CNC машиналар деген эмне?

CNC машиналар тарыхы
Джон Т. Парсонс (1913-2007) Траверс Ситидеги Парсонс Корпорациясынын (MI) сандык башкаруунун пионери, заманбап CNC машинасынын прекурсору болуп эсептелет.Анын иши үчүн Джон Парсонс 2-өнөр жай революциясынын атасы деп аталды.Ал татаал вертолетторду жасоо керек болчу жана өндүрүштүн келечеги машиналарды компьютерлерге туташтыруу экенин тез түшүндү.Бүгүнкү күндө CNC-өндүрүлгөн бөлүктөр дээрлик бардык тармактарда тапса болот.CNC машиналарынын аркасында бизде өндүрүшү өнүкпөгөн дүйнөгө караганда арзаныраак товарлар, күчтүү улуттук коргонуу жана жашоо деңгээли жогору.Бул макалада биз CNC машинасынын келип чыгышын, CNC машиналарынын ар кандай түрлөрүн, CNC машина программаларын жана CNC станок дүкөндөрүнүн жалпы практикасын изилдейбиз.

Машиналар Компьютер менен жолугушат
1946-жылы "компьютер" деген сөз перфокарта менен башкарылган эсептөөчү машинаны билдирген.Парсонс корпорациясы буга чейин бир гана пропеллерди жасаган болсо да, Джон Парсонс Sikorsky Vertolet винттерин чогултуу жана өндүрүү үчүн өтө так шаблондорду чыгара аларына ынандырган.Ал вертолеттун роторунун учтарындагы упайларды эсептөө үчүн перфокарта компьютер ыкмасын ойлоп тапкан.Андан кийин ал операторлорго Цинциннати фрезердик станогунда дөңгөлөктөрдү ошол пункттарга бурган.Ал бул жаңы процесстин аталышы үчүн сынак өткөрүп, "Сандык башкаруу" же NC ойлоп тапкан адамга 50 доллар берди.

1958-жылы ал компьютерди машинага туташтыруу үчүн патент берген.Анын патентке арызы өзү баштаган концепциянын үстүндө иштеп жаткан MITге үч ай калганда келип түшкөн.MIT өзүнүн концепцияларын оригиналдуу жабдууларды жана мистер Парсонстун лицензиясын (Бендекс) IBM, Fujitusu жана GE компанияларына сублицензиялоо үчүн колдонгон.NC концепциясы жай кабыл алынган.Парсонс мырзанын айтымында, идеяны саткан адамдар өндүрүшчү эмес, компьютердик адамдар болгон.Бирок 1970-жылдардын башында АКШнын армиясы NC компьютерлерин куруу жана көптөгөн өндүрүүчүлөргө ижарага берүү аркылуу колдонууну жайылткан.CNC контроллери компьютер менен параллелдүү өнүгүп, өндүрүш процесстерине, өзгөчө механикалык иштетүүгө көбүрөөк өндүрүмдүүлүктү жана автоматташтырды.

CNC иштетүү деген эмне?
CNC машиналар дээрлик ар бир тармак үчүн дүйнө жүзү боюнча тетиктерди жасап жатышат.Алар пластмассадан, металлдардан, алюминийден, жыгачтан жана башка көптөгөн катуу материалдардан буюмдарды жасашат."CNC" деген сөз "Компьютердик Сандык Башкаруу" дегенди билдирет, бирок бүгүнкү күндө баары аны CNC деп аташат.Ошентип, сиз CNC машинасын кантип аныктайсыз?Бардык автоматташтырылган кыймылды башкаруу машиналары үч негизги компоненттен турат - буйрук функциясы, кыймылдаткыч/кыймыл системасы жана кайтарым байланыш системасы.CNC иштетүү - бул катуу материалдан башка формада бир бөлүгүн өндүрүү үчүн компьютердик станокту колдонуу процесси.

CNC, адатта, Computer Aided Manufacturing (CAM) же Computer Aided Design (CAD) сыяктуу SolidWorks же MasterCAM программаларында жасалган санариптик нускамалардан көз каранды.Программа CNC машинасындагы контролер окуй турган G-кодун жазат.Контролдордогу компьютердик программа дизайнды чечмелейт жана кесүүчү шаймандарды жана/же кесүүчү шайманды бир нече окторго жылдырат, бул кесүүчү бөлүктөн керектүү форманы кесип алат.Автоматташтырылган кесүү процесси эски жабдууларда рычагдар жана тиштүү механизмдер менен жасалган шаймандарды жана бөлүктөрдү кол менен жылдырууга караганда алда канча тез жана так.Заманбап CNC машиналары бир нече шаймандарды кармап, көптөгөн кесиптерди жасайт.Кыймыл тегиздиктеринин (октун) саны жана станок иштетүү процессинде автоматтык түрдө кире ала турган инструменттердин саны жана түрлөрү CNC даярдыгынын татаалдыгын аныктайт.

CNC машинасын кантип колдонсо болот?
CNC машинисттери CNC машинасынын күчүн толук пайдалануу үчүн программалоо жана металл иштетүү боюнча көндүмдөрдү алыш керек.Техникалык соода мектептери жана шакирттик программалары студенттерди металлды кантип кесүү керектигин билүү үчүн көбүнчө кол станокторунда башташат.Машинист бардык үч өлчөмдү элестете билиши керек.Бүгүнкү күндө программалык камсыздоо татаал тетиктерди жасоону мурдагыдан да жеңилдетет, анткени тетиктин формасы виртуалдык түрдө тартылып, андан кийин ал бөлүктөрдү жасоо үчүн программалык камсыздоо аркылуу инструменттердин жолдору сунушталышы мүмкүн.

CNC иштетүү процессинде кеңири колдонулган программалык камсыздоонун түрү
Компьютердик сүрөт тартуу (CAD)
CAD программасы көпчүлүк CNC долбоорлору үчүн баштапкы чекит болуп саналат.Көптөгөн ар кандай CAD программалык пакеттери бар, бирок бардыгы дизайнды түзүү үчүн колдонулат.Популярдуу CAD программаларына AutoCAD, SolidWorks жана Rhino3D кирет.Булутка негизделген CAD чечимдери да бар жана кээ бирлери CAM мүмкүнчүлүктөрүн сунуштайт же башкаларга караганда жакшыраак CAM программасы менен интеграцияланат.

Компьютердик өндүрүш (CAM)
CNC машиналары көбүнчө CAM программасы тарабынан түзүлгөн программаларды колдонушат.CAM колдонуучуларга иш процессин уюштуруу, инструменттердин жолдорун коюу жана машина кандайдыр бир чыныгы кесүү жасаганга чейин кесүүчү симуляцияларды жүргүзүү үчүн "жумуш дарагын" орнотууга мүмкүндүк берет.Көбүнчө CAM программалары CAD программасына кошумчалар катары иштешет жана CNC инструменттерине жана даяр тетиктердин кыймылдаткыч бөлүктөрүнө кайда баруу керектиги жөнүндө g-кодун жаратат.CAM программасындагы усталар CNC машинасын программалоону мурдагыдан да жеңилдетет.Популярдуу CAM программасы Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks жана Solidcam камтыйт.2015-жылдагы отчетко ылайык, Mastercam жана Edgecam жогорку класстагы CAM рыногунун дээрлик 50% түзөт.

Бөлүштүрүлгөн сандык башкаруу деген эмне?
Бөлүштүрүлгөн Сандык башкаруу (DNC) болуп калган түз сандык башкаруу
Түздөн-түз Сандык Башкаруулар NC программаларын жана машинанын параметрлерин башкаруу үчүн колдонулган.Ал программаларга тармак аркылуу борбордук компьютерден машина башкаруу бирдиктери (MCU) деп аталган борттук компьютерлерге өтүүгө мүмкүндүк берди.Башында "Түздөн-түз сандык башкаруу" деп аталып, ал кагаз лентасына муктаждыкты кыйгап өткөн, бирок компьютер иштебей калганда анын бардык машиналары иштебей калган.

Бөлүштүрүлгөн Сандык башкаруу программаны CNCге берүү менен бир нече машинанын иштешин координациялоо үчүн компьютерлердин тармагын колдонот.CNC эстутумунда программа сакталат жана оператор программаны чогултуп, түзөтүп жана кайтара алат.

Заманбап DNC программалары төмөнкүлөрдү жасай алат:
● Түзөтүү – Башкалары түзөтүлүп жатканда бир NC программасын иштете алат.
● Салыштыруу – Түпнуска жана түзөтүлгөн NC программаларын жанаша салыштырыңыз жана түзөтүүлөрдү көрүңүз.
● Кайра баштоо – Курал бузулганда программаны токтотуп, токтогон жеринен кайра баштоого болот.
● Жумушка көз салуу – Операторлор жумушка саат киргизип, орнотууну жана иштөө убактысын көзөмөлдөй алышат.
● Чиймелерди көрсөтүү – Сүрөттөрдү, инструменттердин CAD чиймелерин, орнотмолорду жана бүтүрүүчү бөлүктөрүн көрсөтүңүз.
● Өркүндөтүлгөн экран интерфейстери – Бир тийүү менен иштетүү.
● Өркүндөтүлгөн маалымат базасын башкаруу – Берилиштерди оңой алып чыгууга мүмкүн болгон жерден уюштурат жана сактайт.

Өндүрүш маалыматтарын чогултуу (MDC)
MDC программалык камсыздоо DNC программалык камсыздоонун бардык функцияларын камтышы мүмкүн, ошондой эле кошумча маалыматтарды чогултуп, жалпы жабдуулардын натыйжалуулугун (OEE) талдоо.Жабдуулардын жалпы эффективдүүлүгү төмөндөгүлөргө көз каранды: Сапат – бардык өндүрүлгөн продукциянын ичинен сапат стандарттарына жооп берген продукциянын саны Жеткиликтүүлүк – көрсөтүлгөн жабдуулар иштеген же тетиктерди өндүрүү үчүн пландаштырылган убакыттын пайызы Аткаруучулук – пландалган же идеалдуу иштетүүгө салыштырмалуу иш жүзүндөгү ылдамдык. жабдуулардын баасы.

OEE = Сапат x Жеткилик x Performance
OEE көптөгөн машина цехтери үчүн негизги натыйжалуулук көрсөткүчү (KPI) болуп саналат.

Машиналарды көзөмөлдөө чечимдери
Машинаны көзөмөлдөө программасы DNC же MDC программасына орнотулган же өзүнчө сатып алынышы мүмкүн.Машинаны көзөмөлдөө чечимдери менен орнотуу, иштөө убактысы жана токтоп калуу сыяктуу машина маалыматтары автоматтык түрдө чогултулуп, жумуштун кандайча аткарылышын тарыхый жана реалдуу убакытта түшүнүү үчүн себеп коддору сыяктуу адам маалыматтары менен бириктирилет.Заманбап CNC машиналары маалыматтардын 200дөй түрүн чогултат жана машинаны көзөмөлдөөчү программалык камсыздоо бул маалыматтарды цехтин кабатынан эң жогорку кабатка чейин бардыгына пайдалуу кыла алат.Memex сыяктуу компаниялар ар кандай CNC машинасынан маалыматтарды алып, маанилүү диаграммаларда жана графиктерде көрсөтүлө турган стандартташтырылган маалымат базасынын форматына киргизген программалык камсыздоону (Tempus) сунушташат.АКШда кеңири жайылган машинанын мониторингинин көпчүлүк чечимдери колдонгон маалымат стандарты MTConnect деп аталат.Бүгүнкү күндө көптөгөн жаңы CNC станоктор бул форматта маалыматтарды берүү үчүн жабдылган келет.Эски машиналар адаптерлер менен дагы эле баалуу маалыматты бере алышат.CNC машиналары үчүн машина мониторинги акыркы бир нече жыл ичинде кеңири жайылган жана жаңы программалык чечимдер ар дайым иштеп чыгууда.

CNC машиналарынын ар кандай түрлөрү кандай?
Бүгүнкү күндө CNC машиналарынын сансыз ар кандай түрлөрү бар.CNC машиналары - жогоруда сүрөттөлгөндөй, контроллерде программалангандай материалды кесип же жылдыруучу станоктор.Кесүүнүн түрү плазмалык кесүүдөн лазердик кесүүгө, фрезерге, маршруткага жана станокторго чейин өзгөрүшү мүмкүн.CNC машиналары да конвейердеги нерселерди алып, жылдыра алат.

Төмөндө CNC машиналар негизги түрлөрү болуп саналат:
Токарлар:CNC бул түрү даяр тетиктерди буруп, кесүүчү аспапты даярдалган бөлүгүнө жылдырат.Негизги токарь 2 огу, бирок кесүүнүн татаалдыгын жогорулатуу үчүн дагы көптөгөн окторду кошууга болот.Материал шпиндельде айланат жана каалаган форманы берген майдалоочу же оюучу аспапка пресстелет.Токарлар сфера, конус же цилиндр сыяктуу симметриялуу нерселерди жасоо үчүн колдонулат.Көптөгөн CNC машиналар көп функциялуу жана кесүүнүн бардык түрлөрүн бириктирет.

Маршрутизаторлор:CNC роутер адатта жыгачтан, металлдан, барактан жана пластмассадан чоң өлчөмдөрдү кесүү үчүн колдонулат.Стандарттык роутерлер 3-ок координатасында иштейт, ошондуктан алар үч өлчөмдүү кесип алат.Бирок, ошондой эле прототиби моделдер жана татаал фигуралар үчүн 4,5 жана 6-ок машиналарды сатып алууга болот.

Фрезерлөө:Кол менен фрезердик станоктор кесүүчү аспапты даярдалган бөлүккө бурмалоо үчүн кол дөңгөлөктөрүн жана коргошун бурамаларын колдонушат.CNC тегирменде, CNC анын ордуна программаланган так координаттарга жогорку тактыктагы шар бурамаларын жылдырат.Фрезердик CNC машиналары ар кандай өлчөмдөрдө жана типтерде болот жана бир нече октордо иштей алат.

Плазмалык кескичтер:CNC плазма кескич кесип үчүн күчтүү лазер колдонот.Көпчүлүк плазма кескичтер программаланган формаларды барактан же табактан кесип.

3D принтер:3D принтер керектүү форманы түзүү үчүн материалдын кичинекей бөлүктөрүн каякка салуу керектигин айтып берүү үчүн программаны колдонот.3D бөлүктөрү катмарлар чоңойгон сайын суюктукту же кубаттуулукту бекемдөө үчүн лазер менен катмар-катмар курулат.

Тандоо жана жайгаштыруу машинасы:CNC "тандоо жана жайгаштыруу" машинасы CNC роутерге окшош иштейт, бирок материалды кесүүнүн ордуна, машинада вакуум аркылуу компоненттерди алып, каалаган жерге жылдырып жана аларды жерге коюңуз.Булар үстөлдөрдү, компьютердик платаларды жана башка электрдик түзүлүштөрдү (башка нерселер менен бирге) жасоо үчүн колдонулат.

CNC машиналар көп нерселерди кыла алат.Бүгүнкү күндө компьютердик технологияны элестете турган машинага коюуга болот.CNC каалаган натыйжаны алуу үчүн машина бөлүктөрүн жылдыруу үчүн зарыл болгон адам интерфейсин алмаштырат.Бүгүнкү CNC машиналары болоттон жасалган блок сыяктуу чийки заттан баштап, так толеранттуулукка жана укмуштуудай кайталанууга жөндөмдүү өтө татаал бөлүктү жасоого жөндөмдүү.

Баарын бириктирүү: CNC машина дүкөндөрү тетиктерди кантип жасашат
CNC иштетүү компьютерди (контроллерди) жана физикалык орнотууну камтыйт.Кадимки машина цехинин процесси төмөнкүдөй көрүнөт:

Дизайн инженери CAD программасында дизайнды түзүп, аны CNC программистине жөнөтөт.Программист керектүү куралдарды тандоо жана CNC үчүн NC программасын түзүү үчүн файлды CAM программасында ачат.Ал NC программасын CNC машинасына жөнөтөт жана операторго шаймандарды туура орнотуунун тизмесин берет.Орнотуу оператору шаймандарды көрсөтүлгөндөй жүктөйт жана чийки затты (же даярдалган бөлүгүн) жүктөйт.Андан кийин ал үлгү бөлүктөрүн иштетет жана CNC машинасы спецификацияга ылайык тетиктерди жасап жатканын текшерүү үчүн сапатты камсыздоо куралдары менен өлчөйт.Адатта, орнотуу оператору бардык өлчөмдөрдү текшерип, орнотууга кол койгон сапат бөлүмүнө биринчи макаланы берет.CNC машинасы же аны менен байланышкан машиналар керектүү сандагы бөлүктөрдү жасоо үчүн жетиштүү чийки зат менен жүктөлөт жана станоктун иштешин камсыз кылуу үчүн машинанын оператору турат жана тетиктерди өзгөчөлөштүрөт.жана чийки зат бар.Жумушка жараша, CNC машиналарын операторсуз эле иштетүүгө болот.Даяр болгон тетиктер автоматтык түрдө белгиленген аймакка жылдырылат.

Бүгүнкү күндөгү өндүрүүчүлөр жетиштүү убакыт, ресурстар жана кыялдануу менен дээрлик бардык процесстерди автоматташтыра алышат.Чийки зат машинага кире алат, ал эми бүткөн тетиктер пакеттелген даяр абалда чыга алат.Өндүрүүчүлөр тез, так жана үнөмдүү нерселерди жасоо үчүн CNC машиналарынын кеңири спектрине көз каранды.