Chì sò e macchine CNC?

A storia di e macchine CNC
John T. Parsons (1913-2007) di Parsons Corporation in Traverse City, MI hè cunsideratu u pioniere di u cuntrollu numericu, u precursore di a moderna macchina CNC.Per u so travagliu, John Parsons hè statu chjamatu u babbu di a 2a rivoluzione industriale.Avia bisognu di fabricà pale di elicotteri cumplessi è hà capitu rapidamente chì u futuru di a fabricazione era cunnetta di e macchine à l'urdinatori.Oghje, i pezzi di manufatti CNC ponu esse truvati in quasi ogni industria.A causa di e macchine CNC, avemu merchenzie menu caru, una difesa naziunale più forte è un standard di vita più altu ch'è pussibule in un mondu micca industrializatu.In questu articulu, esploreremu l'urighjini di a macchina CNC, i diversi tipi di macchine CNC, i prugrammi di e macchine CNC è e pratiche cumuni da i negozi di macchine CNC.

Macchine incontranu Computer
In u 1946, a parolla "computer" significava una macchina di calculu operata da una carta perforata.Même si Parsons Corporation n'avait fabriqué qu'une seule hélice auparavant, John Parsons a convaincu Sikorsky Helicopter qu'il pouvait produire des modèles extrêmement précis pour l'assemblage et la fabrication d'hélices.Hà finitu per inventà un metudu di computer punch-card per calculà i punti nantu à una pala di rotore di elicottero.Allora hà avutu uperatori turnà i roti à quelli punti nantu à una fresa Cincinnati.Hà fattu un cuncorsu per u nome di stu novu prucessu è hà datu $ 50 à a persona chì hà inventatu "Numerical Control" o NC.

In u 1958, hà presentatu una patente per cunnette l'urdinatore à a macchina.A so dumanda di patente hè ghjunta trè mesi prima di u MIT, chì travagliava nantu à u cuncettu chì avia iniziatu.MIT hà utilizatu i so cuncetti per fà l'equipaggiu uriginale è u licenziatu di u Signore Parsons (Bendix) sub-licensed à IBM, Fujitusu è GE, frà altri.U cuncettu di NC era lento à piglià.Sicondu u sgiò Parsons, e persone chì vendenu l'idea eranu persone di l'informatica invece di a fabricazione di persone.À l'iniziu di l'anni 1970, però, l'armata di i Stati Uniti hà popularizatu l'usu di l'urdinatori NC custruenduli è affittu à numerosi fabricatori.U controller CNC hà evolutu in parallelu cù l'urdinatore, guidandu sempre più produtividade è automatizazione in i prucessi di fabricazione, in particulare a machinazione.

Cos'è l'usi CNC?
Macchine CNC facenu pezzi in u mondu per quasi ogni industria.Creanu e cose da plastica, metalli, aluminiu, legnu è assai altri materiali duri.A parolla "CNC" sta per Computer Numerical Control, ma oghje tutti chjamanu CNC.Allora, cumu si definisce una macchina CNC?Tutte e macchine automatizzate di cuntrollu di u muvimentu anu trè cumpunenti primari - una funzione di cumandamentu, un sistema di guida / muvimentu è un sistema di feedback.A machining CNC hè u prucessu di utilizà una macchina arnesi guidata da computer per pruduce una parte di materiale solidu in una forma diversa.

U CNC dipende di l'istruzzioni digitali di solitu fatti nantu à u software di Produzione Assistita da Computer (CAM) o Disegnu Aiutu da Computer (CAD) cum'è SolidWorks o MasterCAM.U software scrive u codice G chì u cuntrollu nantu à a macchina CNC pò leghje.U prugramma di l'urdinatore nantu à u controller interpreta u disignu è si move l'utensili di taglio è / o a pezza di travagliu nantu à parechji assi per tagliate a forma desiderata da a pezza.U prucessu di taglio automatizatu hè assai più veloce è più precisu cà un muvimentu manuale di arnesi è pezzi di travagliu chì hè fattu cù leve è ingranaggi nantu à l'equipaggiu più anticu.E macchine CNC muderne cuntenenu parechje arnesi è facenu parechji tippi di tagli.U numaru di piani di muvimentu (assi) è u numeru è i tipi di arnesi chì a macchina pò accede automaticamente durante u prucessu di machining determinanu quantu cumplessu un pezzu di travagliu un CNC pò fà.

Cumu aduprà una macchina CNC?
I machinisti CNC anu da acquistà cumpetenze in a prugrammazione è in u travagliu di metalli per sfruttà pienamente a putenza di una macchina CNC.I scoli di cumerciu tecnicu è i prugrammi di apprendistatu spessu cumincianu à i studienti nantu à i torni manuali per avè una sensazione di cumu si taglia u metale.U machinist deve esse capaci di vede tutte e trè dimensioni.Oghje u software rende più faciule ch'è mai per fà pezzi cumplessi, perchè a forma di a parte pò esse disegnata virtualmente è poi i percorsi di l'utensili ponu esse suggeriti da u software per fà queste parti.

Tipu di software comunmente utilizatu in u prucessu di machining CNC
Disegnu assistitu da computer (CAD)
U software CAD hè u puntu di partenza per a maiò parte di i prughjetti CNC.Ci sò parechji pacchetti di software CAD diffirenti, ma tutti sò usati per creà disinni.I prugrammi CAD populari include AutoCAD, SolidWorks è Rhino3D.Ci sò ancu soluzioni CAD basate in nuvola, è certi offrenu capacità CAM o integranu cù u software CAM megliu cà l'altri.

Fabricazione assistita da computer (CAM)
Macchine CNC spessu usanu prugrammi creati da u software CAM.CAM permette à l'utilizatori di stallà un "arburu di travagliu" per urganizà u flussu di travagliu, stabilisce i percorsi di l'utensili è eseguisce simulazioni di taglio prima chì a macchina faci qualsiasi taglio reale.Spessu i prugrammi CAM funzionanu cum'è add-ons à u software CAD è generanu g-code chì dice à l'utensili CNC è à e parti in muvimentu di u travagliu induve andà.I maghi in u software CAM facenu più faciule ch'è mai per programà una macchina CNC.U software CAM populari include Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks è Solidcam.Mastercam è Edgecam rapprisentanu quasi u 50% di a quota di u mercatu high-end CAM secondu un rapportu 2015.

Cosa hè un cuntrollu numericu distribuitu?
Controlu Numericu Direttu chì diventò Control Numericu Distribuitu (DNC)
I cuntrolli numerichi diretti sò stati utilizati per gestisce i prugrammi NC è i paràmetri di a macchina.Hè permessu à i prugrammi di passà nantu à una reta da un computer centrale à l'urdinatori di bordu cunnisciuti cum'è unità di cuntrollu di a macchina (MCU).Originariamente chjamatu "Controlu Numericu Direttu", hà sguassatu a necessità di cinta di carta, ma quandu l'urdinatore hà falatu, tutte e so machini anu falatu.

U Control Numericu Distribuitu utilizza una reta di computer per coordinà l'operazione di parechje macchine alimentate un prugramma à u CNC.A memoria CNC cuntene u prugramma è l'operatore pò cullà, edità è rinvià u prugramma.

I prugrammi DNC muderni ponu fà e seguenti:
● Editing - pò curriri un prugrammu NC mentri àutri sò esse editatu.
● Comparare - Comparare uriginale è editatu prugrammi NC side-by-side è vede l 'edizzioni.
● Restart - Quandu un strumentu rompe u prugrammu pò esse firmatu è restarts induve si manca.
● Tracciamentu di u travagliu - L'operatori ponu clock in jobs and track setup and runtime, per esempiu.
● Visualizzazione di disegni - Mostra foto, disegni CAD di arnesi, attrezzi è pezzi di finitura.
● Interfacce schermu Avanzata - Una machina toccu.
● Gestione avanzata di basa di dati - Organizza è mantene e dati induve pò esse ritruvatu facilmente.

Raccolta di dati di fabricazione (MDC)
U software MDC pò include tutte e funzioni di u software DNC più raccoglie dati supplementari è analizà per l'efficacità generale di l'equipaggiu (OEE).L'efficacità generale di l'equipaggiu dipende da i seguenti: Qualità - u numeru di prudutti chì rispondenu à i normi di qualità fora di tutti i prudutti pruduciuti Disponibilità - per centu di u tempu pianificatu chì l'equipaggiu specificatu travaglia o produce pezzi Prestazione - velocità di corsa attuale paragunata à a corsa pianificata o ideale a tarifa di l'equipaggiu.

OEE = Qualità x Disponibilità x Prestazione
L'OEE hè una metrica di rendiment chjave (KPI) per parechji magazzini.

Soluzioni di Monitoraghju di Macchine
U software di monitoraghju di a macchina pò esse integratu in u software DNC o MDC o acquistatu separatamente.Cù suluzioni di monitoraghju di a macchina, i dati di a macchina cum'è a cunfigurazione, u runtime è u downtime sò automaticamente raccolti è cumminati cù dati umani cum'è i codici di ragiuni per furnisce una comprensione storica è in tempu reale di u funziunamentu di u travagliu.I moderni macchine CNC recullanu quant'è 200 tippi di dati, è u software di surviglianza di a macchina pò fà chì e dati utili à tutti da u pianu di a buttrega à l'ultimu pianu.Cumpagnia cum'è Memex offre un software (Tempus) chì piglia dati da ogni tipu di macchina CNC è mette in un formatu di basa di dati standardizatu chì pò esse affissatu in grafici è grafici significativi.Un standard di dati utilizatu da a maiò parte di e soluzioni di surviglianza di e macchine chì hà guadagnatu in terra in i Stati Uniti hè chjamatu MTConnect.Oghje, assai novi utensili di macchine CNC venenu equipati per furnisce dati in questu formatu.E macchine più vechje ponu sempre furnisce infurmazioni preziose cù adattatori.U monitoraghju di a macchina per e macchine CNC hè diventatu mainstreamed solu in l'ultimi anni, è e novi soluzioni di software sò sempre in sviluppu.

Chì sò i Diversi Tipi di Macchine CNC?
Ci sò innumerevoli tipi di macchine CNC oghje.Macchine CNC sò macchine utensili chì taglianu o movenu materiale cum'è programatu nantu à u controller, cum'è descrittu sopra.U tipu di taglio pò varià da taglio plasma à taglio laser, fresatura, routing, è torni.E macchine CNC ponu ancu coglie è spustà l'articuli nantu à una linea di assemblea.

Quì sottu sò tippi basi di macchine CNC:
Torni:Stu tipu di CNC gira u pezzu di travagliu è si move l'utillita di taglio à u pezzu.Un tornu di basa hè 2-axis, ma assai più assi ponu esse aghjuntu per aumentà a cumplessità di cut possible.U materiale gira nantu à un spindle è hè pressatu contr'à un strumentu di grinding o carving chì face a forma desiderata.I torni sò usati per fà oggetti simmetrici cum'è sfere, coni o cilindri.Parechje macchine CNC sò multifunzione è combina tutti i tipi di taglio.

Routers:I routers CNC sò generalmente usati per tagliate grandi dimensioni in legnu, metallo, fogli è plastica.I routers standard operanu nantu à coordenate di 3 assi, cusì ponu tagliate in trè dimensioni.Tuttavia, pudete ancu cumprà macchine di 4,5 è 6 assi per mudelli prototipi è forme cumplesse.

fresatura:I fresatrici manuali utilizanu volanti è viti guidate per articulà un strumentu di taglio nantu à un pezzu di travagliu.In un mulinu CNC, u CNC move viti à sfera d'alta precisione à e coordenate precise programate invece.I fresatrici CNC venenu in una larga gamma di dimensioni è tippi è ponu eseguisce nantu à parechji assi.

Cutters al plasma:U cortatore di plasma CNC usa un laser putente per cutà.A maiò parte di i cutters di plasma taglianu forme programate da foglia o piastra.

Stampante 3D:Una stampante 3D utilizeghja u prugramma per dì chì induve stende picculi pezzi di materiale per custruisce a forma desiderata.E parti 3D sò custruite strata per capa cun un laser per solidificà u liquidu o u putere mentre i strati crescenu.

Pick and Place Machine:Una macchina CNC "pick and place" funziona simile à un router CNC, ma invece di tagliare u materiale, a macchina hà assai ugelli chjuchi chì piglianu cumpunenti cù un vacuum, li movenu à u locu desideratu è li mettenu.Quessi sò usati per fà tavule, schede madri di computer è altre assemblee elettriche (frà altre cose).

Macchine CNC ponu fà parechje cose.Oghje, a tecnulugia di l'informatica pò esse messa nantu à una macchina imaginable.U CNC rimpiazza l'interfaccia umana necessaria per spustà e parti di a macchina per ottene u risultatu desideratu.I CNC d'oghje sò capaci di principià cù a materia prima, cum'è un bloccu d'acciaio, è di fà una parte assai cumplessa cù tolleranze precise è ripetibilità sorprendente.

Mettite tuttu inseme: Cumu e Macchine CNC facenu i pezzi
L'operazione di un CNC implica l'urdinatore (controller) è una configurazione fisica.Un prucessu tipicu di un magazinu di macchina hè cusì:

Un ingegnere di design crea u disignu in u prugramma CAD è u manda à un programatore CNC.U programatore apre u schedariu in u prugramma CAM per decide nantu à l'arnesi necessarii è per creà u prugramma NC per u CNC.Ellu o ella manda u prugramma NC à a macchina CNC è furnisce una lista di a cunfigurazione curretta di l'utensili à un operatore.Un operatore di setup carica l'arnesi cum'è diretta è carica a materia prima (o pezza di travagliu).Ellu o ella poi eseguisce pezzi di mostra è li misura cù arnesi di assicurazione di qualità per verificà chì a macchina CNC face pezzi secondu a specificazione.Di genere, l'operatore di setup furnisce un primu pezzu d'articulu à u dipartimentu di qualità chì verifica tutte e dimensioni è firma nantu à a stallazione.A machina CNC o i machini assuciati sò carichi di materia prima abbastanza per fà u numeru desideratu di pezzi, è un operatore di a machina ferma per assicurà chì a macchina cuntinueghja in funziunamentu, facendu pezzi à spec.è hà materia prima.Sicondu u travagliu, hè spessu pussibule di eseguisce e macchine CNC "spegni" senza operatore presente.I pezzi finiti sò spustati automaticamente in una zona designata.

I pruduttori di l'oghje ponu automatizà quasi ogni prucessu datu abbastanza tempu, risorse è imaginazione.A materia prima pò andà in una macchina è e parti finite ponu esce imballate pronte per andà.I pruduttori dipendenu da una larga gamma di macchine CNC per fà e cose in modu rapidu, precisu è costu-efficace.