Alles, was Sie über CNC-Bearbeitung wissen müssen
Vor der Einführung der computergestützten numerischen Steuerung (CNC) war der Herstellungsprozess mit anstrengender menschlicher Arbeit, unnötig langen Produktionszeiten, Materialverschwendung und Fehlern verbunden. Heute hat die Technologie den Herstellungsprozess erheblich verbessert.
Die Einführung von CNC-Bearbeitungstechnologien bietet ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und macht iterative Prozesse automatischer. Aber was ist CNC-Bearbeitung? Welche Produkte können aus CNC-Technologie hergestellt werden? Wie funktioniert die CNC-Bearbeitung und welche Materialien können in den verwendeten Herstellungsprozessen verwendet werden?CNC-Maschinen?
Dieser Artikel befasst sich eingehend mit der CNC-Bearbeitung und den grundlegenden Konzepten des Prozesses. Wir werden die Vorteile der CNC-Fertigung gegenüber der traditionellen Fertigung und die Beiträge der CNC zur modernen Fertigung diskutieren.
Wir werden uns auch die CNC-Software ansehen. Zuletzt heben wir hervor, was von Personen verlangt wird, die eine Ausbildung zum CNC-Maschinisten absolvieren möchten, und diskutieren zukünftige Trends in der Welt der CNC-Bearbeitung.
Was ist CNC-Bearbeitung?
Die Abkürzung CNC steht fürComputer Numerical Control. Die CNC-Bearbeitung ist ein subtraktiver Prozess, bei dem aus einem Werkstück durch computergesteuerte Steuerungen individuell geformte Konstruktionen erstellt werden. Der Prozess ist insofern subtraktiv, als das Produkt hergestellt wird, indem Material von einem Anfangsstück abgeschnitten wird, anstatt Material hinzuzufügen, um ein Produkt herzustellen.
Die CNC-Bearbeitung kann als ein Herstellungsprozess beschrieben werden, der von Robotern ausgeführt wird. Der Prozess hat es möglich gemacht, die Produktivität zu steigern, da die Maschine automatisch laufen kann, ohne dass der Bediener ständig anwesend sein muss.
Was ist die Geschichte der CNC-Bearbeitung?
Der Vorgänger der CNC ist die numerische Steuerung (NC), ein Prozessbeschrieben von der Society of Manufacturing Engineersals "Beginn der zweiten industriellen Revolution und des Beginns eines Zeitalters, in dem die Kontrolle von Maschinen und industriellen Prozessen vom ungenauen Entwurf zur exakten Wissenschaft übergehen würde".
Die CNC-Bearbeitung begann als gestanzte bandbasierte Technologie in der1940er und 1950er Jahrebevor er sich in den 1960er Jahren schnell zu analogen und digitalen Technologien entwickelte.
John T. Parsonsgilt als der Vater der CNC-Bearbeitung. Er entwickelte eine numerische Steuerung, auf der die CNC-Bearbeitung basiert. Aber noch vor Parsons, demDie Bearbeitungstechnik war erfunden worden1751. 1952 entwickelte Richard Kegg in Zusammenarbeit mit dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) die erste CNC-Fräsmaschine.
Was sind die Grundkonzepte der CNC-Bearbeitung?
Um zu verstehen, wie CNC funktioniert, müssen wir einige grundlegende Konzepte verstehen.
Numerische Steuerung
Dies bezeichnet die automatische Steuerung von Werkzeugmaschinen. Diese Werkzeugmaschinen reichen vonMahlenan Schweißer, Schleifer, Wasserstrahlschneider undhydraulische Pressmaschine.
Desktop-CNC-Bearbeitung
Dies sind minimalistische Versionen von CNCs, die sich besser für Arbeiten an weicheren Materialien wie Wachs, Schaum und Kunststoff eignen. Bei dieser Art der Bearbeitung werden kleinere Versionen von CNC-Maschinen verwendet, um kleinere Produkte herzustellen, hauptsächlich von Hobbyisten.
NOCKEN
Computer-Aided Machining oder Manufacturing (CAM) verwendet Software zum Erstellen von Code zum Ausführen von CNC-Maschinen. Um mit einem CAM-System zu arbeiten, benötigen Sie drei Dinge:
- Die erste ist eine Software, die die Maschine über die Richtungen anweist, in die sie sich bewegen muss.
- Sie benötigen auch die Maschine, die die Anweisungen ausführen kann.
- Schließlich benötigen Sie eine Nachbearbeitungsfunktion, um die Anweisungen in eine Sprache umzuwandeln, die die Maschinen verstehen können.
NC-Code
Dies ist eine grundlegende und dennoch einzigartige Computersprache, die für eine CNC-Maschine entwickelt wurde, um den NC-Code (allgemein als G-Code bezeichnet) schnell zu verstehen und auszuführen. In dieser Sprache teilt der Programmierer der Maschine mit, wie etwas hergestellt werden soll.
Postprozessor
Ein Postprozessor ist ein Übersetzer, der für eine CNC-Maschine geschriebenen G-Code in Code umwandelt, der von einer anderen CNC-Maschine verstanden und ausgeführt werden kann.
Wie funktioniert die CNC-Bearbeitung?
CNC-Maschinen arbeiten, indem ihre Anweisungen in Software programmiert werden, die über eine kleine Tastatur, die an die Maschine angeschlossen ist, in Computer eingespeist wird. Das CNC-System führt diese programmierten Aufgaben dann ähnlich wie Roboter aus.
Was sind die verschiedenen Arten von CNC-Maschinen?
Verschiedene CNC-Maschinen dienen unterschiedlichen Zwecken. Einige der häufigsten Arten von CNC-Maschinen sind Fräser, Drehmaschinen, Fräser, Plasmaschneider und LaserJet-Fräser. Sie können weitere Beispiele für die verschiedenen Arten von CNC-Maschinen und deren Funktionsweise sehenHier.
Was können CNC-Maschinen machen?
CNC-Maschinen können eine Vielzahl von Produkten aus einer Vielzahl von Materialien herstellen, darunter Metalle, Kunststoffe, Schaum und Holz. Solange ein Material geschnitten werden kann, kann es zur Herstellung von Produkten auf einer CNC-Maschine verwendet werden. CNCMetalldrehmaschinen can be used for machining round rods, threads and outer circles. CNC milling machines can be used to process surfaces, keyways, and other irregular shapes such as plug valves, bearings, etc. A drilling machinekann Löcher bohren.
CNC-Software
CNC-Software sind Anwendungspakete, die G-Code schreiben, den eine CNC-Maschine lesen kann. Diese Software heißtComputer Aided Manufacturing (CAM)oderComputergestütztes Design (CAD). Diese Software ist für die numerische Steuerung von CNC-Maschinen verantwortlich. Es hilft, Entwürfe zu erstellen, die das Computerprogramm auf der CNC-Maschine interpretieren kann.
Die verschiedenen Arten von CNC-Software haben spezifische Verwendungszwecke:
Computergestütztes Zeichnen (CAD):Hiermit werden 2D- und 3D-Entwürfe sowie technische Dokumentationen erstellt.
Computer Aided Manufacturing (CAM):Ermöglicht Benutzern das Einrichten von Arbeiten in Zweigen, um mehrere Aufgaben wie Workflow, Werkzeugpfade und Schnittsimulationen zu erfüllen.
Computer Aided Engineering (CAE):Werden Programme während des gesamten Entwicklungsprozesses während der Vorverarbeitungs-, Analyse- und Nachbearbeitungsphase verwendet?
Was sind die Vor- und Nachteile der CNC-Bearbeitung?
Wie jede andere Technologie hat auch die CNC-Bearbeitung spezifische Vor- und Nachteile. Wir sehen uns einige davon unten an.
Vorteile der CNC-Bearbeitung
CNC-Bearbeitunghat einen erheblichen Kostenvorteil gegenüber der traditionellen Fertigung, da es die Arbeitskosten senkt. Es verringert drastisch die Fehlerquote bei der Herstellung. Darüber hinaus macht es die Massenfertigung zu einer viel einfacheren Aufgabe als je zuvor, da es in der Lage ist, konsistent einheitliche Ergebnisse zu liefern.
CNC bietet auch Flexibilität im Design, sodass die Software schnell neu programmiert werden kann, um völlig neue Teile zu erstellen oder Fehler zu korrigieren.
Nachteile der CNC-Bearbeitung
Ein Nachteil der CNC-Bearbeitung sind die anfänglichen Einrichtungskosten. Unternehmen müssen möglicherweise sogar Kredite aufnehmen, um CNC-Technologie zu beschaffen. Wenn das Unternehmen jedoch durch CNC-Bearbeitung den Gewinn steigern kann, kann sich diese Investition schnell amortisieren.
Die CNC-Bearbeitung lebt von der Annahme, dass Computer unfehlbar sind. Dies bedeutet, dass einige Benutzer von CNC-Bearbeitungssystemen möglicherweise die Möglichkeit von Fehlern übersehen, wodurch Fehler leichter unbemerkt durchrutschen können. Bei entsprechender Schulung kann dies jedoch gemindert werden.
Da es sich um einen subtraktiven Prozess handelt, entstehen bei der CNC-Bearbeitung Abfälle, die sich nachteilig auf die Umwelt auswirken können. Dennoch können Abfallentsorgungsprozesse eingerichtet werden, um sicherzustellen, dass die bei der Herstellung auf CNC-Maschinen anfallenden Abfälle recycelt werden können.
Wie wichtig ist die CNC-Bearbeitung in der modernen Fertigung?
Die CNC-Bearbeitung leitete eine neue Form der modernen Fertigung ein, indem sie eine höhere Effizienz und Präzision bot und damit erhebliche Verbesserungen gegenüber herkömmlichen Methoden der modernen Fertigung bot. Dies bedeutet, dass Unternehmen, die CNC-Bearbeitung einsetzen, Arbeits- und Zeitkosten sparen und langfristig die Rentabilität steigern.
CNC hat auch Prozesse wie die Herstellung (Schweißen von Blechen, Scheren, Stanzen von Löchern und Brennschneiden) sicherer gemacht. Es ist eine ideale Option für die Herstellung, da die Maschinen flexibel sind und neu programmiert werden können.
Ist CNC besser als 3D-Druck?
3D-Druck und CNC-Bearbeitung sind beide Herstellungsverfahren. Der entscheidende Unterschied zwischen ihnen besteht darin, dass die CNC-Bearbeitung ein subtraktiver Prozess ist, während der 3D-Druck ein additiver Prozess ist. Dies bedeutet, dass der erstere Produkte durch Abplatzen von Material von einem Originalstück erzeugt, während der letztere das Produkt durch Hinzufügen von Material erzeugt.
Welches ist besser zwischen den beiden Methoden? Dies hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie den verwendeten Materialien, der Komplexität der Teile, den Fähigkeiten der Mitarbeiter, dem, was erstellt wird, und den finanziellen Überlegungen. Somit könnte eine Methode für einen bestimmten Job hervorragend sein und keine andere.
CNC-Maschinist werden
Potenzielle CNC-Maschinisten benötigen ein gewisses Maß an Aus- und Weiterbildung, um in den Beruf einzusteigen.
Welche Fähigkeiten benötigen Sie, um CNC-Maschinist zu werden?
CNC-Maschinistenerfordern mindestens ein Abituroder eine allgemeine Bildungsentwicklung (GED), bevor sie CNC-spezifische Fähigkeiten an technischen Schulen erwerben können. Der GED ist eine Reihe von Tests, mit denen festgestellt wird, ob eine Person in den USA oder Kanada über akademische Fähigkeiten auf hohem Schulniveau verfügt.
CNC-Maschinisten, die eine Zertifizierung von Institutionen wie derNationales Institut für Metallbearbeitung(NIMS) haben einen Vorteil gegenüber denen ohne Zertifizierung.
Wo kann ich mich zum CNC-Maschinisten ausbilden lassen?
Leute, die die Programme schreiben, denen CNC-Maschinen folgen, sind bekannt alsCNC-Programmierer, während diejenigen, die den Betrieb der Maschinen in der Werkstatt besuchen, bekannt sind alsCNC-Bediener.
Wenn Sie ein CNC-Programmierer sein möchten, verbringen Sie normalerweise viel Zeit als Lehrling oder an einer formellen Hochschule. CNC-Bediener absolvieren in der Regel Kurzzeitkurse und sammeln den größten Teil ihrer Berufserfahrung.
Viele Schulen bietenCNC-spezifisches Training. Unter ihnen istGoodwin University, eine Institution, die sich selbst als „CNC-Bedienerschule“ bezeichnet, die „darauf ausgelegt ist, dass Schüler in kurzer Zeit nach einem flexiblen Zeitplan zertifiziert werden und vor Ort arbeiten“.
Ist die CNC-Bearbeitung für mein Projekt geeignet?
Die CNC-Bearbeitung ist vielseitig und ihre Anwendung erstreckt sich über viele Branchen, einschließlich Luft- und Raumfahrt, Landwirtschaft, Bauwesen, Druck, Fertigung, Militär und Transportwesen. Wenn Ihr Projekt ein hohes Maß an Konsistenz, Genauigkeit und Effizienz erfordert, ist CNC die beste Wahl.
Was ist die Zukunft der CNC-Bearbeitung?
Als Technologien wiekünstliche Intelligenzundmaschinelles LernenEs wird auch erwartet, dass die Popularität von CNC-Maschinen zunehmen wird. Auch wenn einige befürchten, dass diese hoch entwickelten Maschinen den Menschen Arbeitsplätze wegnehmen, ist dies normalerweise nicht der Fall, wenn sich die Technologien verbessern, da sie mehr Arbeitsplätze in neuen Bereichen schaffen.
Die zunehmende Verwendung der CNC-Bearbeitung wird sowohl für die Mitarbeiter als auch für die Hersteller von Vorteil sein. Bei ersteren sind die Prozesse nicht so schwierig und die Sicherheit wird erhöht. Bei letzteren steigen die Gewinne aufgrund der Effizienz. Kunden hingegen profitieren von qualitativ hochwertigeren Produkten.