ทุกสิ่งที่คุณต้องการรู้เกี่ยวกับเครื่องจักรกลซีเอ็นซี

ก่อนที่จะเปิดตัวการควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC) กระบวนการผลิตนั้นเกี่ยวข้องกับการใช้แรงงานมนุษย์อย่างหนักการผลิตเป็นเวลานานโดยไม่จำเป็นการสูญเสียวัสดุและเต็มไปด้วยข้อผิดพลาด ปัจจุบันเทคโนโลยีได้ปรับปรุงกระบวนการผลิตอย่างมาก

การใช้เทคโนโลยีเครื่องจักรกลซีเอ็นซีให้ความน่าเชื่อถือในระดับสูงทำให้กระบวนการซ้ำ ๆ เป็นไปโดยอัตโนมัติ แต่เครื่องจักรกลซีเอ็นซีคืออะไร? ผลิตภัณฑ์ใดบ้างที่สามารถทำจากเทคโนโลยี CNC? เครื่องจักรกลซีเอ็นซีทำงานอย่างไรและสามารถใช้วัสดุใดในกระบวนการผลิตที่ใช้เครื่อง CNCเหรอ?

บทความนี้เป็นการเจาะลึกว่าเครื่องจักรกลซีเอ็นซีคืออะไรและแนวคิดพื้นฐานที่เกี่ยวข้องในกระบวนการนี้ เราจะพูดถึงข้อดีของการผลิต CNC มากกว่าการผลิตแบบดั้งเดิมและการมีส่วนร่วมของ CNC ในการผลิตสมัยใหม่

เราจะดูซอฟต์แวร์ CNC ด้วย สุดท้ายนี้เราเน้นย้ำถึงสิ่งที่จำเป็นสำหรับบุคคลที่ต้องการฝึกฝนเพื่อเป็นช่างเครื่อง CNC และพูดคุยถึงแนวโน้มในอนาคตของโลกของเครื่องจักรกลซีเอ็นซี

หน้ากากช่างกลกำลังเข้า

CNC Machining คืออะไร?

ตัวย่อ CNC ย่อมาจากคอมพิวเตอร์ควบคุมตัวเลข. เครื่องจักรกลซีเอ็นซีเป็นกระบวนการหักลบที่เกี่ยวข้องกับการสร้างรูปแบบที่กำหนดเองจากชิ้นงานผ่านการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ กระบวนการนี้มีการหักลบเนื่องจากผลิตภัณฑ์ถูกผลิตโดยการบิ่นวัสดุออกจากชิ้นส่วนเริ่มต้นแทนที่จะเพิ่มวัสดุเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีสามารถอธิบายได้ว่าเป็นกระบวนการผลิตที่ทำโดยหุ่นยนต์ กระบวนการนี้ทำให้สามารถเพิ่มผลผลิตได้เนื่องจากเครื่องสามารถทำงานได้โดยอัตโนมัติโดยไม่จำเป็นต้องมีผู้ปฏิบัติงานเข้าร่วมอย่างต่อเนื่อง

ประวัติความเป็นมาของเครื่องจักรกลซีเอ็นซีคืออะไร?

ซีเอ็นซีรุ่นก่อนคือการควบคุมด้วยตัวเลข (NC) ซึ่งเป็นกระบวนการอธิบายโดย Society of Manufacturing Engineersเป็น "จุดเริ่มต้นของการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สองและการถือกำเนิดของยุคที่การควบคุมเครื่องจักรและกระบวนการทางอุตสาหกรรมจะผ่านจากร่างที่ไม่ชัดเจนไปสู่วิทยาศาสตร์ที่แน่นอน"

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีเริ่มเป็นเทคโนโลยีที่ใช้เทปเจาะรูในทศวรรษที่ 1940 และ 1950ก่อนที่จะพัฒนาไปสู่เทคโนโลยีอนาล็อกและดิจิทัลอย่างรวดเร็วในทศวรรษ 1960

จอห์นทีพาร์สันส์ถือเป็นบิดาของเครื่องจักรกลซีเอ็นซี เขาพัฒนาการควบคุมเชิงตัวเลขซึ่งเป็นหลักการที่สร้างขึ้นจากเครื่องจักรกลซีเอ็นซี แต่ก่อนพาร์สันส์มีการคิดค้นเทคนิคการตัดเฉือนในปี 1751 จากนั้นในปีพ. ศ. 2495 Richard Kegg ได้ร่วมมือกับ Massachusetts Institute of Technology (MIT) ได้พัฒนาเครื่องกัดซีเอ็นซีเครื่องแรก

แนวคิดพื้นฐานของเครื่องจักรกลซีเอ็นซีคืออะไร?

เพื่อให้เข้าใจว่า CNC ทำงานอย่างไรเราจำเป็นต้องเข้าใจแนวคิดพื้นฐานบางประการ

การควบคุมตัวเลข

นี่แสดงถึงการควบคุมเครื่องมือเครื่องจักรโดยอัตโนมัติ เครื่องมือเครื่องจักรเหล่านี้มีตั้งแต่การโม่สำหรับช่างเชื่อมเครื่องเจียรเครื่องตัดวอเตอร์เจ็ทและเครื่องกดไฮดรอลิก.

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีตั้งโต๊ะ

เครื่อง CNC เหล่านี้เป็นรุ่นที่เรียบง่ายและปรับให้เข้ากับวัสดุที่นุ่มกว่าเช่นขี้ผึ้งโฟมและพลาสติกได้ดีกว่า การตัดเฉือนประเภทนี้ใช้เครื่อง CNC รุ่นเล็กเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ขนาดเล็กโดยส่วนใหญ่เป็นงานอดิเรก

ลูกเบี้ยว

Computer-Aided Machining หรือ Manufacturing (CAM) ใช้ซอฟต์แวร์เพื่อสร้างโค้ดสำหรับการใช้งานเครื่อง CNC ในการทำงานกับระบบ CAM คุณต้องมีสามสิ่ง:

  1. ประการแรกคือซอฟต์แวร์ที่สั่งการเครื่องเกี่ยวกับทิศทางที่ต้องเคลื่อนที่
  2. คุณต้องมีเครื่องที่สามารถทำตามคำแนะนำได้
  3. สุดท้ายคุณต้องมีความสามารถหลังการประมวลผลเพื่อเปลี่ยนคำสั่งให้เป็นภาษาที่เครื่องสามารถเข้าใจได้

รหัส NC

นี่เป็นภาษาคอมพิวเตอร์พื้นฐาน แต่ไม่ซ้ำใครซึ่งออกแบบมาสำหรับเครื่อง CNC เพื่อทำความเข้าใจและดำเนินการโค้ด NC ได้อย่างรวดเร็ว (โดยทั่วไปเรียกว่า G-code) นี่คือภาษาที่โปรแกรมเมอร์ใช้เพื่อบอกเครื่องว่าจะผลิตอะไรบางอย่าง

โพรเซสเซอร์

postprocessor คือตัวแปลที่แปลง G-Code ที่เขียนขึ้นสำหรับเครื่อง CNC เครื่องหนึ่งให้เป็นรหัสที่เครื่อง CNC เครื่องอื่นเข้าใจและดำเนินการได้

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีทำงานอย่างไร?

เครื่อง CNC ทำงานโดยตั้งโปรแกรมคำสั่งลงในซอฟต์แวร์ที่ป้อนเข้าสู่คอมพิวเตอร์โดยใช้แป้นพิมพ์ขนาดเล็กที่เชื่อมต่อกับเครื่อง จากนั้นระบบ CNC จะทำงานที่ตั้งโปรแกรมไว้ในลักษณะเดียวกับหุ่นยนต์

เครื่อง CNC ประเภทต่างๆมีอะไรบ้าง?

เครื่อง CNC ที่แตกต่างกันตอบสนองวัตถุประสงค์ที่หลากหลาย เครื่อง CNC บางประเภทที่พบมากที่สุด ได้แก่ โรงสีเครื่องกลึงเราเตอร์เครื่องตัดพลาสม่าและเครื่องตัด LaserJet คุณสามารถดูตัวอย่างเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่อง CNC ประเภทต่างๆและสิ่งที่พวกเขาทำที่นี่.

เครื่อง CNC ทำอะไรได้บ้าง?

เครื่อง CNC สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายจากวัสดุหลายประเภทรวมถึงโลหะพลาสติกโฟมและไม้ ตราบใดที่สามารถตัดวัสดุได้ก็สามารถใช้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์บนเครื่อง CNC ได้ ซีเอ็นซีเครื่องกลึงโลหะสามารถใช้สำหรับการกลึงแท่งกลมเกลียวและวงนอก เครื่องกัด CNC สามารถใช้ในการประมวลผลพื้นผิวรูกุญแจและรูปร่างที่ผิดปกติอื่น ๆ เครื่องเจาะอาจเจาะรู:ที่นี่.

ซอฟต์แวร์ CNC

ซอฟต์แวร์ CNC เป็นชุดโปรแกรมที่เขียน G-Code ที่เครื่อง CNC สามารถอ่านได้ ซอฟต์แวร์นี้เรียกว่าการผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAM)หรือการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD). ซอฟต์แวร์นี้รับผิดชอบการควบคุมเชิงตัวเลขของเครื่อง CNC ช่วยสร้างการออกแบบที่โปรแกรมคอมพิวเตอร์บนเครื่อง CNC สามารถตีความได้

ซอฟต์แวร์ CNC ประเภทต่างๆมีการใช้งานเฉพาะ:

การวาดโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD):สิ่งนี้ใช้เพื่อสร้างการออกแบบ 2D และ 3D และเอกสารทางเทคนิค

การผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAM):อนุญาตให้ผู้ใช้ตั้งค่างานในสาขาเพื่อรองรับงานหลายอย่างเช่นเวิร์กโฟลว์เส้นทางเครื่องมือและการจำลองการตัด

วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ช่วย (CAE):เป็นโปรแกรมที่ใช้ตลอดกระบวนการพัฒนาระหว่างขั้นตอนก่อนการประมวลผลการวิเคราะห์และหลังการประมวลผล

ข้อดีและข้อเสียของเครื่องจักรกลซีเอ็นซีคืออะไร?

เช่นเดียวกับเทคโนโลยีอื่น ๆ เครื่องจักรกลซีเอ็นซีมาพร้อมกับข้อดีและข้อเสียที่เฉพาะเจาะจง เราดูบางส่วนด้านล่าง

ข้อดีของเครื่องจักรกลซีเอ็นซี

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่สำคัญเหนือการผลิตแบบดั้งเดิมซึ่งจะช่วยลดต้นทุนแรงงาน ช่วยลดความผิดพลาดในการผลิตลงอย่างมาก ยิ่งไปกว่านั้นยังทำให้การผลิตจำนวนมากเป็นงานที่ง่ายกว่าที่เคยเป็นมาเนื่องจากความสามารถในการส่งมอบผลผลิตที่สม่ำเสมออย่างสม่ำเสมอ

CNC ยังมีความยืดหยุ่นในการออกแบบที่ช่วยให้สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้อย่างรวดเร็วเพื่อสร้างชิ้นส่วนใหม่ทั้งหมดหรือแก้ไขข้อผิดพลาด

ข้อเสียของเครื่องจักรกลซีเอ็นซี

ข้อเสียของการตัดเฉือน CNC คือต้นทุนการตั้งค่าเริ่มต้น บริษัท ต่างๆอาจต้องกู้เงินเพื่อจัดหาเทคโนโลยี CNC แต่ถ้า บริษัท สามารถเพิ่มผลกำไรผ่านเครื่องจักรกลซีเอ็นซีการลงทุนนั้นจะได้รับการชดเชยอย่างรวดเร็ว

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีทำให้เกิดข้อสันนิษฐานถึงความผิดพลาดของคอมพิวเตอร์ ซึ่งหมายความว่าบางคนที่ใช้ระบบเครื่องจักรกลซีเอ็นซีอาจมองข้ามความเป็นไปได้ที่จะเกิดข้อผิดพลาดทำให้ความผิดพลาดหลุดผ่านโดยไม่มีใครสังเกตเห็นได้ง่ายขึ้น อย่างไรก็ตามด้วยการฝึกอบรมที่เหมาะสมสิ่งนี้สามารถบรรเทาลงได้

สุดท้ายเนื่องจากเป็นกระบวนการหักลบการใช้เครื่องจักรซีเอ็นซีทำให้เกิดของเสียซึ่งอาจส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตามสามารถนำกระบวนการจัดการของเสียมาใช้เพื่อให้แน่ใจว่าของเสียที่ผลิตผ่านการผลิตด้วยเครื่อง CNC สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีมีความสำคัญอย่างไรในการผลิตสมัยใหม่

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีนำมาใช้ในรูปแบบใหม่ของการผลิตที่ทันสมัยผ่านการนำเสนอประสิทธิภาพและความแม่นยำที่สูงขึ้นจึงนำเสนอการปรับปรุงที่สำคัญเหนือวิธีการผลิตสมัยใหม่แบบเดิม ๆ ซึ่งหมายความว่า บริษัท ที่ใช้เครื่องจักรกลซีเอ็นซีช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายทั้งในด้านแรงงานและเวลาเพิ่มผลกำไรในระยะยาว

CNC ยังทำให้กระบวนการต่างๆเช่นการผลิต (การเชื่อมแผ่นโลหะการตัดการเจาะรูและการตัดด้วยเปลวไฟ) ปลอดภัยยิ่งขึ้น เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับงานประดิษฐ์เนื่องจากเครื่องจักรมีความยืดหยุ่นและสามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้

CNC ดีกว่าการพิมพ์ 3 มิติหรือไม่?

การพิมพ์ 3 มิติและเครื่องจักรกลซีเอ็นซีเป็นทั้งวิธีการผลิต ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพวกเขาคือเครื่องจักรกลซีเอ็นซีเป็นกระบวนการหักลบในขณะที่การพิมพ์ 3 มิติเป็นกระบวนการเพิ่มเติม ซึ่งหมายความว่าในอดีตสร้างผลิตภัณฑ์โดยการบิ่นวัสดุจากชิ้นส่วนดั้งเดิมในขณะที่ผลิตภัณฑ์หลังสร้างผลิตภัณฑ์โดยการเพิ่มวัสดุ

ระหว่างสองวิธีไหนดีกว่ากัน? ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการเช่นวัสดุที่ใช้ความซับซ้อนของชิ้นส่วนทักษะของพนักงานสิ่งที่สร้างขึ้นและการพิจารณาทางการเงิน ดังนั้นวิธีการหนึ่งอาจเป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมสำหรับงานหนึ่ง ๆ ไม่ใช่วิธีอื่น

เครื่องกัดซีเอ็นซี ช่างเครื่อง

การเป็นช่างเครื่อง CNC

ช่างเครื่อง CNC ที่คาดหวังต้องการการฝึกอบรมและการศึกษาระดับหนึ่งเพื่อเข้าสู่อาชีพนี้

คุณต้องมีทักษะอะไรบ้างในการเป็นช่างเครื่อง CNC?

ช่างเครื่อง CNCต้องมีประกาศนียบัตรมัธยมปลายเป็นอย่างน้อยหรือการพัฒนาการศึกษาทั่วไป (GED) ก่อนที่พวกเขาจะได้รับทักษะเฉพาะ CNC จากโรงเรียนเทคนิค GED เป็นชุดของการทดสอบที่ใช้เพื่อตรวจสอบว่าบุคคลในสหรัฐอเมริกาหรือแคนาดามีทักษะทางวิชาการระดับมัธยมปลายหรือไม่

ช่างเครื่อง CNC ที่ได้รับการรับรองจากสถาบันต่างๆเช่นสถาบันแห่งชาติเพื่อทักษะงานโลหะ(NIMS) มีข้อได้เปรียบเหนือผู้ที่ไม่มีการรับรอง

ฉันจะเข้ารับการฝึกอบรมเพื่อเป็นช่างเครื่อง CNC ได้ที่ไหน?

คนที่เขียนโปรแกรมที่เครื่องจักร CNC นั้นรู้จักกันในชื่อโปรแกรมเมอร์ CNCในขณะที่ผู้ที่เข้าร่วมการทำงานของเครื่องจักรบนชั้นร้านค้าเรียกว่าตัวดำเนินการ CNC.

หากคุณต้องการเป็นโปรแกรมเมอร์ CNC คุณมักจะใช้เวลาส่วนใหญ่ในฐานะเด็กฝึกงานหรือในสถาบันอุดมศึกษาอย่างเป็นทางการ ผู้ปฏิบัติงาน CNC มักจะจบหลักสูตรระยะสั้นและได้รับประสบการณ์ส่วนใหญ่ในงาน

หลายโรงเรียนเปิดสอนการฝึกอบรมเฉพาะ CNC. ในหมู่พวกเขาคือมหาวิทยาลัยกู๊ดวินซึ่งเป็นสถาบันที่อธิบายตัวเองว่าเป็น“ โรงเรียนผู้ปฏิบัติงาน CNC” ที่“ ออกแบบมาเพื่อให้นักเรียนได้รับการรับรองและทำงานในภาคสนามในช่วงเวลาสั้น ๆ ตามกำหนดเวลาที่ยืดหยุ่น”

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีเหมาะกับโครงการของฉันหรือไม่

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีมีความหลากหลายและการใช้งานครอบคลุมหลายอุตสาหกรรมรวมถึงการบินและอวกาศเกษตรกรรมการก่อสร้างการพิมพ์การผลิตการทหารและการขนส่ง ดังนั้นหากโครงการของคุณต้องการความสม่ำเสมอความแม่นยำและประสิทธิภาพที่ดี CNC จึงเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดของคุณ

อนาคตของเครื่องจักรกลซีเอ็นซีคืออะไร?

เช่นเดียวกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์และการเรียนรู้ของเครื่องเป็นที่นิยมมากขึ้นคาดว่าความนิยมของเครื่อง CNC จะเพิ่มขึ้น แม้ว่าบางคนอาจกังวลว่าเครื่องจักรที่มีความซับซ้อนเหล่านี้จะแย่งงานไปจากมนุษย์ แต่โดยปกติแล้วจะไม่เป็นเช่นนั้นเมื่อเทคโนโลยีดีขึ้นเนื่องจากสร้างงานในพื้นที่ใหม่ ๆ มากขึ้น

การแพร่หลายในการใช้เครื่องจักรกลซีเอ็นซีจะมีประโยชน์สำหรับทั้งพนักงานและผู้ผลิต ในอดีตกระบวนการต่างๆไม่ยากเท่าและความปลอดภัยก็เพิ่มขึ้น สำหรับช่วงหลังผลกำไรจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากประสิทธิภาพ ในทางกลับกันลูกค้าจะได้รับประโยชน์จากผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพมากขึ้น