Definitie van CNC-bewerking
Gebruik de computer om het bewerkingsprogramma van de onderdelen op de CNC-freesmachine of het bewerkingscentrum te besturen, waarna het programma de bewerking automatisch voltooit. Dit proces wordt "CNC (Computer-Numerical Control)" genoemd, oftewel digitale computerbesturing. Het is een nieuw type bewerkingsmachine dat bestaat uit het toevoegen van een set numerieke besturingsapparaten aan een gewone freesmachine. De functie ervan is het realiseren van de functies van digitale programmabesturing, automatische programmering en hulpontwerp en -productie. Momenteel wordt deze technologie wereldwijd in vele sectoren gebruikt, zoals de automobielindustrie, de luchtvaart, de ruimtevaart, de machinebouw en andere industriële sectoren.
Kenmerken van CNC-bewerking
1. CNC-frezen is een bewerkingsmethode waarbij een computergestuurde machine automatisch een programma uitvoert. De voordelen hiervan zijn een hoge productie-efficiëntie, goede werkomstandigheden, minder operators, stabiele en betrouwbare kwaliteit en continue productie. Bij de voorbewerking van metalen onderdelen is de efficiëntie dankzij de meerassige koppeling voor snelle snijbewerking enkele tot tientallen keren hoger dan die van traditionele handmatige of semi-automatische apparatuur. Tegelijkertijd blijven spanen niet gemakkelijk aan het mes plakken dankzij de kleine gereedschapsradius (doorgaans minder dan 5 mm). Bovendien is de machine zelf uitgerust met een koelsysteem, waardoor de levensduur aanzienlijk wordt verlengd. Het grootste nadeel is echter dat het alleen geschikt is voor de productie van kleine series enkelstuks en niet geschikt is voor de productie van complexe vormen.
2. CNC-draaien is een procesmethode voor mechanisch draaien met behulp van een computergestuurde draaibank. Deze regelt automatisch de relatieve beweging tussen het gereedschap en het werkstuk om de afwerking van de onderdelen te voltooien. Deze methode voldoet aan de eisen van massaproductie en biedt een hoge precisie. Het nadeel van deze methode is echter dat complexe vormen niet in één keer kunnen worden gemonteerd. Klempositionering en automatische maatmeting zijn daarom vereist. Hiervoor zijn gespecialiseerde technici nodig en bijbehorende detectieapparatuur om de oppervlaktekwaliteit en maatnauwkeurigheid van het werkstuk te controleren.
Soorten CNC-bewerkingen
In de daadwerkelijke productie worden CNC-bewerkingen over het algemeen onderverdeeld in twee categorieën: de ene is programmeren en de andere is het invoeren van bewerkingsprogramma's. Bij het programmeren is meestal hulpgereedschapssoftware nodig, zoals een automatische programmeermachine, een automatisch gereedschapswisselsysteem (ATE), enz. Deze gereedschapssoftware kan de efficiëntie en nauwkeurigheid van de programmering aanzienlijk verbeteren.
Overzicht van de verwerkingsprocedure voor CNC-bewerkingsonderdelen
Bij het uitvoeren van CAM-programmering is het eerst noodzakelijk om de verwerkingsmethode van het onderdeel te bepalen en vervolgens de juiste programmeertaal (zoals FANUC, SIEMENS, Huazhong CNC, enz.) te selecteren op basis van de verschillende verwerkingsmethoden, en de specifieke procesroute en bewerkingsstappen te formuleren. Omdat de machinemodellen van elke fabrikant verschillen en hun functies niet exact hetzelfde zijn, is het noodzakelijk om overeenkomstige verwerkingsprogramma's voor verschillende apparatuur te schrijven om de correcte uitvoering van de programma's te garanderen. Zo worden er bijvoorbeeld verschillende gereedschappen en opspanningen gebruikt bij het draaien; verschillende soorten freesmachines en diverse gereedschappen worden gebruikt bij het slijpen; en er worden vele soorten slijpschijven gebruikt in het slijpproces. Deze situaties hebben invloed op het schrijfproces van een CAM-programma. Daarom is het belangrijk om de basissituatie van het gebruikte apparatuurtype en de functionele kenmerken ervan te begrijpen voordat we beginnen met programmeren.
Welke principes moeten worden gevolgd bij het inrichten van de CNC-bewerkingsvolgorde?
1. Van eenvoudig naar complex. Vanwege de verschillende structuur, vorm en materialen van onderdelen, zijn de bewerkingsroutes op CNC-bewerkingsmachines ook verschillend. Over het algemeen wordt eerst de contour van het vlak bewerkt, waarna de binnenholte, buitenholte en nabewerking geleidelijk worden afgewerkt. Voor complexere onderdelen kan het gehele bewerkingsproces in meerdere keren worden voltooid. 2. Van grof naar fijn. Voor hetzelfde type onderdelen zijn de bewerkingsroutes voor ruw- en nabewerking in principe hetzelfde; maar voor verschillende soorten onderdelen is dit niet het geval: bijvoorbeeld de bewerkingsroutes voor ruw- en nabewerking van asdelen zijn sterk verschillend (zie afbeelding 1). 3. Organiseer de tijdsverdeling tussen processen op een redelijke manier, afhankelijk van het productieplan. Over het algemeen is het, om de productprestaties te garanderen, beter om de gemiddelde tijd tussen processen zoveel mogelijk te verkorten (zie tabel 1), wat bevorderlijk is voor het verbeteren van de productie-efficiëntie en het verkorten van de productiecyclus van producten. De tegenstelling tussen de operationele vaardigheden van werknemers komt vaak voor in de daadwerkelijke productie: wanneer een bepaalde werkstap meer snijcapaciteit vereist (zoals het boren of tappen van gaten), maar de benodigde apparatuurcapaciteit voor dit proces onvoldoende is. Wat te doen bij beperkingen?
Het verschil tussen CNC-bewerking en traditionele bewerking
1. Bij traditionele mechanische bewerkingen zijn de diameter en lengte van het gereedschap, vanwege de beperkte afmetingen van de machine, tot op zekere hoogte beperkt. Het CNC-systeem kan het gereedschap automatisch programmeren, instellen, het werkstuk automatisch meten en het gereedschapspad weergeven volgens de vereisten van de onderdeeltekening, om zo het volledige bewerkingsproces automatisch te voltooien.
2. Bij traditionele mechanische bewerkingen is het, vanwege de complexe en veranderlijke vorm en grootte van het werkstuk (zoals holtedelen of het oppervlak van de binnenruimte), noodzakelijk om de positie van het gereedschap continu aan te passen aan de werkelijke situatie om te voldoen aan de snijvereisten van werkstukken van verschillende vormen en afmetingen. In het CNC-systeem kunnen verschillende soorten gereedschapspadselectie en bijbehorende gereedschapspadselectie alleen worden gerealiseerd door het instellen van programmaparameters.
3. Voor sommige grote en complexe onderdelen of werkstukken waarvoor het lastig is om de tolerantievereisten te garanderen (zoals doosvormige onderdelen), kan de traditionele verwerkingstechnologie de nauwkeurigheidsvereisten niet garanderen. Het CNC-systeem kan de invloed van deze fouten elimineren door middel van softwarecompensatietechnologie.
De voordelen van CNC-bewerking
1. Het kan onderdelen met complexe vormen verwerken, zoals kleine gaten, blinde gaten, diepe groeven, enz.
2. Het kan verschillende onderdelen met hoge precisie-eisen verwerken, zoals zeer precieze asonderdelen of zeer precieze spline-assen, enz.
3. Het kan de verwerking van verschillende processen in één klemming en positionering voltooien, wat de productie-efficiëntie verbetert en manuren bespaart.
De nadelen van CNC-bewerking
1. Door het hogesnelheidssnijgereedschap is er een relatieve beweging tussen het gereedschap en het werkstuk, wat een grote snijkracht genereert. Tegelijkertijd wordt er ook snijkracht gegenereerd door gereedschapsslijtage en installatiefouten. Deze factoren leiden tot een verminderde duurzaamheid van het gereedschap en een hoger spindelvermogen van de machine. Bovendien is gereedschapsbreuk tijdens het bewerken met hoge snelheid ook een risico (dat wil zeggen dat spanen het gereedschap verlaten zonder te worden afgesneden).
2. Wanneer er bramen op het bewerkte oppervlak ontstaan, is het moeilijk om deze te verwijderen door middel van gewoon draaien. Met behulp van CAM-programmering is het echter eenvoudig om de automatische ontbraamfunctie te realiseren.
3. Omdat CAM-programmering een continu productieproces is dat gebruikmaakt van programmabesturing voor automatische circulatie, is de productie-efficiëntie ervan veel lager dan die van handmatige bediening (over het algemeen is de efficiëntie van handmatige bediening ongeveer 10 keer zo hoog als die van een manipulator of kopieerfreesmachine).
Hoe kan ik toezicht houden en bijsturen tijdens CNC-bewerking?
Bij het gebruik van CAM-software is het vaak onmogelijk om het bewerkingsproces goed te beheersen, omdat de operator het programma niet kent. Om de maattoleranties van onderdelen te garanderen, is het noodzakelijk om de nodige controles en aanpassingen uit te voeren op basis van de werkelijke behoeften.
Wat moet ik voorbereiden voordat ik met CNC-programmeren begin?
1. Allereerst moet je bekend zijn met de programmeertaal C. Omdat veel software gebaseerd is op C, zoals sommige mobiele telefoonprogramma's, games, enzovoort, en sommige embedded systemen, moet je ten tweede bekend zijn met de MFC-ontwikkelomgeving (Windows MFC). Dit kan wat lastig zijn voor beginners, maar het is zeker te leren, mits je er hard voor studeert. Ook hier moet je enkele veelgebruikte datastructuren en algoritmen begrijpen. Ten slotte moet je basiskennis van dataverwerking beheersen. Deze kennis moet je verzamelen en samenvatten in de gebruikelijke studie.
Welke soorten CNC-bewerkingsondersteuningssoftware bestaan er?
1.CAM-software.
CAM (Computer Aided Machining) verwijst naar computerondersteunde productie, dat wil zeggen computertechnologie die digitale middelen gebruikt om producten te ontwerpen, analyseren, produceren en assembleren. Het is een methode om verschillende elementen in het bewerkingsproces of onderdeelbewerkingsprogramma te digitaliseren en numeriek weer te geven. Het kenmerkt zich door een hoge rekensnelheid, hoge efficiëntie en eenvoudige automatisering, en is een van de belangrijkste manieren om de arbeidsproductiviteit te verbeteren. Het is de meest gebruikte CNC-bewerkingsmethode in de maakindustrie, waaronder draaien, frezen en slijpen.
2.CAE-software.
CAE (Computer Aided Excellence) staat voor Computer Aided Science Experiment (CAT). Het is een algemene term voor een wiskundig modelsysteem en het bijbehorende softwarepakket, gericht op onderzoek en ontwikkeling. Het doel is om mensen te helpen bij het effectief oplossen van diverse praktische problemen of om een basis te bieden voor besluitvorming. De inhoud omvat een breed scala aan disciplines, van kwalitatieve tot kwantitatieve gebieden, en hun snijvlakken en penetratie. Het toepassingsgebied is ontwikkeld van puur wetenschappelijk onderzoek naar alle aspecten van de samenleving, voor de opbouw van de nationale economie en de opbouw van de nationale defensie.
3.CAPP-software
CAPP (Computer Aided Process Planning) is de algemene term voor computerprogramma's en -methoden die worden gebruikt om ERP-systemen (Enterprise Resource Planning) te plannen. Medewerkers begrijpen en gebruiken moderne informatietechnologie om effectieve middelen en tools te gebruiken voor diverse bedrijfsprocessen.
4.PDM-software
PDM (Product Data Management) is een technologie die wordt gebruikt om alle productgerelateerde informatie (inclusief onderdeelinformatie, configuratie, documenten, CAD-bestanden, structuren, autoriteitsinformatie, enz.) en alle productgerelateerde processen (inclusief procesdefinitie en -beheer) te beheren. Door de implementatie van PDM kan de productie-efficiëntie worden verbeterd, wat gunstig is voor het beheer van de volledige levenscyclus van het product, het efficiënte gebruik van documenten, tekeningen en gegevens kan worden versterkt en de workflow kan worden gestandaardiseerd.
Uitgebreide functionaliteit geboden door CNC-bewerkingstechnologie
Bij de bewerking van CNC-bewerkingsmachines biedt een CNC-systeem tal van functies die gebruikers ondersteunen bij de productie, waaronder automatische programmering, automatische gereedschapsinstelling, gereedschapscompensatie, spindeltoerentalregeling en diverse hulpfuncties. Zo kan het bijvoorbeeld de koppeling van multi-coördinatenpunten en de interpolatieprogrammageneratie van samengestelde trajecten voltooien; wat hulpfuncties betreft, omvat het diverse meetinstrumenten (zoals drie-coördinatenmeetmachines), gereedschapslengtecompensatie en positiecompensatie, enz.
