A usinagem CNC é um processo que envolve a programação do movimento de equipamentos e ferramentas de produção usando software de computador. Este método é comumente usado para operar máquinas complexas, como fresadoras, tornos, fresadoras CNC e moedores. Por meio da usinagem CNC, um conjunto de instruções pode ser utilizado para realizar tarefas de corte tridimensionais.
Atualmente, existem vários tipos de máquinas-ferramentas CNC no mercado, cada uma diferindo em seus métodos operacionais, ferramentas, materiais e o número de eixos que podem ser cortados simultaneamente. Este artigo visa fornecer orientação sobre diferentes tipos de máquinas-ferramentas CNC com base em várias classificações e explica como escolher a máquina-ferramenta CNC que melhor se adapte às suas necessidades.
Tabela de Conteúdo
L 13 tipos de máquinas-ferramentas CNC classificadas por função
L Tipos de máquinas-ferramenta CNC com base no número de eixos
L tipos de ferramentas de máquinas CNC baseadas em sistemas de movimento
L tipos de ferramentas de máquinas CNC baseadas em sistemas servo
L Como escolher o tipo certo de ferramenta de máquina CNC?
L Conclusão
As máquinas-ferramentas CNC podem ser classificadas de várias maneiras, e uma delas é baseada em seu design e função. Nesta seção, com base em tal classificação, exploraremos diferentes tipos de máquinas-ferramentas CNC, seus respectivos usos e limitações de cada tipo.
Máquina de moagem CNC
As fresadoras CNC são máquinas semelhantes às fresadoras CNC. No entanto, eles são normalmente usados para processar materiais mais macios e sua precisão pode ser um pouco menor em comparação com as fresadoras CNC.
Uma fresadora CNC típica consiste em uma base mecânica, fonte de energia, fuso, driver de passo, motor de passo e controlador. Em comparação com os métodos de usinagem tradicionais, as fresadoras CNC oferecem vantagens como aumento da produtividade, maior precisão e redução do desperdício de material, permitindo uma produção mais rápida de produtos.
Semelhante às fresadoras CNC, as fresadoras CNC podem oferecer várias configurações de eixo, variando de três eixos a seis eixos. As fresadoras CNC de nível básico normalmente usam um sistema de 3 eixos para esculpir a peça de trabalho na forma desejada. Além disso, os acessórios de ferramentas rotativas (4 eixos) podem ser adquiridos separadamente para peças curvas da máquina.
As fresadoras CNC se destacam na utilização de controle numérico por computador para fresar os caminhos do fuso e da máquina, permitindo a usinagem de vários materiais, como alumínio, aço, plásticos, madeira, materiais compósitos, e espuma para alcançar o design final desejado e forma.
Aplicações
As fresadoras CNC são máquinas altamente versáteis, adequadas para cortar formas intrincadas, amplamente utilizadas em várias aplicações, incluindo:
L Madeira para móveis
L molduras decorativas
L decoração interior e exterior
L Escultura da porta
L Sinalização
L instrumentos musicais
L limitações
No entanto, é essencial estar ciente de algumas limitações das fresadoras CNC, como:
L Altos níveis de ruído: Devido a componentes como o fuso, o sistema de exaustão e o sistema de vácuo, as fresadoras CNC geram ruído significativo durante a operação.
L Poeira residual: Trabalhar com fresadoras CNC normalmente produz uma quantidade considerável de poeira de madeira ou metal, apresentando potenciais desafios relacionados à poeira no ambiente de trabalho.
Custo
Em relação ao custo das fresadoras CNC, seus preços iniciais geralmente variam de US $3.000 a US $100.000. A taxa horária para o trabalho de fresagem CNC é semelhante à taxa horária para fresadoras CNC.
Uma máquina de perfuração CNC é uma ferramenta de perfuração automática capaz de criar furos precisos e intrincados em peças de trabalho. Equipadas com cabeças de perfuração rotativas mecanicamente, essas máquinas penetram radialmente na peça de trabalho para formar orifícios cilíndricos. O design da cabeça da broca permite que o material residual, conhecido como chips, caia da peça de trabalho. Vários tipos de cabeças de perfuração estão disponíveis para diferentes aplicações, incluindo cabeças de broca de máquina de parafuso, cabeças de perfuração de furos profundos, cabeças de perfuração central e ferramentas de chanfragem.
Máquinas de perfuração CNC controlam automaticamente parâmetros como spee do fusoD, taxa de alimentação, velocidade de corte e profundidade de corte com base nas instruções fornecidas pelos programadores CNC. Em comparação com as técnicas tradicionais de perfuração manual, essas máquinas podem processar materiais em velocidades mais altas. Eles vêm equipados com tecnologias inteligentes de troca e posicionamento de ferramentas, contribuindo para o aumento da produtividade.
Aplicações
As máquinas de perfuração CNC encontram aplicações em vários setores, incluindo:
L Fabricação Automotiva
L construção naval
L Aeroespacial
L Máquinas de Construção
L fabricação de moldes
L Produção de madeira e móveis
L limitações
Enquanto as máquinas de perfuração CNC oferecem aplicações versáteis, certas limitações precisam ser consideradas:
Tamanho do buraco: Existem limitações nos tamanhos de furos que a perfuração CNC pode criar. Pode não ser adequado para criar buracos profundos ou grandes. Além disso, tamanhos específicos de broca são necessários para diferentes diâmetros de furo.
Custo
O custo médio de uma máquina de perfuração CNC é de aproximadamente US $25.000.
Os tornos CNC utilizam uma ferramenta de corte de ponto único para remover o material de uma peça de trabalho rotativa e moldá-lo de acordo com as dimensões especificadas. Em comparação com os tornos manuais, os tornos CNC aumentam a velocidade e a precisão da fabricação do produto acabado.
Essas máquinas são adequadas para vários processos, incluindo corte, perfuração, torneamento, retificação, revestimento e serapilheira. No torneamento CNC, as ferramentas não rotativas se movem linearmente ao longo da peça de trabalho rotativa para criar caminhos de corte helicoidais ou espirais. Diferentes tipos de tornos CNC disponíveis no mercado incluem tornos de torre, tornos de uso geral e tornos especializados projetados para fins específicos.
Aplicações
Os tornos CNC encontram aplicações generalizadas em várias indústrias de manufatura. Alguns exemplos comuns incluem:
L eixos de cames
L componentes automotivos
L barris de arma
L virabrequins
L tacos de beisebol
L instrumentos musicais
L pernas de mesa
L componentes da mobília
L limitações
Tornos CNC têm certas limitações a considerar, tais como:
Simetria: Essas máquinas são normalmente adequadas para criar componentes simétricos, mas podem não ser ideais para produzir formas assimétricas personalizadas.
Custo
O custo inicial dos tornos CNC pode começar em torno de US $15.000, com preços aumentando com base nas especificações da máquina. A taxa horária para o uso de tornos CNC é normalmente em torno de US $40 por hora.
As fresadoras CNC utilizam ferramentas de corte multiponto giratórias de alta velocidade para remover com precisão o material de uma peça de trabalho, geralmente fixada no lugar, para obter a forma desejada.
As fresadoras CNC estão equipadas com várias ferramentas de corte, cada uma servindo a propósitos específicos. Exemplos comuns de ferramentas de corte usadas na fresagem CNC incluem brocas, fresas de face, fresas, fresadoras e torneiras. Essas máquinas podem ser usadas em configurações verticais e horizontais, pois as fresas podem ser direcionadas verticalmente ou horizontalmente.
Aplicações
As fresadoras CNC têm uma variedade de aplicações e podem ser usadas para tarefas em diferentes setores, como:
L Armário fazendo
L produção de móveis
L modelagem de protótipo
L fazer sinal
L fabricação de instrumentos musicais
L limitações
Embora a fresagem CNC seja uma técnica eficiente capaz de usinagem de precisão de alta velocidade, também existem algumas limitações a serem consideradas, incluindo:
L Restrições de tamanho: Cada fresadora CNC tem uma capacidade máxima para processar tamanhos de peças, dependendo da distância de viagem da ferramenta e das dimensões do alojamento da máquina.
L Habilidades do operador: Os operadores qualificados são obrigados a operar com precisão as fresadoras CNC, pois os erros do operador podem levar a desvios de precisão e problemas de designS.
L Custo: Alguns usuários podem perceber o custo inicial das fresadoras CNC como uma limitação. No entanto, é importante notar que as vantagens da usinagem de precisão tornam um investimento valioso em comparação com outros métodos.
Custo
O custo das fresadoras CNC pode variar significativamente. Existem opções mais acessíveis disponíveis, a partir de cerca de US $10.000 para uso doméstico. Por outro lado, a compra de fresadoras para oficinas de produção pode envolver um investimento de $200.000 ou mais.
O custo por hora da fresagem CNC depende dos eixos da máquina. Para uma máquina CNC de 3 eixos, o custo médio é de cerca de US $40 por hora, enquanto as máquinas com eixos mais altos podem chegar a até US $200 por hora.
As máquinas de corte de plasma CNC são capazes de fornecer cortes precisos, utilizando um arco elétrico, semelhante a uma tocha de plasma. Ele ioniza o ar e derrete o material no ponto de contato com o arco. No entanto, o processo de corte a plasma é adequado apenas para materiais condutores, e os materiais comuns usados no corte a plasma incluem alumínio, aço inoxidável, aço, latão e cobre.
Aplicações
Máquinas de corte plasma CNC são comumente usadas em:
L fabricação automotiva
L reparação automotiva
L oficinas de fabricação
L Salvamento e desmantelamento
L limitações
Considerações ao usar máquinas de corte plasma CNC incluem:
L Material: O corte por plasma é adequado apenas para cortar metais e ligas condutoras, limitando seu uso em materiais não metálicos, como madeira e plásticos.
L Zona afetada pelo calor (HAZ): O corte por plasma gera calor para derreter os materiais, resultando em uma zona afetada pelo calor (HAZ) visível na área de corte.
Custo
O custo inicial de uma máquina de corte a plasma CNC pode variar de US $12.000 a US $300.000, dependendo do modelo e das especificações. O custo médio por hora do uso de máquinas de corte a plasma CNC é de cerca de US $20 por hora.
As máquinas de corte a laser CNC compartilham a capacidade de cortar materiais resistentes com máquinas de corte a plasma CNC. No entanto, ao contrário das máquinas de corte a plasma que usam gás ionizado, as máquinas de corte a laser CNC empregam um feixe de laser altamente focalizado.
Devido ao menor ponto de contato e difusão de calor dos lasers, as máquinas de corte a laser CNC geralmente fornecem maior precisão e excelente suavidade da superfície em comparação com as máquinas de corte a plasma CNC. No entanto, as máquinas de corte a laser CNC são normalmente mais caras do que as máquinas de corte a plasma CNC com funcionalidades semelhantes (como precisão e profundidade de corte).
As máquinas de corte a laser CNC oferecem maior flexibilidade de material e são comumente usadas para cortar vários materiais, incluindo plásticos, papel, tecidos, metais e madeira. A intensidade do laser pode ser ajustada com base na densidade e resistência do material, permitindo um corte eficiente.
Essas máquinas de corte são conhecidas por sua multifuncionalidade na produção de vários projetos, distinguindo-os de outras máquinas de corte. Os cortes e bordas produzidos pelas máquinas de corte a laser costumam ser altamente precisos e limpos, sem necessidade de processos de acabamento adicionais. Portanto, as máquinas de corte a laser CNC e as máquinas de gravação são preferidas para a fabricação de peças e equipamentos de máquinas, bem como para tarefas de gravação, especialmente em áreas como gravura em vidro, fabricação de placas e arte em madeira.
As máquinas de corte a laser CNC vêm em vários tipos, categorizadas com base no tipo de meio laser usado. Essas categorias incluem lasers de gás, lasers líquidos e lasers de estado sólido. A distinção é baseada em se o meio laser ativo está em um estado de gás, líquido ou sólido, e na composição do meio laser ativo (e.g., CO2, ND: YAG, etc.). Entre eles, dois tipos principais de lasers comumente usados em máquinas de corte a laser CNC são lasers de dióxido de carbono (CO2) e lasers de estado sólido.
Aplicações
As máquinas de corte a laser CNC têm uma ampla gama de aplicações, incluindo:
L fabricação de peças aeroespaciais
L quadros de corte de automóvel
L Produzindo equipamentos médicos
L gravura variMateriais ous
L limitações
Considerações ao usar máquinas de corte a laser CNC incluem:
L Espessura limitada: As máquinas de corte a laser têm uma limitação de espessura máxima para materiais que podem ser efetivamente cortados.
L Experiência técnica: Operar máquinas de corte a laser requer operadores altamente qualificados. Devido aos riscos potenciais dos feixes de laser, os operadores devem possuir a experiência necessária para controlar a máquina conforme o feixe de laser se move sobre a peça de trabalho.
Custo
O custo de compra de uma máquina de corte a laser CNC pode variar de US $5.000 a US $300.000, dependendo das especificações e funcionalidades da máquina. O custo médio por hora do uso de máquinas de corte a laser CNC é de cerca de US $20 por hora.
A usinagem de descarga elétrica CNC (EDM), comumente conhecida como máquina CNC de faísca, utiliza faíscas elétricas para manipular e moldar materiais. Este processo de usinagem de faísca elétrica também é conhecido como EDM de fio, afundamento de matriz, usinagem de faísca ou erosão de faísca.
As máquinas EDM geram faíscas ou descargas controladas com temperaturas que atingem até 21.000 graus Fahrenheit para vaporizar os materiais e atingir a forma desejada. A peça de trabalho é posicionada entre dois eletrodos: o eletrodo superior e o eletrodo inferior.
Usando os códigos G fornecidos, o computador instrui o eletrodo sobre a quantidade necessária de descarga. Isso gera faíscas, removendo gradualmente o material da peça de trabalho de acordo com o design especificado. Para facilitar esse processo, o fluido dielétrico é usado para lavar ou lavar o material consumido por faíscas, completando o processo de usinagem.
EDM se destaca por sua capacidade de criar slots intrincados, micro-furos, bem como recursos inclinados ou cônicos, o que pode ser um desafio com os métodos CNC tradicionais. É um processo de usinagem sem contato, pois usa faíscas em vez de ferramentas de corte, como brocas ou moinhos de extremidade. Essa natureza sem contato torna a usinagem de descarga elétrica adequada para o processamento de peças finas com projetos complexos e de alta precisão que podem desviar sob as forças de corte.
Aplicações
A usinagem de descarga elétrica (EDM) tem várias aplicações, incluindo:
L fabricação de moldes de injeção
L Die casting
L Soco e morrer conjuntos para estampagem
L prototipagem
L limitações
Considerações ao usar máquinas de usinagem de descarga elétrica CNC incluem:
L Limitações de materiais: As máquinas EDM só podem processar materiais condutores e não são adequadas para o processamento de plásticos, cerâmicas, madeira ou outros materiais não condutores.
L Velocidade de corte lento: A velocidade de corte das máquinas EDM é relativamente lenta ao usinar cantos e curvas. Isso se deve ao maior desgaste do eletrodo causado por descargas repetidas, levando a uma redução geral na velocidade de produção e aumento de custos.
Custo
O custo de uma nova máquina de usinagem de descarga elétrica CNC normalmente começa a partir de US $15.000. O custo por hora de operação dessas máquinas é de aproximadamente US $25 por hora, com o custo do fio do eletrodo sendo um componente significativo do custo total.
Máquina de moagem CNC
As retificadoras CNC usam abrasivos para obter superfícies lisas e precisas em produtos processados. Eles são comumente usados para componentes como eixos de transmissão, eixos de comando, parafusos de esferas e outras peças de trabalho que requerem precisão e superfícies polidas. Muitas peças produzidas usando retificadoras CNC são de forma cilíndrica. Normalmente, a peça de trabalho começa a partir de uma superfície áspera, inicialmente moldada usando fresadoras CNC ou tornos, e então se move para máquinas de moagem CNC para operações finais de moagem para alcançar a suavidade desejada.
Existem vários tipos de retificadoras CNC, incluindo moedores cilíndricos externos, moedores de superfície, moedores de rolo, etc. Existem também muitos tipos de abrasivos usados para moagem, como óxido de alumínio, nitreto de boro cúbico revestido ou cerâmico, rebolos compostos de cerâmica, rebolos de diamante e muito mais.
Aplicações
CNC moagem macHines têm uma ampla gama de aplicações, incluindo:
L fabricação de engrenagens de alta precisão
L Produzindo componentes automotivos
L Criando componentes para dispositivos médicos
L fabricação de peças aeroespaciais
L molde e usinagem de precisão
L limitações
Considerações ao usar máquinas de moagem CNC incluem:
L Processo de usinagem lento: Embora as retificadoras CNC possam fornecer remoção precisa de material, sua velocidade operacional é geralmente mais lenta. Isso os torna inadequados para aplicações que requerem modelagem de material, pois são usados principalmente para acabamento e suavização de superfícies.
Custo
Em comparação com outras máquinas-ferramentas CNC, as retificadoras CNC costumam ser relativamente baratas. O custo de moedores de superfície, moedores de rolo ou moedores cilíndricos externos normalmente começa a partir de US $5.000. O custo operacional dessas máquinas é de cerca de US $20 por hora.
Máquina de corte CNC Waterjet
As máquinas de corte a jato de água CNC, como o nome sugere, usam jatos de água de alta pressão, às vezes com abrasivos adicionais, para cortar efetivamente vários materiais. Essas máquinas de corte a jato de água podem lidar com o corte 2D e 3D e se destacar no corte de materiais de espessura significativa.
O corte por jato de água CNC é escolhido ao lidar com materiais que são suscetíveis a altas temperaturas e podem derreter, como plásticos e alumínio. Embora a água sozinha possa ser usada para cortar, adicionar abrasivos como granada ou óxido de alumínio à água aumenta a eficiência de corte.
Em termos de custo, as máquinas de corte a jato de água CNC são geralmente mais caras do que as máquinas de corte a plasma com especificações semelhantes. No entanto, em comparação com máquinas de corte a laser CNC com especificações equivalentes, elas são relativamente mais acessíveis.
Aplicações
O corte a jato de água CNC encontra aplicações em várias indústrias e materiais, incluindo:
L Espuma de corte, papel, pedra, cerâmica, vidro e folhas de metal
L mineração
L Setor aeroespacial
L indústria automotiva
L fabricação geral
L limitações
Considerações ao usar o corte a jato de água CNC incluem:
L Tempo de corte: As máquinas de corte a jato de água CNC geralmente têm uma velocidade de corte mais lenta em comparação com as máquinas de corte a plasma CNC e as máquinas de corte a laser CNC, especialmente quando se trata de corte de canto e curva.
L Falhas de componentes: Devido ao uso de jatos de ultra-alta pressão para corte, existe o risco de danos aos componentes em máquinas de corte por jato de água, especialmente ao usar sistemas de jato de água de baixa qualidade.
Custo
O custo das máquinas de corte a jato de água CNC varia significativamente, variando de cerca de US $50.000 a US $200.000. O custo operacional dessas máquinas é normalmente entre US $15 e US $30 por hora, com custos abrasivos constituindo uma parte significativa do custo total por hora.
CNC Pick and Place Robots
Na indústria de manufatura, os robôs pick and place ganharam popularidade generalizada devido ao seu design especializado para tarefas repetitivas. Essas máquinas-ferramentas CNC eliminam a necessidade de manuseio manual de peças de trabalho, reduzindo a interferência humana e os riscos associados.
Normalmente, os robôs pick and place consistem em motores ou atuadores usados para controlar o movimento de seus braços mecânicos e programas para segurar com segurança a peça de trabalho. O tipo de mecanismo de preensão usado depende da natureza da peça de trabalho: os acessórios de fixação são adequados para peças de trabalho rígidas e pesadas, como chassis de automóveis, enquanto as ventosas a vácuo são mais adequadas para peças delicadas como painéis de vidro.
Os robôs pick and place são amplamente usados na produção de computadores, tablets, smartphones e outros dispositivos eletrônicos. Ao escolher um robô pick and place para sua aplicação, fatores como capacidade de elevação, tipo de mecanismo de preensão e alcance de trabalho devem ser considerados para garantir a melhor correspondência para seus requisitos específicos.
Máquina de impressão 3D
Máquinas-ferramentas CNC, comumente conhecidas como impressoras 3D, são usadas para criar objetos tridimensionais por camadas de materiais com base em digitaL projetos ou modelos. Para preparar um design 3D, os operadores usam o software CAD, que é então dividido em camadas 2D pelo software CAM para gerar os comandos necessários para controlar o processo de impressão.
As impressoras 3D, também conhecidas como manufatura aditiva, diferem dos métodos tradicionais de fabricação subtrativa, pois envolvem a adição de material em vez de removê-lo. Normalmente, o material é aquecido e extrudado através de um bocal na cabeça de impressão, que se move precisamente para depositar material na área de trabalho, formando a parte desejada.
As máquinas-ferramentas CNC para impressão 3D são usadas principalmente na prototipagem, minimizando o desperdício de material, pois não há necessidade de usinagem excessiva ou remoção de material.
Máquina CNC de mudança automática de ferramenta
Uma troca automática de ferramentas (ATC) é uma variação de vários tipos de máquinas-ferramentas CNC. Esse recurso permite a troca rápida e eficiente de ferramentas de corte em máquinas CNC. Ele permite transições contínuas entre diferentes tipos de ferramentas de corte ou a substituição de ferramentas danificadas ou desgastadas. A capacidade dos processos de troca automatizada de ferramentas pode aumentar a velocidade de produção e minimizar significativamente o tempo de inatividade da máquina.
Máquinas CNC equipadas com um dispositivo de troca automática de ferramentas representam um passo crucial para alcançar a automação total. As mudanças de ferramentas costumam ser um gargalo na usinagem CNC, mas com o ATC, a capacidade de transporte de ferramentas e a produtividade da máquina podem ser muito melhoradas. Também aumenta a capacidade da máquina de usar uma variedade de ferramentas.
Freio de imprensa CNC
Um freio de prensa CNC consiste em uma prensa controlada por computador e morre, aplicando a força necessária para dobrar a peça de trabalho na forma desejada. Essas máquinas são usadas principalmente na indústria de chapas metálicas para dobrar ou dobrar com precisão as folhas de metal em ângulos pré-programados. Além disso, os freios de prensa CNC podem ser usados para dobrar barras e tubos de metal.
Em comparação com os freios de pressão tradicionais, os freios de prensa CNC exibem uma precisão excepcional nas operações de flexão. Eles são capazes de fabricar peças com dimensões precisas e resultados consistentes, tornando-os altamente populares em várias indústrias de grande escala, como fabricação de metais, construção, automotiva e aeroespacial.
Uma vez determinado o tipo de máquina-ferramenta CNC, a classificação adicional é baseada no número de eixos usados. O processamento multieixo é uma forma especial de usinagem CNC que envolve movimentos de múltiplos eixos para obter geometrias complexas e tolerâncias precisas.
Por exemplo, as fresadoras CNC podem ser classificadas em modelos de 3 eixos, 4 ou 5 eixos, cada um oferecendo diferentes funcionalidades e preços. Aqui estão alguns tipos comumente usados de máquinas-ferramentas CNC:
Máquina CNC de 2 eixos
Uma máquina CNC de 2 eixos é considerada a forma mais simples de sistema CNC. Consiste em dois eixos de movimento: o eixo X (vertical) e o eixo Y (horizontal).
Essas máquinas são usadas principalmente para realizar tarefas simples, como corte em linha reta ou perfuração em uma placa. Eles são tipicamente adequados para processar uma única superfície de uma peça de trabalho sem a necessidade de reposicionamento. A peça de trabalho permanece estacionária durante o processo de usinagem em uma máquina CNC de 2 eixos.
Máquina CNC de 3 eixos
Máquinas CNC de 3 eixos são o tipo mais amplamente utilizado de máquina-ferramenta CNC. Eles incluem três eixos de movimento: eixo X, eixo Y e eixo Z (eixo de profundidade), permitindo-lhes processar peças 2,5D básicas.
Essas máquinas podem operar em todas as seis superfícies de blocos de material quadrados ou retangulares, mas o reposicionamento do material pode ser necessário. No entanto, a própria peça de trabalho permanece estacionária durante o processo de usinagem em uma máquina CNC de 3 eixos.
Máquina CNC de 4 eixos
Uma máquina CNC de 4 eixos é comparável a uma máquina de 3 eixos, mas inclui um eixo adicional. Além dos eixos X, Y e Z, uma máquina de 4 eixos também possui um eixo de rotação conhecido como eixo A.
O eixo A permite que a ferramenta de corte gireE ao longo do eixo X. Alternativamente, a peça de trabalho pode se mover ao longo do mesmo eixo. Essas máquinas são particularmente úteis para criar ranhuras e realizar operações de corte ao longo de arcos.
Máquina CNC de 5 eixos
Na usinagem de 5 eixos, um movimento de pivô adicional é introduzido, permitindo que a ferramenta de corte ou mesa de trabalho se mova ao longo do eixo Y. O pivô e o eixo rotacional são chamados de eixo C.
Essas máquinas são conhecidas por sua capacidade de trabalhar em todas as cinco superfícies de uma peça de trabalho sem a necessidade de reposicionamento, tornando-as eficientes para a fabricação de peças complexas e precisas, especialmente valioso na produção de equipamentos médicos e aeroespaciais.
Máquina CNC de 7 eixos
Uma máquina CNC de 7 eixos inclui três eixos padrão para mover a ferramenta de corte, três eixos para girar a peça de trabalho e um sétimo eixo adicional chamado eixo E, usado para girar um braço de ferramenta de corte fixo.
Essas máquinas são comumente usadas nas indústrias militar, aeroespacial e médica devido à sua capacidade de produzir peças altamente complexas. Os eixos de movimento adicionais fornecidos pela configuração de 7 eixos permitem operações de usinagem avançadas e projetos de peças complexas.
Máquinas CNC com trocadores automáticos de ferramentas aumentam a eficiência, permitindo mudanças rápidas e contínuas de ferramentas dentro da máquina. Essa capacidade aumenta a velocidade de produção e minimiza o tempo de inatividade da máquina, pois diferentes tipos de ferramentas de corte podem ser transferidos ou substituídos perfeitamente devido a danos ou desgaste.
Máquina CNC de 9 eixos
Uma máquina CNC de 9 eixos é uma combinação única de uma fresadora de 5 eixos e um torno de 4 eixos. O aspecto de fresagem permite usinar as superfícies externas de uma peça de trabalho para obter o acabamento de superfície desejado, enquanto o torno lida com a conclusão de características internas.
Essa configuração permite que máquinas de 9 eixos fabriquem peças com recursos internos e externos. Essas máquinas são adequadas para a produção de implantes dentários, ferramentas cirúrgicas e equipamentos aeroespaciais complexos. A capacidade de realizar operações de fresagem e torno em uma única configuração aprimora a multifuncionalidade e a eficiência do processo de fabricação.
Máquina CNC de 12 eixos
Uma máquina CNC de 12 eixos apresenta as características mais complexas da indústria, equipada com duas cabeças de corte capazes de se mover ao longo de todos os seis eixos-X, Y, Z, A, B, e C.
Ao empregar cabeças de corte duplas e utilizar todos os seis eixos possíveis, essas máquinas podem melhorar significativamente a precisão. Eles têm o potencial de dobrar a velocidade de produção e alcançar níveis mais elevados de produtividade.
No entanto, é importante notar que o uso de máquinas CNC de 12 eixos é normalmente reservado para aplicações especializadas que exigem precisão e eficiência extremamente altas. Para a maioria dos aplicativos padrão, a complexidade e o custo dessas máquinas podem superar seus benefícios.
Conclusão:
Depois de determinar o tipo de máquina-ferramenta CNC, a classificação adicional com base no número de eixos fornece uma compreensão detalhada de suas capacidades. A escolha da máquina CNC depende dos requisitos específicos da aplicação, considerando fatores como complexidade, precisão e custo.
O conceito fundamental por trás das máquinas-ferramentas CNC é obter um movimento relativo entre a ferramenta de corte e a peça de trabalho. A ferramenta reposiciona e guia continuamente para locais predeterminados, utilizando vários métodos para reposicionamento da ferramenta. Isso levou ao desenvolvimento de três tipos distintos de máquinas-ferramentas CNC:
Sistema de posicionamento ponto a ponto:
O tipo mais básico de sistema de controle numérico de computador (CNC) é o controlador ponto a ponto (PTP). Neste sistema de controle, a ferramenta de corte é guiada para pontos predeterminados, e o processo de usinagem gira em torno desse ponto de corte específico.
Os sistemas PTP são relativamente econômicos e são comumente usados para operações como perfuração, rosqueamento, soldagem por pontos e chanfragem, onde o posicionamento e a usinagem simultâneos não são necessários.
Sistema de Posicionamento Linear:
O Sistema de Controle de Posicionamento Linear permite o reposicionamento simultâneo da ferramenta de corte e a usinagem da peça de trabalho. No entanto, a qualquer momento, o movimento é confinado a um único eixo. Os processos de reposicionamento e usinagem são executados a taxas controladas. Este sistema de controle é nomeado por sua natureza deUsinagem linear, com foco em corte em linha reta e não é adequado para corte curvo.
Sistema CNC do caminho do contorno:
O sistema Contour Path CNC, também conhecido como sistema Continuous Path CNC, é o mais caro entre os três sistemas de controle de posicionamento, pois pode criar peças altamente complexas. Este sistema pode executar o Posicionamento Ponto a Ponto (PTP) e Linear. Adicionalmente, pode simultaneamente controlar o posicionamento da ferramenta de corte ao longo de múltiplos eixos.
Essa multifuncionalidade permite a criação de superfícies (comumente chamadas de contornos) na peça de trabalho. Máquinas CNC, como fresadoras, tornos e moedores, empregam esse método para operações.
Sob a categoria de sistemas servo, existem diferentes tipos de sistemas de máquinas-ferramenta CNC:
Sistema de Controle de Loop Aberto:
Em um sistema de controle de malha aberta, não há dispositivo de detecção ou feedback. O circuito de acionamento amplifica a potência e transmite unidirecionalmente instruções do dispositivo CNC para acionar o motor de passo movendo a mesa da máquina.
Uma das vantagens deste sistema é a sua acessibilidade, pois é relativamente barato. No entanto, sua estabilidade e precisão são menores, resultando em uma diminuição na qualidade do trabalho.
Sistema de controle de loop semi-fechado:
Em um sistema de controle de loop semi-fechado, o deslocamento real da mesa de trabalho é determinado por um dispositivo de detecção de deslocamento localizado diretamente no eixo do servo motor ou na extremidade do parafuso esférico.
Este dispositivo de detecção compara o valor calculado com o valor de deslocamento da instrução original para a mesa de trabalho e faz os ajustes correspondentes com base na diferença. Este sistema de controle tem preços moderados, mas oferece alta precisão e estabilidade.
Sistema de Controle de Loop Fechado:
Em um sistema de controle de malha fechada, um dispositivo de detecção de deslocamento linear é usado, normalmente instalado nas partes móveis ou na mesa da máquina-ferramenta. O comparador do dispositivo CNC recebe o deslocamento real detectado e o compara com o valor da instrução programada.
Garantir a estabilidade em máquinas CNC de controle de circuito fechado pode ser um desafio. No entanto, máquinas deste tipo exibem alta precisão.
Ao decidir sobre a máquina-ferramenta CNC mais adequada para sua empresa ou projeto, vários fatores devem ser considerados. A escolha da máquina-ferramenta CNC que melhor se adapte às suas necessidades dependerá da natureza do seu negócio, dos produtos que você fabrica, do volume de produção e de outros fatores. Aqui estão algumas considerações a ter em mente ao selecionar uma máquina-ferramenta CNC:
Considerações materiais:
Ao escolher uma máquina-ferramenta CNC, é essencial considerar o tipo de material que está sendo processado. A máquina precisa ser robusta e durável o suficiente para fresar com precisão componentes complexos feitos de ligas duras. Máquinas de precisão que podem manter as tolerâncias necessárias podem ser adequadas para materiais mais macios, como aço de baixo carbono.
Tipo de Negócio:
A natureza do seu negócio determinará as opções disponíveis para você. Por exemplo, se você executar uma pequena oficina de usinagem CNC, suas necessidades podem ser atendidas com algumas fresadoras CNC. No entanto, se você gerenciar uma grande empresa de manufatura, poderá exigir máquinas maiores e mais versáteis.
Requisitos de complexidade:
O tipo de máquina-ferramenta CNC necessária depende em grande parte da natureza do trabalho que está sendo realizado. Para itens mais simples, tornos CNC ou fresadoras de três eixos podem ser suficientes. No entanto, à medida que a complexidade aumenta, as máquinas capazes de fabricar vários componentes em uma única configuração tornam-se mais econômicas. As máquinas mais adequadas para tais tarefas são máquinas CNC de cinco eixos.
Produtos especializados:
Certas categorias de produtos podem exigir equipamentos CNC especializados. Por exemplo, tornos suíços dedicados são ideais para a fabricação de milhares de peças cilíndricas intrincadas.
Disponibilidade de peças de reposição:
Como qualquer outra maquinaria, as máquinas-ferramentas CNC podem sofrer desgaste ou falhas ao longo do tempo. Para minimizar o tempo de inatividade potencial, escolher uma marca ou modelo com peças de reposição prontamente disponíveis e facilmente substituíveis é crucial. A disponibilidade de peças de reposição afeta diretamente o tempo que leva para retomar a produção.
Capacidade de energia:
Essas máquinas têm altos requisitos de energia e normalmente dependem de energia trifásica para uma operação ideal. É essencial garantir que o edifício tenha capacidade de energia suficiente para acomodar novos equipamentos. Também é aconselhável avaliar o consumo de energia atual. Embora as máquinas existentes possam operar atualmente dentro da fonte de alimentação disponível, a adição de novas máquinas CNC pode exceder a capacidade e levar à falta de energia.
Este artigo discutiu diferentes tipos de máquinas-ferramentas CNC com base em várias classificações, explicando suas funcionalidades, aplicações, limitações e como elas são usadas na fabricação. Ele também abordou como escolher a máquina-ferramenta CNC mais adequada com base em requisitos específicos. É evidente que existem várias escolhas quando se trata de máquinas-ferramentas CNC. Considerando a ampla gama de tipos de máquinas disponíveis, selecionar a máquina ideal para suas necessidades específicas pode ser uma tarefa difícil. Além disso, as máquinas-ferramentas CNC costumam ser um investimento significativo, tornando o custo inicial uma consideração crucial.
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