Kaikki mitä sinun tarvitsee tietää CNC-työstöstä

Ennen tietokoneistetun numeerisen ohjauksen (CNC) käyttöönottoa valmistusprosessiin liittyi raskasta ihmisen työtä, tarpeettoman pitkiä tuotantojaksoja, materiaalihukkaa ja se oli täynnä virheitä. Nykyään tekniikka on parantanut huomattavasti valmistusprosessia.

CNC-työstötekniikoiden käyttöönotto tarjoaa korkean luotettavuuden, mikä tekee iteratiivisista prosesseista automaattisempia. Mutta mitä CNC-työstö on? Mitkä tuotteet voidaan valmistaa CNC-tekniikalla? Kuinka CNC-työstö toimii ja mitä materiaaleja voidaan käyttää valmistusprosesseissa, joita käytetäänCNC-koneet?

Tämä artikkeli on syvällinen sukellus CNC-työstöön ja prosessin peruskäsitteisiin. Keskustelemme CNC-valmistuksen eduista perinteiseen valmistukseen verrattuna ja CNC: n panoksesta nykyaikaiseen valmistukseen.

Tarkastelemme myös CNC-ohjelmistoja. Lopuksi korostamme sitä, mitä vaaditaan henkilöiltä, jotka haluavat kouluttaa CNC-koneistimiksi, ja keskustelemme tulevista trendeistä CNC-työstömaailmassa.

mechanical technician mask operative entering

Mikä on CNC-työstö?

Lyhenne CNC tarkoittaaTietokoneen numeerinen ohjaus. CNC-työstö on vähennysprosessi, johon sisältyy räätälöityjen mallien luominen työkappaleesta atk-ohjausten avulla. Prosessi on vähentävä siinä mielessä, että tuote valmistetaan hakkaamalla materiaali alkuperäisestä kappaleesta sen sijaan, että lisätään materiaalia tuotteen valmistamiseksi.

CNC-työstöä voidaan kuvata robottien tekemänä valmistusprosessina. Prosessi on mahdollistanut tuottavuuden lisäämisen, koska kone voi toimia automaattisesti ilman käyttäjän tarvetta olla jatkuvasti läsnä.

Mikä on CNC-työstön historia?

CNC: n edeltäjä on numeerinen ohjaus (NC), prosessikuvattu valmistusinsinöörien seurassa"merkitsevän toisen teollisen vallankumouksen alkua ja sellaisen aikakauden tuloa, jolloin koneiden ja teollisten prosessien hallinta siirtyisi epätarkasta luonnoksesta tarkalle tiedeelle".

CNC-työstö alkoi rei'itettynä teippipohjaisena tekniikkana1940- ja 1950-luvutennen kuin se kehittyi nopeasti analogiseksi ja digitaaliseksi tekniikaksi 1960-luvulla.

John T. Parsonspidetään CNC-koneistuksen isänä. Hän kehitti numeerisen ohjauksen, johon CNC-työstö perustuu. Mutta jo ennen Parsonsia,koneistustekniikka oli keksittyvuonna 1751. Sitten vuonna 1952 Richard Kegg kehitti yhteistyössä Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) kanssa ensimmäisen CNC-jyrsinkoneen.

Mitkä ovat CNC-työstön peruskäsitteet?

CNC: n toiminnan ymmärtämiseksi meidän on ymmärrettävä joitain peruskäsitteitä.

Numeerinen hallinta

Tämä tarkoittaa työstökoneiden automaattista ohjausta. Nämä työstökoneet vaihtelevatjyrsintähitsaajille, hiomakoneille, vesisuihkuleikkureille jahydraulinen puristuskone.

CNC-työstö työpöydällä

Nämä ovat minimalistisia versioita CNC: stä ja soveltuvat paremmin työskentelemään pehmeämmillä materiaaleilla, kuten vaha, vaahto ja muovit. Tämän tyyppinen koneistus käyttää pienempiä CNC-koneiden versioita pienempien tuotteiden valmistamiseen, lähinnä harrastajien toimesta.

CAM

Tietokoneavusteinen työstö (CAM) käyttää ohjelmistoa koodin luomiseen CNC-koneiden käyttämistä varten. CAM-järjestelmän kanssa työskentelemiseen tarvitaan kolme asiaa:

  1. Ensimmäinen on ohjelmisto, joka neuvoo konetta suuntiin, jotka sen on liikuttava.
  2. Tarvitset myös koneen, joka kykenee noudattamaan ohjeita.
  3. Lopuksi sinulla on oltava jälkikäsittelymahdollisuus, jotta ohjeet voidaan muuttaa koneiden ymmärtämäksi kieleksi.

NC-koodi

Tämä on yksinkertainen, mutta ainutlaatuinen tietokonekieli, joka on suunniteltu CNC-koneelle ymmärtämään ja suorittamaan NC-koodi (kutsutaan yleisesti G-koodiksi) nopeasti. Tätä kieltä ohjelmoija käyttää kertomaan koneelle, miten jotain valmistetaan.

Jälkikäsittelijä

Jälkikäsittelijä on kääntäjä, joka muuntaa yhdelle CNC-koneelle kirjoitetun G-koodin koodiksi, jonka toinen CNC-kone ymmärtää ja suorittaa.

Kuinka CNC-työstö toimii?

CNC-koneet toimivat ohjelmoimalla ohjeet ohjelmistoihin, jotka syötetään tietokoneisiin koneeseen liitetyn pienen näppäimistön avulla. CNC-järjestelmä suorittaa sitten nämä ohjelmoidut tehtävät robottien tapaan.

Mitkä ovat erityyppiset CNC-koneet?

Erilaiset CNC-koneet palvelevat erilaisia tarkoituksia. Jotkut yleisimmistä CNC-koneista ovat jyrsimet, sorvit, reitittimet, plasmaleikkurit ja LaserJet-leikkurit. Näet lisää esimerkkejä erityyppisistä CNC-koneista ja niiden toiminnastatässä.

Mitä CNC-koneet voivat tehdä?

CNC-koneet voivat tuottaa monipuolisen valikoiman tuotteita monenlaisista materiaaleista, mukaan lukien metallit, muovit, vaahto ja puu. Niin kauan kuin materiaali voidaan leikata, sitä voidaan käyttää tuotteiden valmistamiseen CNC-koneella. CNCmetallisorvitvoidaan käyttää pyöreiden tankojen, kierteiden ja ulkokehän työstöön. CNC-jyrsinkoneita voidaan käyttää pintojen, kiilaurojen ja muiden epäsäännöllisten muotojen käsittelyyn. Porakoneessa voi olla reikiä:tässä.

CNC-ohjelmisto

CNC-ohjelmistot ovat sovelluspaketteja, jotka kirjoittavat G-koodin, jonka CNC-kone voi lukea. Tätä ohjelmistoa kutsutaanTietokoneavusteinen valmistus (CAM)taiTietokoneavusteinen suunnittelu (CAD). Tämä ohjelmisto on vastuussa CNC-koneiden numeerisesta ohjauksesta. Se auttaa luomaan malleja, jotka CNC-koneen tietokoneohjelma voi tulkita.

Erilaisilla CNC-ohjelmistoilla on erityisiä käyttötarkoituksia:

Tietokoneavusteinen piirustus (CAD):Tätä käytetään 2D- ja 3D-mallien ja teknisen dokumentaation luomiseen.

Tietokoneavusteinen valmistus (CAM):Sallii käyttäjien perustaa työn haaratoimituksena useisiin tehtäviin, kuten työnkulkuun, työkalupoluihin ja leikkaussimulaatioihin.

Tietokoneavusteinen suunnittelu (CAE):Käytetäänkö ohjelmia koko kehitysprosessin ajan esikäsittely-, analyysi- ja jälkikäsittelyvaiheissa.

Mitkä ovat CNC-työstön edut ja haitat?

Aivan kuten minkä tahansa muun tekniikan, CNC-työstöön liittyy erityisiä etuja ja haittoja. Katsomme joitain niistä alla.

CNC-työstön edut

CNC-työstöllä on merkittävä kustannusetu perinteiseen valmistukseen verrattuna, koska se vähentää työvoimakustannuksia. Se vähentää dramaattisesti virhemarginaalia valmistuksessa. Lisäksi se tekee massatuotannosta paljon helpomman tehtävän kuin se on koskaan ollut johtuen sen kyvystä tuottaa yhtenäisiä tuloksia johdonmukaisesti.

CNC tarjoaa myös joustavuutta suunnittelussa, jonka avulla ohjelmisto voidaan ohjelmoida nopeasti uudelleen kokonaan uusien osien luomiseksi tai virheiden korjaamiseksi.

CNC-työstön haitat

CNC-työstön haittapuoli on alkuasennuskustannukset. Yritysten on ehkä jopa otettava lainoja CNC-tekniikan hankkimiseksi. Mutta jos yritys voi kasvattaa voittoja CNC-työstöllä, investointi voidaan saada takaisin nopeasti.

CNC-työstö elää olettamuksesta tietokoneiden virheettömyydestä. Tämä tarkoittaa, että jotkut CNC-työstöjärjestelmiä käyttävät ihmiset saattavat unohtaa virheiden mahdollisuuden, mikä helpottaa vikojen liukumista huomaamattomasti. Asianmukaisella koulutuksella tätä voidaan kuitenkin lieventää.

Koska CNC-työstö on subtraktiivista prosessia, siitä syntyy jätettä, jolla voi olla joitain haitallisia vaikutuksia ympäristöön. Jätteiden käsittelyprosesseja voidaan kuitenkin ottaa käyttöön sen varmistamiseksi, että CNC-koneilla valmistamalla syntyvä jäte voidaan kierrättää.

Kuinka tärkeää on CNC-työstö modernissa valmistuksessa?

CNC-työstö aloitti uuden muodon nykyaikaisen valmistuksen tarjoamalla tehokkaampia ja tarkempia tarjouksia, mikä tarjoaa merkittäviä parannuksia perinteisiin nykyaikaisen valmistuksen menetelmiin verrattuna. Tämä tarkoittaa, että CNC-työstöä käyttävät yritykset säästävät kustannuksia työn ja ajan suhteen, mikä lisää kannattavuutta pitkällä aikavälillä.

CNC on myös tehnyt valmistusmenetelmistä (metallilevyjen hitsaus, leikkaaminen, reikien leikkaaminen ja liekin leikkaaminen) turvallisempia. Se on ihanteellinen vaihtoehto valmistukseen, koska koneet ovat joustavia ja ne voidaan ohjelmoida uudelleen.

Onko CNC parempi kuin 3D-tulostus?

3D-tulostus ja CNC-työstö ovat molemmat valmistusmenetelmiä. Kriittinen ero niiden välillä on, että CNC-työstö on subtraktiivinen prosessi, kun taas 3D-tulostus on lisäprosessi. Tämä tarkoittaa sitä, että ensimmäinen luo tuotteita hakettaen materiaalia alkuperäisestä kappaleesta, kun taas jälkimmäinen luo tuotteen lisäämällä materiaalia.

Mikä on parempi näiden kahden menetelmän välillä? Se riippuu useista tekijöistä, kuten käytetyistä materiaaleista, osien monimutkaisuudesta, työntekijöiden taidoista, siitä, mitä luodaan, ja taloudellisista näkökohdista. Siten yksi menetelmä voisi olla erinomainen tietylle työlle eikä toinen.

cnc milling machine Machinist

CNC-koneistoksi tuleminen

Mahdolliset CNC-koneistajat vaativat jonkin verran koulutusta ammattiin pääsemiseksi.

Mitä taitoja tarvitset ollaksesi CNC-koneistaja?

CNC-koneistajatvaativat vähintään lukion tutkinnontai yleisen koulutuksen kehittäminen (GED) ennen kuin he voivat jatkaa CNC-spesifisten taitojen hankkimista teknillisistä kouluista. GED on joukko testejä, joita käytetään määrittämään, onko Yhdysvalloissa tai Kanadassa olevalla henkilöllä lukiotason akateemisia taitoja.

CNC-koneistajat, joilla on sertifikaatti sellaisilta laitoksilta kuinKansallinen metallityötaitojen instituutti(NIMS), on etu verrattuna niihin, joilla ei ole sertifiointia.

Mistä saan koulutusta CNC-koneistoksi?

Ihmiset, jotka kirjoittavat ohjelmia, joita CNC-koneet seuraavat, tunnetaan nimelläCNC-ohjelmoijat, kun taas koneiden käyntiin myymälässä tunnetaan nimelläCNC-operaattorit.

Jos haluat olla CNC-ohjelmoija, vietät yleensä paljon aikaa oppisopimuskoulutuksessa tai virallisessa korkea-asteen oppilaitoksessa. CNC-operaattorit suorittavat yleensä lyhytaikaisia kursseja ja hankkivat suurimman osan kokemuksestaan työstä.

Monet koulut tarjoavatCNC-erityiskoulutus. Niiden joukossa onGoodwinin yliopisto, laitos, joka kuvaa itseään "CNC-operaattorikouluna" ja jonka tarkoituksena on saada opiskelijat sertifioimaan ja työskentelemään kentällä lyhyessä ajassa joustavan aikataulun mukaan.

Onko CNC-työstö oikein projektiini?

CNC-työstö on monipuolista, ja sen soveltaminen kattaa monia toimialoja, kuten ilmailu-, maatalous-, rakennus-, paino-, valmistus-, armeija- ja kuljetusalat. Jos siis projektisi vaatii paljon johdonmukaisuutta, tarkkuutta ja tehokkuutta, CNC on paras valinta.

Mikä on CNC-työstön tulevaisuus?

Kuten tekniikoista, kutentekoälyjakoneoppiminenCNC-koneiden suosion odotetaan kasvavan. Vaikka jotkut saattavat olla huolissaan siitä, että nämä hienostuneet koneet vievät työpaikkoja ihmisiltä, niin ei yleensä ole, kun tekniikka paranee, koska ne luovat enemmän työpaikkoja uusille alueille.

CNC-työstön käytön lisääntymisestä on hyötyä sekä työntekijöille että valmistajille. Ensimmäisten osalta prosessit eivät ole yhtä vaikeita, ja turvallisuutta parannetaan. Jälkimmäisen osalta voitot kasvavat tehokkuuden ansiosta. Asiakkaat puolestaan hyötyvät enemmän laadukkaista tuotteista.