CNC-masjiene: gids oor numeriese beheer

die CNC-masjiene het baie industriële sektore en werkswinkels van alle soorte binnegeval, en onlangs ook in een van sy mees belowende variante: 3D drukkers. Danksy dit kan materiale op verskeie maniere bewerk word, met absolute akkuraatheid, vinnig, en met resultate wat moeilik bereikbaar is deur manuele prosedures. Dit is net 'n paar van die voordele van hierdie stelsels wat ons hier sal beskryf.

Index

1 Wat is CNC
2 Wat is CNC-masjiene en hoe werk dit?
- 2.1 geskiedenis
- 2.2 Waarvan word 'n CNC-masjien gemaak?
3 meer inligting

Wat is CNC

CNC (Computerized Numerical Control), of Computer Numerical Control in Engels, Dit is 'n wydverspreide stelsel in ingenieurswese om materiale en onderdele met minimale menslike ingryping te verwerk. Die CNC-tegniek is afgelei van numeriese beheer, 'n outomatiese stelsel vir masjiengereedskap wat deur middel van opdragte deur handwiele of hefbome bestuur word. Hierdie masjiene het egter ontwikkel en laat nou hul beheer deur sagteware en 'n rekenaar toe om die proses verder te outomatiseer en beter werkverrigting te bied.

Die werking van hierdie CNC-stelsels is redelik eenvoudig om te verstaan. Dit is gebaseer op die bewerking van 'n onderdeel deur die gebruik van koördinate wat die beweging van die instrument sal spesifiseer (sny, boor, frees, sweis...). Soortgelyk aan die werking van 'n 3D-drukker, wat ook as 'n CNC-masjien verstaan kan word, is dit net in plaas van bewerking, lae materiaal om 'n onderdeel te bou.

En net soos 3D-drukkers, kan jy verskeie asse hê, soos die X, Y en Z, in staat wees om onderskeidelik longitudinale, vertikale en transversale verplasings uit te voer. Deur sommige servomotoren en / of trapmotors, sal die gereedskap geskuif word na die presiese punt wat deur die rekenaarsagteware aangedui word, en die bewerking sal vinnig en met die hoogste akkuraatheid uitgevoer word.

Voor die uitvinding van die CNC, arbeid was nodig om die gereedskap met die hand te hanteer, maar die moontlike mislukkings wat hulle kon begaan het kwaliteit, herhaalbaarheid, koste en verminderde produksie beïnvloed. Stel jou byvoorbeeld 'n werknemer in 'n aluminiumwinkel voor wat rame vir 'n venster wil boor. Hierdie taak vereis dat:

Die operateur tel die stuk op.
Sit dit op die werktafel.
Plaas die toepaslike bietjie in die boor.
En boor.

Dit is nie 'n probleem om 'n enkele gat te maak nie, maar stel jou voor dat honderde of duisende daarvan gemaak moet word om 'n aansienlike produksie en in die kortste moontlike tyd te handhaaf, benewens al die gate wat dieselfde is. In daardie geval is die arbeidsmag nie voldoende nie, en dit is waar cnc masjiene groot verbeterings aan die bedryf gebring. In hierdie geval sal die stappe wees:

Maak seker dat die masjien met materiaal gevoer word (soms het hulle selfs outomatiese voeding).
Begin dit met die nodige programmering (dit mag dalk net een keer nodig wees en dui die aantal herhalings aan).
En sy sal in beheer wees van die maak van die perforasies met akkuraatheid en herhaal dit soveel keer as wat nodig is, sonder dat die operateur moet ingryp.

Daarbenewens, kan vinniger werk as 'n operateur en word nie moeg nie, so alles is voordele vir die bedryf of werkswinkel.

Wat is CNC-masjiene en hoe werk dit?

'n CNC-masjien is 'n soort rekenaar numeriese beheer bewerkingsmasjien.. Sodoende word proses-outomatisering bewerkstellig deur presiese koördinate daar te stel vir sny, sweis, maal, giet, slyp, plaas van dele, ens., van alle soorte materiale, van sagte materiaal soos polimere, skuim, MDF, of hout, selfs harder soos marmer, metaal, klippe, ens.

Net so maak CNC-masjiene voorsiening vir 'n gesofistikeerde stelsel van terugvoer wat voortdurend monitor en aanpas die spoed en posisie van die gereedskap wat vir bewerking gebruik word, sonder dat sulke gereelde handonderhoud nodig is. Selfs sommige meer gevorderdes het intelligente stelsels om probleme op te spoor, die kwaliteit van die werk of onderdeel te beheer, ens., of om met mekaar verbind te word as dit 'n industrie 4.0 is.

Dit is belangrik om daarop te let dat sommige CNC-masjiene hulle werk anders:

punt tot punt beheer: In hierdie tipe CNC-masjiene sal die begin- en eindpunte van elke pad vasgestel word.
paraaksiale beheer: in hulle is dit moontlik om die bewegingspoed van die stukke te beheer.
interpoleer beheer: hulle voer bewerking uit op enige manier parallel met hul asse.

Alhoewel dit nie die tipes cnc masjieneOns sal dit in meer besonderhede dek in toekomstige plasings.

geskiedenis

Die eerste bewerking wat begin is om gedoen te word, was heeltemal handmatig, met behulp van verskeie tipes rudimentêre gereedskap wat bietjie vir bietjie gevorder is. Van vroeë twintigste eeu, het die bedryf 'n groot sprong geneem in die rigting van motiefkraggedrewe masjiene om handmatige moeite te bespaar, produktiwiteit en doeltreffendheid te verhoog.

Hierdie masjiene het nog nie noemenswaardig verplaas nie arbeidsmag, wat steeds baie belangrik was. Dit het geïmpliseer dat die vervaardiging van 'n onderdeel langer geneem het, hoër koste en laer winsmarges gehad het, en die kwaliteit en akkuraatheid wat verkry is, was nie homogeen in al die onderdele wat geproduseer is nie.

In die 40's en 50's, Numeriese beheermasjiene begin ontwikkel word in die Verenigde State. John T. Parsons, 'n destydse ingenieur, sou destyds 'n freesmasjien verander sodat dit beheer kan word deur insette van ponskaarte, die voorloper van vandag se geheue en sagteware. Sodoende het die masjiene inligting bekom oor die presiese bewegings wat hulle moes maak om die onderdeel te bewerk en het nie soveel menslike ingryping nodig gehad om hefbome, stuurwiele, ens.

Dié Parsons-masjien sou een van die word voorgangers van vandag se CNC-masjiene modern. Maar dit was steeds 'n baie rudimentêre freesmasjien met 'n elektroniese analoog beheerstelsel wat vakuumkleppe gebruik. Hierdie stelsels het meer gewild en gevorderd geword met die rypwording van vastestof- en digitale elektronika. Van vakuumbuise tot transistors, van transistors tot gedrukte stroombane en dan na geïntegreerde stroombane, totdat mikrobeheerders (MCU's) goedkoop genoeg geword het om wyd gebruik te word.

Toe is die CNC-masjiene gebore met meer intelligente en programmeerbare stelsels, om die bewerkingswaardes soos verlang te kan verander. In die 70 jaar Die CNC-masjiene wat ons vandag ken, sou arriveer, onder bevel van 'n rekenaar. Danksy hierdie ander groot mylpaal was dit moontlik om die hele proses meer intuïtief vanaf sagteware te beheer, verskillende programme te programmeer om dit te gebruik wanneer verlang, parameters vinnig te verander, ens.

In ons dae, met die ontwikkeling van die wolk, en die IoT (Internet of Things), of die Internet van dinge, is dit moontlik om 'n menigte toestelle aan die wolk te koppel en dat hulle op 'n meer intelligente manier met elke ander, wat plek maak vir 'n Nywerheid 4.0, waarin CNC-masjiene hul vermoëns aansienlik sal kan verbeter. Hulle kan byvoorbeeld met mekaar in 'n vervaardigingsketting kommunikeer sodat indien enige masjien of stadium 'n vertraging of probleem ondervind, daaropvolgende masjiene afgeskakel kan word terwyl hulle wag om energie te bespaar, of hulle kan vraag bepaal om hul produksievlak aan te pas, ens.

Waarvan word 'n CNC-masjien gemaak?

Wanneer dit kom by die detail van die onderdele of komponente van 'n CNC-masjien, kan die volgende noodsaaklike elemente aangehaal word:

Toevoertoestel

Bekend as invoer toestel van 'n CNC-masjien tot die stelsel wat gebruik word om die data vir die bewerkingsproses te kan laai of wysig. Dit kan byvoorbeeld 'n beheerpaneel, 'n raakskerm, ens. Dit wil sê, 'n koppelvlak om die masjienoperateur in staat te stel om die masjien te aktiveer en te beheer.

Beheereenheid of beheerder

Dit is die digitale elektroniese stelsel wat in beheer sal wees van die interpretasie van die ingevoerde data en die generering van 'n reeks beheerseine om die beweging van die servomotors te beheer om die werkkop deur die asse en die gereedskap te beweeg sodat hulle presies doen wat die program wat deur die gebruiker ingevoer is, aandui.

hulpmiddel

La herramienta Dit is een van die mees noodsaaklike komponente, aangesien dit die een is wat werklik die bewerking uitvoer, die een wat in kontak is met die stuk wat verwerk word. Dit kan 'n multi-gereedskapkop wees, wat verskeie verskillende take kan uitvoer, of ook individuele vaste of uitruilbare gereedskap. Byvoorbeeld: boorpunt, snyer, frees, sweispunt, ens.

Daarbenewens is dit belangrik om daarop te let dat daar verskillende tipes CNC-masjiene kan wees in terme van hul tipe en aantal asse:

3 as: is die algemeenste, met 'n X-, Y- en Z-as.
4 asse: soos sommige routers of CNC routers wat 'n A-as by die vorige drie voeg. Dit laat die spil toe om van links na regs te beweeg om drie oppervlaktes gelyktydig te verwerk, in staat om plat of in 3D te graveer. Hulle is ideaal vir die kerf van hout, metale, komplekse patrone, ens.
roterende as- Dit het 'n roterende spil vir die gereedskap, wat jou toelaat om vier oppervlaktes gelyktydig te verwerk. Hierdie tipe masjiene word gebruik vir die bewerking van silindriese dele, houtbeelde, komplekse metaalelemente, ens.

Bevestiging of ondersteuningstelsel

Dit is die plek waar die stuk geanker is om die bewerkingsproses uit te voer sonder dat dit beweeg. Afhangende van die stelsel, kan dit van verskillende tipes wees, met of sonder ankers. Daarbenewens benodig sommige ekstras, soos stofversamelingstelsels, of waterstraalsny, wat 'n watertenk of reservoir sal vereis om die krag van die straal op te vang en te verdryf sodra dit deur die deel gaan.

Hierdie stelsels word dikwels genoem ook bed of tafel. Baie van hulle word gewoonlik gemaak van materiale soos aluminium, wanneer die stukke aan die tafel geheg moet word, om silinders of komplekse vorms te verwerk. In plaas daarvan sal die vakuumbed of -tafel die onderdeel stofsuig sonder om dit vas te klem, wat 'n hoër mate van akkuraatheid, minder roering tydens gebruik en 'n groter mate van vryheid moontlik maak.

Terugvoertoestelle (servomotors)

Daar is net hierdie tipe toestelle. terugvoer oor CNC-masjiene wat servomotors gebruik. In die ander is dit nie nodig nie.

Monitor

Benewens al die bogenoemde, kan daar ook 'n inligting of moniteringstelsel van die bewerkingsproses self. Dit kan deur dieselfde koppelvlak wees waaruit dit werk of onafhanklik.

Ander dele

Benewens bogenoemde, moet daarop gelet word twee noodsaaklike elemente plus:

enjins: is die toestelle wat die bewerkingsgereedskap beweeg of aktiveer volgens die data wat van die beheereenheid ontvang is.
- Serwo: verdra hoë snelhede, sodat jy kan sny, boor, ens. Ideaal vir stil, stabiele werk en vir ingewikkelde patrone.
- Stepper: Hierdie stapmotors is laer geprys, maar word gebruik vir meer basiese gravure of beweging. Hulle is maklik om te beheer, betroubaar en hoogs akkuraat, wat hulle geskik maak waar maksimum akkuraatheid nodig is.
spil: Hierdie element van 'n CNC-masjien kan twee tipes moontlike verkoeling of verkoelingstelsel hê:
- Lugvrag: Hulle word eenvoudig afgekoel deur 'n waaier wat die spil afkoel, en is goedkoper, makliker om te onderhou en te gebruik.
- By water: Hulle gebruik water vir afkoeling. Dit is duurder, komplekser en moeiliker om te onderhou, maar dit hou gewoonlik langer, is meer doeltreffend en is stiller.

hardewarepond

CNC-masjiene: gids tot numeriese beheer