Introduksjon til CNC-teknologi

Åpne bilde i et nytt vindu

CC BY-ND

Bilde: Fagor Automation

CNC står for Computer(ized) Numerical Control og er et fellesnavn på maskinstyringssystemer som bruker et program for å styre hvordan maskina skal bevege seg i forhold til arbeidsstykket. Programmet inneholder også kommandoer for funksjoner som maskinen skal aktivere, som kjøling, spindelturtall og hastigheten maskina skal bevege seg med.

Det er flere maskintyper som kan styres ved hjelp av CNC-teknologi, men på verkstedene våre er det i hovedsak snakk om om sponfraskillende og skjærende maskiner.

CNC er for øvrig ei videreføring av begrepet NC, Numerical Control, som blei brukt om styringssystemer for maskiner uten integrert datamaskin. I stedet for datamaskiner brukte en analoge lagringsmedier som hullkort eller hullband der kommandoene maskinen skulle utføre, var lagra i form av tall.

Bakgrunnen for utviklinga av automatiserte maskiner var behovet for masseproduksjon av deler som måtte ha stor nøyaktighet og små toleranser. Ved hjelp av automatiserte maskiner fikk en eliminert den kanskje største feilkilden i produksjonen, nemlig det at vi mennesker kan være uoppmerksomme eller unøyaktige i produksjonsprosessen. Ei automatisert maskin gjør den samme operasjonen på samme måten og etter samme program hver eneste gang.

CC BY-SA

Bilde: Three-quarter-ten

De første automatiserte maskinene blei utvikla tidlig på 1950-tallet og kom i kommersiell produksjon mot slutten av 1950-tallet. De brukte i hovedsak NC-teknologi og hadde store styringsskap ved siden av maskinen, som var ei utgave av datidas datamaskiner.

Det vi i dag kaller CNC-maskiner, kom først i 1976. Da begynte produsentene å benytte mer avansert datateknologi til å styre maskinene, og teknologien fikk nye bruksområder og blei utvikla videre. Operatørene fikk for eksempel mulighet til å gjøre enkle endringer og korrigeringer i programmene uten å måtte lage helt nye hullkort. Det blei også mulig å lagre flere programmer i maskinene.

I tillegg kunne operatørene nå bruke datateknologi til å beregne toleranser og slitasje på verktøy. Sensorsystemer på maskinene leverte de nødvendige data. Slik kunne en sikre at sluttresultatet alltid blei innenfor godkjent toleranse.

Utviklinga innen datateknologi og nye behov for produksjon har ført til at vi i dag har svært avanserte maskiner som kombinerer produksjonsmetoder, robotisering og kvalitetskontroll på en meget nøyaktig måte.

Et CNC-program inneholder informasjon om hvordan skjæreverktøyet skal bevege seg i forhold til arbeidsemnet, eller motsatt. Denne informasjonen blir programmert i form av punkter i et koordinatsystem. Vi bruker også programmet for å fortelle maskina hvilken hastighet du ønsker den skal bevege seg med, og hvor fort skjæreverktøyet eller arbeidsemnet skal rotere.

CNC-maskiner er utstyrt med avansert måleutstyr som hele tida overvåker hvor i koordinatsystemet arbeidsstykket eller skjæreverktøyet er, og hvor arbeidsstykke og skjæreverktøy befinner seg i forhold til hverandre. En del maskiner har også overvåkning på spindel, slik at maskina hele tida vet hvor i rotasjonen spindelen er. Disse maskinene har den fordelen at de kan rotere og låse spindelen i små steg, eksempelvis ved gjenging eller boring av hullsirkler.

CC BY-SA

Bilde: Wardjet

Fra sponfraskillende bearbeiding kjenner vi til XYZ-aksen. Ei avansert CNC-maskin kan også benytte andre akser. Den kan blant annet kalkulere rotasjonen rundt aksene og håndtere inntil 12 ulike akser samtidig. I tillegg styrer maskina ulike funksjoner som spindelhastighet, matehastighet, skjærehastighet, verktøybytte og kjøling.

Nøyaktigheten til ei CNC-maskin er avhengig av maskinas målesystem og av kvaliteten på den mekaniske oppbygningen. Jo mer nøyaktig maskina er bygd opp, jo mer nøyaktig vil maskina gjøre jobben.

Ved manuell maskinering er det du som operatør som betjener reguleringsmekanismene på maskina og bestemmer hva den skal gjøre. Ved bruk av ei CNC-styrt maskin derimot er det ei datamaskin som overtar rolla di som operatør. Den store fordelen med ei CNC-maskin er at den kan bevege seg i flere akser samtidig, noe som er spesielt nyttig hvis maskina skal utforme buer eller krumninger. Ved manuell maskinering kan du i beste fall bevege maskina langs to akser ved å betjene én akse med hver hand.

CNC-teknologien endrer rolla di som operatør. Du utvikler nå programmer som CNC-maskina skal utføre arbeidet etter, og du overvåker at program og produksjon gir det planlagte resultatet. Som CNC-operatør har du ofte også ansvaret for vedlikehold av maskina, og du må hele tida passe på at skjæreverktøyet er i orden.

Svar på kontrollspørsmåla under for å sjekke om du har fått med deg det viktigste fra artikkelen.