Wat is CNC-masjiene?

Die geskiedenis van CNC-masjiene
John T. Parsons (1913-2007) van Parsons Corporation in Traverse City, MI word beskou as die pionier van die numeriese beheer, die voorloper van die moderne CNC-masjien.Vir sy werk is John Parsons die vader van die 2de industriële revolusie genoem.Hy moes komplekse helikopterlemme vervaardig en het vinnig besef dat die toekoms van vervaardiging masjiene aan rekenaars kon koppel.Vandag kan CNC-vervaardigde onderdele in byna elke industrie gevind word.As gevolg van CNC-masjiene het ons minder duur goedere, sterker nasionale verdediging en 'n hoër lewenstandaard as wat moontlik is in 'n nie-geïndustrialiseerde wêreld.In hierdie artikel sal ons die oorsprong van die CNC-masjien, verskillende tipes CNC-masjiene, CNC-masjienprogramme en algemene praktyke deur CNC-masjienwinkels ondersoek.

Masjiene ontmoet rekenaar
In 1946 het die woord "rekenaar" 'n ponskaart-aangedrewe berekeningsmasjien beteken.Alhoewel Parsons Corporation net een skroef voorheen gemaak het, het John Parsons Sikorsky Helicopter oortuig dat hulle uiters presiese sjablone vir skroefsamestelling en -vervaardiging kon vervaardig.Hy het uiteindelik 'n ponskaart-rekenaarmetode uitgevind om punte op 'n helikopter-rotorlem te bereken.Toe het hy operateurs die wiele laat draai na daardie punte op 'n Cincinnati freesmasjien.Hy het 'n kompetisie gehou vir die naam van hierdie nuwe proses en het $50 gegee aan die persoon wat "Numerical Control" of NC geskep het.

In 1958 het hy 'n patent ingedien om die rekenaar aan die masjien te koppel.Sy patentaansoek het drie maande voor MIT aangekom, wat aan die konsep gewerk het wat hy begin het.MIT het sy konsepte gebruik om die oorspronklike toerusting en mnr. Parsons se lisensiehouer (Bendix) onder meer aan IBM, Fujitusu en GE sub-gelisensieer te maak.Die NC-konsep was stadig om aan te val.Volgens mnr. Parsons was die mense wat die idee verkoop het rekenaarmense in plaas van vervaardigers.Teen die vroeë 1970's het die Amerikaanse weermag egter self die gebruik van NC-rekenaars gewild gemaak deur dit aan talle vervaardigers te bou en te verhuur.Die CNC-beheerder het parallel met die rekenaar ontwikkel, wat meer en meer produktiwiteit en outomatisering in vervaardigingsprosesse, veral bewerking, aandryf.

Wat is CNC-bewerking?
CNC-masjiene maak onderdele regoor die wêreld vir byna elke industrie.Hulle skep dinge uit plastiek, metale, aluminium, hout en baie ander harde materiale.Die woord "CNC" staan ​​vir Computer Numerical Control, maar vandag noem almal dit CNC.So, hoe definieer jy 'n CNC-masjien?Alle geoutomatiseerde bewegingsbeheermasjiene het drie primêre komponente – 'n opdragfunksie, 'n dryf-/bewegingstelsel en terugvoerstelsel.CNC-bewerking is die proses om 'n rekenaargedrewe masjiengereedskap te gebruik om 'n deel uit soliede materiaal in 'n ander vorm te vervaardig.

Die CNC is afhanklik van digitale instruksies wat gewoonlik gemaak word op Computer Aided Manufacturing (CAM) of Computer Aided Design (CAD) sagteware soos SolidWorks of MasterCAM.Die sagteware skryf G-kode wat die kontroleerder op die CNC-masjien kan lees.Die rekenaarprogram op die kontroleerder interpreteer die ontwerp en beweeg snygereedskap en/of die werkstuk op verskeie asse om die verlangde vorm van die werkstuk af te sny.Die outomatiese snyproses is baie vinniger en meer akkuraat as 'n handbeweging van gereedskap en werkstukke wat met hefbome en ratte op ouer toerusting gedoen word.Hedendaagse CNC-masjiene hou veelvuldige gereedskap en maak baie soorte snitte.Die aantal bewegingsvlakke (asse) en die aantal en tipes gereedskap waartoe die masjien outomaties toegang het tydens die bewerkingsproses, bepaal hoe kompleks 'n werkstuk 'n CNC kan maak.

Hoe om 'n CNC-masjien te gebruik?
CNC-masjiniste moet vaardighede in beide programmering en metaalbewerking opdoen om die krag van 'n CNC-masjien ten volle te benut.Tegniese handelskole en vakleerlingskapprogramme begin studente dikwels op handdraaibanke om 'n gevoel te kry vir hoe om metaal te sny.Die masjinis moet al drie dimensies kan voorstel.Vandag maak sagteware dit makliker as ooit om komplekse dele te maak, want die deelvorm kan virtueel geteken word en dan kan gereedskappaadjies deur sagteware voorgestel word om daardie dele te maak.

Tipe sagteware wat algemeen gebruik word in die CNC-bewerkingsproses
Rekenaargesteunde tekening (CAD)
CAD-sagteware is die beginpunt vir die meeste CNC-projekte.Daar is baie verskillende CAD-sagtewarepakkette, maar almal word gebruik om ontwerpe te skep.Gewilde CAD-programme sluit in AutoCAD, SolidWorks en Rhino3D.Daar is ook wolkgebaseerde CAD-oplossings, en sommige bied CAM-vermoëns of integreer met CAM-sagteware beter as ander.

Rekenaargesteunde vervaardiging (CAM)
CNC-masjiene gebruik dikwels programme wat deur CAM-sagteware geskep is.CAM stel gebruikers in staat om 'n "werkboom" op te stel om werkvloei te organiseer, gereedskappaaie te stel en snysimulasies uit te voer voordat die masjien enige werklike snywerk doen.Dikwels werk CAM-programme as byvoegings tot CAD-sagteware en genereer g-kode wat die CNC-gereedskap en werkstuk-bewegende dele vertel waarheen om te gaan.Wizards in CAM-sagteware maak dit makliker as ooit om 'n CNC-masjien te programmeer.Gewilde CAM-sagteware sluit Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks en Solidcam in.Mastercam en Edgecam is verantwoordelik vir byna 50% van die hoë-end CAM-markaandeel volgens 'n 2015-verslag.

Wat is 'n verspreide numeriese beheer?
Direkte Numeriese Beheer wat Verspreide Numeriese Beheer (DNC) geword het
Direkte Numeriese Kontroles is gebruik om NC-programme en masjienparameters te bestuur.Dit het programme toegelaat om oor 'n netwerk te beweeg van 'n sentrale rekenaar na boordrekenaars bekend as masjienbeheereenhede (MCU).Oorspronklik genoem "Direkte Numeriese Beheer," het dit die behoefte aan papierband omseil, maar toe die rekenaar afgegaan het, het al sy masjiene afgegaan.

Verspreide Numeriese Beheer gebruik 'n netwerk van rekenaars om die werking van verskeie masjiene te koördineer deur 'n program na die CNC te voer.Die CNC-geheue hou die program en die operateur kan die program versamel, redigeer en terugstuur.

Moderne DNC-programme kan die volgende doen:
● Redigering – Kan een NC-program laat loop terwyl ander geredigeer word.
● Vergelyk – Vergelyk oorspronklike en geredigeerde NC-programme langs mekaar en sien die wysigings.
● Herbegin – Wanneer 'n instrument breek, kan die program gestop word en herbegin word waar dit opgehou het.
● Werkopsporing – Operateurs kan werke inklok en byvoorbeeld opstelling en looptyd naspoor.
● Vertoon tekeninge – Wys foto's, CAD-tekeninge van gereedskap, toebehore en afwerkingsonderdele.
● Gevorderde skerm koppelvlakke – Een raak bewerking.
● Gevorderde databasisbestuur – Organiseer en hou data in stand waar dit maklik herwin kan word.

Vervaardigingsdata-insameling (MDC)
MDC-sagteware kan al die funksies van DNC-sagteware insluit plus addisionele data insamel en dit ontleed vir algehele toerustingdoeltreffendheid (OEE).Die algehele toerustingdoeltreffendheid hang af van die volgende: Kwaliteit – die aantal produkte wat aan kwaliteitstandaarde voldoen uit alle produkte wat geproduseer word Beskikbaarheid – persentasie van die beplande tyd wat gespesifiseerde toerusting werk of onderdele vervaardig Werkverrigting – werklike hardloopspoed in vergelyking met beplande of ideale hardloop koers van die toerusting.

OEE = Kwaliteit x Beskikbaarheid x Prestasie
OEE is 'n sleutelprestasie-metriek (KPI) vir baie masjienwinkels.

Masjienmoniteringoplossings
Masjienmoniteringsagteware kan in DNC- of MDC-sagteware ingebou word of afsonderlik gekoop word.Met oplossings vir masjienmonitering word masjiendata soos opstelling, looptyd en stilstand outomaties ingesamel en gekombineer met menslike data soos redekodes om beide historiese en intydse begrip te verskaf van hoe werke verloop.Moderne CNC-masjiene versamel soveel as 200 soorte data, en masjienmoniteringsagteware kan daardie data nuttig maak vir almal van die winkelvloer tot die boonste verdieping.Maatskappye soos Memex bied sagteware (Tempus) aan wat data van enige soort CNC-masjien neem en in 'n gestandaardiseerde databasisformaat insit wat in betekenisvolle kaarte en grafieke vertoon kan word.'n Datastandaard wat deur die meeste masjienmoniteringoplossings gebruik word en wat veld gewen het in die VSA, word MTConnect genoem.Vandag is baie nuwe CNC-masjiengereedskap toegerus om data in hierdie formaat te verskaf.Ouer masjiene kan steeds waardevolle inligting met adapters verskaf.Masjienmonitering vir CNC-masjiene het net binne die laaste paar jaar hoofstroom geword, en nuwe sagteware-oplossings is altyd in ontwikkeling.

Wat is die verskillende tipes CNC-masjiene?
Daar is vandag talle verskillende tipes CNC-masjiene.CNC-masjiene is masjiengereedskap wat materiaal sny of skuif soos op die beheerder geprogrammeer, soos hierbo beskryf.Die tipe sny kan wissel van plasmasny tot lasersny, frees, roetering en draaibanke.CNC-masjiene kan selfs items op 'n monteerlyn optel en skuif.

Hieronder is basiese tipes CNC-masjiene:
Draaibanke:Hierdie tipe CNC draai die werkstuk en beweeg die snygereedskap na die werkstuk.'n Basiese draaibank is 2-as, maar baie meer asse kan bygevoeg word om die kompleksiteit van sny moontlik te verhoog.Die materiaal draai op 'n spil en word teen 'n slyp- of kerfwerktuig gedruk wat die gewenste vorm maak.Draaibanke word gebruik om simmetriese voorwerpe soos sfere, keëls of silinders te maak.Baie CNC-masjiene is multi-funksie en kombineer alle vorme van sny.

Roeteerders:CNC-routers word gewoonlik gebruik om groot afmetings in hout, metaal, velle en plastiek te sny.Standaardrouters werk op 3-as-koördinaat, sodat hulle in drie dimensies kan sny.Jy kan egter ook 4,5 en 6-as masjiene koop vir prototipe modelle en komplekse vorms.

Meulwerk:Handfreesmasjiene gebruik handwiele en loodskroewe om 'n snygereedskap op 'n werkstuk te artikuleer.In 'n CNC-meul, beweeg die CNC hoë akkuraatheid balskroewe na die presiese koördinate wat eerder geprogrammeer is.Frees CNC-masjiene kom in 'n wye verskeidenheid groottes en tipes voor en kan op verskeie asse werk.

Plasma snyers:Die CNC plasma snyer gebruik 'n kragtige laser om te sny.Die meeste plasmasnyers sny geprogrammeerde vorms uit vel of plaat.

3D drukker:’n 3D-drukker gebruik die program om vir hom te sê waar om klein stukkies materiaal neer te lê om die gewenste vorm te bou.3D-onderdele word laag vir laag met 'n laser gebou om die vloeistof of krag te stol soos die lae groei.

Kies en plaas masjien:'n CNC "kies en plaas" masjien werk soortgelyk aan 'n CNC router, maar in plaas daarvan om materiaal te sny, het die masjien baie klein spuitpunte wat komponente met 'n vakuum optel, dit na die verlangde plek skuif en dit neersit.Dit word gebruik om tafels, rekenaar-moederborde en ander elektriese samestellings (onder andere) te maak.

CNC-masjiene kan baie dinge doen.Vandag kan rekenaartegnologie op omtrent denkbare masjien gebruik word.Die CNC vervang die menslike koppelvlak wat nodig is om masjienonderdele te beweeg om die gewenste resultaat te kry.Vandag se CNC's is in staat om met rou materiaal te begin, soos 'n blok staal, en 'n baie komplekse onderdeel te maak met presiese toleransies en ongelooflike herhaalbaarheid.

Om alles bymekaar te sit: hoe CNC-masjienwinkels onderdele maak
Om 'n CNC te bedryf, behels beide die rekenaar (beheerder) en 'n fisiese opstelling.'n Tipiese masjienwinkelproses lyk soos volg:

'n Ontwerpingenieur skep die ontwerp in die CAD-program en stuur dit na 'n CNC-programmeerder.Die programmeerder maak die lêer in die CAM-program oop om te besluit oor die gereedskap wat nodig is en om die NC-program vir die CNC te skep.Hy of sy stuur die NC-program na die CNC-masjien en verskaf 'n lys van die korrekte gereedskapopstelling aan 'n operateur.'n Opstellingsoperateur laai die gereedskap soos aangedui en laai die rou materiaal (of werkstuk).Hy of sy hardloop dan voorbeeldstukke en meet dit met gehalteversekeringsgereedskap om te verifieer dat die CNC-masjien onderdele volgens spesifikasie maak.Tipies verskaf die opstellingsoperateur 'n eerste artikelstuk aan die kwaliteitsafdeling wat alle afmetings verifieer en die opstelling afteken.Die CNC-masjien of geassosieerde masjiene is gelaai met genoeg rou materiaal om die verlangde aantal stukke te maak, en 'n masjienoperateur staan ​​by om te verseker dat die masjien aanhou loop en onderdele volgens spesifikasie maak.en het rou materiaal.Afhangende van die werk, is dit dikwels moontlik om CNC-masjiene te laat loop sonder dat daar 'n operateur teenwoordig is.Die voltooide dele word outomaties na 'n aangewese area geskuif.

Vervaardigers van vandag kan byna enige proses outomatiseer met genoeg tyd, hulpbronne en verbeelding.Grondstowwe kan in 'n masjien ingaan en voltooide dele kan gereed verpak uitkom.Vervaardigers is afhanklik van 'n wye reeks CNC-masjiene om dinge vinnig, akkuraat en koste-effektief te maak.