CNC MAŠINE

U današnje vreme mašinska industrija je nezamisliva bez savremenih CNC (Computer Numerical Control) mašina. CNC mašine imaju skoro iste delove kao i prethodne, ručno kontrolisane mašine. Bitna razlika je dodatak kontrolne (CNC) jedinice i servo motora na sve osovine.

CNC računa koordinate gde koja osovina treba da bude i kontroliše servo motore koji pomeraju alat ili obrađivani deo. Generalno, većina proizvođača CNC mašina kupuju kontrolne jedinice koje stavljaju u svoje mašine. Jedni od najpoznatijih i najrasprostranjenijih kontrolnih jedinica u svetu su: Fanuc iz Japana, Siemens i Heidenhein iz Nemačke… Najpoznatiji proizvođači CNC mašina su, opet, kompanije iz Nemačke i Japana.

U industrijskoj praksi primenjuju se sledeći načini programiranja: ručno programiranje, poluautomatsko programiranje (pogonsko), automatizovano (kompjutersko automatizovano) programiranje.

Skup svih neophodnih instrukcija prikupljanih u jednu datoteku na osnovu kojih mašina izvršava obradu dela naziva se NC program, CNC program ili pod program. Program je detaljan skup instrukcija, komandi (korak po korak) koje se odnose na definisanje pozicije reznog alata u odnosu na radni sto mašine na kome je fiksiran predmet obrade.

Ručno programiranje podrazumeva ispisivanje programa od strane tehnologa ručno, tj. piše se svaka rečenica, deo programa, prema definisanoj tehnologiji. Automatizovano programiranje (pomoću računara) podrazumeva automatizovano programiranje određenih sekvenci programa, automatizovano primenom specijalizovanih softvera na kompjuteru. Tehnolog programer definiše parametare kao što su dimenzije, putanje alata, izbor alata, režima obrade itd. Specijalizovani sofveri koji se koriste za programiranje su: CATIA, MASTERCAM, SOLIDCAM i drugi.

CNC mašine su se razvile od NC mašina (numerički upravljanih mašina) gde se informacije nisu čuvale kao celokupni programi u kontroli mašine, već delimično učitavale sa bušenih traka. Vreme razvitka CNC tehnologije počinje oko sredine 1970-ih. To je omogućavalo racionalizaciju u masovnoj i pojedinačnoj proizvodnji, kroz značajno brže i vrlo preciznije kretanje osi i alata.

U današnje vreme mašinska industrija je skoro nezamisliva bez savremenih CNC mašina. Oblast njihove primene je veoma široka. Mogu se koristiti za obradu drveta, metala, plastike, kamena, stakla, graviranje, izradu alata, modeliranje, pravljenje alata…

Pomoću nekog odgovarajućeg CNC programa, model koji želimo da izradimo se prevodi u mašinski jezik razumljiv mašini. Taj jezik ili G-kod ustvari generiše koordinate svake tačke preko koje nož alata treba da pređe.

Oduvek su ideja i kreativnost bile početak svakog biznisa. Problemi uvek, kako svi kažu, nastaju sa realizacijom ideje. Sa CNC tehnologijom definitivno ćete mnogo lakše doći od ideje do proizvoda, ali i tu postoji nekoliko koraka. Od vizije ideja mora doći do grafičkog rešenja, dizajna proizvoda. Kada se dizajnersko rešenje konvertuje u format koji je potreban, kao što su CAD, CAM, onda se konvertuje u mašinski jezik ili G-kod koji smo pominjali, a on čini tekstualni fajl koji se sastoji od skupa naredbi za upravljanje mašinom. “Prevod” ili konvertovanje grafičkog dizajna u jezik mašine je način da se usmere njeni pokreti kako bi se dobio proizvod po utvrđenoj specifikaciji.

Obuke po mnogim proizvođačima nisu komplikovane, a i sami proizvođači ili njihovi distrubiteri uz kupljenu mašinu vam obezbeđuju obuku za rukovanje. Ali kao i u svakoj proizvodnji, postoje jednostavne i kompleksne mašine, pa od toga zavisi i rukovanje njima. Za kompleksnije mašine se angažuju stručnjaci koji drže časove obuke na radu sa određenom mašinom u proizvodnji i upoznaju zaposlene sa svim funkcijama softvera.

Pored toga što su kontrolisane od strane kompjuterskog programa, CNC se sastoji od mašine (glodalica, strug, ruter), odgovarajućeg motora, drajvera, kompjutera i softverskog paketa. Postoje CNC ruteri i CNC glodalice i strugovi.

CNC ruteri su mašine manje i lakše konstrukcije i koriste se za graviranje i obradu mekših materijala, kao što su medijapan, iverica, šper, plastika. Ove mašine su brze i imaju veliki broj obrtaja,a zbog svojih manjih gabarita i svoje brzine, pogodne su za manje radionice i manje proizvodnje.

CNC glodalice i strugovi su teške i masivne mašine koje se koriste za obradu drveta, laganih i teških metala, rezanjem tj. struganjem i glodanjem. Koriste se u velikim proizvodnim pogonima i shodno ceni i gabaritu, kao i performansama, odmah je jasno da se koriste u masivnoj serijskoj proizvodnji.
Ideja automatizacije proizvodnje razvijena je od strane industrijske revolucije, mada je tada vlasnicima proizvodnih pogona ljudski rad bio mnogo isplativiji nego ulaganje u razvoj mašina. Po mišljenju mnogih stručnjaka, nije samo to bio problem već da bi se ostvarila ideja o ovakvim mašinama bio je potreban i određeni tehnološki nivo.

Mašinska obrada metala postaje aktuelna u vreme industrijske revolucije. U Engleskoj se 1775. godine pojavljuje prva mašina koja se koristla za obradu cilindara parnih mašina. Inovator je bio Džon Vilkinson (John Wlikinson).

Nešto kasnije, godine 1818. Eli Vitni (Eli Whitney) izrađuje glodalicu u Americi. Inovacija je korišćena za izradu pušaka za potrebe države.

Naknadno je osovina Whitney-ove mašine od horizontalne postala vertikalna i tako je bilo moguće pomerati i obrađivati materijal u X, Y i Z osama.

Troosna glodalica Cincinati Hydrotel predstavljena je 1952. godine, a imala je elektromehaničko upravljanje i koristila je bušenu traku. Iste godine počinje se koristiti naziv numeričko upravljanje.

Većina NC mašina koristila je kodiranu, bušenu, papirnu traku kao prenosioca informacija odnosno programa. Pomoću tih traka NC mašine su bile sposobne da ponove proizvodnju jednog dela onoliko puta koliko je bilo potrebno.

NC mašine su namenjene za podizanje male proizvodnje na viši nivo. Njihove karakteristike su izrađene kroz automatsko upravljanje geometrijskim i tehnološkim informacijama, kraće vreme obrade, visok nivo dimenzionalne i površinske tačnosti kao i visok nivo ekonomičnosti i fleksibilnosti. Razvoj tehnologije numeričkog upravljanja je bila najvažnija tehnološka aktivnost tokom pedesetih godina devetnaestog veka.

Prema definiciji udruženja elektronskih industrija EIA (Electronic Industries Association), numeričko upravljanje je operacija nad alatnom mašinom koja proizlazi iz niza kodiranih instrukcija koje se sastoje od brojeva, slova abecede i simbola kao i jedinica za kontrolu mašina.

Te instrukcije pišu se logičkim redosledom u unapred dogovorenom standardizovanom obliku. Skup svih instrukcija potrebnih da bi se prevela određena obrada, naziva se CNC program

Daljim razvojem, a pre svega u oblasti kompjuterske tehnologije, postignut je napredak i ubrzo je predstavljena nova generacija mašina, a to su CNC mašine.

Osnovne razlike između CNC i NC mašina su:
Pogon mašine - NC mašine rade tako da jedan motor čini pogon i za glavno vreteno i ostala pomeranja radnog stola, dok CNC mašine imaju jedan (glavni) motor za pogon glavnog vretena, a pomeranje po osama ostvaruju posebni istosmerni motori.

Kod NC mašina se rukovanje izvodi ručno ili mašinski preko ručica za upravljanje, dok CNC mašine imaju upravljačku jedinicu (tastatura i ekran) i rade automatski preko programa koji je zadat u kompjuteru.

Definitivno je da je posao olakšan i fizički i finansijski uz njihovu upotrebu. Da biste znali koja je baš vama CNC mašina potrebna, morate da sagledate nekoliko stvari, od posla kojim se bavite, preko prostora kojim raspolažete, planova proizvodnje, tržišta, zaposlenih koje treba obučiti za upotrebu mašina, odabira najbolje ponude, ali ne samo po ceni već i na osnovu proizvođača koji, pored garancije, može da obezbedi obuku, servis i tehničku podršku kako proizvodnja i posao ne bi u slučaju problema bila puno u zastoju. Naravno treba sagledati i budžet kojim raspolažete za ulaganje u mašinu, tj. kompaniju. S obzirom na CNC tehnologiju koja je precizna tehnologija, mogućnost greške je svedena na minimum i uglavnom je posledica ljudskog faktora i s obzirom na to da mogu biti u pogonu 24h svaki dan u godini uz povremena isključivanja zbog održavanja, jasno je da su zato i njihove cene od nekoliko hiljada do čak nekoliko stotina hiljada evra.

Međutim svi rezultati govore da su ove mašine itekako isplative i da brzo vraćaju uloženi novac. Naravno, pored ovakve mašine, da bi bila isplativa, smanjila trošak proizvodnje i brzo povratila uloženo u nju, morate imati i jako dobar i realan biznis plan. Podrazumeva se da je potrebno i dobro istražiti tržište i ponude koje proizvođači ovih mašina imaju.

Cena mašine zavisi pored imena tj. brenda proizvođača i od kompleksnosti mašine i performansi koje ima, pa sve do dodatne opreme. Ove mašine se razvijaju svakim danom paralelno sa novim tehnologijama i to je neprestana evolucija mašina još od industrijske revolucije.

Svakako zamislite koliko je lakše u svakom pogledu jednom, primera radi, juveliru sa ovakvom mašinom, CNC ruterom koji može da obrađuje različite vrste obojenih metala, kao što su zlato, srebro, mesing… Sa ovim mašinama mogu da rade sečenje, obrađivanje, matiranje, graviranje, sve za šta im je nekada trebalo ručno raditi i znatno više vremena. Pored zlata, srebra, moguće je raditi obradu i bakra i drugih obojenih metala, što mogućno širi polje poslovanja kojim se bave.

Proizvođač nameštaja, koji želi serijsku proizvodnju i pri tome da ostane konkurentan, po svim parametrima ne može to bez ovakve mašine. Pored upotrebe CNC mašina u industrijskoj proizvodnji, možete imati i kafić u kome sečete CNC mašinom led u interesantne i neobične motive, predmete i pravite novi doživljaj u ispijanju pića, kao što su se neki barovi toga već dosetili. Mogućnosti su bezbrojne.

CNC mašina može da proizvede na hiljade komada određenog proizvoda ali standard istog neće odstupati od zadatih parametara.

Naravno da ne morate da proizvodite samo jedan proizvod. Po proizvodnji serije određenog proizvoda, možete učitati drugi program za proizvodnju nečeg drugog ili pravljenje alata koji vam je potreban.

Postoje sajtovi koji će vam pomoći u odabiru mašine koju želite da kupite i koja vam je potrebna, a mnogi preporučuju CNC mašine za obradu drveta zato što uglavnom dolaze u paketu sa softverom za mašisnko modeliranje i jer omogućavaju čak i laku promenu delatnosti.

Pre otprilike dve godine kod nas se pojavila vest da je na čuvenoj online platformi Kickstarter predstavljena CNC mašina pod imenom Maslow čija je cena drastično niža od drugih. Mladi inženjeri su predstavili ovu malu CNC mašinu dimenzija 120 sa 245 cm i ideja im je da ova mašina seče jedinstvene oblike od drveta i drugih materijala, a da opet bude jednostavna za korišćenje i da košta 450 evra.

Ova mašina kako je pisano tada, sastoji se od materijala kao što su cigle, drvo ili iverica i radi na principu na kojem radi ploter u DC motoru koji postiže visoki obrtni moment, kao i preciznost. Povezivanje sa mašinom je preko standardnog USB-a i povezuje se sa Mac, Windows i Linux kompjuterom. Program kao i šeme za sečenje su bili dostupni na sajtu projekta Maslow i bili su pozvani svi budući korisnici da podele svoje digitalne fajlove sa drugima. Sajt http://www.maslowcnc.com/ postoji i danas, pa ako vas zanima možete pročitati više o njima i proveriti da li je CNC mašina Maslow napredovala tehnološki i da li je cena i dalje 450 evra ili čak niža, s obzirom na to da je jedan od inženjera koji su je konstruisali izjavio da je izgradnja digitalnim putem budućnost i da bi trebalo da bude svima dostupna. Posle uspešnog projekta i dosta prikupljenog novca trebalo bi proveriti da li mladi inženjeri i dalje misle ovako, a bilo bi jako lepo ako je odgovor pozitivan.

Da li nabavka ovih mašina utiče na smanjenje radne snage u jednoj kompaniji? Moguće je, kao što je moguće i da jedna osoba upravlja sa recimo tri mašine istovremeno. Naravno da je moguće, ali da li je pametno, to je drugo pitanje.

Sve početne rečenice koje jednostavno same nailaze kada se govori o CNC mašinama su: ako želite da unapredite posao i proizvodnju, ako želite da započnete svoj biznis i budete konkurentni u startu, ako želite da smanjite troškove... Naravno sve je to tačno, i treba unaprediti posao, ali se stalno vrti još jedna rečenica kada je reč o ovim mašinama, a to je SERIJSKA proizvodnja na brz, lak, jednostavan i isplativ način.

Za mnoge proizvode serijska proizvodnja je odlična stvar, ali jedinstvenost i proizvod urađen rukom, unikatni predmet, od zlata, drveta, ručno urađena kapija od kovanog gvožđa, jedinstveno iskreirano parče tkanine od strane samog dizajnera, ipak će uvek imati svoju veliku vrednost u odnosu na mašinski dobijene proizvode, koji svakako jesu preko potrebni u modernoj industriji. Treba ići napred i razmišljati ne o zameni ljudi od strane mašina već o simbiozi ljudi i mašina.