Beheersing van CNC-armaturen:de sleutel tot succes voor operators

Niemand waardeert het hebben van “het juiste gereedschap voor de klus” meer dan CNC-machinebedieners. Maar om elk gereedschap zijn werk goed te laten doen, moet de juiste CNC-opspanning (ook wel een CNC-werkstukopspanning genoemd) het stuk waaraan wordt gewerkt tijdens de CNC-bewerking veiligstellen en stabiliseren.

Het fixeren is complex en kan behoorlijk uitdagend zijn. Ingenieurs die van zware taken houden, gaan de uitdaging aan en weten hoe belangrijk opspanning is bij CNC-bewerking. Naast deskundige engineering vereist het maken van betrouwbare CNC-armaturen ook wat wetenschap, een beetje kunst en solide teamwerk.

Stecker Machine ontwerpt CNC-armaturen volgens een proces dat is ontwikkeld op basis van tientallen jaren ervaring met kritische aandacht voor detail. Ons CNC-spantechniekproces gaat verder dan ontwerpen met CAD-tools zoals Solidworks, ProEngineer of AutoCAD.

CNC-armatuurontwerpproces

Er zijn drie belangrijke inputs bij het overwegen van het ontwerp van een CNC-armatuur, en dit begint met de blauwdruk van het onderdeel. Ingenieurs beoordelen de blauwdruk om te identificeren waar de datums zich bevinden en alle kritische kenmerken. Vervolgens wordt een CNC-bewerkings-/fabricageproces bepaald. Tenslotte wordt een CNC-opspanbudget ontwikkeld.

De verkoop- en engineeringteams werken vanaf het begin samen met de klant om eventuele problemen te beoordelen. Dit is hoe een CNC-armatuurontwerpproces doorgaans verloopt:

De kritische kenmerken uit de blauwdruk bepalen het ontwerp van de CNC-armatuur. Wanneer een onderdeel is vastgezet, kunnen in het ideale geval alle kritische kenmerken in één bewerking worden bewerkt, waardoor de controle en precisie van de bewerking worden gemaximaliseerd. Omdat u een onderdeel niet voor talloze bewerkingen hoeft te verplaatsen, worden potentiële ontwerptolerantieproblemen vermeden.

Modern armatuurontwerp wordt gedaan met behulp van een driedimensionaal (3D) Computer Aided Design (CAD) hulpmiddel, zoals SolidWorks. Het CAD-model van het onderdeel van de klant wordt in het ontwerpprogramma geïmporteerd, samen met de modellen van de pallet en het werkgebied van de CNC-machine. Van daaruit wordt de CNC-opspanning ontworpen om het onderdeel stevig in het centrum van de CNC-machine te houden.

Een primaire overweging is het volgen van het blauwdrukdatumschema. Onderdelen gebruiken vaak een 3-2-1-datumschema. Zie bijvoorbeeld het onderdeel, de opspanning en de referenties hieronder afgebeeld. Klemmen houden het onderdeel plat tot aan de aanslagen op drie X-referentiepunten, en de twee Y-referentiepunten rusten op verticale aanslagen. Deze lokaliseren het onderdeel nauwkeurig om te voldoen aan de blauwdrukvereisten, inclusief de afmetingen van gegoten tot machine.

Het ene Z-referentiepunt ligt tegen een aanslag die het onderdeel horizontaal lokaliseert. Werkstukaanslagen en klemmen moeten op nulpunten of zo dichtbij mogelijk worden geplaatst. Sommige onderdelen kunnen niet op de referentiepunten worden vastgehouden, en sommige onderdelen kunnen speciale klemvoorzieningen bevatten, zoals lipjes. Deze tabs worden speciaal aan het gietstuk toegevoegd voor het opspannen van werkstukken bij CNC-bewerking.

Ontwerp vanuit ervaring

Ontwerpen uit het verleden zijn vaak een startpunt voor nieuwe projecten, en een nieuw ontwerp hergebruikt vaak ideeën uit soortgelijke projecten uit het verleden. Starten vanuit een bewezen, werkend ontwerp is vaak sneller en succesvoller dan helemaal opnieuw beginnen. Hoe groter de ervaring van de CNC-machinewerkplaats, hoe groter de kans dat een soortgelijk probleem met succes is opgelost.

Een andere stap is het standaardiseren en hergebruiken van bekende werkende armatuurcomponenten, waardoor het ontwerp wordt versneld doordat het niet meer nodig is om in verschillende catalogi naar deze componenten te zoeken. Gemeenschappelijkheid betekent ook dat we ze op voorraad hebben, klaar voor gebruik; U hoeft ze niet te kopen en u hoeft zich geen zorgen te maken dat ze op tijd geleverd worden.

CNC-opspanningen worden in de productie gebruikt om herhaaldelijk duizenden onderdelen te vervaardigen, dus een soepele en foutloze invoer van onderdelen is van cruciaal belang voor een efficiënte, correcte en herhaalbare productie. CNC-operators werken in verschillende fasen met de CNC-armatuur:opzetten, uitvoeren en afbreken. Ingenieurs weten dat ontwerpen niet volledig zijn bewezen in CAD; de echte test komt na het uitvoeren van honderden onderdelen.

Deze ervaring heeft ons geleerd hoe belangrijk het is om te kunnen zien en controleren of het onderdeel tegen de werkstops zit. Op dezelfde manier leert de ervaring hoe een goede spaanafvoer en onderhoud van de spaninrichting een verschil maken. De ingenieur, met productie-ervaring, optimaliseert het ontwerp vanuit hun perspectief, waarbij niet alleen rekening wordt gehouden met de kosten, sterkte en esthetiek, maar ook met efficiëntie, ergonomie en gebruiksgemak.

Een checklist uitsluitend voor CNC-armaturen

Engineering gaat over grondig zijn. Ingenieurs doorzoeken nauwgezet de details en beoordelen elk aspect om er zeker van te zijn dat een CNC-armatuurontwerp goed zal werken. Dit omvat vaak het gebruik van een CNC-spanontwerpchecklist, een hulpmiddel om ervoor te zorgen dat ontwerpen alle details consistent vastleggen.

De beoordelingschecklist is ideaal voor nieuwe ingenieurs, die er tijdens het ontwerpproces naar verwijzen. De beoordelingschecklist helpt deskundige ontwerpers ook een snel bewegend project dubbel te controleren.

Dit is geen volledige lijst. Hier volgen enkele onderwerpen uit onze checklist voor CNC-opspansystemen: 

• Vastklemmen en stoppen
• Gedeeltelijk laden/lossen
• Bevestiging tot onderdeelspeling
• Onjuist laden voorkomen
• Armatuur heffen/laden/zwaartepunt
• Hydraulica
• Labeling
• Stuklijst (BOM)

Bovendien moeten CNC-opspanitems en -onderdelen in beweging worden beoordeeld (wat de complexiteit vergroot), waaronder:

• Hoe CNC-machinebedieners de onderdelen laden/lossen
• Hoe het armatuur wordt geladen/gelost van de CNC-machine
• De volgorde van werkstukcomponenten en ondersteuningen
• Gereedschaps- en spilspeling

Opbouwen en vrijgeven voor productie

Vervolgens beoordelen ingenieurs het ontwerp van de CNC-armatuur samen met het bouwteam om eventuele productieproblemen op te sporen voordat deze problemen worden. Met het gedeelde doel om het armatuur zo soepel mogelijk te bouwen, bespreken ze hoe de componenten zullen worden vervaardigd/geassembleerd en worden details uitgewerkt met betrekking tot het machinaal bewerken van componenten, mechanische en hydraulische assemblage en testen.

Ten slotte wordt de CNC-armatuur vrijgegeven voor productie. Twee sleutels helpen productieproblemen te minimaliseren:een gedegen ontwerpproces en het delen van zoveel mogelijk informatie met de vloer. Door het productieteam vooraf te onderwijzen, begrijpen ze het ontwerp en het doel ervan.

CNC-armatuurontwerp is leuk en lonend!

Ingenieurs zijn probleemoplossers die gedreven zijn om oplossingen te vinden. Het ontwerpen van een CNC-armatuur kan een uitdaging zijn, omdat sommige onderdelen moeilijk vast te houden en te verwerken zijn.

De ingenieurs van Stecker Machine hebben duizenden armaturen voor verschillende onderdelen ontworpen en gebouwd. Ons team is trots op het bieden van oplossingen voor complexe CNC-productieproblemen en het nauwkeurig bewerken van klantonderdelen volgens de blauwdruk. Bovendien is het de moeite waard om deel uit te maken van een team dat samen groeit en ideeën en expertise deelt.

Over de auteur

Dave ontwerpt graag opspanningen voor uitdagende onderdelen (denk aan gebogen onderdelen met vreemde hoeken die inherent moeilijk vast te houden zijn). Dave werkt aan een CAD-systeem en volgt ontwerpstandaardisatie, ontwerpt systemen en integreert lijsten met technische tools in het Plex ERP-systeem van Stecker Machine. Dave begon zijn carrière in een kleine winkel toen CNC begon en nam het initiatief om de handleidingen te lezen en te leren programmeren. Na het behalen van zijn diploma begon Dave bij SMC en werkte hij 10 jaar als machinist voordat hij uitblonk in techniek vanwege zijn vermogen om in 3D te denken.