. Oferă o rigiditate mai bună și o evacuare a așchiilor, făcându-l potrivit pentru piese complexe de tip cutie, cum ar fi blocurile motor și carcasele cutiei de viteze.
Centru de prelucrare cu portic: O mașină mare în care podul (porticul) se întinde peste masa de lucru ca o poartă. Folosit pentru prelucrarea pieselor de prelucrat foarte mari, cum ar fi componente de avioane sau matrițe mari pentru automobile.
Concentrarea procesului: o singură configurare finalizează toate operațiunile
Acesta este cel mai semnificativ avantaj al unui centru de prelucrare. Cu un bloc brut fixat pe loc, schimbătorul automat de scule îi permite să efectueze automat mai multe operații — frezare, găurire, filetare, alezarea etc. Acest lucru elimină erorile cauzate de transferul pieselor între diferite mașini și re-prinderea, rezultând o precizie și eficiență extrem de ridicate.
Precizie și consistență superioare de prelucrare
Ca mașină CNC, toate mișcările unui centru de prelucrare sunt controlate cu precizie de șuruburi cu bile și servomotoare de înaltă precizie. Precizia poziționării și repetabilitatea sunt de obicei la nivelul micronului (0,001–0,005 mm). Programarea automată asigură că fiecare piesă dintr-un lot de producție este practic identică – consistența produsului este remarcabilă.
Capacitate puternică de prelucrare a suprafețelor complexe
Aceasta este puterea unică care diferențiază centrele de prelucrare de mașinile convenționale. Dincolo de centrul de prelucrare de bază cu 3 axe, există centre de prelucrare mai avansate cu 4 și 5 axe. Adăugând axe de rotație, aceștia pot prelucra suprafețe 3D complexe - cum ar fi rotoarele, elicele și cavitățile matriței - într-o singură configurație. Acest lucru este pur și simplu imposibil cu mașinile-unelte tradiționale.
Automatizare și flexibilitate ridicate
Echipat cu un schimbător automat de scule (ATC) și cu o capacitate suficientă a magaziei de scule, un centru de prelucrare poate funcționa nesupravegheat pentru perioade lungi de timp. De asemenea, este extrem de flexibil: prin simpla schimbare a programului de prelucrare și a dispozitivelor de fixare, același centru de prelucrare poate trece de la producerea de „piese auto” la „dispozitive medicale”. Acest lucru îl face ideal pentru producția de mix mare și de volum redus.
Piese tipice:
Matrite: Matrite de injectie din plastic, matrite de turnare sub presiune, etc. Aceasta este o aplicatie de baza pentru centrele de prelucrare.
Carcase/piese tip cutie: Blocuri motoare, carcase de transmisie, carcase pompe etc. Centrele de prelucrare orizontale sunt alegerea preferată aici.
Piese tip placă / tip disc: Flanse, capace de supape, conectori pentru brate robotizate, etc. Centrele de prelucrare verticale exceleaza la acestea.
Piese structurale complexe: Componente structurale aerospațiale, rotoare, carcase pentru smartphone (care necesită adesea prelucrare simultană pe mai multe axe).
Cerințe pentru lot: Foarte flexibil. Centrele de prelucrare sunt potrivite atât pentru producția de piese de mare valoare, în volum redus, cu amestec mare, cât și, atunci când sunt integrate cu sisteme automate de încărcare/descărcare, producție în masă de volum mare.
Criterii cheie de selecție:
Dimensiune de prelucrare: Aceasta este specificația principală. Trebuie să alegeți o mașină cu dimensiunea mesei și curse ale axei X/Y/Z care să se potrivească cu dimensiunile totale (lungime, lățime, înălțime) ale pieselor dvs.
Viteza și puterea axului: Alegeți putere mare pentru degroșare grea; alegeți viteza mare a axului pentru finisarea sau prelucrarea materialelor moi, cum ar fi aliajele de aluminiu.
Capacitatea magaziei de scule: Cu cât procesul este mai complex, cu atât sunt necesare mai multe tipuri de unelte și cu atât capacitatea magaziei de scule este mai mare. Capacitățile comune includ 16, 24 sau 32 de unelte.
Număr de axe simultane: Pentru piese simple 2.5D, este suficientă o mașină cu 3 axe. Pentru suprafețele curbe complexe care necesită prelucrare cu mai multe fețe într-o singură configurație, este necesară o mașină cu 4 sau 5 axe.
Sistem de control CNC: Sistemele comune includ FANUC, Siemens, Mitsubishi, Heidenhain etc. Stabilitatea sistemului are un impact direct asupra experienței utilizatorului.
Piața și valoarea:
Centrele de prelucrare CNC sunt „mașinile mamă” ale producției moderne și un indicator crucial al capacității industriale a unei țări. Piața de astăzi include mărci internaționale de top precum DMG MORI și Mazak, precum și mărci chineze foarte mature, cum ar fi Haitian, Guosheng și Neway. Mărcile chineze au devenit foarte capabile pentru aplicații standard de prelucrare și oferă avantaje precum raporturi ridicate cost-performanță și răspuns rapid la service local.