რა არის CNC მანქანები?

CNC მანქანების ისტორია
ჯონ თ. პარსონსი (1913-2007) Parsons Corporation-დან Traverse City, MI ითვლება რიცხვითი კონტროლის პიონერად, თანამედროვე CNC აპარატის წინამორბედად.თავისი მოღვაწეობისთვის ჯონ პარსონსს მე-2 ინდუსტრიული რევოლუციის მამას უწოდებდნენ.მას სჭირდებოდა ვერტმფრენის კომპლექსური პირების წარმოება და სწრაფად მიხვდა, რომ წარმოების მომავალი იყო მანქანების კომპიუტერებთან დაკავშირება.დღეს CNC-ის მიერ წარმოებული ნაწილები შეგიძლიათ ნახოთ თითქმის ყველა ინდუსტრიაში.CNC მანქანების გამო, ჩვენ გვაქვს ნაკლებად ძვირი საქონელი, უფრო ძლიერი ეროვნული თავდაცვა და უფრო მაღალი ცხოვრების დონე, ვიდრე ეს შესაძლებელია არაინდუსტრიალიზებულ სამყაროში.ამ სტატიაში ჩვენ შევისწავლით CNC აპარატის წარმოშობას, სხვადასხვა ტიპის CNC აპარატებს, CNC მანქანების პროგრამებს და CNC მანქანების მაღაზიების გავრცელებულ პრაქტიკას.

მანქანები ხვდებიან კომპიუტერს
1946 წელს სიტყვა "კომპიუტერი" ნიშნავდა საანგარიშო აპარატს, რომელიც მუშაობდა პანჩ-ბარათზე.მიუხედავად იმისა, რომ Parsons Corporation-მა მანამდე მხოლოდ ერთი პროპელერი შექმნა, ჯონ პარსონსმა დაარწმუნა Sikorsky Helicopter, რომ მათ შეეძლოთ დაემზადებინათ უკიდურესად ზუსტი შაბლონები პროპელერის აწყობისა და წარმოებისთვის.მან დაასრულა გამოიგონა Punch-card კომპიუტერული მეთოდი ვერტმფრენის როტორზე ქულების გამოსათვლელად.შემდეგ მან ოპერატორებს დაავალა ბორბლები ცინცინატის საღარავი აპარატის იმ წერტილებზე გადაბრუნება.მან ჩაატარა კონკურსი ამ ახალი პროცესის სახელწოდებისთვის და 50 დოლარი გადასცა იმ პირს, ვინც გამოიგონა "Numerical Control" ან NC.

1958 წელს მან შეიტანა პატენტი კომპიუტერის აპარატთან დასაკავშირებლად.მისი საპატენტო განაცხადი მივიდა MIT-მდე სამი თვით ადრე, რომელიც მუშაობდა კონცეფციაზე, რომელიც მან დაიწყო.MIT-მა გამოიყენა თავისი კონცეფციები ორიგინალური აღჭურვილობის დასამზადებლად და ბატონი პარსონსის ლიცენზიატი (Bendix) ქველიცენზირებული IBM, Fujitusu და GE, სხვათა შორის.NC კონცეფციის დაჭერა ნელი იყო.მისტერ პარსონსის თქმით, ადამიანები, რომლებიც ყიდდნენ იდეას, იყვნენ კომპიუტერის ადამიანები და არა მწარმოებლები.თუმცა, 1970-იანი წლების დასაწყისისთვის, აშშ-ს არმიამ თავად მოახდინა NC კომპიუტერების გამოყენების პოპულარიზაცია მრავალი მწარმოებლისთვის აშენებით და იჯარით.CNC კონტროლერი განვითარდა კომპიუტერის პარალელურად, რაც უფრო და უფრო მეტ პროდუქტიულობას და ავტომატიზაციას უბიძგებდა წარმოების პროცესებში, განსაკუთრებით დამუშავებაში.

რა არის CNC დამუშავება?
CNC მანქანები ამზადებენ ნაწილებს მთელს მსოფლიოში თითქმის ყველა ინდუსტრიისთვის.ისინი ქმნიან ნივთებს პლასტმასისგან, ლითონებისგან, ალუმინის, ხისგან და მრავალი სხვა მყარი მასალისგან.სიტყვა "CNC" ნიშნავს კომპიუტერულ ციფრულ კონტროლს, მაგრამ დღეს ყველა მას CNC-ს უწოდებს.მაშ, როგორ განვსაზღვროთ CNC მანქანა?მოძრაობის მართვის ყველა ავტომატიზირებულ მანქანას აქვს სამი ძირითადი კომპონენტი - ბრძანების ფუნქცია, წამყვანი/მოძრაობის სისტემა და უკუკავშირის სისტემა.CNC დამუშავება არის კომპიუტერზე მომუშავე ჩარხ-ინსტრუმენტების გამოყენების პროცესი მყარი მასალისგან განსხვავებული ფორმის ნაწილის დასამზადებლად.

CNC დამოკიდებულია ციფრულ ინსტრუქციებზე, როგორც წესი, შედგენილ კომპიუტერზე დამხმარე წარმოებაზე (CAM) ან კომპიუტერის დამხმარე დიზაინზე (CAD) პროგრამებზე, როგორიცაა SolidWorks ან MasterCAM.პროგრამული უზრუნველყოფა წერს G-კოდს, რომლის წაკითხვაც კონტროლერს შეუძლია CNC აპარატზე.კონტროლერზე არსებული კომპიუტერული პროგრამა განმარტავს დიზაინს და გადააადგილებს საჭრელ ხელსაწყოებს და/ან სამუშაო ნაწილს რამდენიმე ღერძზე სამუშაო ნაწილისგან სასურველი ფორმის ამოსაჭრელად.ავტომატური ჭრის პროცესი ბევრად უფრო სწრაფი და ზუსტია, ვიდრე ხელსაწყოებისა და სამუშაო ნაწილების ხელით მოძრაობა, რომელიც კეთდება ძველ აღჭურვილობაზე ბერკეტებითა და გადაცემათა კოლოფით.თანამედროვე CNC დანადგარები ინახავენ მრავალ იარაღს და აკეთებენ მრავალი სახის ჭრას.მოძრაობის სიბრტყეების რაოდენობა (ღერძი) და ინსტრუმენტების რაოდენობა და ტიპები, რომლებზეც მანქანას შეუძლია ავტომატურად წვდომა დამუშავების პროცესში, განსაზღვრავს რამდენად რთული სამუშაო ნაწილის შექმნა CNC-ს შეუძლია.

როგორ გამოვიყენოთ CNC მანქანა?
CNC მემანქანეებმა უნდა მიიღონ უნარები როგორც პროგრამირებაში, ასევე ლითონის დამუშავებაში, რათა სრულად გამოიყენონ CNC აპარატის ძალა.ტექნიკური ვაჭრობის სკოლები და შეგირდობის პროგრამები ხშირად იწყებენ სტუდენტებს ხელით ლათხებზე, რათა იგრძნონ, თუ როგორ ჭრიან ლითონის.მემანქანეს უნდა შეეძლოს სამივე განზომილების წარმოდგენა.დღეს პროგრამული უზრუნველყოფა აადვილებს, ვიდრე ოდესმე რთული ნაწილების დამზადებას, რადგან ნაწილის ფორმის დახატვა შესაძლებელია ვირტუალურად და შემდეგ ხელსაწყოების ბილიკები შეიძლება შემოგვთავაზოს პროგრამული უზრუნველყოფის მიერ ამ ნაწილების შესაქმნელად.

პროგრამული უზრუნველყოფის ტიპი, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება CNC დამუშავების პროცესში
კომპიუტერის დახმარებით ნახაზი (CAD)
CAD პროგრამული უზრუნველყოფა არის ამოსავალი წერტილი CNC პროექტების უმეტესობისთვის.არსებობს მრავალი განსხვავებული CAD პროგრამული პაკეტი, მაგრამ ყველა გამოიყენება დიზაინის შესაქმნელად.პოპულარულ CAD პროგრამებში შედის AutoCAD, SolidWorks და Rhino3D.ასევე არის ღრუბელზე დაფუძნებული CAD გადაწყვეტილებები და ზოგი გვთავაზობს CAM უნარებს ან ინტეგრირდება CAM პროგრამულ უზრუნველყოფასთან, ვიდრე სხვები.

კომპიუტერის დახმარებით წარმოება (CAM)
CNC მანქანები ხშირად იყენებენ CAM პროგრამული უზრუნველყოფის მიერ შექმნილ პროგრამებს.CAM საშუალებას აძლევს მომხმარებლებს დააყენონ „სამუშაო ხე“, რათა მოაწყონ სამუშაო ნაკადი, დააყენონ ხელსაწყოების ბილიკები და განახორციელონ ჭრის სიმულაციები, სანამ მანქანა რაიმე რეალურ ჭრას გააკეთებს.ხშირად CAM პროგრამები მუშაობენ როგორც CAD პროგრამული უზრუნველყოფის დანამატები და ქმნიან g-კოდს, რომელიც ეუბნება CNC ხელსაწყოებს და სამუშაო ნაწილის მოძრავ ნაწილებს, სად წავიდნენ.CAM პროგრამული უზრუნველყოფის ოსტატები აადვილებენ CNC აპარატის დაპროგრამებას, ვიდრე ოდესმე.პოპულარული CAM პროგრამული უზრუნველყოფა მოიცავს Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks და Solidcam.2015 წლის ანგარიშის მიხედვით Mastercam და Edgecam იკავებს მაღალი დონის CAM ბაზრის წილის თითქმის 50%-ს.

რა არის განაწილებული რიცხვითი კონტროლი?
პირდაპირი რიცხვითი კონტროლი, რომელიც გახდა განაწილებული რიცხვითი კონტროლი (DNC)
პირდაპირი რიცხვითი კონტროლი გამოიყენებოდა NC პროგრამებისა და მანქანის პარამეტრების სამართავად.ეს საშუალებას აძლევდა პროგრამებს გადაადგილებულიყვნენ ქსელში ცენტრალური კომპიუტერიდან ბორტ კომპიუტერებზე, რომლებიც ცნობილია როგორც მანქანების კონტროლის ერთეულები (MCU).თავდაპირველად მას "პირდაპირი რიცხვითი კონტროლი" უწოდეს, მან გვერდი აუარა ქაღალდის ლენტის საჭიროებას, მაგრამ როდესაც კომპიუტერი გაქრა, მისი ყველა მანქანა გაქრა.

განაწილებული რიცხვითი კონტროლი იყენებს კომპიუტერების ქსელს, რათა კოორდინირება გაუწიოს მრავალი აპარატის მუშაობას პროგრამის მიწოდებით CNC-ზე.CNC მეხსიერება ინახავს პროგრამას და ოპერატორს შეუძლია პროგრამის შეგროვება, რედაქტირება და დაბრუნება.

თანამედროვე DNC პროგრამებს შეუძლიათ შემდეგი:
● რედაქტირება – შეუძლია ერთი NC პროგრამის გაშვება, სანამ სხვები რედაქტირდებიან.
● შედარება – შეადარეთ ორიგინალური და რედაქტირებული NC პროგრამები გვერდიგვერდ და ნახეთ რედაქტირება.
● გადატვირთვა – როდესაც ხელსაწყო იშლება, პროგრამა შეიძლება შეჩერდეს და გადაიტვირთოს იქ, სადაც შეჩერდა.
● სამუშაოს თვალყურის დევნება – ოპერატორებს შეუძლიათ აკონტროლონ სამუშაოები და აკონტროლონ დაყენება და მუშაობის დრო, მაგალითად.
● ნახატების ჩვენება – აჩვენეთ ფოტოები, ხელსაწყოების CAD ნახატები, მოწყობილობები და დასრულების ნაწილები.
● ეკრანის გაფართოებული ინტერფეისები – ერთი შეხებით დამუშავება.
● მონაცემთა ბაზის გაფართოებული მენეჯმენტი – აწყობს და ინახავს მონაცემებს, სადაც მათი ადვილად მოძიება შესაძლებელია.

Manufacturing Data Collection (MDC)
MDC პროგრამული უზრუნველყოფა შეიძლება მოიცავდეს DNC პროგრამული უზრუნველყოფის ყველა ფუნქციას, დამატებით შეაგროვოს დამატებითი მონაცემები და გააანალიზოს ისინი მთლიანი აღჭურვილობის ეფექტურობისთვის (OEE).აღჭურვილობის საერთო ეფექტურობა დამოკიდებულია შემდეგზე: ხარისხი - პროდუქციის რაოდენობა, რომელიც აკმაყოფილებს ხარისხის სტანდარტებს ყველა წარმოებული პროდუქტიდან ხელმისაწვდომობა - დაგეგმილი დროის პროცენტი, როდესაც მითითებული აღჭურვილობა მუშაობს ან აწარმოებს ნაწილებს. აღჭურვილობის მაჩვენებელი.

OEE = ხარისხი x ხელმისაწვდომობა x შესრულება
OEE არის ძირითადი შესრულების მეტრიკა (KPI) მრავალი მანქანების მაღაზიისთვის.

მანქანების მონიტორინგის გადაწყვეტილებები
მანქანების მონიტორინგის პროგრამული უზრუნველყოფა შეიძლება ჩაშენდეს DNC ან MDC პროგრამულ უზრუნველყოფაში ან შეძენილი ცალკე.მანქანების მონიტორინგის გადაწყვეტილებებით, აპარატის მონაცემები, როგორიცაა დაყენება, გაშვების დრო და შეფერხება ავტომატურად გროვდება და კომბინირებულია ადამიანის მონაცემებთან, როგორიცაა მიზეზის კოდები, რათა უზრუნველყოს როგორც ისტორიული, ასევე რეალურ დროში გაგება, თუ როგორ მუშაობს სამუშაოები.თანამედროვე CNC აპარატები აგროვებს 200-მდე ტიპის მონაცემს და მანქანების მონიტორინგის პროგრამულ უზრუნველყოფას შეუძლია ეს მონაცემები სასარგებლო გახადოს ყველასთვის მაღაზიიდან ზედა სართულამდე.კომპანიები, როგორიცაა Memex, გვთავაზობენ პროგრამულ უზრუნველყოფას (Tempus), რომელიც იღებს მონაცემებს ნებისმიერი სახის CNC აპარატიდან და ათავსებს მონაცემთა ბაზის სტანდარტიზებულ ფორმატში, რომელიც შეიძლება იყოს ნაჩვენები მნიშვნელოვანი სქემებითა და გრაფიკებით.მონაცემთა სტანდარტს, რომელსაც იყენებენ მანქანების მონიტორინგის გადაწყვეტილებების უმეტესობა, რომელმაც მოიპოვა საფუძველი აშშ-ში, ეწოდება MTConnect.დღეს ბევრი ახალი CNC ჩარხები აღჭურვილია ამ ფორმატის მონაცემების უზრუნველსაყოფად.ძველ მანქანებს კვლავ შეუძლიათ ადაპტერების საშუალებით ღირებული ინფორმაციის მიწოდება.მანქანების მონიტორინგი CNC მანქანებისთვის უკვე მეინსტრიმირებული გახდა ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში და ახალი პროგრამული გადაწყვეტილებები ყოველთვის დამუშავების პროცესშია.

რა არის სხვადასხვა ტიპის CNC მანქანები?
დღეს უამრავი სხვადასხვა ტიპის CNC მანქანა არსებობს.CNC მანქანები არის ჩარხები, რომლებიც ჭრიან ან გადაადგილებენ მასალას, როგორც დაპროგრამებულია კონტროლერზე, როგორც ეს აღწერილია ზემოთ.ჭრის ტიპი შეიძლება განსხვავდებოდეს პლაზმური ჭრიდან ლაზერულ ჭრამდე, ფრეზირებამდე, მარშრუტიზაციამდე და ლაზერამდე.CNC აპარატებს შეუძლიათ აიღონ და გადაიტანონ ნივთები შეკრების ხაზზე.

ქვემოთ მოცემულია CNC მანქანების ძირითადი ტიპები:
ლათები:ამ ტიპის CNC აბრუნებს სამუშაო ნაწილს და გადააქვს საჭრელი ხელსაწყო სამუშაო ნაწილზე.ძირითადი ხორხი არის 2 ღერძიანი, მაგრამ კიდევ მრავალი ღერძის დამატება შესაძლებელია ჭრის სირთულის გაზრდის მიზნით.მასალა ბრუნავს ღერძზე და დაჭერილია სახეხი ან კვეთის ხელსაწყოზე, რომელიც ქმნის სასურველ ფორმას.Lathes გამოიყენება სიმეტრიული ობიექტების დასამზადებლად, როგორიცაა სფეროები, კონუსები ან ცილინდრები.ბევრი CNC მანქანა მრავალფუნქციურია და აერთიანებს ყველა სახის ჭრას.

მარშრუტიზატორები:CNC მარშრუტიზატორები ჩვეულებრივ გამოიყენება ხის, ლითონის, ფურცლებისა და პლასტმასის დიდი ზომების მოსაჭრელად.სტანდარტული მარშრუტიზატორები მუშაობენ 3 ღერძიან კოორდინატზე, ასე რომ მათ შეუძლიათ სამ განზომილებაში მოჭრა.თუმცა, ასევე შეგიძლიათ შეიძინოთ 4,5 და 6 ღერძიანი მანქანები პროტოტიპის მოდელებისთვის და რთული ფორმებისთვის.

ფრეზირება:ხელით საღარავი მანქანები იყენებენ ხელის ბორბლებს და ტყვიის ხრახნებს საჭრელი ხელსაწყოს სამუშაო ნაწილზე დასამაგრებლად.CNC წისქვილში, CNC გადააქვს მაღალი სიზუსტის ბურთიანი ხრახნები ზუსტად დაპროგრამებულ კოორდინატებზე.საღარავი CNC მანქანები მოდის ზომისა და ტიპების ფართო ასორტიმენტში და შეუძლიათ იმუშაონ მრავალ ღერძზე.

პლაზმური საჭრელები:CNC პლაზმური საჭრელი იყენებს ძლიერ ლაზერს ჭრისთვის.პლაზმური საჭრელების უმეტესობა აჭრის დაპროგრამებულ ფორმებს ფურცლიდან ან ფირფიტიდან.

3D პრინტერი:3D პრინტერი იყენებს პროგრამას, რათა უთხრას, სად უნდა მოაყაროს მასალის მცირე ნაჭრები სასურველი ფორმის შესაქმნელად.3D ნაწილები აგებულია ფენით ფენით ლაზერით, რათა გაამყაროს სითხე ან ძალა ფენების ზრდისას.

აირჩიეთ და განათავსეთ მანქანა:CNC "აირჩიე და მოათავსე" მანქანა მუშაობს CNC როუტერის მსგავსად, მაგრამ ჭრის მასალის ნაცვლად, მანქანას აქვს ბევრი პატარა საქშენები, რომლებიც იღებენ კომპონენტებს ვაკუუმის გამოყენებით, გადააქვთ სასურველ ადგილას და აყენებენ მათ.ისინი გამოიყენება მაგიდების, კომპიუტერის დედაპლატების და სხვა ელექტრული შეკრებების დასამზადებლად (სხვა საკითხებთან ერთად).

CNC აპარატებს ბევრი რამის გაკეთება შეუძლიათ.დღეს კომპიუტერული ტექნოლოგიების დაყენება შესაძლებელია თითქმის მანქანით წარმოსადგენად.CNC ცვლის ადამიანის ინტერფეისს, რომელიც საჭიროა მანქანის ნაწილების გადასაადგილებლად სასურველი შედეგის მისაღებად.დღევანდელ CNC-ებს შეუძლიათ დაიწყონ ნედლეულით, როგორიცაა ფოლადის ბლოკი, და შექმნან ძალიან რთული ნაწილი ზუსტი ტოლერანტობით და საოცარი განმეორებით.

ყველაფრის ერთად შეკრება: როგორ ქმნიან ნაწილებს CNC მანქანების მაღაზიები
CNC-ის მუშაობა მოიცავს როგორც კომპიუტერს (კონტროლერს) ასევე ფიზიკურ დაყენებას.მანქანათმშენებლობის ტიპიური პროცესი ასე გამოიყურება:

დიზაინის ინჟინერი ქმნის დიზაინს CAD პროგრამაში და უგზავნის მას CNC პროგრამისტს.პროგრამისტი ხსნის ფაილს CAM პროგრამაში, რათა გადაწყვიტოს საჭირო ინსტრუმენტები და შექმნას NC პროგრამა CNC-სთვის.ის აგზავნის NC პროგრამას CNC მანქანაში და აწვდის ოპერატორს ხელსაწყოების სწორი დაყენების ჩამონათვალს.დაყენების ოპერატორი ატვირთავს ინსტრუმენტებს მითითებების შესაბამისად და იტვირთება ნედლეულს (ან სამუშაო ნაწილს).შემდეგ ის აწარმოებს ნიმუშებს და ზომავს მათ ხარისხის უზრუნველყოფის ხელსაწყოებით, რათა დაადასტუროს, რომ CNC მანქანა ამზადებს ნაწილებს სპეციფიკაციის მიხედვით.როგორც წესი, დაყენების ოპერატორი აწვდის პირველ სტატიას ხარისხის განყოფილებას, რომელიც ამოწმებს ყველა განზომილებას და ხელს აწერს დაყენებას.CNC მანქანა ან მასთან დაკავშირებული მანქანები დატვირთულია იმდენი ნედლეულით, რომ დამზადდეს სასურველი რაოდენობის ცალი, და აპარატის ოპერატორი დგას, რათა უზრუნველყოს, რომ მანქანა განაგრძობს მუშაობას და ამზადებს ნაწილებს სპეციფიკური მახასიათებლებით.და აქვს ნედლეული.სამუშაოდან გამომდინარე, ხშირად შესაძლებელია CNC მანქანების „განათება“ ოპერატორის გარეშე.დასრულებული ნაწილები ავტომატურად გადადის დანიშნულ ადგილას.

დღევანდელ მწარმოებლებს შეუძლიათ თითქმის ნებისმიერი პროცესის ავტომატიზაცია, საკმარისი დროის, რესურსების და ფანტაზიის გათვალისწინებით.ნედლეული შეიძლება შევიდეს მანქანაში და დასრულებული ნაწილები შეიძლება გამოვიდეს შეფუთული მზადყოფნაში.მწარმოებლები დამოკიდებულნი არიან CNC მანქანების ფართო სპექტრზე, რათა აწარმოონ ნივთები სწრაფად, ზუსტად და ეკონომიურად.