Diferença entre CNC, VMC e HMC

Introdução

CNC machining functions as a vital manufacturing method that enables computerized automation and precision to control automated machine tools, including mills, lathes, routers, and grinders. Two main CNC machine configurations, named Vertical Machining Centers (VMCs) and Horizontal Machining Centers (HMCs), are specifically designed for particular applications in CNC usinagem .

The following guide will explain how CNC technology powers manufacturing operations before introducing VMCs and HMCs derived from CNC systems. It will describe their purpose along with six major differences between them, followed by a summary table. An understanding of how CNC, VMC, and HMC configurations differ in their capabilities and applications will help manufacturers make informed investments in machining Ativos .

Tabela de comparação

Abaixo está uma tabela de comparação destacando as principais diferenças entre os fatores:

O que é CNC?

O CNC significa Controle numérico de computador, que descreve sistemas de usinagem automatizados que usam sistemas de programação e controle de computadores para operar máquinas de moagem ao lado de torcedores, roteadores, trituradores e outras ferramentas de corte .

O sistema permite a usinagem do componente através de instruções programadas que especificam coordenadas juntamente com profundidades, alimentações e velocidades, caminhos de ferramentas e parâmetros adicionais . O sistema automatizado opera componentes da máquina através do controle de fusos e trocadores de paletes e unidades de eixo, trocas de ferramentas e elementos adicionais {{}}}

Através da automação do CNC, os processos de fabricação alcançam alta velocidade, juntamente com a precisão e a repetibilidade e a precisão e a flexibilidade ., o sistema funciona bem para os níveis de produção que variam de setores de baixo a alta a alto em setores aeroespacial, automotivo, mofo e matista, médicos e de energia e além.}}}}}}}}}}}}}}

Tipos de máquinas CNC

1. Máquina de moagem CNC .

2. Máquina de torno CNC .

3. roteador CNC .

4. Máquina de corte de plasma CNC .

5. Máquina de corte a laser CNC .

6. CNC EDM (máquina de descarga elétrica) .

7. CNC WaterJet Máquina de corte .

8. CNC Grinder .

9. Máquina de perfuração CNC .

10. Máquina de flexão CNC (pressione freio) .

Como funciona o CNC?

As máquinas -ferramentas CNC utilizam controles computadorizados para direcionar as operações de usinagem por meio de dados de coordenadas programadas que ditam locais precisos, profundidades, velocidades, caminhos de ferramentas e especificações .

Eles trabalham em um fluxo básico de processo CNC envolvendo:

Um design de peça é desenvolvido no software CAD e depois convertido em um programa CNC por meio de programação CAM . CAM, utiliza o modelo CAD e os caminhos de ferramentas desejados como entrada, depois produz as instruções do código G e M para a máquina CNC .

O código do programa CNC é inserido no controlador CNC, que lê e interpreta -o em sinais eletrônicos .

Os sinais são enviados para motores de servo e mecanismos de acionamento, eixos de máquina e componentes da máquina . Isso automatiza movimento preciso e operação de eixos, ferramentas, paletes e slides de eixo conforme necessário para produzir a peça removendo o material .}}

O controle de feedback através dos transdutores de posição permite que o controlador CNC monitore os locais da ferramenta e o eixo real em relação aos locais programados para garantir a execução de precisão .

A usinagem automatizada fornece precisão e repetibilidade para os componentes mais complexos .

Aplicações da usinagem CNC

A usinagem CNC é utilizada em quase todas as indústrias de manufatura que exigem alta precisão em metalworking para produtos como:

Aeroespacial: Motor e componentes estruturais, trem de pouso, peças de foguete .

Mold & Die: Moldes de injeção, moldes de matriz, ferramentas de protótipo .

Médico: Implantes, equipamentos cirúrgicos, próteses .

Automotivo: Blocos de motor, cilindros, peças de transmissão .

Energia: Lâminas de turbinas, peças de painel solar, componentes nucleares .

Impressão 3D: Imprima bicos, pontas quentes, peças de extrusor de precisão .

O que é VMC?

VMC significaCentro de usinagem vertical, representando máquinas de moagem CNC com uma orientação vertical do eixo do eixo da ferramenta de corte e do layout do eixo . O eixo alinhado verticalmente mantém e aciona ferramentas de corte (exercícios, moinhos, etc {{2}) na parte superior de uma peça de trabalho para remover material.

Tipos de VMCs

1. 3- eixo vmcs: permitir movimento linear ao longo dos eixos x, y e z para moagem básica .

2. 5- eixo vmcs: permitir a cabeça/tabela de inclinação para superfícies complexas de contorno .

3. VMCs de alta velocidade: otimizado para HSM com eixos de alta rpm .

4. coluna dupla VMCS: rigidez pesada para precisão estável .

5. Gantry VMCs: movendo o pórtico sobre uma peça de trabalho estacionária .

Como funciona o VMC?

O processo de usinagem VMC funciona por:

Montagem de uma peça de trabalho no leito ou palete da máquina .

Selecionando ferramentas do carrossel automático do trocador de ferramentas .

Alinhando o sistema de coordenadas de peça e compensações de trabalho .

Executando o programa CNC, que posiciona a parte precisamente sob o eixo voltado para baixo .

Direcionando a ferramenta de corte de giro ao longo dos caminhos de ferramentas para remover o material por moagem, perfuração, etc . coolantis aplicada ao controle de calor e remoção de chips .

A operação automatizada fornece precisão, repetibilidade e eficiência . peças tratadas por trocadores de paletes ou carregadores/descarregadores de peças robóticas .

Aplicações de máquinas VMC

Os VMCs são fábricas CNC extremamente comuns utilizadas em aplicativos como:

Usinagem aeroespacial .

Componentes automotivos .

Peças médicas e dentárias, como implantes, próteses .

Moldes de injeção e ferramentas de molde fundido .

Blades de turbinas da indústria de energia, peças nucleares .

Usinagem de precisão geral .

Suas capacidades flexíveis, pegada menor e custos mais baixos do que os HMCs permitem uso extensivo .

O que é HMC?

Centros de usinagem horizontalTenha uma orientação horizontal do eixo da ferramenta de corte, com ferramentas de corte rotativas montadas na lateral do eixo voltado para a vertical . Este layout do eixo horizontal permite configurações de design alternativo que obtenham algumas aplicações versus fábricas verticais .}}}}}}}

Tipos de máquinas HMC

Mills de cama de baixo custo: mais intervenção manual .

HMCs totalmente automatizados: pools de paletes, automação de carga/descarga parte .

5- eixo universal hmcs: cabeças de eixo de inclinação .

Configurações HMC de alta velocidade: eixos de acionamento direto atingindo 20k rpm .

Overhead Gantry HMC: peça estacionária de trabalho .

Como funciona o HMC?

O processo de usinagem horizontal nas configurações de HMC funciona por:

Carregamento automático de um palete de Tombstone com peças de trabalho com fixação do pool de paletes de armazenamento utilizando o sistema de manuseio de paletes .

Posicionando a primeira peça de trabalho sob o eixo através de mesas de traslado ou mesas rotativas .

Executando o programa CNC para direcionar os movimentos da ferramenta ao longo de caminhos de ferramentas complexos para moagem, perfuração, etc ., enquanto o refrigerante é aplicado .

Alteração automática de ferramentas, escolhendo ferramentas otimizadas do trocador de ferramentas do carrossel .

Produção contínua via transportar paletes adicionais em posição a partir do armazenamento de piscinas de paletes .

Descarregar peças de trabalho acabadas através do sistema de manuseio de paletes automatizado .

Diferenças entre CNC, VMC e HMC

Existem seis áreas principais em que as capacidades e as aplicações ideais divergem entre as fábricas gerais de CNC, as configurações do VMC e as configurações de HMC:

Orientação e design da máquina .

Posicionamento e movimento do fuso .

Configuração e recursos do eixo .

Manuseio/fixação da peça de trabalho .

Controle de chip/líquido de refrigeração .

Benchmarks de produtividade .

Ao comparar cada fator entre CNC, VMCs e HMCs, os fabricantes podem fazer investimentos ideais na usinagem de ativos para suas necessidades específicas de produção .

Orientação e design da máquina

As usinas CNC estão disponíveis em configurações de vários eixos verticais, horizontais ou universais para fornecer recursos de moagem flexíveis . usinas de CNC universal permitem alternar entre as configurações verticais e horizontais {3.} variam de mais manual para totalmente automatizada na operação {3.}

A orientação do VMC é definida pelo alinhamento vertical de seu eixo, com as ferramentas de corte voltadas diretamente para baixo, em direção à parte superior das peças de trabalho. Isso torna a remoção de chips assistida pela gravidade. Os projetos variam desde fresadoras de coluna de 2 eixos mais manuais até VMCs automatizados de 3 eixos.

A orientação do HMC é definida por seu eixo horizontal sentado de lado, com ferramentas de corte voltadas para cima verticalmente nas laterais das peças de trabalho . Este layout horizontal permite uma integração mais fácil de automação de cargas partidárias por meio de piscinas de paletes e transportadores devido à arquitetura aberta .} VMCS .

Posicionamento e movimento do eixo

As configurações do CNC permitem uma variedade de recursos de posicionamento e movimento do eixo, dependendo de vários eixos e tamanho da peça de trabalho:

O eixo 3- é mais limitado em capacidade de contorno .

4 e 5- Mills CNC do eixo permitem posicionamento/ângulos mais complexos .

Os desenhos universais permitem alternar a orientação do fuso .

O movimento do eixo VMC é definido por orientação vertical descendente consistente, com movimentos retos e posicionando dependendo do suporte do movimento/ângulos dos eixos auxiliares .

A força descendente do eixo pode deformar peças de paredes finas no VMCS .

As cabeças universais VMC permitem alguma flexibilidade de ângulo .

Os eixos HMC têm sua orientação horizontal e ferramentas voltadas para o lado, permitindo posicionamento diferente, com movimentos horizontais retos .

Nenhuma força de queda para baixo .

5- Os modelos de eixo permitem a rotação da cabeça do eixo para flexibilidade de ângulo .

Configuração e recursos do eixo

Os Mills CNC novamente têm uma ampla gama de configurações de eixo e recursos de movimento, dependendo do modelo da máquina:

3- eixo CNC Mills: Motivo linear básico xyz .

4- eixo CNC Mills: eixo adicional da mesa rotativa .

5- eixo CNC Mills: cabeças de inclinação ou tabelas rotativas que permitem superfícies complexas de contorno .

O layout do eixo VMC tende a 3 ou 5 eixos para flexibilidade:

3- eixo vmc: XYZ Motion para precisão e simplicidade .

5- eixo vmc: a+b eixos inclinados para contorno e complexidade .

Alguns modelos oferecem tabelas rotativas horizontais .

A configuração do eixo HMC também inclui 3 a 5 opções de eixo:

3- eixo para recursos gerais .

5- eixo hmc por meio de cabeças do eixo de inclinação .

As tabelas rotativas são frequentemente integradas para a flexibilidade de posicionamento ....

Portanto, enquanto o CNC oferece configurações de eixo muito aberto, o VMCS otimiza para flexibilidade vertical de 3 ou 5 eixos, e os layouts de HMC aproveitam as tabelas rotativas para o posicionamento do trabalho .

Manuseio e fixação da peça

VMC Workholding tends to rely more on manual loading of fixtures and workpieces, whether via crane or forklift. Certain higher-end VMC models integrate pallet shuttles and part loader automation, but the predominant vertical spindle orientation makes this more challenging to execute. So VMC's trend manual in their part in/out Recursos .

HMC Fixturing is where horizontal machining centers showcase heavy automation capabilities around workholding and part movement. The sideways spindle accessibility makes integrating both pallet shuttle systems to swap fixtures, as well as front-end part loading/unloading systems, more feasible. HMCs thus tend towards highly automated workpiece handling.

Controle de chip e líquido de arrefecimento

As fábricas CNC têm flexibilidade nos métodos de controle de chips e entrega de líquidos de refrigeração - as máquinas mais básicas dependem da aplicação manual de bicos de refrigerante e frigideiras, enquanto os CNCs avançados integrem bicos de refrigeração programáveis ​​e sistemas de refrigeração de inundação para conter batatas fritas e líquidos de resfriamento para recirculação.}}}}}}}

A remoção de chip VMC se beneficia do suporte da gravidade, com as fichas caindo para longe do eixo voltado para baixo . a entrega de líquidos de refrigerante é frequentemente manual por meio de bicos ou métodos de inundação .}} 4} Machines, que não são de limpeza, o que requer limpeza {{}}} mechinesedesedsisheseds são acumulados na cama, o que requer limpeza {{}}}, as máquinas são acumuladas para a cama, que requer limpeza {{}}}, as machinas são acumuladas na cama, que requerem limpeza {{}}} mechines.

O controle de chip HMC é uma vantagem notável versus VMCs - com orientação para o fuso horizontal, os chips evacuam para a parte traseira e as laterais, facilmente contidas em áreas para remoção ., isso torna o controle de líquido de chip e o líquido de corte e o líquido de corte de líquido não -líquido não -líquido, não -líquido, o.} lecont não -líquido não

Benchmarks de produtividade

A produtividade do CNC é novamente bastante variável - as fábricas manuais são mais lentas em operação, enquanto os modelos avançados de CNC maximizam o tempo de execução via prato de paletes, trocadores rápidos de ferramentas e automação de carregamento/descarga de parte ., portanto, os abrange os recursos de produtividade do CNC dos recursos de taxa de transferência mais baixos a mais altos .}

As vantagens de produtividade da VMC incluem facilidade geral de operação e manutenção, e acessibilidade adequada para oficinas de contrato que realizam produções curtas. O custo por máquina também é menor do que o de HMC, o que maximiza o ROI. O tempo de inatividade para troca de ferramentas pode ser mais longo sem automação extensiva. O benchmark geral de produtividade é de nível médio.

A produtividade do HMC é onde os centros de usinagem horizontais se destacam - rigidez pesada para usinagem estável, trocadores de ferramentas rápidos, vários paletes com ônibus minimizam o tempo de inatividade entre as execuções . carregamento/descarrega continuamente . este maximiza o tempo de produção e a saída diária . HM {} HM {},. para obter o tempo de produção e a saída diária . HM

Conclusão

Compreender as vantagens exclusivas dos centros de usinagem vertical e dos centros de usinagem horizontal, juntamente com suas diferenças das fábricas da CNC em geral, permite que os fabricantes façam investimentos ideais em usinagem automatizada .

As configurações especializadas de VMC e HMC atendem a diferentes cenários de produção - as VMCs oferecem uma opção de fresadora CNC intuitiva, flexível e de menor custo, bem adequada para salas de ferramentas e trabalhos de curta duração que exigem trocas frequentes. O layout do fuso vertical e a operação são fáceis de acessar, mas limitadas em automação de movimento das peças.

HMCs, on the other hand, deliver automated, production-focused horizontal machining optimized for chip control, heavier cutting, and higher volume output. Their specialized design allows integration automation around pallet shuttles and part load/unload systems to maximize production uptime. However, HMCs have higher operational and programming complexity as tradeoffs.