Wat is CNC-bewerking?

Tegenwoordig lijkt het alsof elke machine die ooit werkte zonder het voordeel van CNC-bewerking is nu achteraf uitgerust met servomotoren en een soort van programmeerbaar controller of computer. Dus hoe werden onderdelen gemaakt voordat CNC-machines (computernumeriek bestuurde) ter plaatse arriveerden?

Welnu, er was eens, of laten we zeggen 50 jaar of langer geleden, transistors niet. Toen, in het begin van de jaren 60, werden transistorradio's steeds meer onmisbare gadgets. Hoe meer kleine apparaatjes werden gemaakt, hoe comfortabeler alle betrokken partijen:chipmakers, assembleurs, ontwerpers, enz. werden met de nieuwe technologie. Dit legde de basis voor de ontwikkeling van de pc, die kleiner was dan de mainframe-afmetingen nodig waren om hem aan een machine te koppelen.

Voordat we het hebben over CNC-bewerkingsapparatuur, is het belangrijk om te begrijpen hoe dingen zijn gemaakt voordat ze bestonden. Voordat CNC-bewerkingen bestonden, liepen machines mechanisch. Er waren relais, condensatoren en andere enigszins nuttige timinghulpmiddelen in gebruik, evenals een beperkt gebruik van fluïdica. De meeste bewegingspatronen zijn echter gemaakt met behulp van nokken, koppelingen, hellingen, tandwielen en andere mechanische elementen. De standaard koppelingsschakeltransmissie is een goed voorbeeld van zo'n machine. Het is in feite een versnellingstrein met een bedieningselement (de pookknop) en een handmatige schakelactivator (de koppeling). Maar hoewel primitief vergeleken met een moderne automatische transmissie, maakte het het mogelijk voor een voertuig om te bewegen.

Nokken werden op grote schaal gebruikt voor de besturing van automatische draaibanken, daterend van rond 1880 tot het begin van de jaren 70. Het zijn onregelmatig gesneden platen of trommels die zijn gesneden met kronkelende paden erin. Elke nok heeft een volger die beweging en timing geeft aan het gereedschap of de as erboven volgens de onregelmatige sint-jakobsschelpen en paden op de nok. Er zijn programma's en algoritmen ontwikkeld om de verschillende acties op elkaar af te stemmen en zo conflicten en botsingen uit te sluiten. Gereedschapmakers waren nodig om speciale gereedschappen te fabriceren die nodig zouden kunnen zijn om een ​​bepaald onderdeel te maken. Vaak werden productiedraaibanken verkocht die al uitgerust waren om slechts één of twee specifieke onderdelen te maken. Zo werden schroevendraaierhandvatten jarenlang volledig gefabriceerd op machines van Brown en Sharpe. De machine was ook speciaal aangepast om de schacht en het blad van de schroevendraaier in te brengen.

Denk niet dat deze oudere machines onnauwkeurig of niet in staat waren. De betere niet-CNC-machines zouden nog steeds ruim onder een duizendste van een inch kunnen blijven. Ze waren ook aanzienlijk sneller dan alle behalve de duurste CNC-machines die tegenwoordig worden gemaakt. Sommige grote automatische draaibanken, zoals de Acme Gridley, worden zelfs nog steeds gebruikt door gerenommeerde bedrijven. Ze zijn herbouwd en in ieder geval gedeeltelijk uitgerust met moderne CNC-geleiders en andere componenten. De CNC-versie van deze machine wordt nog steeds gebouwd, zij het niet door Acme-Gridley. Het is ook een machine met meerdere assen. Dit betekent dat het in wezen een Gatling-kanon is dat materiaal door buizen voert in plaats van kogels. Elke keer dat de machine draait, komt het onderdeel dat wordt gemaakt een ander gereedschap of andere gereedschappen tegen die er een andere bewerking op uitvoeren. Het laatste station is natuurlijk meestal het afsnijgereedschap. Het materiaal gaat dan verder en het hele proces begint opnieuw. Onnodig te zeggen dat de insteltijd die nodig is om deze machines te gebruiken, en de algemene complexiteit, betekent dat meestal alleen lange runs op de handmatige of de CNC-versie worden gezet. Bekijk een video van een van deze machines:

Ondanks het feit dat elektromechanische systemen doorgingen met hun vooruitgang, waarbij de eerste NC-machines (die een ponsband gebruikten, geen echte computergestuurde eenheid) vacuümbuizen gebruikten die, om de spanningen aan te kunnen, soms enorme kunstwerken op zich waren . Zo waren buizen van 24 inch lang niet ongewoon. Gezien de verschillende moeilijkheden bij het gebruik van vacuümbuizen met een extreme constructie, was het niet verwonderlijk dat ingenieurs het gebruik van transistors en geïntegreerde schakelingen aangrepen toen ze beschikbaar kwamen. Toen controllers, zoals de primitieve Allen Bradleys die toen werden aangeboden, online kwamen, begon de langzame overgang van analoog naar digitaal. Voor het eerst kon vrijwel alles dat bijvoorbeeld in een frees van een bepaald formaat zou passen, volledig worden bewerkt zonder veel onnauwkeurigheid-inleidende opstellingen. Dit betekende dat zulke simpele dingen als 45 graden sneden gemaakt konden worden zonder gespecialiseerde bevestiging. Het betekende ook dat betere besturingen betere aandrijvingen en motoren vereisten, evenals kogelomloopspillen en lagers die in staat waren tot grote snelheid en nauwkeurigheid. Zo ging de ontwikkeling van CNC-machines hand in hand met de ontwikkeling van krachtigere, nauwkeurigere servomotoren, stappenmotoren-encoders en andere CNC-componenten. De ontwikkeling van deze componenten leidde op zijn beurt tot snellere, nauwkeurigere machines. Tegenwoordig zou een degelijke CNC-frees bijvoorbeeld de hele dag een tot twee tienduizendsten van een inch moeten kunnen vasthouden.

Dus, tot slot, wat is een CNC-machine? Gezien hoe alomtegenwoordig CNC-machines tegenwoordig zijn, is er natuurlijk geen eenduidig ​​antwoord. Maar de meeste CNC-freesmachines, draaibanken en dergelijke hebben enkele gemeenschappelijke kenmerken. Ten eerste krijgen ze hun instructies van een computer, die ofwel een speciale architectuur heeft, of, meer recentelijk, een standaardcomputer als kern heeft. De motoren die aandrijfkracht leveren, zijn grotendeels, zo niet volledig, servogestuurde motoren van een of andere soort. Er is (zijn) encoder(s) die rpms en lineaire beweging vertalen en communiceren naar de controller. Er zijn minimaal twee of drie gelijktijdig aangestuurde assen, waardoor het mogelijk is om met behulp van software die in staat is om vanuit een CAD-model een gereedschapsbaan te genereren, vrijwel elke gewenste vorm te produceren. Vier- en vijfassige machines kunnen natuurlijk nog ingewikkelder vormen produceren, zoals turbinebladen. Moderne CNC-bewerkingsmachines hebben ook sleuven voor veel extra gereedschappen, zodat programmawijzigingen kunnen worden doorgevoerd zonder steeds elk gereedschap te hoeven wisselen. De controller slaat ook de gereedschapsoffsets voor al deze op, dus zodra een gereedschap wordt aangeraakt, worden de offsetnummers permanent opgeslagen totdat ze moeten worden gewijzigd. Tegenwoordig is deze technologie zo goedkoop en wijdverbreid geworden dat er mensen zijn die zelfgemaakte CNC-machines maken, die misschien niet de nauwkeurigheid en kracht hebben van de in de winkel gekochte variant, maar die perfect geschikt zijn voor het uitsnijden van bordmateriaal of andere lichte taken. Overigens is het deze popularisering van CNC-componenten die ook heeft geleid tot de enorme toename van de ontwikkeling en het gebruik van robotica, zowel in de industrie als als hobby.

Dus, tot slot, CNC-machines zijn over het algemeen veel veelzijdiger dan machines met nokkenassen. Er zijn echter speciale producten die nog steeds beter en goedkoper zijn gemaakt met niet-CNC-apparatuur.

Bekijk alle CNC-gefreesde producten van Craftech - ontvang een gratis exemplaar van onze catalogus!