Saga CNC véla
John T. Parsons (1913-2007) frá Parsons Corporation í Traverse City, MI er talinn brautryðjandi talnastjórnunar, undanfari nútíma CNC vélarinnar.Fyrir verk sín hefur John Parsons verið kallaður faðir 2. iðnbyltingarinnar.Hann þurfti að framleiða flókin þyrlublöð og áttaði sig fljótt á því að framtíð framleiðslunnar var að tengja vélar við tölvur.Í dag er hægt að finna CNC-framleidda hluta í næstum öllum iðnaði.Vegna CNC véla höfum við ódýrari vörur, sterkari landvarnir og hærri lífskjör en mögulegt er í óiðnvæddum heimi.Í þessari grein munum við kanna uppruna CNC vélarinnar, mismunandi gerðir CNC véla, CNC vélaforrit og algengar venjur CNC vélaverslana.
Vélar mæta tölvu
Árið 1946 þýddi orðið „tölva“ gatakortsstýrð reiknivél.Jafnvel þó að Parsons Corporation hafi aðeins búið til eina skrúfu áður, sannfærði John Parsons Sikorsky Helicopter um að þeir gætu framleitt mjög nákvæm sniðmát fyrir samsetningu og framleiðslu skrúfu.Hann endaði á því að finna upp gatakorta tölvuaðferð til að reikna út punkta á þyrlu snúningsblaði.Síðan lét hann stjórnendur snúa hjólunum að þessum punktum á Cincinnati fræsarvél.Hann hélt keppni um nafnið á þessu nýja ferli og gaf $50 til manneskjunnar sem bjó til „Numerical Control“ eða NC.
Árið 1958 sótti hann um einkaleyfi til að tengja tölvuna við vélina.Einkaleyfisumsókn hans barst þremur mánuðum fyrir MIT, sem var að vinna að hugmyndinni sem hann hafði byrjað á.MIT notaði hugmyndir sínar til að gera upprunalega búnaðinn og leyfishafa Mr. Parsons (Bendix) undirleyfishafa til IBM, Fujitusu og GE, meðal annarra.NC hugmyndin var sein að ná sér.Að sögn herra Parsons voru þeir sem seldu hugmyndina tölvumenn í stað þess að framleiða fólk.Snemma á áttunda áratugnum jók bandaríski herinn sjálfur notkun NC-tölva með því að smíða og leigja þær til fjölmargra framleiðenda.CNC-stýringin þróaðist samhliða tölvunni og knúði meiri og meiri framleiðni og sjálfvirkni inn í framleiðsluferla, sérstaklega vinnslu.
Hvað er CNC vinnsla?
CNC vélar eru að framleiða hluta um allan heim fyrir næstum allar atvinnugreinar.Þeir búa til hluti úr plasti, málmum, áli, við og mörgum öðrum hörðum efnum.Orðið „CNC“ stendur fyrir Computer Numerical Control, en í dag kalla allir það CNC.Svo, hvernig skilgreinir þú CNC vél?Allar sjálfvirkar hreyfistýringarvélar hafa þrjá aðalhluta - stjórnunaraðgerð, aksturs-/hreyfingarkerfi og endurgjöfarkerfi.CNC vinnsla er ferlið við að nota tölvuknúin vél til að framleiða hluta úr föstu efni í öðru formi.
CNC er háð stafrænum leiðbeiningum sem venjulega eru gerðar á tölvustýrðri framleiðslu (CAM) eða tölvustýrðri hönnun (CAD) hugbúnaði eins og SolidWorks eða MasterCAM.Hugbúnaðurinn skrifar G-kóða sem stjórnandi á CNC vélinni getur lesið.Tölvuforritið á stjórnandanum túlkar hönnunina og færir skurðarverkfæri og/eða vinnustykkið á marga ása til að skera æskilega lögun úr vinnustykkinu.Sjálfvirka skurðarferlið er mun hraðara og nákvæmara en handvirk hreyfing á verkfærum og vinnuhlutum sem er gerð með stöngum og gírum á eldri búnaði.Nútíma CNC vélar halda mörgum verkfærum og gera margar tegundir af skurðum.Fjöldi hreyfingaplana (ása) og fjöldi og gerðir verkfæra sem vélin hefur sjálfkrafa aðgang að meðan á vinnsluferlinu stendur ákvarðar hversu flókið vinnustykki CNC getur búið til.
Hvernig á að nota CNC vél?
CNC vélstjórar verða að öðlast færni í bæði forritun og málmvinnslu til að nýta kraftinn í CNC vél til fulls.Tækniskólar og iðnnám byrja nemendur oft á handvirkum rennibekkjum til að fá tilfinningu fyrir því hvernig á að skera málm.Vélstjórinn ætti að geta séð fyrir sér allar þrjár vídirnar.Hugbúnaður í dag gerir það auðveldara en nokkru sinni fyrr að búa til flókna hluta, vegna þess að hægt er að teikna lögun hlutanna í raun og veru og síðan er hægt að stinga upp á verkfæraleiðum með hugbúnaði til að búa til þá hluta.
Tegund hugbúnaðar sem almennt er notaður í CNC vinnsluferli
Tölvustudd teikning (CAD)
CAD hugbúnaður er upphafspunktur flestra CNC verkefna.Það eru margir mismunandi CAD hugbúnaðarpakkar, en allir eru notaðir til að búa til hönnun.Vinsæl CAD forrit eru AutoCAD, SolidWorks og Rhino3D.Það eru líka til skýjatengdar CAD lausnir og sumar bjóða upp á CAM hæfileika eða samþættast CAM hugbúnað betur en aðrar.
Computer Aided Manufacturing (CAM)
CNC vélar nota oft forrit búin til með CAM hugbúnaði.CAM gerir notendum kleift að setja upp „vinnutré“ til að skipuleggja verkflæði, setja verkfæraslóðir og keyra skurðarlíkingar áður en vélin klippir alvöru.Oft virka CAM forrit sem viðbætur við CAD hugbúnað og búa til g-kóða sem segir CNC verkfærunum og hreyfanlegum hlutum vinnustykkisins hvert á að fara.Wizards í CAM hugbúnaði gera það auðveldara en nokkru sinni fyrr að forrita CNC vél.Vinsæll CAM hugbúnaður inniheldur Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks og Solidcam.Mastercam og Edgecam standa fyrir næstum 50% af hágæða CAM markaðshlutdeild samkvæmt 2015 skýrslu.
Hvað er dreifð tölustýring?
Bein tölustýring sem varð dreifð tölustýring (DNC)
Beinar tölustýringar voru notaðar til að stjórna NC forritum og vélbreytum.Það gerði forritum kleift að fara yfir netkerfi frá miðlægri tölvu yfir í borðtölvur sem kallast vélstjórnareiningar (MCU).Upphaflega kölluð „Direct Numeric Control“, það sneri framhjá þörfinni fyrir pappírsband, en þegar tölvan bilaði fóru allar vélar hennar.
Dreifð tölulega stjórn notar net af tölvum til að samræma rekstur margra véla með því að fæða forrit til CNC.CNC minni geymir forritið og stjórnandinn getur safnað, breytt og skilað forritinu.
Nútíma DNC forrit geta gert eftirfarandi:
● Breyting – Getur keyrt eitt NC forrit á meðan verið er að breyta öðrum.
● Bera saman – Berðu saman upprunaleg og breytt NC forrit hlið við hlið og sjáðu breytingarnar.
● Endurræsa – Þegar tæki bilar er hægt að stöðva forritið og endurræsa það þar sem frá var horfið.
● Rakning starfa – Rekstraraðilar geta til dæmis fylgst með verkum og fylgst með uppsetningu og keyrslutíma.
● Sýna teikningar – Sýna myndir, CAD teikningar af verkfærum, innréttingum og frágangshlutum.
● Háþróuð skjáviðmót – Einsnertivinnsla.
● Ítarleg gagnagrunnsstjórnun – Skipuleggur og viðheldur gögnum þar sem auðvelt er að sækja þau.
Framleiðslugagnasöfnun (MDC)
MDC hugbúnaður getur falið í sér allar aðgerðir DNC hugbúnaðarins auk þess að safna viðbótargögnum og greina þau með tilliti til heildarvirkni búnaðar (OEE).Heildarvirkni búnaðarins fer eftir eftirfarandi: Gæði – fjölda vara sem uppfylla gæðastaðla af öllum framleiddum vörum Framboð – prósent af fyrirhuguðum tíma sem tilgreindur búnaður vinnur eða framleiðir hluta. hlutfall búnaðarins.
OEE = Gæði x framboð x árangur
OEE er lykilframmistöðumælikvarði (KPI) fyrir margar vélaverkstæði.
Véleftirlitslausnir
Vélvöktunarhugbúnaður er hægt að byggja inn í DNC eða MDC hugbúnað eða kaupa sérstaklega.Með vélvöktunarlausnum er vélagögnum eins og uppsetningu, keyrslutíma og niður í miðbæ safnað sjálfkrafa og þeim sameinuð mannlegum gögnum eins og ástæðukóðum til að veita bæði sögulegan og rauntíma skilning á því hvernig störf keyra.Nútíma CNC vélar safna allt að 200 tegundum af gögnum og vélvöktunarhugbúnaður getur gert þessi gögn gagnleg fyrir alla frá verkstæði til efstu hæðar.Fyrirtæki eins og Memex bjóða upp á hugbúnað (Tempus) sem tekur gögn úr hvers kyns CNC vélum og setur inn á staðlað gagnagrunnssnið sem hægt er að birta í þýðingarmiklum töflum og línuritum.Gagnastaðall sem notaður er af flestum vélvöktunarlausnum sem hefur haslað sér völl í Bandaríkjunum heitir MTConnect.Í dag eru mörg ný CNC vélar útbúin til að veita gögn á þessu sniði.Eldri vélar geta samt veitt verðmætar upplýsingar með millistykki.Vélavöktun fyrir CNC vélar hefur orðið almennt á síðustu árum og nýjar hugbúnaðarlausnir eru alltaf í þróun.
Hverjar eru mismunandi gerðir af CNC vélum?
Það eru til óteljandi mismunandi gerðir af CNC vélum í dag.CNC vélar eru vélar sem skera eða færa efni eins og forritað er á stjórnandann, eins og lýst er hér að ofan.Tegund skurðar getur verið breytileg frá plasmaskurði til laserskurðar, mölunar, leiðargerðar og rennibekkja.CNC vélar geta jafnvel tekið upp og flutt hluti á færibandi.
Hér að neðan eru helstu gerðir af CNC vélum:
Rennibekkir:Þessi tegund af CNC snýr vinnustykkinu og færir skurðarverkfærið að vinnustykkinu.Grunnrennibekkur er 2-ása, en hægt er að bæta við mörgum fleiri ásum til að auka flókið skurðinn.Efnið snýst á snældu og er þrýst á slípi- eða útskurðarverkfæri sem gerir æskilega lögun.Rennibekkir eru notaðir til að búa til samhverfa hluti eins og kúlur, keilur eða strokka.Margar CNC vélar eru fjölvirkar og sameina allar gerðir af skurði.
Beinar:CNC beinar eru venjulega notaðir til að skera stórar stærðir í tré, málm, blöð og plast.Venjulegir beinir starfa á 3-ása hnit, svo þeir geta skorið í þrívídd.Hins vegar er líka hægt að kaupa 4,5 og 6 ása vélar fyrir frumgerðir og flókin form.
Milling:Handfræsingarvélar nota handhjól og blýskrúfur til að tengja skurðarverkfæri á vinnustykki.Í CNC-myllu færir CNC kúluskrúfur með mikilli nákvæmni á nákvæm hnit sem forrituð eru í staðinn.CNC mölunarvélar koma í fjölmörgum stærðum og gerðum og geta keyrt á mörgum ásum.
Plasma skeri:CNC plasma skeri notar öflugan leysir til að skera.Flestir plasmaskerar skera forrituð form úr plötu eða plötu.
3D prentari:Þrívíddarprentari notar forritið til að segja því hvar það eigi að leggja niður litla bita af efni til að búa til æskilega lögun.3D hlutar eru byggðir lag fyrir lag með leysi til að storka vökvann eða kraftinn þegar lögin stækka.
Velja og setja vél:CNC „pick and place“ vél virkar svipað og CNC bein, en í stað þess að klippa efni hefur vélin marga litla stúta sem taka upp íhluti með lofttæmi, færa þá á viðkomandi stað og setja þá frá sér.Þetta eru meðal annars notuð til að búa til borð, tölvumóðurborð og aðrar rafmagnssamsetningar.
CNC vélar geta gert margt.Í dag er hægt að setja tölvutækni á nánast vél sem hægt er að hugsa sér.CNC kemur í stað mannlegs viðmóts sem þarf til að færa vélarhluta til að ná tilætluðum árangri.CNC í dag eru fær um að byrja með hráefni, eins og stálblokk, og gera mjög flókinn hluta með nákvæmum vikmörkum og ótrúlegum endurtekningarnákvæmni.
Að setja allt saman: Hvernig CNC vélaverslanir búa til varahluti
Að reka CNC felur í sér bæði tölvuna (stýringuna) og líkamlega uppsetningu.Dæmigert ferli vélaverkstæðis lítur svona út:
Hönnunarfræðingur býr til hönnunina í CAD forritinu og sendir hana til CNC forritara.Forritarinn opnar skrána í CAM forritinu til að ákveða verkfærin sem þarf og búa til NC forritið fyrir CNC.Hann eða hún sendir NC forritið til CNC vélarinnar og gefur rekstraraðila lista yfir rétta verkfærauppsetningu.Uppsetningarstjóri hleður verkfærunum samkvæmt leiðbeiningum og hleður hráefninu (eða vinnustykkinu).Hann eða hún keyrir síðan sýnishorn og mælir þau með gæðatryggingartækjum til að sannreyna að CNC vélin sé að búa til hluta í samræmi við forskrift.Venjulega veitir uppsetningaraðilinn fyrsta hlut til gæðadeildarinnar sem sannreynir allar stærðir og skráir sig á uppsetninguna.CNC vélin eða tengdar vélar eru hlaðnar nægilega mikið af hráefni til að búa til þann fjölda stykki sem óskað er eftir, og vélstjóri stendur til að tryggja að vélin haldi áfram að keyra og gerir hluta eftir sérstökum atriðum.og er með hráefni.Það fer eftir starfinu, það er oft hægt að keyra CNC vélar „slokknar“ án þess að stjórnandi sé til staðar.Fullunnar hlutar eru fluttir sjálfkrafa inn á tilgreint svæði.
Framleiðendur nútímans geta sjálfvirkt nánast hvaða ferli sem er með nægum tíma, fjármagni og hugmyndaflugi.Hráefni getur farið í vél og fullbúnir hlutar geta komið út pakkaðir tilbúnir til notkunar.Framleiðendur treysta á fjölbreytt úrval af CNC vélum til að gera hlutina fljótt, nákvæmlega og hagkvæmt.
Pósttími: Sep-08-2022