Wat binne CNC-masines?

De skiednis fan CNC Machines
John T. Parsons (1913-2007) fan Parsons Corporation yn Traverse City, MI wurdt beskôge as de pionier fan de numerike kontrôle, de foarrinner fan de moderne CNC masine.Foar syn wurk is John Parsons de heit fan 'e 2e yndustriële revolúsje neamd.Hy moast komplekse helikopterblêden produsearje en realisearre gau dat de takomst fan produksje wie it ferbinen fan masines oan kompjûters.Tsjintwurdich binne CNC-produsearre dielen te finen yn hast elke yndustry.Fanwegen CNC-masines hawwe wy minder djoer guod, sterkere nasjonale ferdigening en in hegere libbensstandert dan mooglik is yn in net-yndustrialisearre wrâld.Yn dit artikel sille wy de oarsprong fan 'e CNC-masine, ferskate soarten CNC-masines, CNC-masjineprogramma's en mienskiplike praktiken troch CNC-masinewinkels ûndersykje.

Masines Meet Computer
Yn 1946, it wurd "kompjûter" betsjutte in punch card eksploitearre rekkenmasine.Ek al hie Parsons Corporation mar ien propeller makke foar, John Parsons oertsjûge Sikorsky Helicopter dat se koenen produsearje ekstreem presys sjabloanen foar propeller gearkomste en fabrikaazje.Hy einige mei it útfinen fan in punch-card kompjûtermetoade om punten te berekkenjen op in helikopterrotorblad.Doe hie er operators draaie de tsjillen oan dy punten op in Cincinnati milling machine.Hy hold in wedstryd foar de namme fan dit nije proses en joech $ 50 oan de persoan dy't betocht "Numerike Control" of NC.

Yn 1958 die er in oktroai oan om de kompjûter te ferbinen mei de masine.Syn oktroaioanfraach kaam trije moannen foar MIT, dy't wurke oan it konsept dat hy begon.MIT brûkte syn konsepten om de orizjinele apparatuer en de lisinsjenimmer fan Mr. Parsons (Bendix) sub-lisinsje te meitsjen oan ûnder oaren IBM, Fujitusu en GE.It NC-konsept wie traach te fangen.Neffens de hear Parsons wiene de minsken dy't it idee ferkochten kompjûterminsken ynstee fan produsearjende minsken.Tsjin 'e iere 1970's lykwols popularisearre it Amerikaanske leger sels it gebrûk fan NC-kompjûters troch se te bouwen en te ferhieren oan ferskate fabrikanten.De CNC-controller evoluearre parallel mei de kompjûter, driuwt mear en mear produktiviteit en automatisearring yn produksjeprosessen, benammen ferwurkjen.

Wat is CNC-ferwurkjen?
CNC masines meitsje dielen om 'e wrâld foar hast elke yndustry.Se meitsje dingen út plestik, metalen, aluminium, hout en in protte oare hurde materialen.It wurd "CNC" stiet foar Computer Numerical Control, mar hjoed neamt elkenien it CNC.Dat, hoe definiearje jo in CNC-masine?Alle automatisearre bewegingskontrôlemasines hawwe trije primêre komponinten - in kommandofunksje, in driuw- / bewegingsysteem en feedbacksysteem.CNC-ferwurkjen is it proses fan it brûken fan in kompjûter-oandreaune masine-ark om in diel te produsearjen fan bêst materiaal yn in oare foarm.

De CNC hinget ôf fan digitale ynstruksjes dy't normaal makke binne op Computer Aided Manufacturing (CAM) of Computer Aided Design (CAD) software lykas SolidWorks of MasterCAM.De software skriuwt G-koade dy't de controller op 'e CNC-masine kin lêze.It kompjûterprogramma op 'e controller ynterpretearret it ûntwerp en beweecht snijwurk en / of it wurkstik op meardere assen om de winske foarm fan it wurkstik te snijen.It automatisearre snijproses is folle rapper en krekter dan in hânbeweging fan ark en wurkstikken dy't wurdt dien mei levers en gears op âldere apparatuer.Moderne CNC-masines hâlde meardere ark en meitsje in protte soarten besunigings.It oantal fleantugen fan beweging (assen) en it oantal en soarten ark dat de masine kin tagong automatysk tidens it ferwurkjen proses bepale hoe kompleks in workpiece in CNC kin meitsje.

Hoe kinne jo in CNC-masine brûke?
CNC-masinisten moatte feardigens krije yn sawol programmearjen as metaalbewurkjen om folslein gebrûk te meitsjen fan 'e krêft fan in CNC-masine.Skoallen foar technyske hannel en learprogramma's begjinne faak studinten op hândraaiers om in gefoel te krijen foar hoe't jo metaal kinne snije.De masjinist moat alle trije diminsjes kinne foarstelle.Tsjintwurdich makket software it makliker as ea om komplekse dielen te meitsjen, om't de dielfoarm firtueel tekene wurde kin en dan kinne arkpaden troch software foarsteld wurde om dy dielen te meitsjen.

Soart software gewoanlik brûkt yn it CNC-ferwurkingsproses
Computer Aided Drawing (CAD)
CAD-software is it útgongspunt foar de measte CNC-projekten.D'r binne in protte ferskillende CAD-softwarepakketten, mar allegear wurde brûkt om ûntwerpen te meitsjen.Populêre CAD-programma's omfetsje AutoCAD, SolidWorks, en Rhino3D.D'r binne ek cloud-basearre CAD-oplossingen, en guon biede CAM-mooglikheden of yntegrearje mei CAM-software better as oaren.

Computer Aided Manufacturing (CAM)
CNC-masines brûke faak programma's makke troch CAM-software.CAM lit brûkers in "jobbeam" ynstelle om workflow te organisearjen, arkpaden yn te stellen en snijsimulaasjes út te fieren foardat de masine echt snijt.Faak CAM programma wurkje as tafoegings oan CAD software en generearje g-koade dy't fertelt de CNC ark en workpiece bewegende dielen wêr te gean.Wizards yn CAM software makket it makliker as ea in programmearje in CNC masine.Populêre CAM-software omfettet Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks, en Solidcam.Mastercam en Edgecam steane foar hast 50% fan it hege ein CAM-merkdiel neffens in rapport fan 2015.

Wat is in ferspraat numerike kontrôle?
Direkte numerike kontrôle dy't Distributed Numeric Control (DNC) waard
Direkte numerike kontrôles waarden brûkt om NC-programma's en masineparameters te behearjen.It liet programma's oer in netwurk ferpleatse fan in sintrale kompjûter nei onboard-kompjûters bekend as machine control units (MCU).Oarspronklik neamd "Direct Numeric Control," it rûn de needsaak foar papier tape, mar doe't de kompjûter gie del, al syn masines gien.

Ferspraat Numerical Control brûkt in netwurk fan kompjûters te koördinearjen de wurking fan meardere masines troch feeding in programma oan de CNC.It CNC-ûnthâld hâldt it programma en de operator kin it programma sammelje, bewurkje en weromjaan.

Moderne DNC-programma's kinne it folgjende dwaan:
● Bewurkje - Kin ien NC-programma útfiere wylst oaren wurde bewurke.
● Fergelykje - Fergelykje orizjinele en bewurke NC-programma's side-by-side en sjoch de bewurkingen.
● Restart - As in ark brekt, kin it programma stoppe wurde en opnij starte wêr't it bleau.
● Job tracking - Operators kinne klokken yn banen en track opset en runtime, bygelyks.
● Tekeningen werjaan - Toan foto's, CAD-tekeningen fan ark, fixtures en dielen fan finishen.
● Avansearre skerm ynterfaces - Ien touch machining.
● Avansearre databankbehear - Organisearret en ûnderhâldt gegevens wêr't it maklik ophelle wurde kin.

Manufacturing Data Collection (MDC)
MDC-software kin alle funksjes fan DNC-software omfetsje plus ekstra gegevens sammelje en analysearje foar algemiene apparatuereffektiviteit (OEE).De Algemiene Equipment Effectiveness hinget ôf fan it folgjende: Kwaliteit - it oantal produkten dy't foldogge oan kwaliteitsnoarmen út alle produkten produsearre Beskikberens - persintaazje fan 'e plande tiid dat spesifisearre apparatuer wurket of produsearret dielen Prestaasje - werklike rinnende snelheid yn ferliking mei pland of ideaal rinnen taryf fan de apparatuer.

OEE = Kwaliteit x Beskikberens x Prestaasje
OEE is in key performance metric (KPI) foar in protte masinewinkels.

Machine Monitoring Solutions
Masinemonitoringsoftware kin wurde ynboud yn DNC- as MDC-software of apart kocht.Mei oplossings foar masinemonitoring wurde masinegegevens lykas opset, runtime en downtime automatysk sammele en kombineare mei minsklike gegevens lykas redenskoades om sawol histoarysk as real-time begryp te jaan fan hoe't banen rinne.Moderne CNC-masines sammelje safolle as 200 soarten gegevens, en software foar masinemonitoring kin dizze gegevens nuttich meitsje foar elkenien fan 'e winkelflier oant de boppeste ferdjipping.Bedriuwen lykas Memex biede software (Tempus) dy't gegevens fan elke soarte CNC-masine nimt en yn in standerdisearre databankformaat pleatst dat kin wurde werjûn yn betsjuttingsfolle diagrammen en grafiken.In gegevensstandert brûkt troch de measte oplossingen foar masinemonitoring dy't grûn hat gewonnen yn 'e FS wurdt MTConnect neamd.Tsjintwurdich komme in protte nije CNC-masjine-ark foarsjoen fan gegevens yn dit formaat.Âldere masines kinne noch foarsjen weardefolle ynformaasje mei adapters.Masinemonitoring foar CNC-masines is gewoan yn 'e lêste jierren mainstream wurden, en nije softwareoplossingen binne altyd yn ûntwikkeling.

Wat binne de ferskillende soarten CNC-masines?
D'r binne hjoed ûntelbere ferskillende soarten CNC-masines.CNC-masines binne masine-ark dy't materiaal snije of ferpleatse lykas programmearre op 'e controller, lykas hjirboppe beskreaun.It type cutting kin fariearje fan plasma cutting to laser cutting, milling, routing, en draaibanken.CNC-masines kinne sels items ophelje en ferpleatse op in gearkomsteline.

Hjirûnder binne basistypen fan CNC-masines:
Draaibanken:Dit type CNC draait it wurkstik en ferpleatst it snijwurk nei it wurkstik.In basis draaibank is 2-axis, mar folle mear assen kinne wurde tafoege te fergrutsjen de kompleksiteit fan cut mooglik.It materiaal draait op in spil en wurdt yndrukt tsjin in slypjen of snijwurk dat de winske foarm makket.Draaibanken wurde brûkt om symmetryske objekten te meitsjen lykas bollen, kegels of silinders.In protte CNC-masines binne multyfunksjoneel en kombinearje alle soarten snijen.

Routers:CNC-routers wurde normaal brûkt om grutte dimensjes te snijen yn hout, metaal, lekkens en plestik.Standert routers wurkje op 3-as koördinearje, sadat se kinne snije yn trije diminsjes.Jo kinne lykwols ek 4,5- en 6-asmasines keapje foar prototypemodellen en komplekse foarmen.

Frezen:Hânlieding milling masines brûke handwheels en lead screws te articulate in cutting ark op in workpiece.Yn in CNC mole, de CNC beweecht hege krektens bal screws nei de krekte koördinaten programmearre ynstee.Frezen CNC-masines komme yn in breed oanbod fan maten en soarten en kinne op meardere assen rinne.

Plasma cutters:De CNC plasma cutter brûkt in krêftige laser te snijen.De measte plasma cutters snije programmearre foarmen út blêd of plaat.

3D printer:In 3D-printer brûkt it programma om it te fertellen wêr't lytse stikjes materiaal lizze moat om de winske foarm te bouwen.3D-dielen wurde laach foar laach boud mei in laser om de floeistof as krêft te ferstevigjen as de lagen groeie.

Pick and Place Machine:In CNC "pick and place" masine wurket fergelykber mei in CNC router, mar ynstee fan cutting materiaal, de masine hat in protte lytse sproeiers dy't pick up komponinten mei help fan in fakuüm, ferpleatse se nei de winske lokaasje en set se del.Dizze wurde brûkt foar it meitsjen fan tabellen, komputer-moederborden en oare elektryske gearkomsten (ûnder oaren.)

CNC-masines kinne in protte dingen dwaan.Tsjintwurdich kin komputertechnology op sa'n bytsje tinkbere masine wurde pleatst.De CNC ferfangt de minsklike ynterface dy't nedich is om masinedielen te ferpleatsen om it winske resultaat te krijen.De hjoeddeistige CNC's binne yn steat om te begjinnen mei grûnstof, lykas in stielblok, en in heul kompleks diel te meitsjen mei krekte tolerânsjes en geweldige werhelling.

Alles byinoar sette: Hoe CNC-masinewinkels dielen meitsje
It operearjen fan in CNC omfettet sawol de kompjûter (controller) as in fysike opset.In typysk proses fan masinewinkel sjocht der sa út:

In ûntwerpingenieur makket it ûntwerp yn it CAD-programma en stjoert it nei in CNC-programmeur.De programmeur iepenet it bestân yn it CAM-programma om te besluten oer de ark nedich en it NC-programma foar de CNC te meitsjen.Hy of sy stjoert it NC-programma nei de CNC-masine en jout in list mei de juste tooling-opset oan in operator.In opsetoperator laadt de ark lykas rjochte en laadt it grûnstof (as wurkstik).Hy of sy rint dan sample stikken en mjit se mei ark foar kwaliteitsfersekering om te kontrolearjen dat de CNC-masine dielen makket neffens spesifikaasje.Typysk leveret de opsetoperator in earste artikelstik oan 'e kwaliteitsôfdieling dy't alle ôfmjittings ferifieart en de opset tekent.De CNC-masine of assosjearre masines wurde laden mei genôch grûnstof om it winske oantal stikken te meitsjen, en in masine-operator stiet foar om te soargjen dat de masine rint, en makket dielen oan spec.en hat grûnstof.Ofhinklik fan 'e baan is it faaks mooglik om CNC-masines "ljocht út" te rinnen sûnder operator oanwêzich.De ôfmakke dielen wurde automatysk ferpleatst nei in oanwiisd gebiet.

Fabrikanten fan hjoed kinne hast elk proses automatisearje jûn genôch tiid, middels en ferbylding.Raw materiaal kin gean yn in masine en foltôge dielen kinne komme út ferpakt ready-to-go.Fabrikanten binne ôfhinklik fan in breed oanbod fan CNC masines foar in make dingen fluch, sekuer en kosten-effektyf.