Sokat gondolkoztam azon, hogy vegyek-ne vegyek egy esztergagépet, de végül jött egy kihagyhatatlan ajánlat, így bővítettem a “játszóteremet” – hazacipeltem egy szerényebb kivitelű EMCO Compact 5 esztergagépet. Valamiért nem mindenki örült a szerzeményemnek, különösen a csendszerető szomszédom nem, de megnyugtattam, hogy csak akkor fogom használom a gépet, ha már alszik, hogy ne zavarjam. Bár tény, hogy nem értek hozza, és azt sem tudom, mit fogok vele esztergálni, de rég bennem van az érzés, hogy kell :). Jelenleg lepucoltam, kifújtam a hulladékot belőle, és egy kis időre félretettem, mert előbb művelődnöm kell – ez már nem játék. De segítenek a srácok a gyárból. És amíg ok ráérnek segíteni, én bújom az internetet, és találtam kis olvasnivaló: Dr. Szabó László: Forgácsolás, hegesztés és egy apró gyöngyszemet 1968-ból.
Első utam az új tapasztalat felé a használati útmutatóhoz vezetett. Bár nem minősül ipari gépnek a masinám, azonban bír “tépni”. Kicsit játszottam a sebesség beállítással. Egyszer-kétszer cseréltem fogaskereket, hogy abban is legyen valami tapasztalatom. Végül egy tapasztalt barátom átnézte a gépet, hozott pá kést, és kipróbáltuk is azokat. Így született a kezem alatt pár hengeres test.
Ha már összeraktuk a CNC masinánk mechanikáját, a motorok bedrótozva, kézzel finoman megmozgattuk a tengelyeket, és nem feszülnek, akkor itt az ideje megtanulni “beszélgetni” vele. Ehhez szükségünk lesz egy motorvezérlő kártyára (egy- vagy többtengelyes), számítógépre (de lehet akár egy laptop, mikroPC, telefon), azon egy szoftverre, ami jeleket formál és küld a vezérlőkártyának LPT, COM, USB, IrD, de akár Wi-Fi kommunikációs csatornán, és sok türelemre, míg ezeket összehangoljuk.
Kezdjük talán a PC-vel. Legtöbbünk számára már ismerős eszköz, sőt, mindennapi segítőtárs, barát (örülünk, ha megfelelő információval lát el, és aggódunk, ha “gyengélkedik”). Kevésbé ismert lehet azonban az a terület, ahova most indulunk, a PC “lelke”: a BIOS. Ez egy kis csip, mely egy kis programot tartalmaz, és az a feladata, hogy kapcsolatot teremtsen a hardver – a vas – és a szoftver – a program – között. Többek között BIOS-ban tudjuk engedélyezni/tiltani bizonyos eszközök elérhetőségét, illetve integrált eszközök beállítását elvégezni. Ezekből számunkra az Integrated Peripherals->Parallel Port beállításai az érdekesek. Itt állítjuk be a párhuzamos port működési üzemmódját (Normal, ECP, EPP), a port memória címének helyét (0x0278, 0x0378,0x03BC) és az IRQ (megszakítás) számát. Ezeket az értékeket meg kell adni a Mach3 program kártyameghajtó szoftverének is később, hogy megfelelően tudjon kommunikálni a vassal. Ezután jöhet a mentés és az operációs rendszer indítása. CNC meghajtó szoftver létezik több operációs rendszerre, de mivel a Mach3 szoftver az egyik legnépszerűbb a hobbi esztergálók között, ezért Windows operációs rendszerre lesz szükségünk, ráadásul az egyik korábbi verziót ajánlanám (W2000, W2003SR2, XP), mert azok még nem akadályozzák a felhasználó munkáját. Az én választásom egy lebutított W2003SR2Sp2-re esett, mert egy matuzsálem PCn is elfut (AMD Athlon 1500, 1GB RAM, 40GB HDD), és a hobbi eszközöknél a hatékonyság a fontos, nem pedig a félig-áttetsző ikonok sokszínűsége. A Mach3 CNC kezelő szoftver telepítése két módban lehetséges: demó és teljes. Demó verzió négy pontban korlátozva lett a teljeshez képest:
csak 500 G-kód sorig fut,
a G-kód csak az elejétől indítható, megadott sorból nem,
csak 25000Hz léptetési frekvenciával működtethető,
egyes kiterjesztések csak teljes verzióra telepíthetőek,
de ezek legfőképpen a megmunkálás sebességét korlátozzák, illetve ezek miatt a bonyolultabb művelet kicsivel több emberi munkát igényel. Hobbi területen talán elfogadható ez a kompromisszum a komplex integrált megoldásokért cserébe. Magát a szoftvert magyarországi viszonteladóknál (t2cnc) vagy a fejlesztő csoport oldalán (ArtSoft) letölthető, megvásárolható. Magyar nyelvű leírás a szoftverhez és CNC programozásához szintén elérhető Sasovits Sándor oldalán és biztonsági másolat kedvéért az oldalunkon (Mach3HU).
LPT port és kábel teszteléséhez (mert bárhol megbújhat a kisördög) Parallel Port Viewer java alkalmazást használhatunk, melynek használata egyszerű és intuitív. Futtatásához szükségünk lesz egy JVM-re (Java Virtual Machine), mely az Oracle oldaláról letölthető szintén ingyen. Ha már mindkét alkalmazást felraktuk, következhet egy gyors újraindítás és lehet vizsgálni, hogy a párhuzamos port az előírtaknak megfelelően működik-e.
Első lépésként a Windows meghajtószoftver beállításait ellenőrizzük: Sajátgép->Tulajdonságok->Hardver->Eszközkezelő-> Nyomtató port->Tulajdonságok, ahol a port memóriacímét és megszakítását ellenőrizhetjük. Parallel Port Viewer elindítása után beállíthatjuk a port memóriaregiszterek értékét egérrel (csak a 1, 2-9, 14, 16, 17 portok használhatóak kimeneti jel továbbítására, 18-25. lábak földre vannak kötve). LPT vezeték teszteléséhez egy túlfeszültség védelemmel ellátott diódát szoktam használni egy sorosan ráforrasztott 470Ohm-os ellenállással. Ha egy LED-nél nagyobb terhelést szeretnénk rákötni (20mA) egy tüskére, érdemes optó-leválasztást végezni (4n25 ~150mA-ig terhelhető).
HYTB5HV 5-tengelyes motorvezérlő és a Mach3 házasítása bár eltér a korábbi kártyáktól, azonban jól van dokumentálva a használati útmutatóban. Pár szóban a kártyáról: a vezérlés lelkét az 5 darab Toshiba TB6560AHQ léptetőmotor-vezérlő chip alkotja, mely akár 3,5A árammal is képes ellátni a motorokat, és lényegében ezeknek az integrált sémáknak a tulajdonságait hordozza a kártya többszörös kivitelben. A csipek bemenetelét opto-leválasztókkal elektromosan szeparálták a PC elektronikájától és kiegészítő csatlakozókkal látták el, hogy vezér-, illetve visszacsatoló-egységeket lehessen kötni a kártyára. A kártyán megtaláljuk a maró motor reléjét is, ami akár 7,5A arám kapcsolását is elvégezheti 36V feszültség mellet. Motoronként 3 jel szükséges vezérlésükhöz: Enable, Impulse, Direction (engedélyezés, impulzus, irány), vagyis meghatározzuk, hogy a motor kap-e áramot vagy sem, forog-e, és ha igen, melyik irányba és milyen sebességgel. Ezenkívül DIP mikrokapcsolóval be tudjuk állítani a léptető motor nyomatékát (max.3,5A, 3/4, 1/2, 1/5), mikroléptetés mértéket (1/1, 1/2, 1/8, 1/6 – 3200 lépés fordulatonként), illetve a fázisok közötti átmenetek meredekségét. A PC illetve Mach3 szoftver párhuzamos porton közli a kártyával a szándékait, de ehhez pontos beállítások szükségesek.
Minden lényegi beállításunk a Configmenüben kezdődik. Select Native Unitsmenü a metrikus és az angolszász mértékegységek közötti átváltást teszi lehetővé — csak a motorok beállításánál van jelentősége, a programkódoknál nem számít. Azonban, hogy a gépezetünk életre keljen, a Port and Pins menüben szükséges a csatoló felület beállításait rendezni. Ezen beállítások felelősek a vezérlő kártyával történő kommunikációért, helyes beállításuk kötelező jellegű. Port Setup and Axis Selectionfül Port#1 konfigurációs értékkel már találkoztunk a BIOS, és a Windows LPT beállításainál. A szoftvernek is tudnia kell, hol találhatóak a párhuzamos port regiszterei, ugyanis saját meghajtószoftvert használ. Figyeljük meg, hogy a Mach3 két LPT portot is képes kezelni egyszerre. Ez majd a ki- és bemeneti jelek konfigurálásánál kap szerepet. A kernel sebességének a beállítása is szükséges lehet, különösen, ha gyorsabb motorokkal, kártyákkal dolgozunk. TB6560 esetén a 35 KHz kernel sebesség pont jó. Motor Outputs – életbevágó beállítások, minden esetre, a gép szempontjából ez teljesen igaz. Ezen táblázat adatai elmondják a Mach3 szoftvernek, hogy a párhuzamos port mely csatlakozóin milyen vezérjeleket szükségeltetik elküldeni. Az első oszlopban (Enable) beállítjuk, hogy foglalkozzon-e a jel képzéssel, vagyis fogjuk-e használni az a tengelyt. A második oszlop (Step Pin#) a sebesség impulzus jelek lábainak a számát tartalmazza, a harmadik (Dir Pin#) pedig a forgásirányt megadó tüskéinek a számát tengelyenként. A StepLow Active és a Dir Low Active a jel negálását szolgálja, vagyis akkor lesz aktív (pozitív) a jel a port kimenetén, ha a szoftver 0-t küld ki. Erre azért van szükség, hogy a negált kimeneteket— ilyenek például az LPT port 1. 14. 17. tüskéi — megfelelő jelszinten lehessen tartani. A Step Port és a Dir Port értékét 1-re kell állítani (kivéve, ha több LPT portot használunk). A csatolt kép tartalmazza az 5-tengelyes vezérlőkártya helyes beállításait. Output Signals tartalmazza azokat a vezérjeleket, melyek nem közvetlenül a tengelyek vezérléséről szólnak, hanem a vezérelektronika üzemi állapotát állítják be (H-híd feszültség alá helyezése, mikroléptetés, lecsengés sebessége). Számunkra az Enable 1-5 lehet érdekes, ugyanis ez a jel engedélyezi a motor üzemeltetését. Kártyánk esetében ez a jel közösítve van és a 14. portcímen kell küldeni a jelet. Itt is megtalálhatók a Port #, Pin Number és az Active Low beállítási lehetőség.
Input Signalsvégállás érzékelők jeleinek a bemeneti tüskéit határozzuk meg (pozitív — ++, negatív — —, és alaphelyzet — Home). Kártyánk összesen három ilyen tüskével rendelkezik (LPT 10-12.), vagyis három érzékelő állapotát tudjuk jelezni a szoftver felé függetlenül. Jobb, bal végállását ebben az esetben célszerű közösíteni, vagyis két érzékelő jeleit párhuzamosítani, esetleg OR logikával házasítani, de sorosan is lehet kötni, az a fontos, hogy a célunknak megfelelően alakuljon a jel. Ha CNCnk nem tartalmaz még érzékelőket, tegyük inaktívvá a bemeneteket, mert akadályozni fogja a szoftver inicializálását, vészleállás állapotból való visszatérését.
Még egy bemeneti jelet találunk az LPT port 13. tüskéjén — a vészleállás gombjának a jelét (EStop). Ez a beállítás a legördülő lista közepén található, és beállítása minden valamirevaló CNCnél kötelező. Ennek a jelnek a hatására a végrehajtási ciklus azonnal leáll, minden motor fékeződik. Hibaelhárítás után a ciklust elejétől vagy a megszakítás helyétől igényünk szerint újraindíthatjuk. Abban az esetben, ha hibásan jelöljük be a jelszint alapértékét a ciklus el sem indul, és piros gomb villog majd a szoftver aktuális nézetében. Ilyenkor a [RESET] gomb megnyomásakor a szoftver értelemszerűen kiírja a leállás okát is. Érdemes kipróbálni a vészleállás és a [RESET] gomb működését ismerkedés gyanánt — lássuk, ki tudjuk-e léptetni a rendszert vészleállítás üzemmódból? :)
System Hotkeysbeállításai megadják a lehetőséget arra, hogy a CNC gépünket akár billentyűzetről is irányíthassuk. Ehhez a megadott irányokhoz billentyű parancsot kell illeszteni (általában ←, →, ↑, ↓, PgUp, PgDn). Ezen billentyűk beállítása után már tesztelhetjük is a motorokat, legjobb, ha egyesével, ha a főnézet Tool Information mezőben található Jog ON/OFF gomb aktív (zöld keret szegélyezi).
Diagnostics nézetet előhívó gomb a nézetünk felső-közép részén található, vagy [Alt+7] kombinációval előcsalogatható. Ez az ablak a berendezésünk tesztelésére szolgáló kis programokat tartalmazza. Egyik ilyen a Servo Frequency Generator —ennek a programnak a segítségével megkereshetjük azt a frekvenciát, melynél feljebb a motor mechanikája már nem tudja követni az elektromos jel változásának sebességet és “megcsúszik”. Terhel motor esetében még alacsonyabb sebességgel kell küldeni a vezérimpulzusokat. Ennek a frekvenciának az ismeretének a következő menüben még hasznát vesszük.
Motor Tuning menü adja meg azt a lehetőséget, hogy a motorok dinamikáját meghatározzuk, vagyis megadhatjuk a másodpercenkénti impulzusok számát, a motor maximális sebességét, a motor gyorsítási paraméterét — ebből a szoftver a G erőt is kiszámítja —, és az impulzusok szélességét. Az eszközök változatossága miatt a folyamatot egy példán könnyebb bemutatni.
Motorjaink 200 lépes/kör felbontással rendelkeznek (1,8°/lépés),mikroléptető kapcsolónk 1/16 állásban, vagyis összfelbontása a motornak: 200×16=3 200 lépés/fordulat. A motor direkt hajtja meg a tengelyt, vagyis 1:1 az áttét értéke. A tengely menetemelkedése (milyen messze mozog az asztal az orsó minden egyes elfordulásakor):10mm. Ebből számolható, hogy az 1mm megtételéhez 3 200/10=320 impulzus szükséges, és egy impulzus 0,03125mm elmozdulást eredményez (sajnos a mechanikánk minőségéből kifolyólag nem fogja tudni követni, de megfelelő korrekciós eljárások segítségével kompenzálhatjuk az elméleti értékektől való eltérést). A Motor Tuning alján található mezőket kitöltjük: lépes/mértékegység (az esetünkben 320), ezután lehet kicsit szórakozni: csúszkákkal állíthatjuk a motorok sebességét és gyorsulását. Eközben már lehet vigyorogni és menteni rendszeresen a [Save Axis Settings] gomb segítségével.A Velocity és Acceleration csúszkákkal próbáljunk találni egy olyan sebességet és gyorsulást, ahol a motor simán fut akadozás, lépésvesztés nélkül. Egyes vezérlők hosszabb lépés-impulzust igényelnek, amit a Step Pulse beállításnál módosíthatunk. Az alapbeállítások elvégzése után lehet foglalkozni a gép végső összeszerelésével, az egész gép hangolásával és kalibrációjával.
Ha már egyben van a gépünk, az alkatrészek egymáshoz fűzött viszonyát is górcső alá kell venni. A gépeken normális esetben jobbsodrású koordináta-rendszert használnak, ezért a 3-tengelyű marógép esetében, a gép előtt állva az X tengely balról jobbra mozog, az Y tengely tőlünk távolodva, a Z pedig lentről felfelé és vissza (leírt irányok pozitívak) — minden mozgás maró szerszámra értendő, és nem az asztalra. Ha a billentyűzet gombjait használjuk, akkor a számlálók a főnézeti ablakban ennek megfelelően növekednek (pozitív irányok: →, ↑, PgUp), vagy csökkennek (negatív irányok: ←,↓, PgDn). Ha a számláló és a szerszám iránya nincs szinkronban (felfele számol, miközben a szerszám negatív irányban mozog),meg kell fordítanunk a motor irányát a Ports and Pins, Motor Outputs Dir Lowfülén található táblázatban, beállítva a Dir LowActive értékét ellenkező értékre vagy a motor megfelelő vezetékeit szükséges felcserélni.
Motor Home/Soft Limits menüben határozzuk meg a Home pontokat, vagyis azt, hogy hova szereltük fel az alaphelyzeti kapcsolókat, illetve melyik oldalon helyezkednek el a motor mozgásteréhez képest — hova mozduljon, ha azt a parancsot kapta, hogy Go Home. Ebben a menüben meg tudjuk adni azt is, hogy a maximális sebesség mekkora töredékével közelítse meg a rendszer az alaphelyzeti pontot — minél lassabban közelíti, annál precízebb a pont megtalálása(kb. 15-20% érték elfogadható eredményt nyújt). A SlowZone az a távolság a végállástól, ahol a gép lelassul. Az AutoZero opció engedélyezi az automatikus számlálók lenullázását alaphelyzeti pont elérésekor. HomeNeg – megjelölésével meghatározzuk, hogy a mozgástérhez képest az alaphelyzeti pont legtávolabbi negatív pozícióban legyen, így a motor mozgástere mindig pozitív. A Home. Off – segítségével korrekciót végezhetünk abban az esetben, ha az érzékelők nem az út végén vannak, vagy a koordinátarendszerünk O-pontját nem az út végére szeretnénk tenni. A gép alaphelyzetbe állítása. Ha beállítottuk a megfelelő szenzorértékeket, alaphelyzetbe állíthatjuk a gépünket a fő képernyőn található RefAll Home (a betűk függőlegesen vannak felírva), de álljunk készen megnyomni a vészleállító gombot, ha a szerszám rossz irányba mozdulna el. Ebben az esetben a “rosszalkodó” tengelyen változtassunk a HomeNeg értéken. A gép végállásainak beállítása. Arra az esetre, ha a G-kód vagy mi manuálisan túlvezérelnénk a gépet, vagyis a fizikailag lehetséges pályán túlra küldenénk a szerszámot, szükséges egy biztonsági megoldás, amely hibajelzéssel megakadályozza ezt. Erre szolgálnak a SoftMax és a SoftMin beállítások. Pozitív tartományban a mozgó tengelyek esetén a SoftMin értéke 0, mig a SoftMax a lehetséges út hossza mm-ben (vagy hüvelykben). Negatív mozgástér esetén a SoftMax egyenlő a 0-val, míg a SoftMin az úthossz negatív előjellel. Tesztelésnél állítsuk a gépet alaphelyzetbe, engedélyezzük a SoftLimits gomb megnyomásával a szoftveres korlátozást (ettől a gomb kerete kizöldül). Ha túlvezéreljük, egy Soft Limits Movement Aborted üzenettel leáll a gép.
Beállítások biztonsági mentése. Mivel minden beállításunk egy fájlban található, ezért keressük meg a Mach3 szoftver mappájában a Mach3Mill.xml állományt és másoljuk több példányban át külső tároló egységekre vagy adatfelhőbe (cloud-ba).
És mindez csak a kezdet ;)
Mint sok-mindenki más, én is alkalmatlan vagyok ugyanazon munka többszöri elvégzésére. Egyszerűen tiltakozik a szervezetem, nem áldott meg a természet, genetikai inkompatibilitás, unalmas. De bármi is legyen az oka, megtaláltam a jó megoldást! Nem más ez, mint a modern elektronika, informatika és a kiforrt mechanika sikeres ötvözete – a CNC. Tökéletesen alkalmas arra, hogy legyártsak valamit vele újra és újra, és újra, és újra… (megmondom őszintén, még a legépelése is rossz). Na de mi is az a CNC?
CNC (Computer Numerical Control) – vagyis szám-vezérelt szerszámgépezet. A lényege az, hogy ilyen vagy olyan módon közöljük a szerszámgéppel, hogy hajtsa végre a következő lépéseket. A számítógép számol és utána megfelelő elektromos jeleket küld a meghajtó illetve megmunkáló elemek elektronikájának cél tárgy elkészülése érdekében. Könnyen belátható, hogy a parancssorozatot ki lehet adni újra és újra, minek eredménye újabb és újabb legyártott elem. Jelentős előnye, hogy a számítógépek alkalmazása lehetővé teszi az egyidejűleg több tengely mentén végzett és nem egyenes menti mozgásokat is, legyen szó maró, eszterga, köszörű, szikra, vízsugár, lézer, lemezalakító, hegesztő berendezésről. Megfelelő karbantartás mellett ezen gépek állandóan nagy precizitással működtethetőek. Emellett a CNC vezérlőegység több részegységet irányít: felügyel a gép kiszolgáló egységeire (kenés, hűtés, adagolás, rögzítés, szerszámcsere…), a biztonsági reteszelésekre, állapot kijelzésre; különböző kompenzációs feladatokat lát el (hődeformációk, felületi hibák, …), bonyolult matematika műveleteket végez, térbeni pályagörbéket határoz meg.
Egy pár szót ejtsünk a CNC helyéről is a többi szerszám és gép között. A bonyolult NC gép beszerzési ára miatt a gép költségek általában magasak, azonban az előkészületi költség kicsi. A hagyományos, mechanikus vezérlésű automatáknál ez éppen fordítva van. Egy bizonyos darabszámnál kisebb gyártási volumen esetében a számvezérlésű gép lesz gazdaságosabb. A számvezérlésű gép felépítésénél fogva ugyanakkor még, például adaptív vezérléssel, jobban biztosítja a maximális, illetve optimális teljesítményt, amely gazdaságosságát növeli. Történeti szemszögből, a CNC gépek visszanyúlnál az XIX. század elejére, mikor egy francia selyemszövő és mechanikus, J. M. Jaoquard, lyukkártyákat alkalmazott a szövőszékeken (1808).
A hagyományos és az NC-gépek közötti alapvető különbség, hogy az NC-gép a kezelő beavatkozása nélkül végzi el a műveleteket. A hagyományos és a CNC-esztergát összehasonlításánál az utóbbi vezérlőberendezése a gép szerves része, és nagyon kis helyen elfér. Az elektronika fejlődése, lehetővé tette azt is, hogy egyre több vezérlési feladatot lehet programozni, és a forgácsolás teljes folyamatát automatizálni, és általában szabadon programozható mikroszámítógépet is tartalmaz. Működését alapvetően a (mikro)számítógép programozása határozza meg. A szerszámgép állandóan optimálisan működtethető, mivel a CNC több részegységet vezérel, felügyeli a kenésidőre, a holtjáték kivételére, a biztonsági reteszelésekre, az általános hibaállapot kijelzésére.
A CNC gép külső jegyeiben is eltér a kézi működtetésű gépektől. A képernyő a program kijelzésére és a billentyűzet a program beadására, illetve módosítására. Robusztus, merev felépítésű, jellemzője a gépet beborító burkolat. Nincsenek, vagy nem a megszokott helyen találhatók a kézi vezérlőelemek. A CNC megoldások megdöbbentő sokoldalúságukat mutatják, melyeket a témával foglalkozó irodalom nehezen tud követni, de az internet segítségével sok modern és alternatív megoldásra bukkanunk nap mint nap, azonban főbb tételek közel hasonlóak.
CNC gépek felépítése
Gépágy. Az ágy, vagy az állványszerkezet a szerszámgép alapja. Ez hordozza a gép összes aktív vagy passzív elemét, az orsókat, szánokat, asztalokat, sokszor a vezérlést is erre erősítik fel. Az állványszerkezet hegesztett acélból, öntöttvasból vagy úgynevezett kompozit betonból készül, hobbi gépek esetében alumíniumból vagy faanyagból. Legfontosabb szempontok a merevség, rezgéscsillapító-képesség, hőstabilitás. Esztergák esetében a ferde vagy függőleges ágyrendszer a forgácseltávolítás szempontjából a legkedvezőbb. Ferde ágy esetén viszont a főorsó középvonalának távolsága a kezelőoldaltól messze van, ami a gépkiszolgálást nehezíti. A szánrendszer főként a felső vezetékre támaszkodva saját súlyával is biztosan fekszik az ágyon. A főforgásirányt figyelembe véve a főforgácsoló erő hatása is kedvező. Függőleges ágy esetében a súlyerő kérdése megoldható, és bizonyítottan nincs jelentősége a szán súlyponti helyzetének (lebegés) a merevségre, ha a felfüggesztést megfelelően oldják meg. Ezzel szemben döntő jelentőségű a munkatér kedvező kezelhetősége. Az alapszán szélessége is növelhető, a gyártási kérdések is kedvezőbbek. Az ágy és a lábazat zárt négyszögrendszert alkot.
Vezetékek. Napjainkban gördülő vezetékeket alkalmaznak a forgácsoló szerszámgépek döntő többségénél. Ezek lehetnek golyós illetve görgős kivitelűek a terhelés függvényében. Lágy, nagy sebességű megvezetés, optimális futási tulajdonság, hosszú élettartam és karbantartás-mentesség a jellemzőjük. Az ábrán jól megfigyelhető az elrendezés. Az elemek egymáshoz érnek és folyamatos sort alkotva visszavezetik őket a már elhagyott pozícióba. Szerkezetük is az ábrán látható. A golyók, ill. görgők kenőanyagkamrákban vannak, amelyek lehetővé teszik az egyenletes futást csekély hőfejlődés mellett, jelentősen csökkentve a mozgatási ellenállást. Tesztek során kimutatták, hogy az első kenőanyag-mennyiséggel a mai fejlett rendszerek több-tízezer kilométert tudnak futni problémamentesen.
Mozgató orsók. A lineáris szánok mozgását leggyakrabban bronz vagy golyósorsó – anya párral oldják meg. Az orsó és az anya közötti kapcsolatot a golyók biztosítják. A súrlódás hatásfoka jó (@ 0.95 ), a hézagmentesség, a nagy merevség pontos mozgást tesz lehetővé. Holtjáték kiküszöbölésére előfeszítést alkalmaznak, két anyát kell egymással szemben felhelyezni.
Motorok. Szabályozott egyenáramú (DC) vagy váltóáramú (AC) hajtómotorral közvetlenül hajtva, az orsó elfordulását mérve (közvetett útmérés) pontos szánmozgást lehet elérni. Főhajtóműveknél az asszinkron váltóáramú (AC) motorokat alkalmazzák. Az előtoló hajtások motorjainak (pozícionáló motorok) legfontosabb tulajdonsága a nagy, ugyanakkor egyenletes gyorsító – lassító képesség.
Útmérők. Mérési eljárás szerint lehetnek abszolút vagy növekményes mérőrendszerek. Ezek tulajdonságaikból kifolyólag lehetnek: a mérési eljárás szerint abszolút vagy növekményes (relatív), a mért értékek érzékelése szerint analóg vagy digitális, a mérés helye alapján: közvetlen, közvetett.
Abszolút mérés az a mérési eljárás, amikor a szánelmozdulásra vonatkoztatott minden méret egy kiindulási ponthoz, a mérőrendszer nullpontjához mérve abszolút értelemben jelenik meg. Növekményes mérésről akkor beszélünk, amikor a szánelmozdulás mértékét egy-egy útméretegység folyamatos megszámlálásával érzékeljük, ill. e diszkrét egységek egész számú többszörösével adjuk meg minden útszakaszra külön-külön, nem a nullponthoz, hanem a korábbi szánhelyzethez képest az útegységek összeszámlálásával. A legtöbb szerszámgépnél az útmérés fotoelektromosan történik. A mértékmegtestesítő egy igen finom vonalkás rács, amelyet különféle hordozókra (pl. üvegléc, vagy üvegtárcsa, stb.) visznek fel. A mértékmegtestesítőn lévő osztásrácsra eső fény az osztásrácson elhajlik, nagy osztásperiódus esetén (ami lényegesen nagyobb mint a fény hullámhossza) az elemek úgy esnek egybe, hogy a párhuzamosan megvilágított fényáteresztő rács mögött az osztás struktúrájának megfelelő “osztáskép” alakul ki. Ha a rács osztásperiódusa azonos nagyságrendű a fény hullámhosszával, akkor az elhajlott sugárelemek komplex átfedése – egy interferencia-minta – alakul ki.
A durvább osztások letapogatása lényegében a ábrán bemutatott árnyékvetés elve szerint történik. A mértékmegtestesítő és egy letapogató rács egymáshoz képesti elmozdulása világos – sötét modulációt okoz, amit a fotóelemek érzékelnek
Árnyékvetés a baloldali és
Interferencia a jobboldali ábra
Egy periodikus osztássáv fotoelektromos letapogatása inkrementális, azaz számláló mérést eredményez. Mivel általában szükséges egy abszolút viszonyítási pont, ezért legalább egy referencia jel van, melynek letapogatása szintén fotoelektromosan történik. Így lehetséges az abszolút referencia pozíciót pontosan egy mérési lépéshez hozzárendelni. Az abszolút viszonyításhoz tehát szükség van a referencia jelén való áthaladásra. Kedvezőtlen esetben ehhez akár a teljes mérési hossz nagy részén át kell haladni.
Szerszámtartók. Külön érdemes itt megemlíteni a CNC forgácsológépek szerszámtartóit, melyek önálló szerkezeti egységként az egyik legfontosabb szerepet töltik be a gép felhasználhatósága során. Feladatuk a munka szerszámok tárolása, adagolása, cseréje a CNC gépben. Lényegében két eltérő szerkezetű szerszámtartót különböztetünk meg: revolverfejes és a lánctáras; ezek az egységek akár száznál is több szerszámot tárolhatnak. A munkadarab fajtájától függően több megmunkálási lépés és többféle szerszám szükséges a gyártáshoz. Ehhez a szerszámgépnek mindenképpen rendelkeznie kell egy bemért szerszámtárral. A szerszámtárnak tartalmaznia kell az adott alkatrész megmunkálásához szükséges összes szerszámot. Ezzel költségnövelő átszerszámozási időket takaríthatunk meg. Minél összetettebbek a megmunkálási lépések, annál több szerszámot kell a szerszámtárba helyezni. A szerszámváltás automatikusan történik, pontos és gyors, de jelentősen növeli a szerszámgép árát.
CNC-megmunkálás lépései
Ha valaki CNC-gépen akar dolgozni, alapfeltétele, hogy ismerje a hagyományos működtetésű megmunkálási módot. Meg tudja határozni az alapvető technológiai adatokat, ismerje a gép működését. A hagyományos megmunkálás technológiai ismeretei fokozatosan bővíthetők, amíg a gyakorlat segítségével eljutunk a CNC-programozás és a gép kezelésének biztos megismeréséig. A munkavégzés minősége is változik, magasabb műszaki színvonalat képviselő munkaeszköz, a CNC-gép fejlődése további ismeretbővítést igényel. A CNC-technika segítségével az alkatrész meghatározott műveleti sorrendben készül, de ha az első alkatrész már elkészült, akkor a sorozat többi darabja már az egyszer kipróbált program futtatásával automatikusan készül el.
Az első alkatrész elkészítése előtt:
Meg kell írni a programot.
A szerszámok helyzetét be kell mérni.
A nyersdarabot be kell fogni.
A programot be kell juttatni a vezérlő berendezésbe (CNC).
A programot először a gép működése nélkül ellenőrizni kell a vezérlőberendezésen belül.
El kell készíteni az alkatrészt.
Ezek részben programozói, részben gépkezelői feladatok, mint hogy azonban ismerni kell egymás tevékenységét is, ezért beszélünk CNC-megmunkálási ismeretekről, amelyekre a szakmunkásnak, technológusnak, művezetőnek, üzemmérnöknek egyaránt szüksége van.
Ajánlott irodalom:
W. H. P. Leslie: NC alkalmazási kézikönyv. Műszaki könyvkiadó, Budapest 1973
Csányi Egon: NC technika a gyakorlatban. Műszaki könyvkiadó, Budapest 1974
H. Wellers – N. Kerp – F. Liberwirth: Bevezetés a CNC szerszámgépek programozásába. Műszaki könyvkiadó, Budapest 1987
A. Frischherz- H. Piegler: Fémtechnológia, Szakismeretek 2. B+V Lap-és Könyvkiadó, Budapest 1994
dr. Horváth M. dr. Markos S.: Gépgyártástechnológia. Műegyetemi Kiadó, Budapest 1995
dr. Baka O.- Seprényi Z.: Szakelméleti alapösszefüggések és alkalmazási mintapéldák gyűjteménye I. II. kötet.OMINYOM Nyomda és Kiadó BT. Budapest 1997
Comments (2) 
Sokat gondolkoztam azon, hogy vegyek-ne vegyek egy esztergagépet, de végül jött egy kihagyhatatlan ajánlat, így bővítettem a “játszóteremet” – hazacipeltem egy szerényebb kivitelű EMCO Compact 5 esztergagépet. Valamiért nem mindenki örült a szerzeményemnek, különösen a csendszerető szomszédom nem, de megnyugtattam, hogy csak akkor fogom használom a gépet, ha már alszik, hogy ne zavarjam. Bár tény, hogy nem értek hozza, és azt sem tudom, mit fogok vele esztergálni, de rég bennem van az érzés, hogy kell :). Jelenleg lepucoltam, kifújtam a hulladékot belőle, és egy kis időre félretettem, mert előbb művelődnöm kell – ez már nem játék. De segítenek a srácok a gyárból. És amíg ok ráérnek segíteni, én bújom az internetet, és találtam kis olvasnivaló: Dr. Szabó László: Forgácsolás, hegesztés és egy apró gyöngyszemet 1968-ból.
Follow
Themocracy