Որոնք են CNC մեքենաները:

CNC մեքենաների պատմությունը
Ջոն Թ. Փարսոնսը (1913-2007) Փարսոնս կորպորացիայից Թրավերս Սիթիում, MI համարվում է թվային հսկողության առաջամարտիկը, ժամանակակից CNC մեքենայի նախադրյալը:Իր աշխատանքի համար Ջոն Փարսոնսին անվանել են 2-րդ արդյունաբերական հեղափոխության հայր։Նրան անհրաժեշտ էր ուղղաթիռի բարդ շեղբեր արտադրել և արագ հասկացավ, որ արտադրության ապագան մեքենաները համակարգիչներին միացնելն է:Այսօր CNC-ով արտադրված մասեր կարելի է գտնել գրեթե բոլոր ոլորտներում:CNC մեքենաների շնորհիվ մենք ունենք ավելի քիչ թանկ ապրանքներ, ավելի ուժեղ ազգային պաշտպանություն և ավելի բարձր կենսամակարդակ, քան հնարավոր է ոչ արդյունաբերական աշխարհում:Այս հոդվածում մենք կուսումնասիրենք CNC մեքենաների ծագումը, CNC մեքենաների տարբեր տեսակները, CNC մեքենաների ծրագրերը և CNC մեքենաների խանութների ընդհանուր գործելակերպը:

Մեքենաները հանդիպում են համակարգչին
1946 թվականին «համակարգիչ» բառը նշանակում էր դակիչ քարտով աշխատող հաշվարկային մեքենա:Թեև Parsons Corporation-ը նախկինում արտադրել էր միայն մեկ պտուտակ, Ջոն Փարսոնսը համոզեց Sikorsky Helicopter-ին, որ նրանք կարող են արտադրել չափազանց ճշգրիտ ձևանմուշներ պտուտակային հավաքման և արտադրության համար:Նա ի վերջո հորինեց դակիչ-քարտային համակարգչային մեթոդ՝ ուղղաթիռի ռոտորի սայրի միավորները հաշվարկելու համար:Այնուհետև նա օպերատորներին հրամայեց շրջել անիվները դեպի այդ կետերը Ցինցինատիի ֆրեզերային մեքենայի վրա:Նա մրցույթ անցկացրեց այս նոր գործընթացի անվան համար և 50 դոլար տվեց «Թվային հսկողություն» կամ NC հորինողին:

1958 թվականին նա արտոնագիր արեց՝ համակարգիչը մեքենային միացնելու համար։Նրա արտոնագրային հայտը հասել է MIT-ից երեք ամիս առաջ, որն աշխատում էր այն հայեցակարգի վրա, որը նա սկսել էր:MIT-ն օգտագործեց իր գաղափարները բնօրինակ սարքավորումները և պարոն Փարսոնսի արտոնագրառուն (Bendix) ենթալիցենզավորված դարձնելու համար IBM, Fujitusu և GE, ի թիվս այլոց:NC հայեցակարգը դանդաղ էր բռնել:Ըստ պարոն Փարսոնսի, գաղափարը վաճառողները եղել են համակարգչային մարդիկ, այլ ոչ թե արտադրել մարդկանց:1970-ականների սկզբին, սակայն, ԱՄՆ բանակն ինքը հանրահռչակեց NC համակարգիչների օգտագործումը՝ դրանք կառուցելով և վարձակալելով բազմաթիվ արտադրողների:CNC կարգավորիչը զարգացել է համակարգչին զուգահեռ՝ ավելի ու ավելի մեծ արտադրողականություն և ավտոմատացում մղելով արտադրական գործընթացների, հատկապես մեքենաշինության մեջ:

Ինչ է CNC հաստոցը:
CNC մեքենաներն ամբողջ աշխարհում արտադրում են մասեր գրեթե բոլոր ոլորտների համար:Նրանք իրեր են ստեղծում պլաստմասսայից, մետաղներից, ալյումինից, փայտից և շատ այլ կոշտ նյութերից:«CNC» բառը նշանակում է Computer Numerical Control, բայց այսօր բոլորն այն անվանում են CNC:Այսպիսով, ինչպես եք սահմանում CNC մեքենան:Շարժման կառավարման բոլոր ավտոմատացված մեքենաներն ունեն երեք հիմնական բաղադրիչ՝ հրամանի գործառույթ, շարժիչ/շարժման համակարգ և հետադարձ կապի համակարգ:CNC մեքենաշինությունը համակարգչի վրա աշխատող հաստոցների օգտագործման գործընթացն է՝ պինդ նյութից այլ ձևով մաս արտադրելու համար:

CNC-ը կախված է թվային հրահանգներից, որոնք սովորաբար արվում են Computer Aided Manufacturing (CAM) կամ Computer Aided Design (CAD) ծրագրերից, ինչպիսիք են SolidWorks-ը կամ MasterCAM-ը:Ծրագրաշարը գրում է G-կոդ, որը կարող է կարդալ CNC մեքենայի կարգավորիչը:Կարգավորիչի վրա տեղադրված համակարգչային ծրագիրը մեկնաբանում է դիզայնը և տեղափոխում կտրող գործիքները և/կամ աշխատանքային մասը մի քանի առանցքների վրա՝ աշխատանքային մասից ցանկալի ձևը կտրելու համար:Ավտոմատ կտրման գործընթացը շատ ավելի արագ և ճշգրիտ է, քան գործիքների և մշակման մասերի ձեռքով շարժումը, որն իրականացվում է հին սարքավորումների լծակների և շարժակների միջոցով:Ժամանակակից CNC մեքենաները պահում են բազմաթիվ գործիքներ և կատարում բազմաթիվ տեսակի հատումներ:Շարժման հարթությունների (առանցքների) քանակը և գործիքների քանակն ու տեսակները, որոնց մեքենան ավտոմատ կերպով կարող է մուտք գործել հաստոցների մշակման գործընթացում, որոշում է, թե որքան բարդ է CNC-ը կարող է ստեղծել աշխատանքային մաս:

Ինչպե՞ս օգտագործել CNC մեքենա:
CNC մեքենավարները պետք է հմտություններ ձեռք բերեն ինչպես ծրագրավորման, այնպես էլ մետաղագործության մեջ, որպեսզի լիովին օգտագործեն CNC մեքենայի հզորությունը:Տեխնիկական առևտրային դպրոցները և աշկերտության ծրագրերը հաճախ ուսանողներին սկսում են ձեռքով խառատահաստոցներ օգտագործել, որպեսզի զգան, թե ինչպես կարելի է մետաղ կտրել:Մեքենավարը պետք է կարողանա պատկերացնել բոլոր երեք չափերը:Այսօր ծրագրային ապահովումն ավելի հեշտ է դարձնում, քան երբևէ բարդ մասեր պատրաստելը, քանի որ մասի ձևը կարելի է գծել վիրտուալ կերպով, այնուհետև ծրագրաշարի միջոցով կարող են առաջարկվել գործիքների ուղիներ՝ այդ մասերը պատրաստելու համար:

Ծրագրաշարի տեսակը, որը սովորաբար օգտագործվում է CNC մշակման գործընթացում
Համակարգչային օգնությամբ նկարչություն (CAD)
CAD ծրագրակազմը մեկնարկային կետն է CNC նախագծերի մեծ մասի համար:Կան բազմաթիվ տարբեր CAD ծրագրային փաթեթներ, բայց բոլորն էլ օգտագործվում են դիզայներ ստեղծելու համար:Հանրաճանաչ CAD ծրագրերը ներառում են AutoCAD, SolidWorks և Rhino3D:Կան նաև ամպի վրա հիմնված CAD լուծումներ, և ոմանք առաջարկում են CAM-ի հնարավորություններ կամ ինտեգրվում են CAM ծրագրակազմին ավելի լավ, քան մյուսները:

Համակարգչային օժանդակ արտադրություն (CAM)
CNC մեքենաները հաճախ օգտագործում են CAM ծրագրերով ստեղծված ծրագրեր:CAM-ը թույլ է տալիս օգտատերերին ստեղծել «աշխատանքի ծառ»՝ աշխատանքի հոսքը կազմակերպելու, գործիքների ուղիները սահմանելու և կտրելու սիմուլյացիաներ իրականացնելու համար, նախքան մեքենան իրական կտրում է կատարում:Հաճախ CAM ծրագրերը աշխատում են որպես CAD ծրագրային ապահովման հավելումներ և առաջացնում են g-կոդ, որը ցույց է տալիս CNC գործիքներին և աշխատանքային մասի շարժվող մասերին, թե ուր գնալ:CAM ծրագրային ապահովման մոգերը հեշտացնում են CNC մեքենայի ծրագրավորումը, քան երբևէ:Հանրաճանաչ CAM ծրագրաշարը ներառում է Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks և Solidcam:Mastercam-ը և Edgecam-ը կազմում են CAM-ի բարձրակարգ շուկայի մասնաբաժնի գրեթե 50%-ը, համաձայն 2015թ.

Ի՞նչ է բաշխված թվային հսկողությունը:
Ուղղակի թվային հսկողություն, որը դարձավ բաշխված թվային հսկողություն (DNC)
Ուղղակի թվային վերահսկիչները օգտագործվել են NC ծրագրերի և մեքենայի պարամետրերը կառավարելու համար:Այն թույլ է տվել ծրագրերին ցանցի միջոցով շարժվել կենտրոնական համակարգչից դեպի բորտ համակարգիչներ, որոնք հայտնի են որպես մեքենայական կառավարման միավորներ (MCU):Սկզբնապես կոչվում էր «Ուղիղ թվային կառավարում», այն շրջանցում էր թղթե ժապավենի անհրաժեշտությունը, բայց երբ համակարգիչը իջավ, նրա բոլոր մեքենաները խափանվեցին:

Բաշխված թվային հսկողությունը օգտագործում է համակարգիչների ցանց՝ մի քանի մեքենաների աշխատանքը համակարգելու համար՝ CNC-ին ծրագիր մատակարարելով:CNC հիշողությունը պահում է ծրագիրը, և օպերատորը կարող է հավաքել, խմբագրել և վերադարձնել ծրագիրը:

Ժամանակակից DNC ծրագրերը կարող են անել հետևյալը.
● Խմբագրում – Կարող է գործարկել մեկ NC ծրագիր, մինչ մյուսները խմբագրվում են:
● Համեմատեք – Համեմատեք բնօրինակ և խմբագրված NC ծրագրերը կողք կողքի և տեսեք խմբագրումները:
● Վերագործարկում – Երբ գործիքը խափանում է, ծրագիրը կարող է դադարեցվել և վերագործարկվել այնտեղ, որտեղ այն դադարեցվել է:
● Աշխատանքի հետագծում – Օպերատորները, օրինակ, կարող են հետևել աշխատանքներին և հետևել կարգավորումներին և գործարկման ժամանակին:
● Ցուցադրել գծագրեր – Ցույց տալ լուսանկարներ, գործիքների CAD գծագրեր, հարմարանքներ և հարդարման մասեր:
● Էկրանի առաջադեմ միջերեսներ – Մեկ հպումով մշակում:
● Տվյալների բազայի առաջադեմ կառավարում – Կազմակերպում և պահպանում է տվյալները, որտեղ դրանք կարող են հեշտությամբ առբերվել:

Արտադրության տվյալների հավաքագրում (MDC)
MDC ծրագրակազմը կարող է ներառել DNC ծրագրաշարի բոլոր գործառույթները, ինչպես նաև հավաքել լրացուցիչ տվյալներ և վերլուծել դրանք ընդհանուր սարքավորումների արդյունավետության համար (OEE):Սարքավորման ընդհանուր արդյունավետությունը կախված է հետևյալից. Որակ – արտադրված բոլոր ապրանքների որակի չափանիշներին համապատասխանող ապրանքների քանակը Հասանելիություն – նշված սարքավորման աշխատանքի կամ մասերի արտադրության պլանավորված ժամանակի տոկոսը Գործողություն – իրական աշխատանքի արագությունը՝ համեմատած պլանավորված կամ իդեալական աշխատանքի հետ: սարքավորումների դրույքաչափը.

OEE = Որակ x Հասանելիություն x Կատարում
OEE-ն հիմնական կատարողական ցուցանիշ է (KPI) շատ մեքենաների խանութների համար:

Մեքենաների մոնիտորինգի լուծումներ
Մեքենայի մոնիտորինգի ծրագրակազմը կարող է ներկառուցվել DNC կամ MDC ծրագրային ապահովման մեջ կամ գնել առանձին:Մեքենաների մոնիտորինգի լուծումներով մեքենաների տվյալները, ինչպիսիք են կարգավորումը, գործարկման ժամանակը և անգործությունը, ավտոմատ կերպով հավաքվում և զուգակցվում են մարդկային տվյալների հետ, ինչպիսիք են պատճառի կոդերը, որպեսզի ապահովեն ինչպես պատմական, այնպես էլ իրական ժամանակի պատկերացում, թե ինչպես են աշխատում աշխատանքները:Ժամանակակից CNC մեքենաները հավաքում են մինչև 200 տեսակի տվյալներ, և մեքենաների մոնիտորինգի ծրագրակազմը կարող է այդ տվյալները օգտակար դարձնել բոլորի համար՝ խանութի հատակից մինչև վերջին հարկ:Memex-ի նման ընկերություններն առաջարկում են ծրագրակազմ (Tempus), որը տվյալներ է վերցնում ցանկացած տեսակի CNC մեքենայից և ներմուծում տվյալների բազայի ստանդարտացված ձևաչափ, որը կարող է ցուցադրվել իմաստալից գծապատկերներում և գծապատկերներում:Տվյալների ստանդարտը, որն օգտագործվում է մեքենաների մոնիտորինգի լուծումների մեծ մասի կողմից, որը տարածված է ԱՄՆ-ում, կոչվում է MTConnect:Այսօր շատ նոր CNC հաստոցներ հագեցած են այս ձևաչափով տվյալներ տրամադրելու համար:Հին մեքենաները դեռևս կարող են արժեքավոր տեղեկատվություն տրամադրել ադապտերների միջոցով:Մեքենաների մոնիտորինգը CNC մեքենաների համար դարձել է հիմնականը վերջին մի քանի տարիների ընթացքում, և նոր ծրագրային լուծումները միշտ մշակման փուլում են:

Որո՞նք են CNC մեքենաների տարբեր տեսակները:
Այսօր կան անհամար տարբեր տեսակի CNC մեքենաներ:CNC մեքենաները հաստոցներ են, որոնք կտրում կամ տեղափոխում են նյութը, ինչպես ծրագրավորված է կարգավորիչի վրա, ինչպես նկարագրված է վերևում:Կտրման տեսակը կարող է տարբեր լինել՝ պլազմային կտրումից մինչև լազերային կտրում, ֆրեզում, երթուղում և խառատահաստոց:CNC մեքենաները կարող են նույնիսկ հավաքման գծով իրեր վերցնել և տեղափոխել:

Ստորև բերված են CNC մեքենաների հիմնական տեսակները.
Խառատահաստոցներ:CNC-ի այս տեսակը պտտում է աշխատանքային մասը և տեղափոխում կտրող գործիքը դեպի աշխատանքային մաս:Հիմնական խառատահաստոցը 2 առանցք է, բայց կարող են ավելացվել ևս շատ առանցքներ՝ հնարավոր կտրվածքի բարդությունը մեծացնելու համար:Նյութը պտտվում է spindle-ի վրա և սեղմվում է հղկման կամ փորագրման գործիքի վրա, որը դարձնում է ցանկալի ձևը:Խառատահաստոցները օգտագործվում են սիմետրիկ առարկաներ պատրաստելու համար, ինչպիսիք են գնդերը, կոնները կամ գլանները:Շատ CNC մեքենաներ բազմաֆունկցիոնալ են և համատեղում են բոլոր տեսակի կտրումները:

Ուղղորդիչներ:CNC երթուղիչները սովորաբար օգտագործվում են փայտից, մետաղից, թիթեղներից և պլաստմասսայից մեծ չափսեր կտրելու համար:Ստանդարտ երթուղիչները գործում են 3 առանցքի կոորդինատով, այնպես որ նրանք կարող են կտրել եռաչափ:Այնուամենայնիվ, դուք կարող եք նաև գնել 4,5 և 6 առանցք ունեցող մեքենաներ նախատիպի մոդելների և բարդ ձևերի համար:

Ֆրեզերային:Ձեռքով ֆրեզերային մեքենաները օգտագործում են ձեռքի անիվներ և կապարի պտուտակներ՝ կտրող գործիքը մշակման մասի վրա հոդակապելու համար:CNC գործարանում CNC-ը բարձր ճշգրտության գնդիկավոր պտուտակներ է տեղափոխում փոխարենը ծրագրավորված ճշգրիտ կոորդինատներին:Ֆրեզերային CNC մեքենաները գալիս են չափերի և տեսակների լայն տեսականիով և կարող են աշխատել բազմաթիվ առանցքներով:

Պլազմային կտրիչներ.CNC պլազմային կտրիչը օգտագործում է հզոր լազեր՝ կտրելու համար:Պլազմային կտրիչներից շատերը թերթից կամ ափսեից կտրում են ծրագրավորված ձևերը:

3D տպիչ.3D տպիչն օգտագործում է ծրագիրը՝ նրան ասելու, թե որտեղ պետք է փոքր կտորներ դնել նյութի վրա՝ ցանկալի ձևը կառուցելու համար:3D մասերը կառուցվում են շերտ առ շերտ լազերային միջոցով, որպեսզի ամրացնեն հեղուկը կամ ուժը, քանի որ շերտերը մեծանում են:

Ընտրեք և տեղադրեք մեքենա.CNC «ընտրեք և տեղադրեք» մեքենան աշխատում է CNC երթուղիչի նման, բայց կտրող նյութի փոխարեն մեքենան ունի շատ փոքր վարդակներ, որոնք հավաքում են բաղադրիչները վակուումի միջոցով, տեղափոխում դրանք ցանկալի վայր և դնում:Դրանք օգտագործվում են սեղաններ, համակարգչային մայր տախտակներ և այլ էլեկտրական հավաքներ պատրաստելու համար (ի թիվս այլ բաների):

CNC մեքենաները կարող են շատ բաներ անել:Այսօր համակարգչային տեխնոլոգիան կարելի է ներդնել գրեթե մեքենայի վրա, որը կարելի է պատկերացնել:CNC-ը փոխարինում է մարդու միջերեսը, որն անհրաժեշտ է մեքենայի մասերը տեղափոխելու համար՝ ցանկալի արդյունք ստանալու համար:Այսօրվա CNC-ները կարող են սկսել հումքից, ինչպես պողպատե բլոկը, և պատրաստել շատ բարդ մաս՝ ճշգրիտ հանդուրժողականությամբ և զարմանալի կրկնելիությամբ:

Բոլորը միասին դնելով. Ինչպես են CNC մեքենաների խանութները պատրաստում մասեր
CNC-ի շահագործումը ներառում է և՛ համակարգիչը (կարգավորիչը), և՛ ֆիզիկական կարգավորումը:Տիպիկ մեքենաների խանութի գործընթացը հետևյալն է.

Դիզայնի ինժեները ստեղծում է դիզայնը CAD ծրագրում և ուղարկում այն ​​CNC ծրագրավորողին:Ծրագրավորողը բացում է ֆայլը CAM ծրագրում՝ որոշելու անհրաժեշտ գործիքները և ստեղծելու NC ծրագիրը CNC-ի համար:Նա ուղարկում է NC ծրագիրը CNC մեքենային և օպերատորին տրամադրում է գործիքների ճիշտ տեղադրման ցուցակը:Կարգավորման օպերատորը բեռնում է գործիքները, ինչպես հրահանգված է և բեռնում է հումքը (կամ աշխատանքային մասը):Այնուհետև նա գործարկում է նմուշի կտորներ և չափում դրանք որակի ապահովման գործիքներով՝ ստուգելու, որ CNC մեքենան մասեր է պատրաստում ըստ սպեցիֆիկացիայի:Սովորաբար, տեղադրման օպերատորը առաջին հոդվածը տրամադրում է որակի բաժնին, որը ստուգում է բոլոր չափերը և ստորագրում է կարգավորումը:CNC մեքենան կամ հարակից մեքենաները բեռնված են բավականաչափ հումքով, որպեսզի պատրաստեն ցանկալի քանակի կտորներ, և մեքենայի օպերատորը կանգնած է, որպեսզի համոզվի, որ մեքենան շարունակում է աշխատել՝ արտադրելով մասեր՝ ըստ համապատասխանության:և ունի հումք։Կախված աշխատանքից, հաճախ հնարավոր է գործարկել CNC մեքենաները «մարում» առանց օպերատորի:Պատրաստի մասերը ավտոմատ կերպով տեղափոխվում են նշանակված տարածք:

Այսօրվա արտադրողները կարող են ավտոմատացնել գրեթե ցանկացած գործընթաց՝ բավարար ժամանակ, ռեսուրսներ և երևակայություն տրամադրելով:Հումքը կարող է մտնել մեքենա, իսկ ավարտված մասերը կարող են դուրս գալ պատրաստի փաթեթավորված:Արտադրողները կախված են CNC մեքենաների լայն տեսականիից՝ իրերը արագ, ճշգրիտ և ծախսարդյունավետ պատրաստելու համար: