VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA STRUKOVNIH STUDIJA U NIŠU
DIPLOMSKI RAD
Predmet: CNC mašina
Tema: Konstrukcijske prednosti CNC mašina
Mentor: Student:
Dalibor Stojanović
NIŠ, 2016.
ISTORIJA NC I CNC MAŠINA
Prva numerička mašina sa alatnim upravljanjem napravljena je u Americi početkom 50-tih
godina uz pomoć naučnika MIT-a (engl. Massatussets Institut of Technologi). Novina mašine
je bilo uvođenje "električkog" upravljanja pomoću tzv. upravljačke jedinice u koju se program
unosio preko bušene papirne trake. Tadašnja upravljačka jedinica je bila veća od same
mašine. U odnosu na konvencionalne mašine značajna je promena bila uvođenje zasebnih
jednosmernih motora za pogon glavnog vretena i suporta. Na slikama dole prikazana je prva
nabavljena numerički upravljana glodalica i prva izrađena NU glodalica. Osnova je
numeričkog upravljanja, upravljanja mašinom pomoću unapred definisanog programa.
Program je skup šifriranih geometrijsko-tehnološko-funkcionalnih naredbi kojima se putem
različitih fizičkih medija daju kontrolnoj jedinici numerički upravljane mašine unapred
zamišljene radnje.Prve upravljačke jedinice bile su bez računara i nosile su naziv NC
upravljačke jedinice (engl. Numerical Control), a budući da se program sastojao od brojaka i
slova, otud naziv numeričko upravljanje. Današnje upravljačke jedinice građene su na
principu korišćenja mikroprocesora, tj. malog elektronskog računara koje se može
programirati i time ostvariti proces numeričkog upravljanja. Zbog toga se takođe upravljačke
jedinice zovu CNC (engl. Computer Numerical Control) upravljačke jedinice.
Mašinska obrada metala postaje aktuelna u vreme industrijske revolucije i u Engleskoj se
1775. god. pojavljuje prva mašina koja se koristla za obradu cilindara parnih mašina. Invetor
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 Vitnijeve mašine od horizontalne postala vertikalna i tako je bilo
moguće pomerati i obrađivati materijal u X, Y i Z osama. Godine 1952. Džon Parsons (John
Parsons) prikazuje prvu NC (Numeric Control) glodalicu. On je postavio servo motore na X i
Y osu, kontrolisane putem kompjutera koji je čitao bušene kartice. Tako je rođena NC
tehnologija odnosno prva NC glodalica.
Današnje moderne mašine (glodalice, strugovi, obradni centri…) koriste tehnoligiju CNC
(Computer Numeric Control) . Mikroprocesor u svakoj mašini čita program, napisan u G-
kodu , koji kreira korisnik i izvodi zadate operacije. Personalni kompjuteri se koriste za dizajn
delova i pisanje programa. Programi se pišu manualnim ukucavanjem G-koda ili korišćenjem
CAM softvera (Computer Aided Manufacturing).
Oblast primene cnc mašina u današnje vreme je jako velika :
•
obrada drveta
3
•
obrada metala
•
obrada plastike
•
graviranje
•
izrada alata
•
modeliranje
•
hobi
•
nastavna sredstva
Prilikom izrade modela i prototipa sa 3D CNC mašinama, dizajneri izrađuju 3D model u
nekom od programa za industrijsko 3D modelovanja, snimaju taj model u odgovarajućem
formatu ( IGES, CAD ) i prosleđuju ga majstorima koji rade na mašini. Pomoću softwera za
pravljenje CNC programa, model se prevodi u mašinski jezik razumljiv mašini. Taj kod
generiše kordinate svake tačke preko koje nož glodalice treba da pređe, tako da po završenom
glodanju površine dobijamo željeni 3D oblik koji smo ranije izmodelovali. Proces pretvaranja
3D modela u kod razumljiv mašini vrši se odgovarajućim softwerima namenjenim za te svrhe.
Kod modelovanja i izrade prototoipa treba znati da postoje određena ograničenja, jer kod
mašina sa 3 ose pokretljivosti ( x,y,z ) nije izvodljivo odraditi svaki model. Tako da je
ponekad potrebno model podeliti na više slojeva kako bi se u mogao u potpunosti mašinski
izraditi. Savremena mašime imaju mogućnost okretanja glodalice u mnogo osa, tako da se kod
njih ovi nedostatci zanemaruju, ipak ove mašine su dosta skuplje, pa je i sama obrada
materijala na njima mnogo skuplja.
Svakako je dobro konsultovati se sa ljudima koji su zaduženi za programiranje mašine, pre
nego što napravite konačni model predmeta, da ne bi dolazili u situaciju da morate da
ponovite modelovanje. Kod mašina sa tri ose pokretrljivosti, dovoljno je da obratite pažnju na
negativne uglove, tačnije ne možete imati pune površine, iznad praznih površina, najprostije
rečeno.
4
Neki od bitnijih perioda vezanih za istorijski razvoj CNC obradnih mašina su:
1959. MIT je objavio razvoj prvog jezika za programiranje NC mašina. Jezik je nazvan APT
(Automatic Programmed Tools)
1960. Direktno numeričko upravljanje - DNU (Direct Numerical Control -DNC). Omogućeno
je direktno slanje programa iz DNC računara u UR CNC mašine (pesnicama vrpca nije
neophodna)
1968. U firmi Kearnei & Trecker izrađen je prvi obradni centar 1970-tih. Pojava CNC alatnih
mašina, a odmah nakon toga distribuiranog numeričkog upravljanja - DNU (Distributed
Numerical Control - DNC). Skraćenica DNC dobija novo značenje
1980-tih.Pojava CAM CAD / sistema. Javljaju se CAD / CAM sistemi za OS Unik i za PC
1990-te. Veliki pad cena u CNC tehnologiji
1997. Pojava upravljačkih računara (UR) zasnovanih na otvorenoj arhitekturi (PC-Vindovs /
NT based "Open Modular Architecture Control (OMAC)" sistems).
6
