de numerike kontrôle masines Se binne no oanwêzich yn in mannichte yndustry, en ek yn oare bedriuwen lykas workshops wêr't metaal of oare materialen wurde ferwurke. Mei dit soarte masine is it mooglik om tiid te besparjen en it ferwurkjen fan dielen mei folle mear presyzje kin útfiere dan hânmjittige metoaden mei oare soarten ark behannele troch de operators mei handwielen, hendels, as mei har eigen hannen.
CNC stiet foar Computerized Numerical Control as komputer
Dit soarte masine krige ferbetterje de kwaliteit fan 'e krigen stikken sterk, legere kosten, fergrutsje produktiviteit, en wat wichtiger is, berikke gruttere homogeniteit tusken de dielen produsearre troch dizze metoaden.
Ynlieding
Wannear sil? dielen meitsje, by in protte gelegenheden moatte se spesifike diminsjes en foarm hawwe, neist dat se in spesifike struktuer, komposysje, wjerstân tsjin ynspanningen, ensfh. De bêste manier om dizze dielen te meitsjen mei de nedige technyske skaaimerken is troch de analyse en ûntwerp fan alle fariabelen dy't de kwaliteit fan it diel beynfloedzje troch in yngenieur.
De yngenieur kin in oantal útfiere kompjûter berekkeningen om te bepalen hoe it lêste stik der útsjen moat, sadat jo jo rush kinne ferfolje. Mar as, as jo ienris dizze gegevens krije, it diel net krekt wurdt produsearre, dan kin al jo wurk kompromitteare. Bygelyks, strukturele stivens, bûgen, trillingen, ensfh kinne wurde feroare. Foar it wurk dat krekt moat wurde útfierd, is de oplossing dizze numerike kontrôlemasines foar ferwurkjen, lykas jo kinne sjen yn 'e folgjende seksjes.
Historia
Sûnt it begjin fan 'e XNUMXe ieu binne masines oandreaun troch motyfkrêft brûkt yn' e yndustry. It wie in earste stap deryn konstant sykjen nei produktiviteit en effisjinsje. Op dat stuit, nettsjinsteande meganisaasje, hienen masines noch gjin arbeid ferpleatst, wat noch heul wichtich wie. Dat makke produksjekosten heger, stadiger en legere winsten, kwaliteit en presyzje krigen.
Kontrolemasines hawwe har oarsprong yn de jierren 40 en 50, yn 'e Feriene Steaten. Doe brûkte de yngenieur John T. Parsons op dat stuit besteande masines mei wat oanpassings, sadat de nûmers troch punchkaarten oan him kinne wurde trochjûn. Op dizze manier koe de operator de kaarten ynfoegje en dat de motors de krekte bewegingen koene útfiere dy't nedich binne foar de ferwurking fan it diel. Dat wie folle better dan foarige hânmjittige bestjoeringssystemen mei hendels as hânwielen dy't waarden ferpleatst troch operators, mar dy't miskien net krekt genôch wiene foar bepaalde applikaasjes.
Dat ien Parsons masine it wie neat mear dan in freesmasjine mei fakuümkleptechnology dy't koe wurde programmeare troch it laden fan gegevens. Sûnt dy tiid hawwe dizze primitive numerike kontrôlemasines ûntwikkele ta folle krekter systemen mei elektroanyske analoge en letter digitale kontrôletechnology.
In grutte stap wie doe't fakuümbuizen waarden ferfongen troch transistors, en dan sirkels troch chips. Dat produsearre in grutte feroaring yn 'e sektor, en mei de goedkeapere mikrokontrollers (MCU), waarden de masines laat om folle mear yntelliginte en programmierbere systemen te hawwen foar ferwurkjen.
Dat soe de stroom meitsje kompjûter numerike kontrôle as CNC -masines (Computer Numerical Control) yn 'e jierren '70, it lizzen fan de fûneminten foar CNC -masines lykas wy se hjoed kenne. Stadichoan begûnen se goedkeaper en makliker te programmearjen, oant se fersprieden nei in mannichte yndustriële sektoaren en workshops fan alle maten.
In oare grutte sprong soe ek plakfine yn 'e 90's, doe't in technology fan numerike kontrôle iepen. Dit mocht net allinich datakontrôle tastean, mar koe ek oanpassing en yntegraasje fan bepaalde ynstellingen fia programmearring tastean tank oan hieltyd yntuïtiver grafyske ynterfaces.
Untdek wat de Yndustry 4.0 en hoe't dit soarte technology kin wurde yntegrearre.
CNC Machines
de bestjoeringsprinsipes fan numerike kontrôle as CNC -masines binne frij simpel. As jo in diel wolle masineearje, hawwe jo in searje ark nedich: freesmachines, sagen, boarmasjines, ensfh. Dizze ark, ynstee fan wurde regissearre troch ien persoan, kinne no wurde programmeare mei koördinatensystemen, sadat se krekt op it diel kinne operearje.
De wurking is heul gelyk oan hjoeddeistige 3D -printers, om't se assen brûke om de holle te ferpleatsen (feitlik kinne 3D -printers wurde begrepen as in spesjaal type CNC -masine). Allinnich ynstee fan in printkop kinne jo in mannichte ark brûke (draaibanken, laser, slypmasjine, wetterstraal, EDM, parse, snijynstruminten, boarjen, lasser, robotearm, ...). As jo de gegevens ûntfange, sille se ferpleatse mei longitudinale (X-as), transversale (Z-as), en fertikale (Y-as) ferplichtingen. Guon hawwe ek rotaaseasen A, B, en C.
Lykas 3D -printers wurde se ek brûkt om dizze bewegingen út te fieren servomotoren. Jo hawwe gewoan de juste koade as software nedich om de bewegingen fan dizze servomotors te programmearjen om de prachtige resultaten te berikken dy't dizze masines hawwe.
Neist motors hat elke numerike kontrôle as CNC -masine wat Wichtige eleminten:
- Ynfierapparaat: it is it systeem dat wurdt brûkt om de gegevens te laden of te feroarjen.
- Kontrôle -ienheid as mikrokontroller: it is de sintrale chip dy't de ynfierde gegevens kin ynterpretearje en de beweging fan 'e servomotors beheare, sadat se presys dogge wat de levere gegevens seit.
- Tool: it is de holle dy't wurket op it stik.
- Klem- / stipe systeem: wêr't it stik is ferankere om it proses út te fieren sûnder te bewegen. Dizze systemen, ôfhinklik fan it type ferwurking, koene ekstra eleminten hawwe, lykas jo jo sille ûnthâlde, bygelyks fan 'e wetterstraalsnijmasjines dy't wy al yn in foarige artikel hawwe analysearre. Yn dat gefal wie in struktuer nedich om it wetter te sammeljen en op ien of oare manier de enoarme krêft fan 'e wetterstraal te fersprieden.
- Rydsysteem en interface: dit binne de kontrôles wêrmei de masine kin wurde betsjinne of kontroleare. Derneist kin de ynterface ek ynformaasje of kontrôle fan it proses oanbiede.
Foardielen en neidielen fan in CNC
Lykas elk systeem, numerike kontrôlemasines se hawwe har foardielen en neidielen. Fansels binne de foardielen dúdlik superieur, en meitsje dat nettsjinsteande de neidielen it de muoite wurdich is dit type ferwurkjen te brûken.
Tsjinje de foardielen fan CNC -masines moat opmurken wurde:
- Automatisearring makket it mooglik om produksjeprosessen te kontrolearjen en út te fieren sûnder minsklike ynspanning.
- Fergrutsje snelheid en produktiviteit. Wat makket it mooglik om kosten te ferminderjen en de winst fan it bedriuw te ferheegjen.
- It lit alle soarten dielen produsearje en yn guon gefallen in mannichte prosessen útfiere fan grûnstof oant in klear produkt.
- Se wurde maklik programmeare, mei grutte krektens. Dit ferbetteret de kwaliteit fan dielen en ferminderet kosten foar defekte dielen.
- As programmierber hawwe se ek grutte oanpassingsfermogen.
- Om't se net wurde betsjinne troch personiel, wurde ûnderhâldskosten fermindere fanwege ferkeard gebrûk fan ark.
Al dizze foardielen moatte wurde woegen tegearre mei syn neidielen:
- De fermindering fan 'e nedige arbeidskrêft (út it eachpunt fan wurkleazens).
- Hege inisjele kosten fan dizze masines.
- Spesjalisaasje. Guon fan dizze masines fokusje op frezen, boarjen, lassen, ensfh. Wylst in operator ferskate fan dy taken koe dwaan as dat nedich is. Moderne ferwurkingssintra brûke lykwols net allinich ien ark, se kinne oant 100 of mear ark beskikber hawwe om te brûken dy't automatysk wurde feroare om in mannichte ferskate funksjes út te fieren.
Soarten programmearring foar in CNC
CNC -masines kinne wurde programmearre troch twa fûnemintele metoaden:
- Hânlieding: programmearjen wurdt dien troch de ynformaasje yn te fieren dy't jo wolle yn in shell. It wurdt dien mei in alfanumerike koade, lykas dy fan 'e DIN 66024 en 66025 standert.
- Automatysk: yn dit gefal wurde se útfierd mei in komputer. In persoan sil in searje gegevens hawwe ynfierd om it diel yn software te meitsjen en dizze gegevens wurde oerset yn ynstruksjes foar de CNC -masine yn in taal mei de namme APT. Dan wurdt it oerset yn in masjintaal (ienen en nullen) dy't begryplik wurde sil troch de mikrokontroller fan 'e CNC -masine om de ferwurking út te fieren.
Blykber, tsjintwurdich dejingen dy't binne oplein foar har foardielen en gemak fan gebrûk binne de automatyske.
APT taal
El APT taal, Troch hokker CNC-masines wurde programmearre, is it in programmeertaal op heech nivo dy't wurdt brûkt as tuskenkoade foardat it wurdt oerset yn masjjekoade, sadat it kin wurde ynterpreteare troch de masine.
Fue makke by MIT troch Douglas T. Ross, en se makken it foar it servomechanismelaboratorium yn 1956. Op it stuit is it in ynternasjonale standert wurden foar de numerike kontrôle fan dit soarte ferwurking.
It wurdt beskôge as de foargonger fan moderne CAM's (Computer-Aided Manufacturing), en it dielt in protte oerienkomsten mei oare âlde programmeertalen lykas FORTRAN. Har taak is om de gegevens fan 'e programma's te brûken om de numerike kontrôlemasines mei har te behanneljen.
Dat is, de APT -kommando's sille troch de software wurde omfoarme ta ynstruksjes foar laden yn mikrokontrollergeheugen fan 'e CNC -masine (as binêre gegevens) en dizze kontrôlechip sil ferantwurdlik wêze foar it transformearjen fan se yn elektryske sinjalen om de servomotoren en ark te kontrolearjen.
de APT ynstruksjes se kinne ferwize nei in mannichte kontrôles op 'e numerike kontrôlemasine. Bygelyks:
- Se kinne de snelheid en aktivearring fan 'e spil (RPM) oanjaan.
- Hulpfunksjes lykas rotaasje, programmearre stop, as it ark automatysk moat wurde feroare ...
- De needsaak foar koelmiddel.
- Bewegingen yn rjochtingen (X, Y, Z en A, B, C).
- Preparatory funksjes (timing, trajekt, werhellingssyklusen, ...).
Fansels kinne hjoeddeistige systemen operators de APT -taal net hoege te kennen, mar de software sil foar alles soargje dat it proses wurdt transparant dien. Dielûntwerpers moatte gewoan fokusje op it meitsjen fan it diel dat se wolle mei CAD-achtige programma's.
Fan DNC oant moderne ynterfaces
As lêste moatte jo wat oer witte de term DNC (Direkte numerike kontrôle). Dit systeem wurdt brûkt om de fereaske gegevens te laden yn 'e controller. Dat is, it is it middel wêrmei wat wurdt programmearre yn 'e CAM -software, as fia APT, wurdt laden yn' e programmearre kontrôlemasine.
Yn prinsipe is it in kompjûter ferbûn mei in netwurk wêryn d'r ien of mear CNC -masines is. Foardat it eartiids seriële kommunikaasjetype RS-232C as RS422 waard brûkt, mar nije kommunikaasjetechnologyen hawwe dizze ynterfaces ferbettere nei Ethernet, en sels draadloos.
Yn guon gefallen, dizze komputer (dy't deselde kin wêze brûkt foar it ûntwerp), slaat ek it programma as ynstruksjes op dy't sille wurde fieden oan de CNC -masine. De reden is dat guon mikrokontrollers yn dizze masines hawwe te lyts ûnthâld om it heule ferwurkingsprogramma te kinne ûnderbringen.
Yn 'e jierren '80 wie de hjirfoar brûkte apparatuer wurkstasjons fan DEC, IBM, HP, Sun Microsystems, ensfh. Bytsje by bytsje hawwe se goedkeaper masines west oant de hjoeddeistige x86 PC's. Folle goedkeapere minicomputers dy't de grutte hoemannichte besteande CAD / CAM -software kinne útfiere.
Koartlyn wat grafyske ynterfaces mei touchskermen en kompjûters yntegrearre yn 'e numerike kontrôlemasines sels meitsje oare ekstra komputerisearre apparatuer net nedich. De masine sels hat alles wat jo nedich binne of kinne jo it programma lade mei in ienfâldige pendrive.
