Unsa ang mga makina sa CNC?

Ang Kasaysayan sa CNC Machines
Si John T. Parsons (1913-2007) sa Parsons Corporation sa Traverse City, MI gikonsiderar nga pioneer sa numerical control, ang pasiuna sa modernong CNC machine.Alang sa iyang trabaho, si John Parsons gitawag nga amahan sa 2nd industrial revolution.Kinahanglan niya nga maghimo mga komplikado nga mga blades sa helicopter ug dali nga nakaamgo nga ang kaugmaon sa paggama mao ang pagkonektar sa mga makina sa mga kompyuter.Karon ang mga bahin nga hinimo sa CNC makita sa halos matag industriya.Tungod sa mga makina sa CNC, kita adunay dili kaayo mahal nga mga butang, mas lig-on nga nasudnong depensa ug mas taas nga sukdanan sa pagkinabuhi kay sa posible sa dili industriyalisadong kalibutan.Niini nga artikulo, atong tukion ang gigikanan sa CNC machine, lain-laing klase sa CNC machines, CNC machine programs ug kasagarang gawi sa CNC machine shops.

Ang mga Makina Nagtagbo sa Kompyuter
Sa 1946, ang pulong nga "computer" nagpasabut nga usa ka makina sa pagkalkula nga gipadagan sa punch card.Bisan tuod ang Parsons Corporation nakahimo lamang og usa ka propeller kaniadto, si John Parsons nakombinsir sa Sikorsky Helicopter nga sila makahimo og hilabihan ka tukma nga mga templates alang sa propeller assembly ug manufacturing.Nahuman niya ang pag-imbento sa usa ka punch-card computer nga pamaagi aron makalkulo ang mga punto sa usa ka helicopter rotor blade.Dayon gipabalik niya ang mga operator sa mga ligid sa mga punto sa usa ka makina sa paggaling sa Cincinnati.Naghimo siya og kompetisyon alang sa ngalan niining bag-ong proseso ug mihatag og $50 sa tawo nga nagmugna og “Numerical Control” o NC.

Niadtong 1958, nag-file siya og patente aron makonektar ang kompyuter sa makina.Ang iyang aplikasyon sa patente miabot tulo ka bulan sa wala pa ang MIT, nga nagtrabaho sa konsepto nga iyang gisugdan.Gigamit sa MIT ang iyang mga konsepto sa paghimo sa orihinal nga kagamitan ug ang lisensyado ni Mr. Parsons (Bendix) nga sublisensyado sa IBM, Fujitusu, ug GE, ug uban pa.Ang konsepto sa NC hinay nga nakuha.Sumala ni G. Parsons, ang mga tawo nga nagbaligya sa ideya mao ang mga tawo sa kompyuter imbes nga mga tawo nga naghimo.Sa sayong bahin sa dekada 1970, bisan pa, ang hukbo sa US mismo ang nagpabantog sa paggamit sa mga kompyuter sa NC pinaagi sa pagtukod ug pag-abang niini sa daghang mga tiggama.Ang CNC controller milambo dungan sa kompyuter, nagduso sa dugang ug dugang nga produktibidad ug automation ngadto sa mga proseso sa paggama, ilabi na sa machining.

Unsa ang CNC Machining?
Ang mga makina sa CNC naghimog mga bahin sa tibuuk kalibutan alang sa hapit matag industriya.Naghimo sila og mga butang gikan sa mga plastik, metal, aluminum, kahoy ug uban pang gahi nga materyales.Ang pulong nga "CNC" nagpasabot sa Computer Numerical Control, apan karon ang tanan nagtawag niini nga CNC.Busa, giunsa nimo paghubit ang usa ka makina sa CNC?Ang tanan nga automated motion control machine adunay tulo ka nag-unang mga sangkap - usa ka command function, usa ka drive/motion system, ug feedback system.Ang CNC machining mao ang proseso sa paggamit sa computer-driven machine tool aron makagama og parte gikan sa solid nga materyal sa lain-laing porma.

Ang CNC nagdepende sa digital nga instruksyon nga sagad gihimo sa Computer Aided Manufacturing (CAM) o Computer Aided Design (CAD) software sama sa SolidWorks o MasterCAM.Ang software nagsulat sa G-code nga mabasa sa controller sa CNC machine.Ang programa sa kompyuter sa controller naghubad sa disenyo ug nagpalihok sa mga galamiton sa pagputol ug/o sa workpiece sa daghang mga axes aron maputol ang gusto nga porma gikan sa workpiece.Ang automated nga proseso sa pagputol mas paspas ug mas tukma kay sa usa ka manwal nga paglihok sa mga himan ug mga workpiece nga gihimo gamit ang mga lever ug mga gear sa mas daan nga kagamitan.Ang modernong-adlaw nga mga makina sa CNC nagkupot ug daghang gamit ug naghimog daghang klase sa pagputol.Ang gidaghanon sa mga eroplano sa paglihok (axes) ug ang gidaghanon ug mga matang sa mga himan nga awtomatik nga ma-access sa makina sa panahon sa proseso sa machining nagtino kung unsa ka komplikado ang usa ka workpiece nga mahimo sa usa ka CNC.

Unsaon Paggamit ug CNC Machine?
Ang mga machinist sa CNC kinahanglan nga makakuha og mga kahanas sa pagprograma ug pagtrabaho sa metal aron hingpit nga magamit ang gahum sa usa ka makina sa CNC.Ang mga eskwelahan sa teknikal nga pamatigayon ug mga programa sa pag-aprentis sagad nga magsugod sa mga estudyante sa manual lathes aron mahibal-an kung giunsa ang pagputol sa metal.Ang machinist kinahanglan nga makahanduraw sa tanan nga tulo ka dimensyon.Karon ang software naghimo nga mas sayon ​​​​kaysa kaniadto sa paghimo sa komplikadong mga bahin, tungod kay ang porma sa bahin mahimong madrowing halos ug dayon ang mga agianan sa himan mahimong isugyot sa software sa paghimo sa mga bahin.

Matang sa Software nga Kasagarang Gigamit sa Proseso sa CNC Machining
Computer Aided Drawing (CAD)
Ang CAD software mao ang sinugdanan nga punto alang sa kadaghanan sa mga proyekto sa CNC.Adunay daghang lain-laing mga CAD software packages, apan ang tanan gigamit sa paghimo og mga disenyo.Ang mga sikat nga programa sa CAD naglakip sa AutoCAD, SolidWorks, ug Rhino3D.Adunay usab mga solusyon sa CAD nga nakabase sa panganod, ug ang uban nagtanyag mga abilidad sa CAM o gisagol sa software nga CAM nga labi ka maayo kaysa sa uban.

Computer Aided Manufacturing (CAM)
Ang mga makina sa CNC sagad naggamit sa mga programa nga gihimo sa CAM software.Gitugotan sa CAM ang mga tiggamit nga magbutang usa ka "kahoy sa trabaho" aron maorganisar ang dagan sa trabaho, magbutang mga agianan sa himan ug magpadagan sa mga simulation sa pagputol sa wala pa ang makina maghimo bisan unsang tinuud nga pagputol.Kasagaran ang mga programa sa CAM nagtrabaho isip mga add-on sa software sa CAD ug nagmugna og g-code nga nagsulti sa mga himan sa CNC ug mga bahin sa paglihok sa workpiece kung asa moadto.Ang mga wizard sa CAM software naghimo nga mas sayon ​​​​kaysa kaniadto sa pagprograma sa usa ka CNC machine.Ang sikat nga software sa CAM naglakip sa Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks, ug Solidcam.Ang Mastercam ug Edgecam nag-asoy sa hapit 50% sa high-end nga bahin sa merkado sa CAM sumala sa usa ka taho sa 2015.

Unsa ang usa ka Distributed Numeric Control?
Direct Numeric Control nga nahimong Distributed Numeric Control (DNC)
Ang Direct Numeric Controls gigamit sa pagdumala sa mga programa sa NC ug mga parameter sa makina.Gitugotan niini ang mga programa nga mobalhin sa usa ka network gikan sa usa ka sentral nga kompyuter ngadto sa onboard nga mga kompyuter nga nailhan nga machine control units (MCU).Gitawag sa orihinal nga "Direct Numeric Control," wala kini kinahanglana alang sa papel nga tape, apan sa dihang ang kompyuter nawala, ang tanan nga mga makina niini nawala.

Ang Distributed Numerical Control naggamit sa usa ka network sa mga kompyuter aron sa pag-coordinate sa operasyon sa daghang mga makina pinaagi sa pagpakaon sa usa ka programa ngadto sa CNC.Ang panumduman sa CNC nagkupot sa programa ug ang operator makakolekta, maka-edit ug makabalik sa programa.

Ang mga modernong programa sa DNC makahimo sa mosunod:
● Pag-edit – Makapadagan ug usa ka NC program samtang ang uban gi-edit.
● Itandi – Itandi ang orihinal ug gi-edit nga mga programa sa NC nga magkatabi ug tan-awa ang mga pag-edit.
● I-restart – Kung ang usa ka himan maguba ang programa mahimong hunongon ug i-restart kung diin kini mihunong.
● Pagsubay sa trabaho – Ang mga operator mahimong mag-oras sa mga trabaho ug masubay ang setup ug runtime, pananglitan.
● Pagpakita og mga drowing – Ipakita ang mga litrato, CAD nga mga drowing sa mga himan, fixtures ug finishes nga mga bahin.
● Advanced nga mga interface sa screen – Usa ka paghikap machining.
● Advanced nga pagdumala sa database – Nag-organisar ug nagmintinar sa datos diin kini daling makuha.

Pagkolekta sa Data sa Paggama (MDC)
Ang software sa MDC mahimong maglakip sa tanan nga mga gimbuhaton sa software sa DNC ug mangolekta dugang nga datos ug analisa kini alang sa kinatibuk-ang pagkaepektibo sa kagamitan (OEE).Ang Kinatibuk-ang Pagka-epektibo sa Ekipo nagdepende sa mosunod: Kalidad – ang gidaghanon sa mga produkto nga nakab-ot sa kalidad nga mga sukdanan gikan sa tanang produkto nga gihimo Availability – porsiyento sa giplanong oras nga ang espesipikong ekipo nagtrabaho o naghimog mga piyesa Performance – aktuwal nga katulin sa pagdagan kon itandi sa giplano o maayo nga pagdagan rate sa kagamitan.

OEE = Kalidad x Availability x Performance
Ang OEE usa ka yawe nga sukatan sa pasundayag (KPI) alang sa daghang mga tindahan sa makina.

Mga Solusyon sa Pag-monitor sa Makina
Ang software sa pagmonitor sa makina mahimong matukod sa DNC o MDC software o gipalit nga gilain.Uban sa mga solusyon sa pag-monitor sa makina, ang datos sa makina sama sa setup, runtime, ug downtime awtomatik nga gikolekta ug gikombinar sa datos sa tawo sama sa reason codes aron mahatagan ang historikal ug real-time nga pagsabot kung giunsa pagdagan ang mga trabaho.Ang modernong mga makina sa CNC nagkolekta ug 200 ka matang sa datos, ug ang software sa pagmonitor sa makina makahimo niana nga datos nga mapuslanon sa tanan gikan sa salog sa tindahan ngadto sa taas nga andana.Ang mga kompanya sama sa Memex nagtanyag og software (Tempus) nga nagkuha og data gikan sa bisan unsang matang sa CNC machine ug gibutang sa usa ka standardized database format nga mahimong ipakita sa makahuluganon nga mga tsart ug mga graph.Usa ka sumbanan sa datos nga gigamit sa kadaghanan nga mga solusyon sa pag-monitor sa makina nga nakakuha og yuta sa USA gitawag nga MTConnect.Karon daghang bag-ong mga gamit sa makina sa CNC ang nasangkapan aron maghatag data sa kini nga format.Ang daan nga mga makina makahatag gihapon ug bililhong impormasyon sa mga adaptor.Ang pag-monitor sa makina alang sa mga makina sa CNC nahimo nga mainstream sa sulod lang sa miaging pipila ka tuig, ug ang mga bag-ong solusyon sa software kanunay nga gipauswag.

Unsa ang Nagkalainlain nga Mga Matang sa CNC Machines?
Adunay dili maihap nga lainlaing lahi sa mga makina sa CNC karon.Ang mga makina sa CNC mao ang mga himan sa makina nga nagputol o nagpalihok sa materyal nga giprograma sa controller, sama sa gihulagway sa ibabaw.Ang tipo sa pagputol mahimong magkalainlain gikan sa pagputol sa plasma hangtod sa pagputol sa laser, paggaling, pag-ruta, ug mga lathe.Ang mga makina sa CNC mahimo pa gani nga mopunit ug mobalhin sa mga butang sa usa ka linya sa asembliya.

Sa ubos mao ang nag-unang mga matang sa CNC machines:
Lathes:Kini nga matang sa CNC mibalik sa workpiece ug nagpalihok sa cutting tool ngadto sa workpiece.Ang usa ka sukaranan nga lathe mao ang 2-axis, apan daghang mga axes ang mahimong idugang aron madugangan ang pagkakomplikado sa pagputol nga posible.Ang materyal nagtuyok sa usa ka spindle ug gipugos sa usa ka gamit sa paggaling o pagkulit nga naghimo sa gusto nga porma.Ang mga lathe gigamit sa paghimo og simetriko nga mga butang sama sa mga sphere, cones, o mga silindro.Daghang mga makina sa CNC ang multi-function ug gihiusa ang tanan nga mga klase sa pagputol.

Mga router:Ang mga CNC router kasagarang gigamit sa pagputol sa dagkong mga dimensyon sa kahoy, metal, mga palid, ug mga plastik.Ang mga standard nga router naglihok sa 3-axis nga coordinate, aron sila makaputol sa tulo ka dimensyon.Bisan pa, mahimo ka usab makapalit mga makina nga 4,5 ug 6-axis alang sa mga modelo sa prototype ug komplikado nga mga porma.

Paggaling:Ang mga makina sa paggaling sa manwal naggamit sa mga handwheels ug lead screw aron ipahayag ang usa ka himan sa pagputol sa usa ka workpiece.Sa usa ka galingan sa CNC, ang CNC nagpalihok sa taas nga katukma nga mga screw sa bola sa eksakto nga mga koordinasyon nga giprograma.Ang mga makina sa Milling CNC moabut sa usa ka halapad nga han-ay sa mga gidak-on ug mga tipo ug mahimong modagan sa daghang mga wasay.

Mga tigputol sa plasma:Ang CNC plasma cutter naggamit sa usa ka gamhanan nga laser sa pagputol.Kadaghanan sa mga plasma cutter nagputol sa mga porma nga giprograma gikan sa sheet o plato.

3D nga tig-imprinta:Gigamit sa usa ka 3D printer ang programa aron isulti kung asa ibutang ang gagmay nga mga piraso sa materyal aron matukod ang gusto nga porma.Ang 3D nga mga bahin gihimo nga layer por layer nga adunay laser aron mapalig-on ang likido o gahum samtang motubo ang mga layer.

Pagpili ug Ibutang ang Makina:Ang usa ka makina nga "pick and place" nga CNC nagtrabaho susama sa usa ka CNC router, apan imbis nga pagputol sa materyal, ang makina adunay daghang gagmay nga mga nozzle nga nagkuha sa mga sangkap gamit ang usa ka vacuum, ibalhin kini sa gusto nga lokasyon ug ibutang kini.Gigamit kini sa paghimo og mga lamesa, mga motherboard sa kompyuter ug uban pang mga electrical assemblies (uban sa ubang mga butang.)

Ang CNC Machines makahimo sa daghang mga butang.Karon ang teknolohiya sa kompyuter mahimong ibutang sa halos mahunahunaan sa makina.Gipulihan sa CNC ang interface sa tawo nga gikinahanglan aron mapalihok ang mga bahin sa makina aron makuha ang gitinguha nga resulta.Ang karon nga mga CNC makahimo sa pagsugod sa hilaw nga materyal, sama sa usa ka bloke sa asero, ug paghimo sa usa ka komplikado kaayo nga bahin nga adunay tukma nga pagtugot ug katingalahang pagbalik-balik.

Paghiusa sa Tanan: Giunsa Paghimo sa Mga Tindahan sa CNC Machines
Ang pag-operate sa usa ka CNC naglakip sa computer (controller) ug usa ka physical setup.Ang usa ka kasagaran nga proseso sa tindahan sa makina ingon niini:

Ang usa ka inhenyero sa disenyo naghimo sa disenyo sa programa sa CAD ug gipadala kini sa usa ka programmer sa CNC.Ang programmer moabli sa file sa CAM nga programa aron sa pagdesisyon sa mga himan nga gikinahanglan ug sa paghimo sa NC nga programa alang sa CNC.Gipadala niya ang programa sa NC sa makina sa CNC ug naghatag usa ka lista sa husto nga pag-setup sa tool sa usa ka operator.Ang usa ka operator sa pag-setup nagkarga sa mga himan sumala sa gimando ug nagkarga sa hilaw nga materyal (o workpiece).Siya dayon nagpadagan sa mga sample nga piraso ug gisukod kini gamit ang kalidad nga mga himan sa kasiguruhan aron mapamatud-an nga ang makina sa CNC naghimo mga bahin sumala sa espesipikasyon.Kasagaran, ang operator sa pag-setup naghatag usa ka una nga piraso sa artikulo sa departamento sa kalidad nga nagpamatuod sa tanan nga mga sukat ug nagpirma sa pag-setup.Ang makina sa CNC o kauban nga mga makina puno sa igo nga hilaw nga materyal aron mahimo ang gusto nga gidaghanon sa mga piraso, ug ang usa ka operator sa makina nagbarug aron masiguro nga ang makina nagpadayon sa pagdagan, nga naghimo sa mga bahin sa spec.ug adunay hilaw nga materyal.Depende sa trabaho, kasagaran posible nga magpadagan ang mga makina sa CNC nga “magpalong” nga walay operator.Ang nahuman nga mga bahin awtomatikong ibalhin sa usa ka gitudlo nga lugar.

Ang mga tiggama karon makahimo sa pag-automate sa halos bisan unsang proseso nga gihatag sa igo nga oras, kahinguhaan ug imahinasyon.Ang hilaw nga materyal mahimong masulod sa usa ka makina ug ang kompleto nga mga piyesa mahimong mogawas nga giputos nga andam na.Ang mga tiggama nagsalig sa usa ka halapad nga mga makina sa CNC aron mahimo ang mga butang nga dali, tukma ug epektibo sa gasto.