Што се CNC машините?

Историјата на CNC машините
Џон Ти.За својата работа, Џон Парсонс е наречен татко на Втората индустриска револуција.Тој требаше да произведува сложени сечила за хеликоптери и брзо сфати дека иднината на производството е поврзување на машини со компјутери.Денес, деловите произведени од CNC може да се најдат во речиси секоја индустрија.Поради CNC машините, имаме поевтина стока, посилна национална одбрана и повисок животен стандард отколку што е можно во неиндустријализиран свет.Во оваа статија, ќе го истражиме потеклото на CNC машината, различните типови на CNC машини, програмите на CNC машините и вообичаените практики на продавниците за CNC машини.

Машините се среќаваат со компјутерот
Во 1946 година, зборот „компјутер“ означуваше машина за пресметување управувана од картички.Иако корпорацијата Парсонс имаше направено само еден пропелер претходно, Џон Парсонс го убеди Сикорски Хеликоптер дека може да произведе исклучително прецизни шаблони за склопување и производство на пропелери.Тој на крајот измислил компјутерски метод со картички со удар за да ги пресмета поени на сечилото на роторот на хеликоптерот.Потоа тој ги замоли операторите да ги свртат тркалата до тие точки на машината за мелење во Синсинати.Тој одржа натпревар за името на овој нов процес и даде 50 долари на лицето кое го измислило „Нумеричка контрола“ или NC.

Во 1958 година, тој поднесе патент за поврзување на компјутерот со машината.Неговата апликација за патент пристигна три месеци пред МИТ, кој работеше на концептот што тој го започна.МИТ ги искористи неговите концепти за да ја направи оригиналната опрема и носителот на лиценцата на г-дин Парсонс (Bendix) подлиценциран на IBM, Fujitusu и GE, меѓу другите.Концептот NC беше бавно зафатен.Според г-дин Парсонс, луѓето што ја продавале идејата биле компјутерски луѓе наместо да произведуваат луѓе.Меѓутоа, до почетокот на 1970-тите, американската армија ја популаризираше употребата на NC компјутери со изградба и издавање на нив на бројни производители.CNC контролерот еволуираше паралелно со компјутерот, придвижувајќи сè поголема продуктивност и автоматизација во производните процеси, особено во обработката.

Што е CNC обработка?
CNC машините прават делови ширум светот за речиси секоја индустрија.Тие создаваат работи од пластика, метали, алуминиум, дрво и многу други тврди материјали.Зборот „CNC“ значи компјутерска нумеричка контрола, но денес сите го нарекуваат CNC.Значи, како ја дефинирате CNC машината?Сите машини за автоматска контрола на движење имаат три основни компоненти - командна функција, систем за возење/движење и систем за повратни информации.CNC обработка е процес на користење на компјутерски управуван машински алат за производство на дел од цврст материјал во различна форма.

CNC зависи од дигиталните инструкции кои обично се прават на софтвер за производство со помош на компјутер (CAM) или компјутерски потпомогнат дизајн (CAD) како SolidWorks или MasterCAM.Софтверот пишува G-код што контролорот на CNC машината може да го прочита.Компјутерската програма на контролерот го толкува дизајнот и ги поместува алатките за сечење и/или работното парче на повеќе оски за да ја исече саканата форма од работното парче.Процесот на автоматско сечење е многу побрз и попрецизен од рачното движење на алатите и работните парчиња што се врши со лостови и запчаници на постара опрема.Современите CNC машини држат повеќе алатки и прават многу видови на сечење.Бројот на рамнини на движење (оски) и бројот и видовите на алатки до кои машината може автоматски да пристапи за време на процесот на обработка одредуваат колку сложено работно парче може да направи CNC.

Како да се користи CNC машина?
CNC машинистите мора да стекнат вештини и за програмирање и за обработка на метал за целосно да ја искористат моќта на CNC машината.Техничките трговски училишта и програмите за чирак често ги започнуваат учениците на рачни стругови за да добијат чувство како да сечат метал.Машинистот треба да може да ги замисли сите три димензии.Денес софтверот го олеснува изработката на сложени делови од кога и да е, бидејќи формата на делот може да се нацрта виртуелно, а потоа софтверот може да ги предложи патеките на алатите за изработка на тие делови.

Вид на софтвер кој најчесто се користи во процесот на CNC обработка
Цртеж со помош на компјутер (CAD)
CAD софтверот е почетна точка за повеќето CNC проекти.Постојат многу различни CAD софтверски пакети, но сите се користат за креирање дизајни.Популарните CAD програми вклучуваат AutoCAD, SolidWorks и Rhino3D.Исто така, постојат CAD решенија базирани на облак, а некои нудат CAM способности или се интегрираат со CAM софтверот подобро од другите.

Компјутерски потпомогнато производство (CAM)
CNC машините често користат програми создадени од CAM софтверот.CAM им овозможува на корисниците да постават „дрво за работа“ за да го организираат работниот тек, да поставуваат патеки за алат и да извршуваат симулации за сечење пред машината да изврши вистинско сечење.Честопати CAM програмите работат како додатоци на CAD софтверот и генерираат g-код што им кажува на CNC алатките и подвижните делови на работното парче каде да одат.Волшебниците во CAM софтверот го олеснуваат програмирањето на CNC машина од кога било.Популарниот CAM софтвер ги вклучува Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks и Solidcam.Според извештајот од 2015 година, Mastercam и Edgecam сочинуваат речиси 50% од уделот на пазарот на CAM од високата класа.

Што е дистрибуирана нумеричка контрола?
Директна нумеричка контрола која стана Дистрибуирана нумеричка контрола (DNC)
Директните нумерички контроли беа користени за управување со NC програмите и параметрите на машината.Тоа им овозможи на програмите да се движат преку мрежата од централен компјутер до компјутери на одборот познати како машински контролни единици (MCU).Првично наречена „Директна нумеричка контрола“, ја заобиколи потребата за хартиена лента, но кога компјутерот падна, сите негови машини паднаа.

Дистрибуирана нумеричка контрола користи мрежа од компјутери за да ја координира работата на повеќе машини со напојување на програма до CNC.CNC меморијата ја чува програмата и операторот може да ја собере, уредува и врати програмата.

Современите DNC програми можат да го направат следново:
● Уредување – Може да работи една NC програма додека другите се уредуваат.
l Споредете – Споредете оригинални и уредени NC програми рамо до рамо и видете ги уредувањата.
l Рестартирај – Кога некоја алатка ќе прекине, програмата може да се прекине и да се рестартира таму каде што застанала.
l Следење на работните места – Операторите можат да ги следат задачите и да го следат поставувањето и времето на работа, на пример.
● Прикажување цртежи – Прикажи фотографии, CAD цртежи на алатки, тела и делови за завршна обработка.
l Напредни интерфејси на екранот – Обработка со еден допир.
● Напредно управување со бази на податоци – Организира и одржува податоци каде што може лесно да се вратат.

Производно собирање податоци (MDC)
Софтверот MDC може да ги вклучи сите функции на софтверот DNC, плус да собира дополнителни податоци и да ги анализира за севкупната ефикасност на опремата (OEE).Целокупната ефективност на опремата зависи од следново: Квалитет – број на производи што ги исполнуваат стандардите за квалитет од сите произведени производи Достапност – процент од планираното време кога одредената опрема работи или произведува делови Перформанси – вистинска брзина на возење во споредба со планираното или идеалното трчање стапка на опремата.

OEE = Квалитет x Достапност x Перформанси
OEE е клучна метрика на перформанси (KPI) за многу машински продавници.

Решенија за следење на машини
Софтверот за следење на машината може да се вгради во софтверот DNC или MDC или да се купи одделно.Со решенијата за следење на машините, податоците од машината, како што се поставувањето, времето на работа и времето на застој, автоматски се собираат и се комбинираат со човечки податоци, како што се шифрите за разумот, за да се обезбеди и историско и во реално време разбирање за тоа како работат работните места.Современите CNC машини собираат дури 200 видови на податоци, а софтверот за следење на машините може да ги направи тие податоци корисни за секого од продавницата до горниот кат.Компаниите како Memex нудат софтвер (Tempus) кој зема податоци од секаков вид CNC машина и ги внесува во стандардизиран формат на база на податоци што може да се прикаже во значајни графикони и графикони.Стандардот за податоци што го користат повеќето решенија за машински мониторинг, кој се здоби со популарност во САД се нарекува MTConnect.Денес многу нови CNC машински алати се опремени за да обезбедат податоци во овој формат.Постарите машини сè уште можат да обезбедат вредни информации со адаптери.Машинскиот мониторинг за CNC машините стана мејнстрим само во последните неколку години, а новите софтверски решенија секогаш се во развој.

Кои се различните типови на CNC машини?
Денес постојат безброј различни типови на CNC машини.CNC машините се машински алати кои сечат или преместуваат материјал како што е програмирано на контролорот, како што е опишано погоре.Типот на сечење може да варира од сечење со плазма до ласерско сечење, глодање, рутирање и стругови.ЦПУ машините дури можат да подигнат и преместуваат предмети на склопување.

Подолу се дадени основните типови на CNC машини:
Стругови:Овој тип на CNC го врти работното парче и го поместува алатот за сечење на работното парче.Основниот струг е со 2 оски, но може да се додадат уште многу оски за да се зголеми можното сложеност на сечењето.Материјалот се ротира на вретено и се притиска на алат за мелење или резба што ја прави саканата форма.Струговите се користат за правење симетрични предмети како сфери, конуси или цилиндри.Многу CNC машини се повеќефункционални и ги комбинираат сите видови на сечење.

Рутери:ЦПУ рутерите обично се користат за сечење на големи димензии во дрво, метал, лимови и пластика.Стандардните рутери работат на координати со 3 оски, за да можат да сечат во три димензии.Сепак, можете да купите и машини со 4,5 и 6 оски за прототип модели и сложени форми.

Мелење:Машините за рачно глодање користат рачни тркала и оловни завртки за артикулирање на алатот за сечење на работното парче.Во CNC мелница, CNC ги поместува топчестите завртки со висока точност до точните координати програмирани наместо тоа.ЦПУ машините за глодање доаѓаат во широк спектар на големини и типови и можат да работат на повеќе оски.

Плазма секачи:CNC плазма секачот користи моќен ласер за сечење.Повеќето плазма секачи ги сечат програмираните форми од лист или плоча.

3D печатач:3D печатач ја користи програмата за да му каже каде да постави мали парчиња материјал за да ја изгради саканата форма.3Д деловите се градат слој по слој со ласер за да се зацврсти течноста или енергијата додека слоевите растат.

Изберете и поставете машина:CNC машина за „избери и ставај“ работи слично на CNC рутер, но наместо материјал за сечење, машината има многу мали млазници кои ги собираат компонентите со помош на вакуум, ги преместуваат до саканата локација и ги спуштаат.Тие се користат за правење маси, компјутерски матични плочи и други електрични склопови (меѓу другото.)

CNC машините можат да направат многу работи.Денес компјутерската технологија може да се стави на речиси машински може да се замисли.CNC го заменува човечкиот интерфејс потребен за поместување на машинските делови за да се добие посакуваниот резултат.Денешните CNC се способни да започнат со суровина, како блок од челик, и да направат многу сложен дел со прецизни толеранции и неверојатна повторливост.

Спојување на сето тоа: Како продавниците за CNC машини прават делови
Работењето со CNC вклучува и компјутер (контролер) и физичко поставување.Типичен процес на машинска продавница изгледа вака:

Дизајнер инженер го креира дизајнот во CAD програмата и го испраќа до CNC програмер.Програмерот ја отвора датотеката во програмата CAM за да одлучи за потребните алатки и да ја креира програмата NC за CNC.Тој или таа ја испраќа програмата NC до CNC машината и обезбедува листа на правилното поставување на алатот до операторот.Оператор за поставување ги вчитува алатите како што е наведено и го вчитува суровината (или работното парче).Тој или таа потоа пушта примероци и ги мери со алатки за обезбедување квалитет за да потврди дека CNC машината прави делови според спецификацијата.Вообичаено, операторот за поставување го обезбедува првиот дел од статијата до одделот за квалитет кој ги потврдува сите димензии и го потпишува поставувањето.CNC машината или поврзаните машини се натоварени со доволно суровина за да се направи саканиот број парчиња, а операторот на машината стои на страна за да се осигура дека машината продолжува да работи, правејќи делови според спецификациите.и има суровина.Во зависност од работата, често е можно да се активираат CNC машините со „исклучување на светлата“ без присутен оператор.Готовите делови автоматски се преместуваат во одредена област.

Денешните производители можат да го автоматизираат речиси секој процес со оглед на доволно време, ресурси и имагинација.Суровината може да оди во машина, а завршените делови може да излезат спакувани подготвени за работа.Производителите зависат од широк спектар на CNC машини за да ги направат работите брзо, прецизно и економично.