Alt du trenger å vite om CNC-maskinering

Før introduksjonen av datastyrt numerisk kontroll (CNC) involverte produksjonsprosessen anstrengende menneskelig arbeidskraft, unødvendig lange produksjonsperioder, sløsing med materiale og var full av feil. I dag har teknologien forbedret produksjonsprosessen.

Innføringen av CNC-maskineringsteknologier gir et høyt nivå av pålitelighet, noe som gjør iterative prosesser mer automatiske. Men hva er CNC-maskinering? Hvilke produkter kan lages av CNC-teknologi? Hvordan fungerer CNC-maskinering, og hvilke materialer som kan brukes i produksjonsprosessene som brukesCNC-maskiner?

Denne artikkelen er et dypdykk i hva CNC-maskinering er, og de grunnleggende konseptene som er involvert i prosessen. Vi vil diskutere fordelene med CNC-produksjon fremfor tradisjonell produksjon, og CNCs bidrag til moderne produksjon.

Vi vil også se på CNC-programvare. Til slutt fremhever vi hva som kreves av enkeltpersoner som ønsker å trene for å bli CNC-maskinister, og diskutere fremtidige trender i CNC-maskinering.

mechanical technician mask operative entering

Hva er CNC-maskinering?

Forkortelsen CNC står forComputer Numerical Control. CNC-bearbeiding er en subtraktiv prosess som innebærer å lage tilpassede design fra et arbeidsemne gjennom datastyrte kontroller. Prosessen er subtraktiv ved at produktet blir produsert ved å flise materialet av en første del i stedet for å legge til materiale for å lage et produkt.

CNC-maskinering kan beskrives som en produksjonsprosess utført av roboter. Prosessen har gjort det mulig å øke produktiviteten fordi maskinen kan kjøre automatisk uten at operatøren trenger å være til stede kontinuerlig.

Hva er historien om CNC-maskinering?

Forgjengeren til CNC er numerisk kontroll (NC), en prosessbeskrevet av Society of Manufacturing Engineerssom “markering av begynnelsen på den andre industrielle revolusjonen og fremveksten av en tid der kontrollen av maskiner og industrielle prosesser vil gå fra upresis trekk til eksakt vitenskap.”

CNC-bearbeiding begynte som en utstanset tape-basert teknologi i1940- og 1950-talletfør den raskt utviklet seg til analoge og digitale teknologier på 1960-tallet.

John T. Parsonsregnes som faren til CNC-maskinering. Han utviklet numerisk kontroll, som er prinsippet som CNC-maskinering bygger på. Men selv før Parsons, denmaskineringsteknikk hadde blitt oppfunneti 1751. Så, i 1952, utviklet Richard Kegg, i samarbeid med Massachusetts Institute of Technology (MIT), den første CNC-fresemaskinen.

Hva er de grunnleggende konseptene for CNC-maskinering?

For å forstå hvordan CNC fungerer, må vi forstå noen grunnleggende konsepter.

Numerisk kontroll

Dette betegner automatisk kontroll av maskinverktøy. Disse maskinverktøyene spenner frafresingtil sveisere, kverner, vannspreder oghydraulisk pressemaskin.

Desktop CNC Maskinering

Dette er minimalistiske versjoner av CNC-er og er bedre tilpasset for å jobbe med mykere materialer som voks, skum og plast. Denne typen maskinering bruker mindre versjoner av CNC-maskiner for å lage mindre produkter, hovedsakelig av hobbyister.

CAM

Computer-Aided Machining or Manufacturing (CAM) bruker programvare for å lage kode for å kjøre CNC-maskiner. For å jobbe med et CAM-system trenger du tre ting:

  1. Den første er programvare som instruerer maskinen om retningen den må bevege seg på.
  2. Du trenger også maskinen som er i stand til å ta instruksjonene.
  3. Til slutt må du ha en etterbehandlingsevne for å gjøre instruksjonene til et språk som maskinene kan forstå.

NC-kode

Dette er et grunnleggende, men likevel unikt dataspråk designet for en CNC-maskin for raskt å forstå og utføre NC-koden (ofte kalt G-koden). Dette er språket som programmereren bruker for å fortelle maskinen hvordan man skal produsere noe.

Etterbehandler

En postprosessor er en oversetter som konverterer G-kode skrevet for en CNC-maskin til kode som kan forstås og utføres av en annen CNC-maskin.

Hvordan fungerer CNC-maskinering?

CNC-maskiner fungerer ved å få instruksjonene programmert til programvare matet inn i datamaskiner ved hjelp av et lite tastatur koblet til maskinen. CNC-systemet utfører deretter disse programmerte oppgavene på samme måte som roboter.

Hva er de forskjellige typene CNC-maskiner?

Ulike CNC-maskiner tjener forskjellige formål. Noen av de vanligste typene CNC-maskiner er møller, dreiebenker, rutere, plasmakuttere og LaserJet kuttere. Du kan se flere eksempler på de forskjellige typene CNC-maskiner og hva de gjørher.

Hva kan CNC-maskiner lage?

CNC-maskiner kan produsere et variert utvalg av produkter fra et bredt spekter av materialer, inkludert metaller, plast, skum og tre. Så lenge et materiale kan kuttes, kan det brukes til å produsere produkter på en CNC-maskin. CNCdreiebenker i metallkan brukes til bearbeiding av runde stenger, gjenger og ytre sirkler. CNC-fresemaskiner kan brukes til å behandle overflater, kilespor og andre uregelmessige former. En boremaskin kan bore hull:her.

CNC-programvare

CNC-programvare er applikasjonspakker som skriver G-kode som en CNC-maskin kan lese. Denne programvaren kallesDatamaskinassistert produksjon (CAM)ellerDatastøttet design (CAD). Denne programvaren er ansvarlig for den numeriske kontrollen av CNC-maskiner. Det hjelper med å lage design som dataprogrammet på CNC-maskinen kan tolke.

De forskjellige typene CNC-programvare har spesifikke bruksområder:

Computer-Aided Drawing (CAD):Dette brukes til å lage 2D- og 3D-design og teknisk dokumentasjon.

Datamaskinassistert produksjon (CAM):Tillater brukere å sette opp arbeid i grener for å imøtekomme flere oppgaver som arbeidsflyt, verktøybaner og kuttesimuleringer.

Computer-Aided Engineering (CAE):Brukes programmer gjennom hele utviklingsprosessen under forbehandling, analyse og etterbehandling.

Hva er fordelene og ulempene med CNC-maskinering?

Akkurat som enhver annen teknologi, kommer CNC-maskinering med spesifikke fordeler og ulemper. Vi ser på noen av dem nedenfor.

Fordeler med CNC-maskinering

CNC-maskinering har en betydelig kostnadsfordel i forhold til tradisjonell produksjon ved at den reduserer arbeidskraftskostnadene. Det reduserer feilmarginen i produksjonen drastisk. Videre gjør det masseproduksjon til en mye enklere oppgave enn den noen gang har vært på grunn av dens evne til å levere ensartede utganger konsekvent.

CNC tilbyr også fleksibilitet i design som gjør at programvaren raskt kan omprogrammeres for å lage helt nye deler eller rette feil.

Ulemper ved CNC Maskinering

En ulempe med CNC-maskinering er den opprinnelige installasjonskostnaden. Bedrifter kan til og med trenge å ta opp lån for å skaffe CNC-teknologi. Men hvis selskapet kan øke fortjenesten gjennom CNC-maskinering, kan investeringen hentes inn raskt.

CNC-bearbeiding lever av en antagelse om datamaskinens feilbarhet. Dette betyr at noen mennesker som bruker CNC-maskineringssystemer, kan overse muligheten for feil, noe som gjør det lettere for feil å gli ubemerket gjennom. Imidlertid, med riktig trening, kan dette reduseres.

Til slutt, fordi det er en subtraktiv prosess, genererer CNC-maskinering avfall, noe som kan ha noen negative effekter på miljøet. Likevel kan avfallshåndteringsprosesser innføres for å sikre at avfallet som produseres ved produksjon på CNC-maskiner kan resirkuleres.

Hvor viktig er CNC-maskinering i moderne produksjon?

CNC-maskinering innledet en ny form for moderne produksjon gjennom sine tilbud om større effektivitet og presisjon, og gir dermed betydelige forbedringer i forhold til konvensjonelle metoder for moderne produksjon. Dette betyr at selskaper som bruker CNC-maskinering, sparer på kostnader når det gjelder arbeid og tid, og øker lønnsomheten på sikt.

CNC har også gjort prosesser som fabrikasjon (sveising av metallplater, klipping, hulling og flammekutting) tryggere. Det er et ideelt alternativ for fabrikasjon fordi maskinene er fleksible og kan omprogrammeres.

Er CNC bedre enn 3D-utskrift?

3D-utskrift og CNC-maskinering er begge produksjonsmetoder. Den kritiske forskjellen mellom dem er at CNC-maskinering er en subtraktiv prosess, mens 3D-utskrift er en additivprosess. Dette betyr at førstnevnte lager produkter ved å flise materiale fra et originalt stykke, mens sistnevnte lager produktet ved å legge til materiale.

Hva er bedre mellom de to metodene? Det avhenger av flere faktorer, for eksempel materialene som brukes, komponentenes kompleksitet, de ansattes ferdigheter, hva som blir opprettet og de økonomiske hensynene. Dermed kan en metode være utmerket for en bestemt jobb og ikke en annen.

cnc milling machine Machinist

Bli en CNC maskinist

Potensielle CNC-maskinister krever noe opplæring og utdannelse for å komme inn i yrket.

Hvilke ferdigheter trenger du for å være en CNC maskinist?

CNC maskinisterkrever et minimum av videregående diplomeller en generell utdanningsutvikling (GED) før de kan fortsette å tilegne seg CNC-spesifikke ferdigheter fra tekniske skoler. GED er et sett med tester som brukes til å avgjøre om en person i USA eller Canada har akademiske ferdigheter på videregående nivå.

CNC maskinister, som har en sertifisering fra institusjoner somNasjonalt institutt for metallbearbeidingsferdigheter(NIMS), har en fordel i forhold til de uten sertifisering.

Hvor kan jeg få opplæring i å bli CNC-maskinist?

Folk som skriver programmene som CNC-maskiner følger, er kjent somCNC-programmerere, mens de som deltar i kjøring av maskinene i butikkgulvet er kjent somCNC-operatører.

Hvis du vil være en CNC-programmerer, vil du vanligvis bruke mye tid som lærling eller i en formell høyere institusjon. CNC-operatører gjennomfører vanligvis kortvarige kurs, og får mest mulig av sin erfaring på jobben.

Mange skoler tilbyrCNC-spesifikk opplæring. Blant dem erGoodwin University, en institusjon som beskriver seg selv som en “CNC-operatørskole” som er “designet for å få studenter sertifiserte og arbeide i feltet i løpet av en kort periode, i en fleksibel tidsplan.”

Er CNC-maskinering riktig for prosjektet mitt?

CNC-maskinering er allsidig, og applikasjonen spenner over mange bransjer, inkludert luftfart, jordbruk, konstruksjon, trykk, produksjon, militæret og transport. Dermed, hvis prosjektet ditt krever mye konsistens, nøyaktighet og effektivitet, er CNC det beste valget.

Hva er fremtiden for CNC-maskinering?

Som teknologier somkunstig intelligensogmaskinlæringbli mer populært, forventes det også at CNC-maskiners popularitet vil øke. Selv om noen kan være bekymret for at disse sofistikerte maskinene tar bort jobber fra mennesker, er dette vanligvis ikke tilfelle når teknologiene forbedres, fordi de skaper flere jobber i nye områder.

Spredningen i bruk av CNC-maskinering vil ha fordeler for både ansatte og produsenter. For førstnevnte er ikke prosesser like harde, og sikkerheten forbedres. For sistnevnte vil fortjenesten øke på grunn av effektivitet. Kunder, derimot, vil ha nytte av mer kvalitetsprodukter.