Apakah mesin CNC?

Sejarah Mesin CNC
John T. Parsons (1913-2007) dari Parsons Corporation di Traverse City, MI dianggap sebagai perintis kawalan berangka, pelopor kepada mesin CNC moden.Untuk kerjanya, John Parsons telah dipanggil bapa revolusi perindustrian ke-2.Dia perlu mengeluarkan bilah helikopter yang kompleks dan dengan cepat menyedari bahawa masa depan pembuatan adalah menyambungkan mesin ke komputer.Hari ini bahagian buatan CNC boleh didapati di hampir setiap industri.Disebabkan mesin CNC, kita mempunyai barangan yang lebih murah, pertahanan negara yang lebih kukuh dan taraf hidup yang lebih tinggi daripada yang mungkin berlaku di dunia bukan perindustrian.Dalam artikel ini, kami akan meneroka asal usul mesin CNC, pelbagai jenis mesin CNC, program mesin CNC dan amalan biasa oleh kedai mesin CNC.

Mesin Bertemu Komputer
Pada tahun 1946, perkataan "komputer" bermaksud mesin pengiraan yang dikendalikan oleh kad tebuk.Walaupun Parsons Corporation hanya membuat satu kipas sebelum ini, John Parsons meyakinkan Sikorsky Helicopter bahawa mereka boleh menghasilkan templat yang sangat tepat untuk pemasangan dan pembuatan kipas.Dia akhirnya mencipta kaedah komputer punch-kad untuk mengira mata pada bilah rotor helikopter.Kemudian dia meminta pengendali memutarkan roda ke titik tersebut pada mesin pengilangan Cincinnati.Dia mengadakan pertandingan untuk nama proses baharu ini dan memberikan $50 kepada orang yang mencipta "Kawalan Berangka" atau NC.

Pada tahun 1958, beliau memfailkan paten untuk menyambungkan komputer ke mesin.Permohonan patennya tiba tiga bulan sebelum MIT, yang sedang mengusahakan konsep yang telah dimulakannya.MIT menggunakan konsepnya untuk membuat peralatan asal dan pemegang lesen Mr. Parsons (Bendix) disublesenkan kepada IBM, Fujitusu dan GE, antara lain.Konsep NC lambat diterima.Menurut En. Parsons, orang yang menjual idea itu adalah orang komputer dan bukannya orang pembuatan.Menjelang awal 1970-an, bagaimanapun, tentera AS sendiri mempopularkan penggunaan komputer NC dengan membina dan memajakkannya kepada banyak pengeluar.Pengawal CNC berkembang selari dengan komputer, memacu lebih banyak produktiviti dan automasi ke dalam proses pembuatan, terutamanya pemesinan.

Apakah Pemesinan CNC?
Mesin CNC membuat bahagian di seluruh dunia untuk hampir setiap industri.Mereka mencipta sesuatu daripada plastik, logam, aluminium, kayu dan banyak lagi bahan keras.Perkataan "CNC" bermaksud Kawalan Berangka Komputer, tetapi hari ini semua orang memanggilnya CNC.Jadi, bagaimana anda menentukan mesin CNC?Semua mesin kawalan gerakan automatik mempunyai tiga komponen utama - fungsi arahan, sistem pemacu/gerakan dan sistem maklum balas.Pemesinan CNC ialah proses menggunakan alat mesin yang dipacu komputer untuk menghasilkan bahagian daripada bahan pepejal dalam bentuk yang berbeza.

CNC bergantung pada arahan digital yang biasanya dibuat pada perisian Computer Aided Manufacturing (CAM) atau Computer Aided Design (CAD) seperti SolidWorks atau MasterCAM.Perisian menulis kod G yang boleh dibaca oleh pengawal pada mesin CNC.Program komputer pada pengawal mentafsir reka bentuk dan menggerakkan alat pemotong dan/atau bahan kerja pada berbilang paksi untuk memotong bentuk yang dikehendaki daripada bahan kerja.Proses pemotongan automatik adalah lebih cepat dan lebih tepat daripada pergerakan manual alatan dan bahan kerja yang dilakukan dengan tuil dan gear pada peralatan lama.Mesin CNC zaman moden memegang pelbagai alatan dan membuat pelbagai jenis pemotongan.Bilangan satah pergerakan (paksi) dan bilangan serta jenis alatan yang boleh diakses oleh mesin secara automatik semasa proses pemesinan menentukan betapa kompleksnya bahan kerja yang boleh dibuat oleh CNC.

Bagaimana Menggunakan Mesin CNC?
Tukang mesin CNC mesti memperoleh kemahiran dalam kedua-dua pengaturcaraan dan kerja logam untuk menggunakan sepenuhnya kuasa mesin CNC.Sekolah perdagangan teknikal dan program perantisan sering memulakan pelajar menggunakan mesin pelarik manual untuk merasai cara memotong logam.Ahli mesin harus dapat membayangkan ketiga-tiga dimensi.Hari ini perisian menjadikannya lebih mudah berbanding sebelum ini untuk membuat bahagian yang kompleks, kerana bentuk bahagian boleh dilukis secara maya dan kemudian laluan alat boleh dicadangkan oleh perisian untuk membuat bahagian tersebut.

Jenis Perisian Yang Biasa Digunakan dalam Proses Pemesinan CNC
Lukisan Berbantukan Komputer (CAD)
Perisian CAD ialah titik permulaan bagi kebanyakan projek CNC.Terdapat banyak pakej perisian CAD yang berbeza, tetapi semuanya digunakan untuk mencipta reka bentuk.Program CAD yang popular termasuk AutoCAD, SolidWorks dan Rhino3D.Terdapat juga penyelesaian CAD berasaskan awan, dan sesetengahnya menawarkan kebolehan CAM atau berintegrasi dengan perisian CAM lebih baik daripada yang lain.

Pembuatan Berbantukan Komputer (CAM)
Mesin CNC sering menggunakan program yang dicipta oleh perisian CAM.CAM membolehkan pengguna menyediakan "pokok kerja" untuk mengatur aliran kerja, menetapkan laluan alat dan menjalankan simulasi pemotongan sebelum mesin melakukan pemotongan sebenar.Selalunya program CAM berfungsi sebagai alat tambah kepada perisian CAD dan menjana kod-g yang memberitahu alat CNC dan bahagian bergerak bahan kerja ke mana hendak pergi.Wizard dalam perisian CAM menjadikannya lebih mudah berbanding sebelum ini untuk memprogram mesin CNC.Perisian CAM yang popular termasuk Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks dan Solidcam.Mastercam dan Edgecam menyumbang hampir 50% daripada bahagian pasaran CAM mewah mengikut laporan 2015.

Apakah Kawalan Berangka Teragih?
Kawalan Berangka Langsung yang menjadi Kawalan Berangka Teragih (DNC)
Kawalan Berangka Langsung digunakan untuk mengurus program NC dan parameter mesin.Ia membenarkan atur cara bergerak melalui rangkaian daripada komputer pusat ke komputer atasan yang dikenali sebagai unit kawalan mesin (MCU).Pada asalnya dipanggil "Kawalan Berangka Langsung," ia memintas keperluan pita kertas, tetapi apabila komputer rosak, semua mesinnya rosak.

Kawalan Berangka Teragih menggunakan rangkaian komputer untuk menyelaraskan operasi berbilang mesin dengan menyuap program ke CNC.Memori CNC memegang atur cara dan pengendali boleh mengumpul, mengedit dan mengembalikan atur cara.

Program DNC moden boleh melakukan perkara berikut:
● Mengedit – Boleh menjalankan satu program NC sementara yang lain sedang diedit.
● Bandingkan – Bandingkan program NC asal dan yang diedit bersebelahan dan lihat suntingan.
● Mulakan Semula – Apabila alat rosak, atur cara boleh dihentikan dan dimulakan semula di tempat ia berhenti.
● Penjejakan kerja – Operator boleh masuk ke dalam kerja dan menjejaki persediaan dan masa jalan, contohnya.
● Memaparkan lukisan – Tunjukkan foto, lukisan CAD alatan, lekapan dan bahagian kemasan.
● Antara muka skrin lanjutan – Pemesinan satu sentuhan.
● Pengurusan pangkalan data lanjutan – Menyusun dan menyelenggara data di mana ia boleh diambil semula dengan mudah.

Pengumpulan Data Pembuatan (MDC)
Perisian MDC mungkin termasuk semua fungsi perisian DNC serta mengumpul data tambahan dan menganalisisnya untuk keberkesanan peralatan keseluruhan (OEE).Keberkesanan Peralatan Keseluruhan bergantung kepada perkara berikut: Kualiti – bilangan produk yang memenuhi piawaian kualiti daripada semua produk yang dihasilkan Ketersediaan – peratus masa yang dirancang bahawa peralatan tertentu berfungsi atau menghasilkan bahagian Prestasi – kelajuan larian sebenar berbanding larian yang dirancang atau ideal. kadar peralatan.

OEE = Kualiti x Ketersediaan x Prestasi
OEE ialah metrik prestasi utama (KPI) untuk banyak kedai mesin.

Penyelesaian Pemantauan Mesin
Perisian pemantauan mesin boleh dibina ke dalam perisian DNC atau MDC atau dibeli secara berasingan.Dengan penyelesaian pemantauan mesin, data mesin seperti persediaan, masa jalan dan masa henti dikumpul secara automatik dan digabungkan dengan data manusia seperti kod sebab untuk memberikan pemahaman sejarah dan masa nyata tentang cara kerja dijalankan.Mesin CNC moden mengumpul sebanyak 200 jenis data, dan perisian pemantauan mesin boleh menjadikan data tersebut berguna kepada semua orang dari tingkat kedai hingga ke tingkat atas.Syarikat seperti Memex menawarkan perisian (Tempus) yang mengambil data daripada sebarang jenis mesin CNC dan dimasukkan ke dalam format pangkalan data piawai yang boleh dipaparkan dalam carta dan graf yang bermakna.Standard data yang digunakan oleh kebanyakan penyelesaian pemantauan mesin yang telah mendapat tempat di Amerika Syarikat dipanggil MTConnect.Hari ini banyak alatan mesin CNC baharu dilengkapi untuk menyediakan data dalam format ini.Mesin lama masih boleh memberikan maklumat berharga dengan penyesuai.Pemantauan mesin untuk mesin CNC telah menjadi arus perdana hanya dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dan penyelesaian perisian baharu sentiasa dalam pembangunan.

Apakah Jenis-Jenis Mesin CNC yang Berbeza?
Terdapat pelbagai jenis mesin CNC hari ini.Mesin CNC ialah alat mesin yang memotong atau memindahkan bahan seperti yang diprogramkan pada pengawal, seperti yang diterangkan di atas.Jenis pemotongan boleh berbeza daripada pemotongan plasma kepada pemotongan laser, pengilangan, penghalaan dan pelarik.Mesin CNC juga boleh mengambil dan memindahkan item pada barisan pemasangan.

Berikut adalah jenis asas mesin CNC:
Pelarik:CNC jenis ini memusingkan bahan kerja dan menggerakkan alat pemotong ke bahan kerja.Pelarik asas ialah 2 paksi, tetapi banyak lagi paksi boleh ditambah untuk meningkatkan kerumitan pemotongan yang mungkin.Bahan berputar pada gelendong dan ditekan pada alat pengisar atau ukiran yang membuat bentuk yang diingini.Pelarik digunakan untuk membuat objek simetri seperti sfera, kon atau silinder.Banyak mesin CNC adalah pelbagai fungsi dan menggabungkan semua jenis pemotongan.

Penghala:Penghala CNC biasanya digunakan untuk memotong dimensi besar dalam kayu, logam, kepingan dan plastik.Penghala standard beroperasi pada koordinat 3 paksi, jadi ia boleh memotong dalam tiga dimensi.Walau bagaimanapun, anda juga boleh membeli mesin 4,5 dan 6 paksi untuk model prototaip dan bentuk kompleks.

Pengilangan:Mesin pengisar manual menggunakan roda tangan dan skru plumbum untuk mengartikulasikan alat pemotong pada bahan kerja.Dalam kilang CNC, CNC menggerakkan skru bola ketepatan tinggi ke koordinat tepat yang diprogramkan.Mesin CNC pengilangan datang dalam pelbagai saiz dan jenis dan boleh berjalan pada berbilang paksi.

Pemotong Plasma:Pemotong plasma CNC menggunakan laser yang berkuasa untuk memotong.Kebanyakan pemotong plasma memotong bentuk yang diprogramkan daripada kepingan atau pinggan.

Pencetak 3D:Pencetak 3D menggunakan atur cara untuk memberitahunya tempat meletakkan cebisan kecil bahan untuk membina bentuk yang diingini.Bahagian 3D dibina selapis demi selapis dengan laser untuk memejal cecair atau kuasa apabila lapisan itu berkembang.

Mesin Pilih dan Letakkan:Mesin "pilih dan letak" CNC berfungsi serupa dengan penghala CNC, tetapi bukannya memotong bahan, mesin itu mempunyai banyak muncung kecil yang mengambil komponen menggunakan vakum, mengalihkannya ke lokasi yang dikehendaki dan meletakkannya.Ini digunakan untuk membuat meja, papan induk komputer dan pemasangan elektrik lain (antara lain.)

Mesin CNC boleh melakukan banyak perkara.Hari ini teknologi komputer boleh diletakkan pada hampir mesin yang boleh dibayangkan.CNC menggantikan antara muka manusia yang diperlukan untuk menggerakkan bahagian mesin untuk mendapatkan hasil yang diinginkan.CNC hari ini mampu bermula dengan bahan mentah, seperti blok keluli, dan membuat bahagian yang sangat kompleks dengan toleransi yang tepat dan kebolehulangan yang menakjubkan.

Menggabungkan Semuanya: Cara Kedai Mesin CNC Membuat Bahagian
Mengendalikan CNC melibatkan kedua-dua komputer (pengawal) dan persediaan fizikal.Proses kedai mesin biasa kelihatan seperti ini:

Jurutera reka bentuk mencipta reka bentuk dalam program CAD dan menghantarnya kepada pengaturcara CNC.Pengaturcara membuka fail dalam program CAM untuk memutuskan alat yang diperlukan dan untuk mencipta program NC untuk CNC.Dia menghantar program NC ke mesin CNC dan menyediakan senarai persediaan alatan yang betul kepada operator.Operator persediaan memuatkan alatan seperti yang diarahkan dan memuatkan bahan mentah (atau bahan kerja).Dia kemudian menjalankan kepingan sampel dan mengukurnya dengan alat jaminan kualiti untuk mengesahkan bahawa mesin CNC membuat bahagian mengikut spesifikasi.Biasanya, pengendali persediaan menyediakan artikel pertama kepada jabatan kualiti yang mengesahkan semua dimensi dan menandatangani persediaan.Mesin CNC atau mesin yang berkaitan dimuatkan dengan bahan mentah yang mencukupi untuk membuat bilangan kepingan yang diingini, dan pengendali mesin bersiap sedia untuk memastikan mesin terus berjalan, membuat bahagian mengikut spesifikasi.dan mempunyai bahan mentah.Bergantung pada kerja, selalunya mungkin untuk menjalankan mesin CNC "mematikan" tanpa kehadiran operator.Bahagian siap dipindahkan ke kawasan yang ditetapkan secara automatik.

Pengeluar hari ini boleh mengautomasikan hampir semua proses dengan mengambil masa, sumber dan imaginasi yang mencukupi.Bahan mentah boleh masuk ke dalam mesin dan bahagian yang telah siap boleh keluar dalam bungkusan sedia untuk digunakan.Pengilang bergantung pada pelbagai jenis mesin CNC untuk membuat sesuatu dengan cepat, tepat dan kos efektif.