Zer dira CNC makinak?

CNC makinen historia
Traverse City-ko Parsons Corporation-eko John T. Parsons (1913-2007) zenbakizko kontrolaren aitzindaritzat hartzen da, CNC makina modernoaren aitzindaria.Bere lanagatik, John Parsons 2. iraultza industrialaren aita deitu izan da.Helikoptero pala konplexuak fabrikatu behar zituen eta azkar konturatu zen fabrikazioaren etorkizuna makinak ordenagailuetara konektatzea zela.Gaur egun, CNC bidez egindako piezak ia industria guztietan aurki daitezke.CNC makinen ondorioz, ondasun gutxiago garestiak, defentsa nazional sendoagoa eta bizi-maila handiagoa dugu industrializatu gabeko mundu batean posible dena baino.Artikulu honetan, CNC makinaren jatorria, CNC makina mota desberdinak, CNC makinen programak eta CNC makinen dendetako ohiko praktikak aztertuko ditugu.

Makinak Ordenagailuarekin Topatzen
1946an, "ordenagailu" hitzak txartel zulatu baten kalkulu-makina esan nahi zuen.Nahiz eta Parsons Corporation-ek helize bakarra egin aurretik, John Parsons-ek Sikorsky Helicopter konbentzitu zuen helizeak muntatzeko eta fabrikatzeko txantiloi oso zehatzak ekoitzi zitezkeela.Helikoptero-errotoreko pala batean puntuak kalkulatzeko txartel punteatu bidezko ordenagailu-metodo bat asmatu zuen azkenean.Ondoren, operadoreek Cincinnati fresatzeko makina batean gurpilak puntu horietara biratu behar izan zituen.Prozesu berri honen izenaren lehiaketa bat egin zuen eta 50 $ eman zizkion "Numerical Control" edo NC asmatu zuenari.

1958an, ordenagailua makinara konektatzeko patente bat aurkeztu zuen.Bere patente-eskaera MIT baino hiru hilabete lehenago iritsi zen, berak hasitako kontzeptua lantzen ari zela.MITek bere kontzeptuak erabili zituen jatorrizko ekipamendua eta Parsons jaunaren lizentziadunak (Bendix) IBM, Fujitusu eta GEren azpilizentzia emanez, besteak beste.NC kontzeptua moteldu zen harrapatzen.Parsons jaunaren arabera, ideia saltzen zutenak ordenagailuak ziren pertsonak fabrikatu beharrean.1970eko hamarkadaren hasieran, ordea, AEBetako armadak berak NC ordenagailuen erabilera ezagun egin zuen fabrikatzaile ugariri eraikiz eta alokatuz.CNC kontroladoreak ordenagailuarekin paraleloan eboluzionatu zuen, gero eta produktibitate eta automatizazio gehiago bultzatuz fabrikazio prozesuetara, batez ere mekanizazioetara.

Zer da CNC mekanizazioa?
CNC makinak ia industria guztietarako piezak egiten ari dira munduan zehar.Plastiko, metal, aluminio, egur eta beste hainbat material gogorrekin gauzak sortzen dituzte."CNC" hitzak Computer Numerical Control esan nahi du, baina gaur egun denek CNC deitzen diote.Beraz, nola definitzen duzu CNC makina bat?Mugimendua kontrolatzeko makina automatizatu guztiek hiru osagai nagusi dituzte: komando-funtzioa, disko/mugimendu-sistema eta feedback-sistema.CNC mekanizazioa ordenagailuz gidatutako makina-erreminta bat erabiltzeko prozesua da, material solidoarekin pieza bat ekoizteko beste forma batean.

CNCa SolidWorks edo MasterCAM bezalako ordenagailuz lagundutako fabrikazioan (CAM) edo ordenagailuz lagundutako diseinuan (CAD) softwarean egin ohi diren argibide digitalen araberakoa da.Softwareak CNC makinaren kontrolagailuak irakur dezakeen G kodea idazten du.Kontrolagailuko programa informatikoak diseinua interpretatzen du eta ebaketa-erremintak eta/edo piezak hainbat ardatzetan mugitzen ditu piezatik nahi den forma mozteko.Ebaketa-prozesu automatizatua erreminten eta piezen eskuzko mugimendua baino askoz azkarragoa eta zehatzagoa da, ekipo zaharretan palanka eta engranajeekin egiten dena.Gaur egungo CNC makinek hainbat tresna dituzte eta ebaketa mota asko egiten dituzte.Mugimendu-plano-kopuruak (ardatzak) eta makinak mekanizazio-prozesuan automatikoki sar ditzakeen erreminta-kopuruak eta motak zehazten dute CNC batek pieza bat zein konplexua izan daitekeen.

Nola erabili CNC makina bat?
CNC makinistek trebetasunak lortu behar dituzte programazioan eta metalgintzan, CNC makina baten boterea guztiz erabiltzeko.Merkataritza-eskola teknikoek eta ikaskuntza-programek maiz egiten dituzte ikasleak eskuzko tornuetan, metala nola mozten ezagutzeko.Makinistak hiru dimentsioak ikusteko gai izan behar du.Gaur egun softwareak inoiz baino errazagoa da pieza konplexuak egitea, piezen forma birtualki marraztu daitekeelako eta, ondoren, softwareak erreminta-bideak iradoki ditzakeelako pieza horiek egiteko.

CNC mekanizazio-prozesuan erabili ohi den software mota
Ordenagailuz lagundutako marrazketa (CAD)
CAD softwarea CNC proiektu gehienen abiapuntua da.CAD software pakete asko daude, baina guztiak diseinuak sortzeko erabiltzen dira.CAD programa ezagunen artean AutoCAD, SolidWorks eta Rhino3D daude.Hodeian oinarritutako CAD irtenbideak ere badaude, eta batzuek CAM gaitasunak eskaintzen dituzte edo CAM softwarearekin beste batzuk baino hobeto integratzen dira.

Ordenagailuz lagundutako fabrikazioa (CAM)
CNC makinek askotan CAM softwareak sortutako programak erabiltzen dituzte.CAM-k erabiltzaileei "lan-zuhaitza" konfiguratzeko aukera ematen die lan-fluxua antolatzeko, erreminten bideak ezartzeko eta ebaketa-simulazioak egiteko makinak benetako ebaketa egin aurretik.Sarritan CAM programek CAD softwarearen gehigarri gisa funtzionatzen dute eta CNC erremintei eta pieza mugikorrei nora joan behar duten esaten dien g-kodea sortzen dute.CAM softwareko morroiek inoiz baino errazagoa egiten dute CNC makina bat programatzea.CAM software ezagunak Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks eta Solidcam ditu.Mastercam eta Edgecam-ek goi mailako CAM merkatu-kuotaren ia% 50 hartzen dute 2015eko txosten baten arabera.

Zer da Banatutako Zenbakizko Kontrola?
Zenbakizko Kontrol Zuzena, Zenbakizko Kontrol Banatua (DNC) bihurtu zen
Zenbakizko Kontrol Zuzenak erabili ziren NC programak eta makinen parametroak kudeatzeko.Programak sare batean mugitzeko aukera ematen zuen ordenagailu zentral batetik makina kontrol-unitate (MCU) izenez ezagutzen diren ontziko ordenagailuetara.Hasiera batean "Zenbakizko Kontrol Zuzena" izenekoa, paperezko zintaren beharra alde batera utzi zuen, baina ordenagailua jaisten zenean, bere makina guztiak erori ziren.

Zenbakizko Kontrol Banatua ordenagailuen sare bat erabiltzen du hainbat makinaren funtzionamendua koordinatzeko CNCra programa bat elikatuz.CNC memoriak programa gordetzen du eta operadoreak programa bildu, editatu eta itzul dezake.

DNC programa modernoek honako hau egin dezakete:
● Edizioa - NC programa bat exekutatu dezake beste batzuk editatzen ari diren bitartean.
● Konparatu: konparatu jatorrizko eta editatutako NC programak elkarren ondoan eta ikusi aldaketak.
● Berrabiarazi – Tresna bat apurtzen denean programa gelditu eta utzitako tokian berrabiarazi daiteke.
● Lanen jarraipena - Operadoreek lanak egin ditzakete eta konfigurazioa eta exekuzio denboraren jarraipena egin dezakete, adibidez.
● Marrazkiak bistaratzea – Erakutsi argazkiak, tresnen, tresnaren eta akaberen piezen CAD marrazkiak.
● Pantaila-interfaze aurreratuak – Ukipen bakarreko mekanizazioa.
● Datu-baseen kudeaketa aurreratua - Datuak erraz berreskuratu ahal izateko antolatu eta mantentzen ditu.

Fabrikazio Datuen Bilketa (MDC)
MDC softwareak DNC softwarearen funtzio guztiak izan ditzake eta datu gehigarriak bildu eta ekipoen eraginkortasun orokorra (OEE) aztertzen du.Ekipamenduaren Eraginkortasun Orokorra honako hauen araberakoa da: Kalitatea: ekoitzitako produktu guztien artean kalitate estandarrak betetzen dituzten produktuen kopurua. Eskuragarritasuna: zehaztutako ekipamenduak funtzionatzen edo piezak ekoizten dituen aurreikusitako denboraren ehunekoa. Errendimendua: benetako martxa-abiadura, aurreikusitako edo idealarekin alderatuta. ekipamenduaren tasa.

OEE = Kalitatea x Erabilgarritasuna x Errendimendua
OEE funtsezko errendimenduaren metrika (KPI) da makina-denda askorentzat.

Makinen Monitorizazio Soluzioak
Makina monitorizatzeko softwarea DNC edo MDC softwarean txerta daiteke edo bereiz eros daiteke.Makinen monitorizazio soluzioekin, makinen datuak, hala nola konfigurazioa, exekuzio-denbora eta geldialdi-denbora, automatikoki biltzen dira eta giza datuekin konbinatzen dira, hala nola arrazoi-kodeekin, lanak nola exekutatzen diren historikoa eta denbora errealean ulertzeko.CNC makina modernoek 200 datu mota biltzen dituzte, eta makinen monitorizazio softwareak datu horiek baliagarriak izan ditzake dendatik hasi eta goiko solairura arte.Memex bezalako enpresek softwarea (Tempus) eskaintzen dute, edozein CNC makinatako datuak hartzen dituena eta datu-base formatu estandarizatu batean sartzen dituena, diagrama eta grafiko esanguratsuetan bistaratzeko.Makinen monitorizazio soluzio gehienek erabiltzen duten datu estandarra, AEBetan irabazi dutena, MTConnect deitzen da.Gaur egun, CNC makina-erreminta berri asko formatu honetan datuak emateko hornituta datoz.Makina zaharrek oraindik informazio baliotsua eman dezakete egokitzaileekin.CNC makinen makinen monitorizazioa ohikoa bihurtu da azken urteotan, eta software irtenbide berriak garatzen ari dira beti.

Zeintzuk dira CNC makina mota desberdinak?
Gaur egun, ezin konta ahala CNC makina mota daude.CNC makinak kontrolagailuan programatutako materiala mozten edo mugitzen duten makina-erreminta dira, goian azaldu bezala.Ebaketa-mota plasma bidezko ebaketa eta laser bidezko ebaketa, fresaketa, bideraketa eta tornuetara alda daiteke.CNC makinek elementuak jaso eta mugitu ditzakete muntaketa-kate batean.

Jarraian, oinarrizko CNC makina motak daude:
Tornuak:CNC mota honek piezari buelta ematen dio eta ebaketa-erreminta piezara eramaten du.Oinarrizko tornu bat 2 ardatzekoa da, baina beste ardatz asko gehi daitezke ebakiaren konplexutasuna areagotzeko.Materiala ardatz baten gainean biratzen da eta nahi den forma ematen duen artezteko edo taila egiteko tresna baten aurka sakatzen da.Tornuak esferak, konoak edo zilindroak bezalako objektu simetrikoak egiteko erabiltzen dira.CNC makina asko funtzio anitzekoak dira eta ebaketa mota guztiak konbinatzen dituzte.

Bideratzaileak:CNC bideratzaileak egurra, metala, xaflak eta plastikoak dimentsio handiak mozteko erabiltzen dira normalean.Bideratzaile estandarrek 3 ardatzeko koordenatuetan funtzionatzen dute, beraz, hiru dimentsiotan moztu dezakete.Hala ere, 4,5 eta 6 ardatzeko makinak ere eros ditzakezu prototipo ereduetarako eta forma konplexuetarako.

Fresatzea:Eskuzko fresatzeko makinek esku-gurpilak eta berunezko torlojuak erabiltzen dituzte ebaketa-erreminta bat pieza baten gainean artikulatzeko.CNC errota batean, CNCak zehaztasun handiko bola-torlojuak programatutako koordenatu zehatzetara mugitzen ditu.Fresatzeko CNC makinak tamaina eta mota askotakoak dira eta hainbat ardatzetan exekutatu daitezke.

Plasma moztekoak:CNC plasma ebakitzaileak laser indartsu bat erabiltzen du mozteko.Plasma ebakitzaile gehienek programatutako formak mozten dituzte xafla edo plakatik.

3D inprimagailua:3D inprimagailu batek programa erabiltzen du material zati txikiak non jarri nahi den forma eraikitzeko esateko.3D piezak geruzaz geruza eraikitzen dira laser batekin likidoa edo potentzia sendotzeko geruzak hazten diren heinean.

Aukeratu eta jarri makina:CNC "hautatu eta jarri" makina batek CNC bideratzaile baten antzera funtzionatzen du, baina materiala moztu beharrean, makinak tobera txiki asko ditu, osagaiak hutsean jaso, nahi den tokira eraman eta behera jartzen dituztenak.Hauek mahaiak, ordenagailuen plakak eta bestelako multzo elektrikoak egiteko erabiltzen dira (besteak beste.)

CNC makinek gauza asko egin ditzakete.Gaur egun, informatika-teknologia ia makina imajina daitekeen gainean jarri daiteke.CNCak makinaren piezak mugitzeko behar den giza interfazea ordezkatzen du nahi den emaitza lortzeko.Gaur egungo CNCak gai dira lehengaitik hasteko, altzairuzko bloke bat bezala, eta pieza oso konplexua egiteko tolerantzia zehatzekin eta errepikakortasun harrigarriarekin.

Guztia bateratzea: nola egiten dituzten piezak CNC makina-lantegiek
CNC bat funtzionatzeak ordenagailua (kontrolagailua) eta konfigurazio fisikoa dakar.Makina-dendaren prozesu tipiko bat honelakoa da:

Diseinu ingeniari batek diseinua CAD programan sortzen du eta CNC programatzaile bati bidaltzen dio.Programatzaileak fitxategia irekitzen du CAM programan behar diren tresnak erabakitzeko eta CNCrako NC programa sortzeko.NC programa CNC makinara bidaltzen du eta erreminta-konfigurazio egokiaren zerrenda eskaintzen dio operadore bati.Konfigurazio-operadore batek tresnak agindu bezala kargatzen ditu eta lehengaia (edo pieza) kargatzen du.Ondoren, laginak exekutatzen ditu eta kalitatea bermatzeko tresnekin neurtzen ditu CNC makinak piezak zehaztapenen arabera egiten ari direla egiaztatzeko.Normalean, konfigurazio-operadoreak lehen artikulu bat eskaintzen dio kalitate-sailari, eta horrek dimentsio guztiak egiaztatzen ditu eta konfigurazioan sinatzen du.CNC makina edo lotutako makinak behar adina lehengaiz kargatzen dira nahi den pieza kopurua egiteko, eta makina-operadore bat egongo da makina martxan jarraitzen duela ziurtatzeko, piezak zehaztapenen arabera eginez.eta lehengaia dauka.Lanaren arabera, sarritan posible da CNC makinak "argiak itzalita" martxan jartzea operadorerik gabe.Amaitutako piezak izendatutako eremu batera mugitzen dira automatikoki.

Gaur egungo fabrikatzaileek ia edozein prozesu automatiza ditzakete denbora, baliabide eta irudimen nahikoa emanda.Lehengaia makina batean sartu daiteke eta osaturiko piezak ontziratuta atera daitezke prest.Fabrikatzaileak CNC makina sorta zabal baten menpe daude gauzak azkar, zehaztasunez eta kostu eraginkorrean egiteko.