NC-bewerking Uitgelegd: Definitie, Toepassingen & Kernprincipes

Wat is NC-bewerking?

Numerieke besturing (ook computernumerieke besturing, en algemeen CNC genoemd) is de geautomatiseerde besturing van bewerkingsgereedschappen (zoals boormachines, draaibanken, freesmachines, en 3D-printers) door middel van een computer.

Een CNC-machine verwerkt een stuk materiaal (metaal, kunststof, hout, keramiek, of composiet) om aan specificaties te voldoen door een gecodeerde geprogrammeerde instructie te volgen en zonder een handmatige operator die de bewerkingsoperatie direct bestuurt.

Een CNC-machine is een gemotoriseerd manoeuvreerbaar gereedschap en vaak een gemotoriseerd manoeuvreerbaar platform, die allebei door een computer bestuurd worden, volgens specifieke invoerinstructies. Instructies worden aan een CNC-machine geleverd in de vorm van een sequentieel programma van machinebesturingsinstructies zoals G-code en M-code, en vervolgens uitgevoerd.

Het programma kan door een persoon geschreven worden, of, veel vaker, gegenereerd door grafische computerondersteund ontwerp (CAD) software en/of computerondersteunde fabricage (CAM) software. In het geval van 3D-printers, wordt het te printen deel "gesliceerd", voordat de instructies (of het programma) gegenereerd worden. 3D-printers gebruiken ook G-code.

CNC is een enorme verbetering ten opzichte van niet-gecomputeriseerde bewerking die handmatig gecontroleerd moet worden (bijv. met behulp van apparaten zoals handwielen of hefbomen) of mechanisch gecontroleerd door voorgefabriceerde patroongidsen (cammen). In moderne CNC-systemen is het ontwerp van een mechanisch onderdeel en het productieprogramma hooggeautomatiseerd.

De mechanische afmetingen van het onderdeel worden gedefinieerd met CAD-software en vervolgens vertaald naar productiedirectieven door computerondersteunde fabricatie (CAM) software. De resulterende directieven worden getransformeerd (door "post-processor" software) in de specifieke commando's die nodig zijn voor een bepaalde machine om het onderdeel te produceren en vervolgens in de CNC-machine geladen.

Aangezien elk specifiek onderdeel het gebruik van een aantal verschillende gereedschappen kan vereisen – boormachines, zagen, etc. – combineren moderne machines vaak meerdere gereedschappen in een enkele "cel". In andere installaties worden een aantal verschillende machines gebruikt met een externe controller en menselijke of robotische operators die het onderdeel van machine naar machine verplaatsen.

In beide gevallen is de reeks stappen die nodig is om elk onderdeel te produceren, hooggeautomatiseerd en produceert een onderdeel dat nauwkeurig overeenkomt met de oorspronkelijke CAD-tekening.

Wat is een NC-machine?

Numerieke besturing is gedefinieerd als de vorm van programmeerbare automatisering waarbij nummers, letters en symbolen de operatie besturen. Deze instructie is ontworpen om een specifieke klus te doen. NC-machines hebben de capaciteit om het programma voor elke klus te veranderen d.w.z. wanneer de klus verandert, verandert de programmainstructie ook. Het is makkelijker om de programmainstructie te veranderen dan de productieapparatuur te wijzigen. Deze flexibiliteit verlaagt de totale productiekosten.

Typen NC-systemen

De twee hoofdtypen NC-systemen zijn:

1. Punt-naar-punt (PTP) systeem,

PTP is een NC-systeem, dat alleen de positie van de componenten bestuurt. In dit systeem wordt het pad van de componentbeweging ten opzichte van het werkstuk niet gecontroleerd. Het reizen tussen verschillende posities wordt uitgevoerd met de toelaatbare doorloopsnelheid voor de werktuigmachine en via de kortste weg.

2. Contouringsysteem.

Contourende NC-systemen zijn in staat om niet alleen de posities maar ook de componentbeweging te besturen, d.w.z., de reissnelheid en het geprogrammeerde pad tussen de gewenste posities.

Toepassingen van numerieke besturingstechnologie

Numerieke besturingstechnologie heeft toepassing in een breed scala aan productieoperaties zoals metaalsnijden, automatisch tekenen, puntlassen, perswerken, montage, inspectie, etc. Echter, NC vindt zijn belangrijkste toepassing in metaalbewerkingsoperaties. Het is gebouwd om praktisch het gehele metaalverwijderingsproces te doen. (Voorbeeld voor metaalbewerking: Draaien, zagen, Slijpen, Frezen, Boren, boren).

De productieklussen waar numerieke besturingmachines het meest geschikt voor zijn, worden hieronder opgesomd.

• De NC-technologie is geschikt voor een reeks/serie van bewerkingsprocessen.
• Werkstukgeometrie is complex, duur. Fouten in het proces leiden tot hoge verliezen.
• Er worden toekomstige ontwerpswijzigingen verwacht.
• Hoge metaalverwijdering is vereist.
• Het werkstuk vereist 100% inspectie.
• Er moeten nauwe toleranties op het werkstuk zijn.
• Wanneer veel operaties gedaan moeten worden tijdens verwerking. Het wordt frequent verwerkt in batches van kleine seriegroottes.

Voordelen van NC-machine

• Grotere productieflexibiliteit. NC kan gemakkelijk aanpassen aan ontwerpswijzigingen en een verschuiving in het productieschema.
• Verkorte productieleidtijd. De klus kan gemakkelijk en snel opgezet worden met NC.
• Verminderde niet-productieve tijd. In het geval van complexe bewerking lijkt NC nuttig om niet-productieve tijd te verminderen. Vanwege snelle/automatische gereedschapswisseling, snelle opstelling, en verminderde werkstukafhandelingstijd.
• Verminderde vastzetting. De vastzetapparaten die in NC-operaties vereist zijn, zijn eenvoudiger en minder kostbaar omdat NC-band positie doet in plaats van boren en vastzetapparaat.
• Verminderde voorraad. Dit is het resultaat van minder opstellingen, verkorte leidtijd.
• Verbeterde kwaliteitscontrole. Geen risico op menselijke fouten. Het produceert het onderdeel met hoge nauwkeurigheid. Het vermindert ook de man-uren voor inspectie.
• Grotere operatorveiligheid.
• Verminderde schroot. De hoge nauwkeurigheid van NC-machine helpt schrootmateriaal te verminderen.
• Verminderde vloerruimte vereiste. Omdat één NC een verscheidenheid aan operaties kan doen, vervangt het verschillende conventionele machines.

Nadelen van NC-machine

• Hoge investeringskosten en onderhoudskosten. Meest complexe en gesofisticeerde technologie kost meer dan de conventionele machine.
• Vereist geschoolde operator. Het vinden en trainen van NC-personeel moet overwogen worden.
• Scheuren en slijtage van gatband en minder betrouwbare gatbandcomponent.
• Deelprogrammeerfout in gatband.
• Geen optimale voeding en snelheid. Conventionele NC-machine bieden geen optie om de snijsnelheid en voeding tijdens de operatie te wijzigen.