Kas yra CNC staklės?

CNC staklių istorija
Johnas T. Parsonsas (1913-2007) iš Parsons Corporation Traverse City, MI laikomas skaitmeninio valdymo pradininku, šiuolaikinės CNC mašinos pirmtaku.Dėl savo darbų Johnas Parsonsas buvo vadinamas 2-osios pramonės revoliucijos tėvu.Jam reikėjo gaminti sudėtingas sraigtasparnių mentes ir greitai suprato, kad gamybos ateitis – mašinų prijungimas prie kompiuterių.Šiandien CNC pagamintų dalių galima rasti beveik visose pramonės šakose.Dėl CNC staklių turime pigesnes prekes, stipresnę krašto apsaugą ir aukštesnį pragyvenimo lygį, nei tai įmanoma neindustrializuotame pasaulyje.Šiame straipsnyje apžvelgsime CNC staklių kilmę, įvairius CNC staklių tipus, CNC staklių programas ir CNC staklių dirbtuvių įprastas praktikas.

Mašinos susitinka su kompiuteriu
1946 m. ​​žodis „kompiuteris“ reiškė perfokortele valdomą skaičiavimo mašiną.Nors „Parsons Corporation“ anksčiau buvo pagaminusi tik vieną sraigtą, Johnas Parsonsas įtikino „Sikorsky Helicopter“, kad jie gali pagaminti itin tikslius sraigto surinkimo ir gamybos šablonus.Jis galiausiai išrado perfokortelių kompiuterinį metodą, skirtą sraigtasparnio rotoriaus menčių taškams apskaičiuoti.Tada jis privertė operatorius pasukti ratus į tuos Sinsinačio frezavimo staklės taškus.Jis surengė šio naujo proceso pavadinimo konkursą ir davė 50 USD asmeniui, kuris sukūrė „Skaitinį valdymą“ arba NC.

1958 m. jis pateikė patentą prijungti kompiuterį prie mašinos.Jo patento paraiška buvo pateikta trims mėnesiams anksčiau nei MIT, kuris dirbo prie koncepcijos, kurią jis pradėjo.MIT naudojo jo koncepcijas, kad originalią įrangą ir J. Parsonso licenciją (Bendix) sublicencijuodavo IBM, Fujitusu ir GE, be kita ko.NC koncepcija prigijo lėtai.Pasak J. Parsons, žmonės, pardavę idėją, buvo kompiuterių žmonės, o ne gaminantys žmonės.Tačiau aštuntojo dešimtmečio pradžioje pati JAV kariuomenė išpopuliarino NC kompiuterių naudojimą, pastatydama ir išnuomodama juos daugeliui gamintojų.CNC valdiklis vystėsi lygiagrečiai su kompiuteriu, padidindamas produktyvumą ir automatizavimą į gamybos procesus, ypač apdirbimą.

Kas yra CNC apdirbimas?
CNC staklės gamina dalis visame pasaulyje beveik visoms pramonės šakoms.Jie kuria daiktus iš plastiko, metalo, aliuminio, medžio ir daugelio kitų kietų medžiagų.Žodis „CNC“ reiškia kompiuterinį skaitmeninį valdymą, tačiau šiandien visi jį vadina CNC.Taigi, kaip apibrėžti CNC mašiną?Visos automatinės judesio valdymo mašinos turi tris pagrindinius komponentus – komandų funkciją, pavaros/judesio sistemą ir grįžtamojo ryšio sistemą.CNC apdirbimas yra procesas, kai naudojamas kompiuteris valdomas stakles, norint pagaminti kitokios formos dalį iš kietos medžiagos.

CNC priklauso nuo skaitmeninių instrukcijų, paprastai atliekamų naudojant kompiuterinio gamybos (CAM) arba kompiuterinio projektavimo (CAD) programinę įrangą, pvz., SolidWorks arba MasterCAM.Programinė įranga rašo G kodą, kurį gali nuskaityti CNC mašinos valdiklis.Valdiklyje esanti kompiuterinė programa interpretuoja dizainą ir perkelia pjovimo įrankius ir (arba) ruošinį keliomis ašimis, kad iš ruošinio būtų išpjauta norima forma.Automatizuotas pjovimo procesas yra daug greitesnis ir tikslesnis nei rankinis įrankių ir ruošinių judėjimas, atliekamas senesnės įrangos svirtimis ir pavaromis.Šiuolaikinės CNC mašinos turi daugybę įrankių ir atlieka daugybę pjūvių.Judėjimo plokštumų (ašių) skaičius ir įrankių skaičius bei tipai, kuriuos mašina gali automatiškai pasiekti apdirbimo proceso metu, lemia, kiek sudėtingas ruošinys gali būti CNC.

Kaip naudotis CNC mašina?
CNC staklės turi įgyti programavimo ir metalo apdirbimo įgūdžių, kad galėtų visapusiškai išnaudoti CNC staklių galią.Techninės prekybos mokyklose ir pameistrystės programose studentai dažnai pradeda dirbti rankinėmis tekinimo staklėmis, kad sužinotų, kaip pjauti metalą.Mašinistas turi sugebėti įsivaizduoti visus tris matmenis.Šiandien programinė įranga leidžia lengviau nei bet kada anksčiau gaminti sudėtingas dalis, nes detalės formą galima nubrėžti virtualiai, o tada programinė įranga gali pasiūlyti įrankių kelius šioms dalims gaminti.

CNC apdirbimo procese dažniausiai naudojamos programinės įrangos tipas
Kompiuterinis piešimas (CAD)
CAD programinė įranga yra daugelio CNC projektų pradžios taškas.Yra daug skirtingų CAD programinės įrangos paketų, tačiau visi jie naudojami kuriant dizainą.Tarp populiarių CAD programų yra AutoCAD, SolidWorks ir Rhino3D.Taip pat yra debesų pagrindu veikiančių CAD sprendimų, o kai kurie siūlo CAM galimybes arba integruojasi su CAM programine įranga geriau nei kiti.

Kompiuterizuota gamyba (CAM)
CNC staklėse dažnai naudojamos CAM programinės įrangos sukurtos programos.CAM leidžia vartotojams sukurti „užduočių medį“, kad būtų galima organizuoti darbo eigą, nustatyti įrankio kelius ir vykdyti pjovimo modeliavimą prieš mašinai atliekant bet kokį realų pjovimą.Dažnai CAM programos veikia kaip CAD programinės įrangos priedai ir generuoja g kodą, kuris nurodo CNC įrankiams ir ruošinio judančioms dalims, kur eiti.CAM programinės įrangos vedliai leidžia lengviau nei bet kada programuoti CNC mašiną.Populiari CAM programinė įranga apima Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks ir Solidcam.Remiantis 2015 m. ataskaita, „Mastercam“ ir „Edgecam“ užima beveik 50 % aukščiausios klasės CAM rinkos dalies.

Kas yra paskirstytasis skaitmeninis valdymas?
Tiesioginis skaitmeninis valdymas, kuris tapo paskirstytu skaitmeniniu valdymu (DNC)
Tiesioginiai skaitmeniniai valdikliai buvo naudojami NC programoms ir mašinos parametrams valdyti.Tai leido programoms perkelti tinklą iš centrinio kompiuterio į borto kompiuterius, vadinamus mašinų valdymo blokais (MCU).Iš pradžių vadintas „tiesioginiu skaitmeniniu valdymu“, jis aplenkė popierinės juostos poreikį, tačiau sugedus kompiuteriui sugedo visi jo įrenginiai.

Paskirstytasis skaitmeninis valdymas naudoja kompiuterių tinklą kelių mašinų veikimui koordinuoti, tiekdamas programą į CNC.CNC atmintyje yra programa, o operatorius gali rinkti, redaguoti ir grąžinti programą.

Šiuolaikinės DNC programos gali atlikti šiuos veiksmus:
● Redagavimas – gali paleisti vieną NC programą, o kitos redaguojamos.
● Palyginti – palyginkite originalias ir redaguotas NC programas greta ir peržiūrėkite pakeitimus.
● Paleisti iš naujo – kai įrankis sugenda, programa gali būti sustabdyta ir paleidžiama iš naujo ten, kur buvo baigta.
● Užduočių sekimas – operatoriai gali stebėti darbus ir, pavyzdžiui, sekti sąranką bei vykdymo laiką.
● Rodyti brėžinius – rodyti nuotraukas, įrankių, tvirtinimo detalių ir apdailos dalių CAD brėžinius.
● Išplėstinės ekrano sąsajos – apdirbimas vienu prisilietimu.
● Išplėstinis duomenų bazių valdymas – tvarko ir prižiūri duomenis ten, kur juos galima lengvai gauti.

Gamybos duomenų rinkimas (MDC)
MDC programinė įranga gali apimti visas DNC programinės įrangos funkcijas, taip pat rinkti papildomus duomenis ir analizuoti juos bendram įrangos efektyvumui (OEE).Bendras įrangos efektyvumas priklauso nuo šių dalykų: Kokybė – kokybės standartus atitinkančių gaminių skaičius iš visų pagamintų gaminių. Prieinamumas – procentais numatyto laiko, per kurį tam tikra įranga dirba arba gamina dalis, Našumas – faktinis važiavimo greitis, palyginti su planuotu arba idealiu važiavimu. įrangos norma.

OEE = kokybė x prieinamumas x našumas
OEE yra pagrindinė daugelio mašinų parduotuvių našumo metrika (KPI).

Mašinų stebėjimo sprendimai
Įrenginio stebėjimo programinė įranga gali būti integruota į DNC arba MDC programinę įrangą arba įsigyti atskirai.Naudojant mašinų stebėjimo sprendimus, mašinos duomenys, tokie kaip sąranka, vykdymo laikas ir prastovos, yra automatiškai renkami ir sujungiami su žmonių duomenimis, pvz., priežasčių kodais, kad būtų galima suprasti, kaip vyksta užduotys, ir istoriniais, ir realiuoju laiku.Šiuolaikinės CNC staklės surenka net 200 tipų duomenų, o mašinų stebėjimo programinė įranga gali padaryti tuos duomenis naudingus visiems nuo parduotuvės iki viršutinio aukšto.Tokios įmonės kaip Memex siūlo programinę įrangą (Tempus), kuri paima duomenis iš bet kokios rūšies CNC staklių ir įveda į standartizuotą duomenų bazės formatą, kuris gali būti rodomas prasmingose ​​diagramose ir diagramose.Daugumos mašinų stebėjimo sprendimų naudojamas duomenų standartas, įsigalėjęs JAV, vadinamas MTConnect.Šiandien daugelis naujų CNC staklių yra aprūpintos teikti duomenis tokiu formatu.Senesnės mašinos vis dar gali suteikti vertingos informacijos su adapteriais.Mašinų stebėjimas CNC staklėms tapo integruotas tik per pastaruosius kelerius metus, o nauji programinės įrangos sprendimai nuolat kuriami.

Kokie yra skirtingi CNC staklių tipai?
Šiandien yra daugybė skirtingų CNC staklių tipų.CNC staklės yra staklės, kurios pjauna arba perkelia medžiagą, kaip užprogramuota valdiklyje, kaip aprašyta aukščiau.Pjovimo tipas gali skirtis nuo plazminio pjovimo iki pjovimo lazeriu, frezavimo, frezavimo ir tekinimo staklių.CNC staklės netgi gali paimti ir perkelti elementus surinkimo linijoje.

Žemiau pateikiami pagrindiniai CNC staklių tipai:
Tekinimo staklės:Šio tipo CNC apverčia ruošinį ir perkelia pjovimo įrankį į ruošinį.Pagrindinė tekinimo staklės yra 2 ašių, tačiau galima pridėti daug daugiau ašių, kad būtų galima sudėtingiau pjauti.Medžiaga sukasi ant veleno ir prispaudžiama prie šlifavimo ar drožimo įrankio, kuris sukuria norimą formą.Tekinimo staklės naudojamos simetriškiems objektams, pavyzdžiui, rutuliukams, kūgiams ar cilindrams, gaminti.Daugelis CNC staklių yra daugiafunkcis ir derina visus pjovimo būdus.

Maršrutizatoriai:CNC maršrutizatoriai dažniausiai naudojami didelių matmenų medienos, metalo, lakštų ir plastiko pjaustymui.Standartiniai maršrutizatoriai veikia pagal 3 ašių koordinates, todėl juos galima iškirpti trimis matmenimis.Tačiau taip pat galite nusipirkti 4, 5 ir 6 ašių mašinas prototipams ir sudėtingoms formoms.

Malimas:Rankinėse frezavimo staklėse naudojami rankiniai ratai ir švininiai varžtai pjovimo įrankiui pritvirtinti ant ruošinio.CNC malūnuose CNC perkelia didelio tikslumo rutulinius sraigtus iki tikslių užprogramuotų koordinačių.Frezavimo CNC staklės yra įvairių dydžių ir tipų ir gali veikti keliomis ašimis.

Plazminiai pjaustytuvai:CNC plazminis pjaustytuvas pjausto galingą lazerį.Dauguma plazminių pjaustytuvų išpjauna užprogramuotas formas iš lakšto ar plokštės.

3D spausdintuvas:3D spausdintuvas naudoja programą, kad nurodytų, kur padėti mažus medžiagos gabalus, kad būtų sukurta norima forma.3D dalys yra statomos sluoksnis po sluoksnio lazeriu, kad sluoksniams augant skystis arba galia sutvirtėtų.

Išrinkti ir padėti mašina:CNC „pasirink ir padėkite“ mašina veikia panašiai kaip CNC maršrutizatorius, tačiau vietoje medžiagos pjovimo mašina turi daug mažų purkštukų, kurie vakuumu paima komponentus, perkelia juos į norimą vietą ir padeda.Iš jų gaminami stalai, kompiuterių pagrindinės plokštės ir kiti elektros mazgai (be kita ko).

CNC staklės gali padaryti daug dalykų.Šiandien kompiuterinės technologijos gali būti pritaikytos beveik įsivaizduojamoms mašinoms.CNC pakeičia žmogaus sąsają, reikalingą mašinos dalims perkelti, kad būtų pasiektas norimas rezultatas.Šiuolaikiniai CNC gali pradėti nuo žaliavos, pavyzdžiui, plieno bloko, ir pagaminti labai sudėtingą detalę su tiksliais leistinais nuokrypiais ir nuostabiu pakartojamumu.

Viską sujungti: kaip CNC staklių parduotuvės gamina dalis
CNC valdymas apima ir kompiuterį (valdiklį), ir fizinę sąranką.Įprastas mašinų dirbtuvės procesas atrodo taip:

Projektavimo inžinierius sukuria projektą CAD programoje ir siunčia jį CNC programuotojui.Programuotojas atidaro failą CAM programoje, kad nuspręstų dėl reikalingų įrankių ir sukurtų CNC NC programą.Jis arba ji siunčia NC programą į CNC mašiną ir pateikia operatoriui teisingų įrankių sąrankos sąrašą.Sąrankos operatorius įkelia įrankius pagal nurodymus ir įkelia žaliavą (arba ruošinį).Tada jis arba ji paleidžia pavyzdžius ir matuoja juos kokybės užtikrinimo įrankiais, kad patikrintų, ar CNC staklės gamina dalis pagal specifikacijas.Paprastai sąrankos operatorius pateikia pirmąjį gaminio elementą kokybės skyriui, kuris patikrina visus matmenis ir pasirašo nuo sąrankos.CNC staklės arba susijusios mašinos yra pakrautos pakankamai žaliavos, kad būtų galima pagaminti reikiamą skaičių vienetų, o mašinos operatorius budi, kad užtikrintų, kad mašina veiktų ir gamina dalis pagal specifikacijas.ir turi žaliavos.Priklausomai nuo darbo, CNC mašinas dažnai galima paleisti „užgesus“ be operatoriaus.Gatavos dalys automatiškai perkeliamos į tam skirtą vietą.

Šiuolaikiniai gamintojai, turėdami pakankamai laiko, išteklių ir vaizduotės, gali automatizuoti beveik bet kurį procesą.Žaliava gali patekti į mašiną, o užbaigtos dalys gali būti supakuotos paruoštos naudoti.Gamintojai priklauso nuo daugybės CNC staklių, kad viską padarytų greitai, tiksliai ir ekonomiškai.