Cilat janë makinat CNC?

Historia e makinave CNC
John T. Parsons (1913-2007) nga Parsons Corporation në Traverse City, MI konsiderohet si pionieri i kontrollit numerik, pararendës i makinës moderne CNC.Për punën e tij, John Parsons është quajtur babai i revolucionit të dytë industrial.Ai kishte nevojë të prodhonte tehe komplekse helikopterësh dhe shpejt kuptoi se e ardhmja e prodhimit ishte lidhja e makinave me kompjuterët.Sot pjesët e prodhuara nga CNC mund të gjenden pothuajse në çdo industri.Për shkak të makinerive CNC, ne kemi mallra më pak të shtrenjta, mbrojtje më të fortë kombëtare dhe një standard më të lartë jetese sesa është e mundur në një botë jo të industrializuar.Në këtë artikull, ne do të eksplorojmë origjinën e makinës CNC, lloje të ndryshme të makinerive CNC, programet e makinerive CNC dhe praktikat e zakonshme nga dyqanet e makinerive CNC.

Makinat takohen me kompjuterin
Në vitin 1946, fjala "kompjuter" nënkuptonte një makinë llogaritëse me kartë punch.Edhe pse Parsons Corporation kishte bërë vetëm një helikë më parë, John Parsons e bindi Sikorsky Helicopter se ata mund të prodhonin shabllone jashtëzakonisht të sakta për montimin dhe prodhimin e helikës.Ai përfundoi duke shpikur një metodë kompjuterike për të llogaritur pikët në një teh të rotorit të helikopterit.Më pas ai u kërkoi operatorëve të kthenin rrotat në ato pika në një makinë bluarjeje në Cincinnati.Ai mbajti një konkurs për emrin e këtij procesi të ri dhe i dha 50 dollarë personit që shpiku "Numerical Control" ose NC.

Në vitin 1958, ai paraqiti një patentë për të lidhur kompjuterin me makinën.Aplikimi i tij për patentë mbërriti tre muaj përpara MIT, i cili po punonte mbi konceptin që ai kishte nisur.MIT përdori konceptet e tij për të bërë pajisjet origjinale dhe të licencuarin e z. Parsons (Bendix) të nën-licencuar për IBM, Fujitusu dhe GE, ndër të tjera.Koncepti NC ishte i ngadaltë për t'u kapur.Sipas z. Parsons, njerëzit që shisnin idenë ishin njerëz të kompjuterave në vend që të prodhonin njerëz.Megjithatë, nga fillimi i viteve 1970, vetë ushtria amerikane popullarizoi përdorimin e kompjuterëve NC duke i ndërtuar dhe dhënë me qira prodhuesve të shumtë.Kontrolluesi CNC evoluoi paralelisht me kompjuterin, duke nxitur gjithnjë e më shumë produktivitet dhe automatizim në proceset e prodhimit, veçanërisht përpunimit.

Çfarë është përpunimi CNC?
Makinat CNC po bëjnë pjesë në të gjithë botën për pothuajse çdo industri.Ata krijojnë gjëra nga plastika, metalet, alumini, druri dhe shumë materiale të tjera të forta.Fjala "CNC" do të thotë "Computer Numerical Control", por sot të gjithë e quajnë atë CNC.Pra, si e përcaktoni një makinë CNC?Të gjitha makineritë e automatizuara të kontrollit të lëvizjes kanë tre komponentë kryesorë - një funksion komandimi, një sistem me makinë/lëvizje dhe një sistem reagimi.Përpunimi me CNC është procesi i përdorimit të një vegle makine të drejtuar nga kompjuteri për të prodhuar një pjesë nga materiali i fortë në një formë tjetër.

CNC varet nga udhëzimet dixhitale të bëra zakonisht në softuerin Computer Aided Manufacturing (CAM) ose Computer Aided Design (CAD) si SolidWorks ose MasterCAM.Softueri shkruan kodin G që kontrolluesi në makinën CNC mund ta lexojë.Programi kompjuterik në kontrollues interpreton dizajnin dhe lëviz mjetet prerëse dhe/ose pjesën e punës në akse të shumta për të prerë formën e dëshiruar nga pjesa e punës.Procesi i automatizuar i prerjes është shumë më i shpejtë dhe më i saktë se një lëvizje manuale e veglave dhe pjesëve të punës e cila bëhet me leva dhe ingranazhe në pajisjet më të vjetra.Makineritë moderne CNC mbajnë mjete të shumta dhe bëjnë shumë lloje prerjesh.Numri i rrafsheve të lëvizjes (akset) dhe numri dhe llojet e veglave që makina mund të aksesojë automatikisht gjatë procesit të përpunimit përcaktojnë se sa komplekse mund të bëjë një pjesë e punës një CNC.

Si të përdorni një makinë CNC?
Makinerët CNC duhet të fitojnë aftësi si në programim ashtu edhe në përpunimin e metaleve për të përdorur plotësisht fuqinë e një makinerie CNC.Shkollat ​​​​teknike të tregtisë dhe programet e praktikës shpesh i fillojnë studentët në torno manuale për të marrë një ndjenjë se si të presin metalin.Makineri duhet të jetë në gjendje të parashikojë të tre dimensionet.Sot softueri e bën më të lehtë se kurrë prodhimin e pjesëve komplekse, sepse forma e pjesës mund të vizatohet virtualisht dhe më pas shtigjet e veglave mund të sugjerohen nga softueri për të bërë ato pjesë.

Lloji i softuerit që përdoret zakonisht në procesin e përpunimit CNC
Vizatim me ndihmën e kompjuterit (CAD)
Softueri CAD është pika fillestare për shumicën e projekteve CNC.Ka shumë paketa të ndryshme softuerësh CAD, por të gjitha përdoren për të krijuar dizajne.Programet e njohura CAD përfshijnë AutoCAD, SolidWorks dhe Rhino3D.Ekzistojnë gjithashtu zgjidhje CAD të bazuara në cloud, dhe disa ofrojnë aftësi CAM ose integrohen me softuerin CAM më mirë se të tjerët.

Prodhimi me ndihmën e kompjuterit (CAM)
Makinat CNC shpesh përdorin programe të krijuara nga softueri CAM.CAM i lejon përdoruesit të vendosin një "pemë pune" për të organizuar rrjedhën e punës, për të vendosur shtigjet e veglave dhe për të ekzekutuar simulimet e prerjes përpara se makina të bëjë ndonjë prerje të vërtetë.Shpesh programet CAM punojnë si shtesa për softuerin CAD dhe gjenerojnë kodin g që u tregon veglave CNC dhe pjesëve lëvizëse të pjesës së punës se ku të shkojnë.Magjistarët në softuerin CAM e bëjnë më të lehtë se kurrë programimin e një makinerie CNC.Softueri popullor CAM përfshin Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks dhe Solidcam.Mastercam dhe Edgecam përbëjnë pothuajse 50% të pjesës së tregut CAM të nivelit të lartë sipas një raporti të vitit 2015.

Çfarë është një kontroll numerik i shpërndarë?
Kontrolli numerik i drejtpërdrejtë i cili u bë Kontrolli numerik i shpërndarë (DNC)
Kontrollet numerike direkte u përdorën për të menaxhuar programet NC dhe parametrat e makinës.Ai lejoi që programet të lëviznin përmes një rrjeti nga një kompjuter qendror në kompjuterët në bord të njohur si njësitë e kontrollit të makinës (MCU).Fillimisht i quajtur "Direct Numeric Control", ai anashkaloi nevojën për shirit letre, por kur kompjuteri u shkatërrua, të gjitha makinat e tij u shkatërruan.

Kontrolli numerik i shpërndarë përdor një rrjet kompjuterash për të koordinuar funksionimin e makinave të shumta duke ushqyer një program në CNC.Memoria CNC mban programin dhe operatori mund të mbledhë, modifikojë dhe kthejë programin.

Programet moderne DNC mund të bëjnë sa më poshtë:
● Redaktimi – Mund të ekzekutojë një program NC ndërsa të tjerët janë duke u modifikuar.
● Krahaso – Krahasoni programet NC origjinale dhe të modifikuara krah për krah dhe shikoni modifikimet.
● Rinisja – Kur një mjet prishet, programi mund të ndalet dhe të rifillojë aty ku ka mbetur.
● Ndjekja e punës – Operatorët mund të kalojnë në punë dhe të gjurmojnë konfigurimin dhe kohën e ekzekutimit, për shembull.
● Shfaqja e vizatimeve – Shfaq fotot, vizatimet CAD të veglave, instalimet dhe pjesët e përfundimit.
● Ndërfaqet e avancuara të ekranit – Përpunimi me një prekje.
● Menaxhimi i avancuar i bazës së të dhënave – Organizon dhe ruan të dhënat aty ku mund të merren lehtësisht.

Mbledhja e të dhënave të prodhimit (MDC)
Softueri MDC mund të përfshijë të gjitha funksionet e softuerit DNC ​​plus mbledhjen e të dhënave shtesë dhe analizimin e tyre për efektivitetin e përgjithshëm të pajisjeve (OEE).Efektiviteti i përgjithshëm i pajisjes varet nga sa vijon: Cilësia - numri i produkteve që plotësojnë standardet e cilësisë nga të gjitha produktet e prodhuara Disponueshmëria - përqindja e kohës së planifikuar që pajisja e specifikuar po punon ose prodhon pjesë Performanca - shpejtësia aktuale e funksionimit në krahasim me funksionimin e planifikuar ose ideal norma e pajisjes.

OEE = Cilësi x Disponueshmëri x Performancë
OEE është një metrikë kyçe e performancës (KPI) për shumë dyqane makinerish.

Zgjidhjet e Monitorimit të Makinerisë
Softueri i monitorimit të makinerive mund të ndërtohet në softuerin DNC ose MDC ose të blihet veçmas.Me zgjidhjet e monitorimit të makinerive, të dhënat e makinerisë si konfigurimi, koha e funksionimit dhe koha e ndërprerjes mblidhen automatikisht dhe kombinohen me të dhëna njerëzore si kodet e arsyes për të ofruar kuptim historik dhe në kohë reale se si funksionojnë punët.Makineritë moderne CNC mbledhin deri në 200 lloje të dhënash dhe softueri i monitorimit të makinerive mund t'i bëjë ato të dhëna të dobishme për të gjithë, nga kati i dyqanit në katin e fundit.Kompanitë si Memex ofrojnë softuer (Tempus) që merr të dhëna nga çdo lloj makinerie CNC dhe vendos në një format të standardizuar të bazës së të dhënave që mund të shfaqet në grafikët dhe grafikët kuptimplotë.Një standard i të dhënave i përdorur nga shumica e zgjidhjeve të monitorimit të makinerive që ka fituar terren në SHBA quhet MTConnect.Sot shumë vegla të reja makine CNC vijnë të pajisura për të ofruar të dhëna në këtë format.Makinat e vjetra ende mund të ofrojnë informacion të vlefshëm me adaptorë.Monitorimi i makinerive për makinat CNC është bërë i përhapur vetëm gjatë viteve të fundit dhe zgjidhjet e reja softuerike janë gjithmonë në zhvillim.

Cilat janë llojet e ndryshme të makinave CNC?
Sot ka lloje të panumërta të ndryshme të makinave CNC.Makinat CNC janë vegla makine që presin ose lëvizin materialin siç është programuar në kontrollues, siç përshkruhet më sipër.Lloji i prerjes mund të ndryshojë nga prerja plazmatike deri te prerja me lazer, bluarja, kalimi dhe torno.Makinat CNC madje mund të marrin dhe lëvizin sendet në një linjë montimi.

Më poshtë janë llojet bazë të makinave CNC:
Torno:Ky lloj CNC kthen pjesën e punës dhe lëviz mjetin prerës në pjesën e punës.Një torno bazë është me 2 boshte, por mund të shtohen shumë akse të tjera për të rritur kompleksitetin e mundshëm të prerjes.Materiali rrotullohet në një bosht dhe shtypet kundër një mjeti bluarjeje ose gdhendjeje që bën formën e dëshiruar.Tornot përdoren për të bërë objekte simetrike si sfera, kone ose cilindra.Shumë makina CNC janë shumëfunksionale dhe kombinojnë të gjitha llojet e prerjes.

Ruterat:Roterat CNC zakonisht përdoren për të prerë dimensione të mëdha në dru, metal, fletë dhe plastikë.Ruterët standardë funksionojnë në koordinata me 3 boshte, në mënyrë që të mund të presin në tre dimensione.Megjithatë, ju gjithashtu mund të blini makina me 4, 5 dhe 6 boshte për modele prototipe dhe forma komplekse.

Mulliri:Makinat e bluarjes manuale përdorin rrota dore dhe vida plumbi për të artikuluar një mjet prerës mbi një pjesë të punës.Në një mulli CNC, CNC lëviz vidhat e topit me saktësi të lartë në koordinatat e sakta të programuara në vend të kësaj.Makinat CNC bluarëse vijnë në një gamë të gjerë madhësish dhe llojesh dhe mund të funksionojnë në akse të shumta.

Prerëse plazma:Prerësi i plazmës CNC përdor një lazer të fuqishëm për prerje.Shumica e prerësve të plazmës presin forma të programuara nga fleta ose pllaka.

Printer 3D:Një printer 3D përdor programin për t'i treguar se ku të vendosë copa të vogla materiali për të ndërtuar formën e dëshiruar.Pjesët 3D ndërtohen shtresë pas shtrese me një lazer për të ngurtësuar lëngun ose fuqinë ndërsa shtresat rriten.

Zgjidhni dhe vendosni makinën:Një makinë "zgjedh dhe vendos" CNC funksionon ngjashëm me një ruter CNC, por në vend të materialit prerës, makina ka shumë grykë të vegjël të cilët mbledhin komponentët duke përdorur një vakum, i zhvendosin në vendin e dëshiruar dhe i vendosin.Këto përdoren për të bërë tavolina, pllaka amë kompjuterësh dhe montime të tjera elektrike (ndër të tjera).

Makinat CNC mund të bëjnë shumë gjëra.Sot teknologjia kompjuterike mund të vihet pothuajse në makineri të imagjinueshme.CNC zëvendëson ndërfaqen njerëzore të nevojshme për të lëvizur pjesët e makinës për të marrë rezultatin e dëshiruar.CNC-të e sotme janë në gjendje të fillojnë me lëndë të parë, si një bllok prej çeliku, dhe të bëjnë një pjesë shumë komplekse me toleranca të sakta dhe përsëritshmëri të mahnitshme.

Duke i bashkuar të gjitha: Si bëjnë pjesë dyqanet e makinerive CNC
Funksionimi i një CNC përfshin si kompjuterin (kontrolluesin) ashtu edhe një konfigurim fizik.Një proces tipik i dyqanit të makinerive duket si ky:

Një inxhinier dizajni krijon dizajnin në programin CAD dhe ia dërgon atë një programuesi CNC.Programuesi hap skedarin në programin CAM për të vendosur mbi mjetet e nevojshme dhe për të krijuar programin NC për CNC.Ai ose ajo dërgon programin NC në makinën CNC dhe i ofron një operatori një listë të konfigurimit të saktë të veglave.Një operator konfigurimi ngarkon veglat sipas udhëzimeve dhe ngarkon lëndën e parë (ose pjesën e punës).Ai ose ajo më pas ekzekuton pjesët e mostrës dhe i mat ato me mjete të sigurimit të cilësisë për të verifikuar që makina CNC po bën pjesë sipas specifikimeve.Në mënyrë tipike, operatori i konfigurimit i ofron një artikull të parë departamentit të cilësisë i cili verifikon të gjitha dimensionet dhe nënshkruan në konfigurim.Makina CNC ose makineritë e lidhura janë të ngarkuara me lëndë të parë të mjaftueshme për të bërë numrin e dëshiruar të pjesëve, dhe një operator makine qëndron pranë për të siguruar që makina të vazhdojë të funksionojë, duke bërë pjesë sipas specifikave.dhe ka lëndë të parë.Në varësi të punës, shpesh është e mundur që makinat CNC të funksionojnë "dritat e fikur" pa asnjë operator të pranishëm.Pjesët e përfunduara zhvendosen automatikisht në një zonë të caktuar.

Prodhuesit e sotëm mund të automatizojnë pothuajse çdo proces duke pasur kohë, burime dhe imagjinatë të mjaftueshme.Lënda e parë mund të hyjë në një makinë dhe pjesët e përfunduara mund të dalin të paketuara të gatshme.Prodhuesit varen nga një gamë e gjerë makinerish CNC për t'i bërë gjërat shpejt, me saktësi dhe me kosto efektive.