A máquina CNC é uma das máquinas mais importantes da indústria de transformação atualmente. Existem muitos tipos de máquinas CNC no mercado hoje, e elas diferem na forma como funcionam, na ferramenta de corte, nos materiais e no número de eixos que podem cortar ao mesmo tempo.
Neste artigo explicaremos a definição de máquina CNC, diferentes tipos de máquinas CNC e como escolher a melhor máquina CNC. Então continue lendo para obter essas ótimas informações.
O que é uma máquina CNC?
Uma máquina CNC é um dispositivo controlado por computador que facilita a fabricação de peças e produtos. A sigla CNC significa Controle Numérico Computadorizado. Esta máquina facilita a criação ou modificação de peças de materiais como metal, madeira, plástico e outros materiais. É também um sistema automatizado com três componentes principais: um sistema de acionamento/movimento, um sistema de feedback e uma função de comando.
Para que a máquina CNC funcione de maneira ideal, ela depende de instruções digitais de software CAD e CAM. O software CAD cria o projeto enquanto o CAM converte o projeto CNC em código G que a máquina CNC pode ler.
Além disso, seu sistema de processamento automatizado permite que as peças sejam fabricadas com mais rapidez e precisão do que as máquinas manuais.
Elementos básicos do sistema de máquina CNC
Abaixo estão os elementos ou peças geralmente encontrados em um sistema de máquina CNC.
- Os dispositivos de entrada/saída de informações incluem unidades de disquete, dispositivos de informação especializados, teclados e computadores.
- Conexão com a Internet, que pode incluir Ethernet, HSSB (porta de transferência de dados de alta velocidade), LAN de processamento, porta RS 232C e outras redes
- Unidade de controle de eixo mecânico externo, como trocador, robô de descarga e carregamento, eixo de acionamento do magazine de ferramentas
- Servo acionamento de alimentação e unidade motora
- Motor do eixo e unidade de acionamento
- Unidade de controle CNC (parte de controle numérico)
- Controle PMC
- Unidade de medição de feedback e posição da máquina
- Unidade de entrada e saída do sinal de controle do gabinete de potência da máquina
Diferentes tipos de máquinas CNC
Existem diferentes tipos de máquinas CNC, desde fresadoras, retificadoras e furadeiras até máquinas de corte a plasma. Nesta seção, examinamos uma lista de tipos e aplicações de máquinas CNC, bem como suas aplicações e limitações.
1. Fresadora CNC
Os tipos de fresadoras CNC removem o material de uma peça e moldam-na com precisão de acordo com as especificações exigidas, usando ferramentas de corte de alta velocidade. Além disso, existe uma grande variedade de tipos de fresas para fresadoras que desempenham diferentes funções. Alguns exemplos comuns são fresas de topo, alargadores, fresas de facear, machos e brocas.
No entanto, o tamanho a ser usinado depende do tamanho do alojamento no qual a máquina está localizada e da distância máxima que as ferramentas de corte podem percorrer.
2. Torno CNC
Os tornos CNC funcionam girando o material da peça em torno de um eixo principal. As ferramentas de corte rotativas removem o material da peça de trabalho e moldam-na conforme necessário.
Os tornos CNC são perfeitos para várias tarefas, incluindo torneamento, perfuração, recartilhamento, torneamento e retificação do tipo suíço. As máquinas CNC desta categoria são utilizadas na produção de peças automotivas, árvores de cames, virabrequins, instrumentos musicais, canos de armas, tacos de beisebol e móveis.
Porém, devido à forma como esta máquina fabrica produtos, ela é melhor na fabricação de peças simétricas.
3. Máquina de perfuração CNC
A furadeira é uma das máquinas CNC mais populares encontradas na maioria das oficinas CNC. Além disso, a furadeira CNC usa uma ferramenta de corte especial chamada broca ou broca. É ideal para fazer furos em materiais que contenham parafusos, para fins estéticos ou para montagem secundária.
As furadeiras CNC são usadas na fabricação de automóveis, aeroespacial, construção naval, fabricação de moldes, engenharia mecânica, fabricação de móveis e outras indústrias de processamento de madeira.
Uma grande limitação da máquina é o tamanho do furo que ela pode criar. Sem brocas especiais, é difícil criar furos profundos ou grandes o suficiente.
4. Máquina retificadora CNC
Esta máquina usa um rebolo para remover material de uma peça de trabalho. Os tipos de retificadoras são utilizados principalmente para retificação, polimento ou acabamento. O material utilizado para fazer o rebolo pode ser uma mistura cerâmica ou diamante. No entanto, você deve saber que os rebolos diamantados geralmente fornecem acabamento secundário de alta qualidade.
No entanto, esta retificadora CNC remove o material de uma peça muito lentamente. Por este motivo é utilizada principalmente como máquina de acabamento ou alisamento.
5. Máquina de corte a laser CNC
Esta máquina CNC molda produtos ou peças usando um feixe de laser altamente focado. O feixe de laser corta os materiais, independentemente da sua condutividade, para criar o produto ou formato desejado. Além disso, as máquinas de corte a laser CNC são utilizadas em três indústrias principais: aeroespacial, automotiva e médica.
No entanto, uma das limitações de uma máquina de corte a laser CNC é a espessura máxima de 2,75 polegadas de material que você pode cortar com ela.
6. Máquina CNC de corte a plasma
Um cortador de plasma CNC produz um corte muito preciso. Ele ioniza o ar e derrete o material em seu caminho usando um arco de descarga elétrica (semelhante a uma tocha de plasma). O processo só funciona com materiais eletricamente condutores porque cria um arco elétrico.
O corte a plasma é uma máquina popular usada na indústria de grande escala e em oficinas de hobby. Ajuda na construção industrial, reparação e restauração de veículos motorizados e trabalhos de desmantelamento.
No entanto, essas máquinas geram enorme calor ao cortar por fusão de materiais. Este calor muitas vezes afeta o acabamento superficial do material que está sendo cortado, resultando em zonas afetadas pelo calor.
Outra limitação é que esta máquina só pode cortar uma gama limitada de materiais, uma vez que corta apenas metais e outras ligas condutoras.
7. Máquina de corte CNC a jato de água
Esta máquina corta materiais usando um fino jato de água. O corte por jato de água CNC é um dos processos mais adaptáveis porque pode cortar qualquer material.
As máquinas de corte por jato de água são muito versáteis, pois podem moldar borracha, couro, fibra de vidro, fraldas, placas de circuito, espuma, papel, cerâmica, vidro, pedra e chapas metálicas.
Uma das maiores desvantagens é que a velocidade de corte por jato de água é mais lenta do que outras alternativas de corte. Essa velocidade mais lenta é particularmente perceptível em cortes e cantos curvos.
8. EDM (Máquina de Descarga Elétrica)
A EDM usa um arco elétrico para remover material de uma peça de trabalho. Funciona de forma semelhante a um cortador de plasma. Além disso, esta máquina produz peças usando um processo sem contato e processa peças independentemente de sua dureza.
No entanto, esta máquina funciona apenas em materiais condutores, como corte a plasma. Em outras palavras, você não pode usar esta máquina para fazer cerâmica, madeira, plástico e outros materiais que não conduzam eletricidade.
9. Fresadora CNC
Os roteadores CNC podem cortar uma variedade de formas e padrões em superfícies planas feitas de qualquer material. A fresadora CNC é usada para produzir instrumentos musicais, letreiros, entalhes de portas, molduras e decorações internas e externas.
No entanto, a operação geral da fresadora CNC pode ser bastante barulhenta devido aos seus vários componentes.
10. Máquina CNC multieixos
Esta máquina CNC pode se mover em quatro ou mais direções ou eixos. Comparada a uma máquina de dois ou três eixos, a usinagem multieixos é mais complexa e produz peças mais precisas. Também oferece aos maquinistas mais flexibilidade durante a usinagem. Além disso, as máquinas desta categoria variam de máquinas de 4 a 12 eixos.
As máquinas nesta categoria diferem significativamente das máquinas de 2 e 3 eixos e muitas vezes requerem a experiência de um profissional para funcionarem de forma ideal.
11. Impressoras 3D
Uma impressora 3D usa um arquivo digital para criar objetos sólidos tridimensionais. Ao contrário dos outros processos discutidos neste artigo, a impressão 3D é um processo de fabricação aditiva. Este é um processo no qual os produtos são criados sucessivamente pela adição de materiais uns aos outros.
Porém, o custo de aquisição deste equipamento CNC e fabricação de componentes por meio desse processo é bastante elevado. Além disso, a velocidade de impressão 3D é lenta, especialmente em processos de produção em massa.
12. Trocador automático de ferramentas CNC
Também conhecido como ATC, é uma variação de diferentes tipos de máquinas CNC. No entanto, esta máquina muda automaticamente a ferramenta de corte da máquina. Isso aumenta a velocidade de produção e reduz o lead time.
O ATC realiza esta troca por dois motivos principais: para substituir uma ferramenta quebrada ou desgastada e para trocar uma ferramenta incorreta pela correta.
Tipos de máquinas CNC por número de eixos coordenados
Aqui estão os diferentes tipos de máquinas CNC de acordo com o número de eixos movimentados pela máquina.
Máquinas CNC de 2 eixos
Os sistemas CNC mais básicos disponíveis são máquinas CNC de 2 eixos. As máquinas nesta categoria movem-se no eixo X (horizontal) e no eixo Y (vertical).
Normalmente, essas máquinas fazem cortes retos precisos, fazem furos em placas ou usinam apenas uma superfície da peça sem movê-la.
Máquinas CNC de 3 eixos
O tipo mais comum de máquina CNC é a máquina de 3 eixos. Assim como as máquinas de 2 eixos, as máquinas desta categoria também trabalham em peças estacionárias. Essas máquinas podem trabalhar nas peças básicas em dimensões 2,5. As máquinas CNC de 3 eixos movem-se nos eixos X e Y tradicionais, com um eixo Z adicional para profundidade.
Máquinas CNC de 4 eixos
Esta máquina possui um eixo A, denominado eixo rotativo, bem como os eixos X, Y e Z. Este eixo permite que a ferramenta de corte gire ao longo do eixo X. Recortes e cortes curvos também são excelentes utilizações para essas máquinas.
Máquinas CNC de 5 eixos
Ofertas CNC de 5 eixos a ferramenta de corte com um movimento giratório ao longo de um eixo denominado eixo C. O eixo C é o eixo no qual ocorrem a rotação e o pivotamento.
Estas máquinas podem processar cinco superfícies de materiais simultaneamente, mantendo a superfície de trabalho estacionária, permitindo-lhes produzir peças complexas e precisas. Essas máquinas são extremamente úteis na fabricação de equipamentos para a indústria médica devido à sua excelente precisão.
Máquinas CNC de 7 eixos
Nas máquinas CNC desta categoria existem sete eixos: três eixos convencionais para rotação da peça, três para movimentação da ferramenta de corte e um para rotação do braço, o chamado eixo E.
Devido à complexidade das peças que podem produzir, essas máquinas são amplamente utilizadas na produção de equipamentos aeronáuticos, médicos e militares.
Máquinas CNC de 9 eixos
Um sistema CNC combinado com uma fresadora de 5 eixos e um torno de 4 eixos é uma máquina CNC de 9 eixos. O torno completa as características internas da peça, enquanto a fresadora processa a superfície para obter o acabamento superficial desejado.
Por esse motivo, é mais fácil produzir características de peças internas e externas com uma máquina de 9 eixos. Implantes dentários, instrumentos médicos e equipamentos aeronáuticos sofisticados podem ser fabricados usando esses dispositivos.
Máquinas CNC de 12 eixos
As máquinas de 12 eixos possuem duas cabeças de corte que podem se mover nos eixos X, Y, Z, A, B e C. Essas máquinas aumentam muitas vezes a velocidade de produção e, ao mesmo tempo, a precisão.
Tipos de máquinas CNC por trajetória de movimento
Abaixo estão os tipos de sistemas de máquinas CNC de acordo com a trajetória.
Controle de ponto
Com um sistema de controle de ponto, os componentes móveis das máquinas CNC são controlados com precisão apenas de um ponto a outro, sem serem processados. Quando o posicionamento simultâneo não é necessário, este posicionamento é o sistema mais econômico que você pode usar para torneamento, rosqueamento, soldagem por pontos e perfuração.
Controle linear
Além de organizar com precisão os componentes móveis das máquinas CNC de um local para outro, os sistemas de controle linear também regulam o ritmo e a trajetória entre dois locais conectados.
Este controle garante um movimento de corte reto com eixos coordenados paralelos. Portanto, é frequentemente usado em fresadoras e retificadoras CNC simples.
Controle de contorno
A peça se move de acordo com o caminho programado e a velocidade em relação à fresa sob o controle do sistema de controle de caminho, que também coordena o movimento de vários fusos de alimentação ao mesmo tempo. Isso permite o corte contínuo durante o movimento.
O controle de contorno facilita a edição de curvas planas ou contornos de superfícies espaciais. É utilizado em retificadoras CNC, fresadoras e tornos.
Tipos de máquinas CNC divididas por servo sistema
Aqui estão os tipos de sistemas de máquinas CNC de acordo com o servo.
Sistema de controle aberto
Em um sistema de controle aberto não há dispositivo de detecção e feedback. O circuito de acionamento amplifica a potência antes que o sinal de comando unidirecional do dispositivo CNC acione o motor de passo que move a mesa da máquina.
Uma vantagem do sistema de controle aberto é o seu baixo preço, o que o torna acessível. Por outro lado, falta precisão e estabilidade, o que reduz a qualidade do trabalho.
Sistema de controle semifechado
O deslocamento real da mesa de trabalho é calculado usando um detector de deslocamento angular de um sistema de controle semifechado instalado diretamente na extremidade do eixo do servo motor ou fuso de esferas.
Este dispositivo compara o valor calculado com o valor de deslocamento original da mesa de trabalho e depois controla com base na diferença. O preço deste sistema é moderado, mas a precisão e a estabilidade são altas.
Sistema de controle fechado
Um sistema de controle de malha fechada utiliza um dispositivo de detecção de deslocamento linear montado nas peças 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 do programa.
Controlar a estabilidade de uma máquina CNC de circuito fechado é bastante difícil. No entanto, esta máquina garante alta precisão.
Como escolher o melhor tipo de máquina CNC?
Há muitas coisas a considerar ao escolher a máquina CNC ideal para o seu negócio. Qual máquina CNC é adequada para suas necessidades depende do tipo de negócio que você possui, dos itens que você produz e do volume de produção. Abaixo estão os fatores a serem considerados ao escolher uma máquina CNC.
Tipo de companhia
Seu tipo de negócio limita as alternativas disponíveis para você. Por exemplo, se você possui uma pequena oficina CNC, precisará apenas de algumas fresadoras CNC. Por outro lado, se você dirige uma empresa de manufatura maior, provavelmente precisará de máquinas maiores e multifuncionais.
Disponibilidade de peças de reposição
A máquina CNC, como qualquer outra máquina, pode sofrer desgaste ou mau funcionamento. Portanto, antes de comprar, certifique-se de que a marca ou modelo que você está comprando possa ser reparado rapidamente por seus especialistas e que haja peças de reposição disponíveis para reposição. A razão para isso é que as peças prontamente disponíveis determinam quanto tempo você terá que esperar antes de iniciar a produção novamente.
Requisitos do produto
A máquina CNC de que você precisa depende principalmente do trabalho a ser realizado. Para peças simples, um torno CNC ou uma fresadora de 3 eixos pode ser suficiente. No entanto, à medida que a complexidade aumenta, torna-se mais barato ter máquinas que possam produzir a maioria das peças numa única operação. As melhores máquinas para este tipo de trabalho são as máquinas CNC de 5 eixos.
Além disso, algumas categorias de produtos requerem equipamento CNC especializado. Por exemplo, um torno suíço personalizado é ideal para produzir milhares de peças cilíndricas minúsculas e complexas.
Conheça os requisitos de energia
Essas máquinas requerem muita energia e geralmente usam energia trifásica para funcionar de maneira ideal. Portanto, é importante garantir que o edifício receba eletricidade suficiente para fazer funcionar o novo equipamento. Também vale a pena verificar o consumo atual de energia. Quando todas as máquinas atuais estiverem funcionando, a instalação poderá receber energia suficiente, mas a adição de um novo CNC poderá fazer com que o consumo exceda a quantidade fornecida.
Os materiais a serem processados
Ao selecionar máquinas CNC, o tipo de material a ser processado é uma consideração importante. As máquinas devem ser robustas o suficiente para fresar peças precisas de ligas duras. Para materiais mais macios, como aço-carbono, podem ser consideradas máquinas de precisão que possam manter as tolerâncias exigidas.
WayKen: Serviço de usinagem CNC para qualquer projeto CNC
Embora a compra de uma máquina CNC geralmente seja simples, escolher a máquina ideal para suas necessidades pode se tornar uma tarefa difícil. Além disso, as máquinas CNC são bastante caras, por isso, mesmo que você esteja considerando uma, pode ser difícil arcar com o grande investimento inicial.
Então, o que você está esperando? Contate-nos hoje para que possamos começar a trabalhar em seus projetos CNC.
Perguntas frequentes
As máquinas CNC são caras?
Uma máquina CNC é um investimento caro. Porém, a máquina justifica seu preço pela alta precisão e tolerância.
Quais são os principais componentes de uma máquina CNC?
Um sistema de controle numérico computadorizado (CNC) consiste em três componentes básicos: o dispositivo de processamento, também chamado de máquina-ferramenta, a unidade de controle da máquina e o software CNC, que é uma coleção de instruções.
Qual tipo de máquina CNC é mais comum?
A fresadora CNC é um dos tipos mais comuns de máquinas CNC porque possui uma ampla gama de aplicações, desde corte de rosca até torneamento.
