Huippudynaamisen CNC-koneen anatomia – ”Nopeat liikkeet ovat näyttäviä”
Blogi 02.12.2021
CNC-kone on monille tuttu, mutta mikä huippudynaaminen CNC-kone oikein on? Kiteytetysti, se on liikkeiltään tavallista CNC-jyrsinkonetta huomattavasti nopeampi ja erityisesti suurempiin kiihtyvyyksiin kykenevä CNC-kone.
Nopeus taas mahdollistaa selvästi korkeamman tehokkuuden koneistuksessa ja esimerkiksi lasertyöstössä.
Koska huippudynaaminen CNC-kone hallitsee tavallista työstökonetta korkeammat nopeudet ja kiihtyvyydet, tämä asettaa sen mekaaniselle toteutukselle korkeita vaatimuksia. Etenkin, kun koneen tulisi suoriutua työprosessista tarkasti ja värähtelemättä.
Mitä siis pitää ottaa huomioon koneen suunnittelussa alusta alkaen?
Huomioi nämä huippudynaamisen CNC-koneen suunnittelussa
Huippudynaaminen CNC-erikoiskone on vaativa koneautomaatioratkaisu, joka vaatii niin valmistajalta kuin myös tilaajalta sitoutumista usean kuukauden yhteistoimintaan.
Valmistajan näkökulmasta tärkeintä on tietenkin kuunnella tarkasti asiakkaan toiveet ja suunnitella optimaalinen ratkaisu niiden toteuttamiseksi.
Muutama tekninen vaatimus tulee huomioida erityisesti CNC-koneen korkean dynaamisuuden saavuttamiseksi:
Nopeus ja kiihtyvyys
Huippudynaaminen CNC-kone on mahdotonta toteuttaa vain kasvattamalla tavallisen CNC-koneen nopeuksia ja kiihtyvyyksiä, esimerkiksi tehokkaammilla moottoreilla.
Keskeistä on huomioida suurten momenttien ja massahitausvoimien aikaansaamat muodonmuutokset ja taipumat, jotka siten heikentävät koneen tarkkuutta.
Kiihdytysten tuottama rasitus voi johtaa myös välyksien kasvamiseen tai jopa voimansiirron rikkoutumiseen. Tästä syystä huippudynaamisissa koneissa kannattaakin suosia lineaarimoottoreita, joissa liike toteutetaan ilman minkäänlaista mekaanista voimansiirtoa.
Massa
Suuri massa aiheuttaa ongelmia nopeissa liikkeissä muun muassa korkean voimantarpeen sekä rungon ja komponenttien ylimääräisen rasittumisen muodossa.
Liikkuva massa kannattaa siis keventää minimiin esimerkiksi käyttämällä runko-osissa kevyempiä materiaaleja teräksen sijasta.
Jäykkyys
Mitä tahansa materiaalia ei kuitenkaan voi käyttää painon pudottamiseksi.
Koneen pitää säilyttää jäykkä rakenteensa koneistuksen loppulaadun varmistamiseksi. Keskenään risteävien vaatimusten täyttäminen vaatiikin mekaniikkasuunnittelulta erityistä osaamista ja huolellisuutta.
Case: Metecno Oy:n toteuttama huippudynaaminen CNC-kone
Valmistimme asiakasyrityksen tarpeisiin äskettäin huippudynaamisen 3-akselisen CNC-koneen, joka kykenee tuottamaan akseleille jopa 1,5 G:n kiihtyvyyden, kuitenkaan heikentämättä tarkkuutta merkittävästi.
Seuraavassa koneen keskeiset, kiinnostavimmat yksityiskohdat:
- Huippunopea. Kone kykenee pikaliikkeillä 100 m/min. huippunopeuksiin ja jopa 2 G:n kiihtyvyyksiin.
- Liikkuvat runkokappaleet toteutettiin innovatiivisesti hiilikuidusta, jonka ansiosta liikkuva massa saatiin kevyeksi.
- Liikkeet toteutettiin lineaarimoottoreilla, koska niiden avulla saatiin minimoitua mekaaniset välykset voimansiirrossa, jota dynaamisissa koneissa tulisi olla mahdollisimman vähän.
”Huippudynaamisen CNC-koneen tuottamat nopeat liikkeet ovat näyttäviä silloin, kun kone ei värähtele ja työprosessi on kerta toisensa jälkeen muuttumaton lopputulosta myöten.”
Metecno Oy on teollista tuotantoa tehostavien räätälöityjen CNC-koneiden asiantuntija
Kun yrityksesi tuotanto materiaaliin katsomatta vaatii toteutuakseen huippudynaamista CNC-konetta.