Vše, co potřebujete vědět o CNC obrábění

Před zavedením počítačového numerického řízení (CNC) zahrnoval výrobní proces namáhavou lidskou práci, zbytečně dlouhou dobu výroby, plýtvání materiálem a byl plný chyb. Dnes tato technologie výrazně zlepšila výrobní proces.

Zavedení technologií CNC obrábění poskytuje vysokou úroveň spolehlivosti, díky čemuž jsou iterační procesy automatičtější. Ale co je to CNC obrábění? Jaké produkty lze vyrobit z CNC technologie? Jak funguje CNC obrábění a jaké materiály lze použít ve výrobních procesech, které používajíCNC stroje?

Tento článek se podrobně věnuje tomu, co je CNC obrábění, a základním konceptům procesu. Budeme diskutovat o výhodách CNC výroby oproti tradiční výrobě a o příspěvcích CNC k moderní výrobě.

Podíváme se také na CNC software. Nakonec zdůrazníme, co se vyžaduje od jednotlivců, kteří se chtějí trénovat, aby se stali CNC strojníky, a diskutujeme o budoucích trendech ve světě CNC obrábění.

mechanical technician mask operative entering

Co je to CNC obrábění?

Zkratka CNC znamenáPočítačové číselné řízení. CNC obrábění je subtraktivní proces, který zahrnuje vytváření návrhů ve tvaru na zakázku z obrobku pomocí počítačových ovládacích prvků. Proces je subtraktivní v tom, že produkt je vyroben odštěpením materiálu z počátečního kusu namísto přidání materiálu k výrobě produktu.

CNC obrábění lze popsat jako výrobní proces prováděný roboty. Tento proces umožnil zvýšit produktivitu, protože stroj může běžet automaticky, aniž by operátor musel být neustále v provozu.

Jaká je historie CNC obrábění?

Předchůdcem CNC je numerické řízení (NC), procespopsané Společností výrobních inženýrůjako „ohlašování začátku druhé průmyslové revoluce a příchod doby, kdy by řízení strojů a průmyslových procesů procházelo od nepřesného návrhu k exaktní vědě.“

CNC obrábění začalo jako technologie děrných pásek v USA40. a 50. létanež se v 60. letech rychle vyvinuly v analogové a digitální technologie.

John T. Parsonsje považován za otce CNC obrábění. Vyvinul numerické řízení, což je princip, na kterém je postaveno CNC obrábění. Ale ještě před Parsonsembyla vyvinuta technika obráběnív roce 1951. Poté, v roce 1952, Richard Kegg ve spolupráci s Massachusetts Institute of Technology (MIT) vyvinul první CNC frézku.

Jaké jsou základní koncepty CNC obrábění?

Abychom pochopili, jak funguje CNC, musíme pochopit některé základní pojmy.

Numerická kontrola

To znamená automatické ovládání obráběcích strojů. Tyto obráběcí stroje sahají odfrézovánísvářečům, bruskám, řezačům vodního paprsku ahydraulický lis.

Stolní CNC obrábění

Jedná se o minimalistické verze CNC a jsou lépe přizpůsobeny pro práci s měkčími materiály, jako je vosk, pěna a plasty. Tento typ obrábění používá menší verze CNC strojů k výrobě menších výrobků, většinou fandy.

VAČKA

Computer-Aided Machining or Manufacturing (CAM) uses software to create code for running CNC machines. Pro práci se systémem CAM potřebujete tři věci:

  1. První je software, který dává stroji pokyny ohledně směrů, kterými se musí pohybovat.
  2. Potřebujete také stroj, který je schopen přijmout pokyny.
  3. Nakonec musíte mít schopnost následného zpracování, abyste mohli pokyny převést do jazyka, kterému stroje rozumějí.

NC kód

Jedná se o základní, ale jedinečný počítačový jazyk určený pro CNC stroj, který umožňuje rychlé pochopení a provedení NC kódu (běžně nazývaného G-kód). Toto je jazyk, kterým programátor říká stroji, jak něco vyrobit.

Postprocesor

Postprocesor je překladač, který převádí G-kód napsaný pro jeden CNC stroj na kód, který lze pochopit a provést jiným CNC strojem.

Jak funguje CNC obrábění?

CNC stroje pracují tak, že jejich instrukce jsou naprogramovány do softwaru přiváděného do počítačů pomocí malé klávesnice připojené ke stroji. Systém CNC poté provádí tyto naprogramované úkoly podobným způsobem jako roboti.

Jaké jsou různé typy CNC strojů?

Různé CNC stroje slouží různým účelům. Mezi nejběžnější typy CNC strojů patří mlýny, soustruhy, frézky, plazmové řezačky a řezačky LaserJet. Můžete vidět více příkladů různých typů CNC strojů a toho, co dělajítady.

Co mohou CNC stroje vyrábět?

CNC stroje mohou vyrábět rozmanitou škálu produktů z široké škály materiálů, včetně kovů, plastů, pěny a dřeva. Dokud lze materiál řezat, lze jej použít k výrobě produktů na CNC stroji. CNCkovové soustruhylze použít pro obrábění kulatých tyčí, závitů a vnějších kruhů. CNC frézky lze použít ke zpracování povrchů, drážek pro pera a jiných nepravidelných tvarů. Vrtačka může vyvrtat otvory:tady.

CNC software

CNC software jsou aplikační balíčky, které píší G-Code, který dokáže číst CNC stroj. Tento software se nazýváPočítačem podporovaná výroba (CAM)neboPočítačem podporovaný design (CAD). Tento software je zodpovědný za numerické řízení CNC strojů. Pomáhá vytvářet návrhy, které dokáže počítačový program na CNC stroji interpretovat.

Různé typy CNC softwaru mají specifické použití:

Počítačem podporované kreslení (CAD):Používá se k vytváření 2D a 3D návrhů a technické dokumentace.

Počítačem podporovaná výroba (CAM):Umožňuje uživatelům nastavit práci ve větvích, aby uspokojili více úkolů, jako je pracovní tok, cesty nástrojů a simulace řezání.

Počítačem podporované inženýrství (CAE):Jsou programy používané během procesu vývoje během fází před zpracováním, analýzou a následným zpracováním.

Jaké jsou výhody a nevýhody CNC obrábění?

Stejně jako každá jiná technologie přichází i CNC obrábění se specifickými klady a zápory. Na některé z nich se podíváme níže.

Výhody CNC obrábění

CNC obrábění má oproti tradiční výrobě významnou nákladovou výhodu v tom, že snižuje mzdové náklady. To drasticky snižuje rozpětí chyb ve výrobě. Díky hromadné výrobě je navíc mnohem snazší úkol, než jaký kdy byl díky své schopnosti důsledně dodávat jednotné výstupy.

CNC také nabízí flexibilitu v konstrukci, která umožňuje rychlé přeprogramování softwaru tak, aby vytvářel zcela nové součásti nebo opravoval chyby.

Nevýhody CNC obrábění

Nevýhodou CNC obrábění jsou počáteční náklady na nastavení. Společnosti si možná budou muset pořídit půjčky na pořízení technologie CNC. Pokud však společnost může zvýšit zisky pomocí CNC obrábění, lze tuto investici rychle získat zpět.

CNC obrábění žije z předpokladu neomylnosti počítačů. To znamená, že někteří lidé, kteří používají CNC obráběcí systémy, mohou přehlédnout možnost chyb, což usnadňuje bezchybné proklouznutí poruch. S náležitým tréninkem to však lze zmírnit.

A konečně, protože se jedná o subtraktivní proces, při CNC obrábění vzniká odpad, který může mít nepříznivé účinky na životní prostředí. Lze však zavést procesy nakládání s odpady, které zajistí recyklaci odpadu produkovaného při výrobě na CNC strojích.

Jak důležité je CNC obrábění v moderní výrobě?

CNC obrábění přineslo novou formu moderní výroby prostřednictvím nabídky vyšší efektivity a přesnosti, čímž nabídlo významné zlepšení oproti konvenčním metodám moderní výroby. To znamená, že společnosti využívající CNC obrábění šetří na nákladech z hlediska práce a času, což z dlouhodobého hlediska zvyšuje ziskovost.

CNC také zvýšilo bezpečnost procesů, jako je výroba (svařování plechů, stříhání, děrování otvorů a řezání plamenem). Je to ideální volba pro výrobu, protože stroje jsou flexibilní a lze je přeprogramovat.

Je CNC lepší než 3D tisk?

3D tisk a CNC obrábění jsou oba způsoby výroby. Kritický rozdíl mezi nimi spočívá v tom, že CNC obrábění je subtraktivní proces, zatímco 3D tisk je aditivní proces. To znamená, že první vytváří produkty štěpením materiálu z původního kusu, zatímco druhý vytváří produkt přidáním materiálu.

Co je lepší mezi těmito dvěma metodami? Závisí to na několika faktorech, jako jsou použité materiály, složitost dílů, dovednosti zaměstnanců, to, co se vytváří, a finanční aspekty. Jedna metoda by tedy mohla být vynikající pro konkrétní práci a ne jiná.

cnc milling machine Machinist

Stát se CNC strojníkem

Potenciální CNC strojníci pro vstup do profese vyžadují určitou úroveň školení a vzdělání.

Jaké dovednosti potřebujete, abyste mohli být CNC strojníkem?

CNC strojnícipožadovat minimálně maturitunebo General Educational Development (GED), než budou moci získat dovednosti specifické pro CNC na technických školách. GED je sada testů používaných k určení, zda jednotlivec ve Spojených státech nebo Kanadě má akademické dovednosti na střední škole.

CNC strojníci, kteří mají certifikaci od institucí, jako jeNárodní institut pro dovednosti v obrábění kovů(NIMS), mají výhodu oproti těm bez certifikace.

Kde mohu získat školení, aby se stal CNC strojníkem?

Lidé, kteří píší programy, které CNC stroje následují, jsou známí jakoCNC programátoři, zatímco ti, kteří se účastní chodu strojů v dílně, jsou známí jakoCNC operátoři.

Pokud chcete být CNC programátorem, obvykle strávíte hodně času jako učeň nebo ve formální terciární instituci. Operátoři CNC obvykle absolvují krátkodobé kurzy a získávají většinu svých zkušeností v práci.

Mnoho škol nabízíŠkolení specifické pro CNC. Mezi nimi jeGoodwin University, instituce, která sama sebe popisuje jako „školu obsluhy CNC“, která je „navržena tak, aby získala studenty certifikované a pracující v oboru v krátkém období a flexibilním rozvrhem.“

Je CNC obrábění pro můj projekt to pravé?

CNC obrábění je univerzální a jeho aplikace pokrývá mnoho průmyslových odvětví, včetně letectví, zemědělství, stavebnictví, tisku, výroby, armády a dopravy. Pokud tedy váš projekt vyžaduje velké množství konzistence, přesnosti a efektivity, je vaší nejlepší volbou CNC.

Jaká je budoucnost CNC obrábění?

Jako technologie jakoumělá inteligenceastrojové učeníčím dál populárnější, očekává se také, že popularita CNC strojů vzroste. I když se někteří mohou obávat, že tyto sofistikované stroje odnesou lidem práci, k zlepšování technologií obvykle nedochází, protože vytvářejí více pracovních míst v nových oblastech.

Šíření v používání CNC obrábění bude mít výhody jak pro zaměstnance, tak pro výrobce. Pro první nejsou procesy tak tvrdé a zvyšuje se bezpečnost. U druhé z nich se zisky zvýší díky efektivitě. Zákazníci budou naopak těžit z kvalitnějších produktů.