Kontrol numerik komputer (CNC) adalah kontrol otomatis alat pemesinan menggunakan perangkat lunak yang tertanam dalam komputer mikro yang terpasang pada alat mesin. G-code adalah bahasa pemrograman yang paling banyak digunakan di CNC.
Daftar Isi
Definisi dan konsep
Komponen
Fitur
Aplikasi
Tren
Glosarium
Definisi dan konsep
NC (Kontrol Numerik)
NC adalah bentuk teknologi yang dapat diprogram yang menggunakan sinyal digital untuk mengontrol objek secara otomatis (seperti posisi dan gerakan peralatan mesin).
Teknologi NC
Teknologi NC mengacu pada teknologi kontrol otomatis yang menggunakan angka, huruf, dan simbol untuk memprogram proses kerja tertentu.
Sistem NC
Sistem NC mengacu pada sistem terintegrasi organik dari modul perangkat lunak dan perangkat keras yang mewujudkan fungsi teknologi NC. Ini adalah pembawa teknologi NC.
Sistem CNC (Sistem Kontrol Numerik Komputer)
Sistem CNC (Computer Numerical Control) mengacu pada sistem kontrol numerik dengan komputer sebagai intinya.
Mesin CNC
Mesin CNC mengacu pada mesin yang menggunakan teknologi Kontrol Numerik Komputer untuk mengontrol proses pemesinan, seperti mesin bubut, router, gerinda, dll., atau alat mesin yang dilengkapi dengan sistem CNC.
NC
Numerical Control (NC) memungkinkan operator untuk berkomunikasi dengan peralatan mesin melalui angka dan simbol.
Cnc
CNC adalah singkatan dari Computer Numerical Control, yang telah membawa perubahan besar pada industri manufaktur. Peralatan mesin baru dengan CNC memungkinkan industri untuk secara konsisten menghasilkan suku cadang dengan akurasi yang hanya dapat diimpikan sebelumnya. Bagian dapat direproduksi secara identik dengan tingkat akurasi yang sama beberapa kali jika program telah ditulis dengan benar dan komputer diprogram dengan benar. Perintah pengoperasian yang mengontrol alat mesin dijalankan secara otomatis dengan kecepatan, akurasi, efisiensi, dan pengulangan yang luar biasa.
Pemesinan CNC adalah proses manufaktur terkomputerisasi. Mesin terhubung ke komputer, yang memberi tahu ke mana harus bergerak dan dengan kecepatan berapa. Pertama, operator perlu menggunakan program perangkat lunak untuk menggambar bentuk dan membuat jalur pahat yang akan diikuti mesin.
Penggunaan yang terus meningkat di industri telah menciptakan kebutuhan akan personel yang terlatih dalam menyiapkan program yang memandu peralatan mesin untuk menghasilkan bagian dengan bentuk dan akurasi yang diperlukan. Penulis telah menyiapkan panduan ini dengan mengingat hal ini, untuk mengeluarkan misteri dari CNC dengan menggunakan urutan logis dan bahasa sederhana yang dapat dipahami semua orang. Cara menyiapkan program dijelaskan langkah demi langkah, dengan contoh praktis untuk memandu pengguna.
Komponen
Teknologi CNC terdiri dari tiga elemen utama, yaitu rangka tempat tidur mesin, sistem, dan teknologi periferal.
Kit kerangka mesin termasuk tempat tidur, kolom, rel panduan, meja kerja, dan bagian pendukung lainnya seperti tempat alat dan majalah alat.
Sistem kontrol numerik terdiri dari peralatan input/output, perangkat kontrol numerik komputer, Programmable Logic Control (PLC), perangkat penggerak servo spindel, perangkat penggerak servo umpan, dan perangkat pengukur. Diantaranya, unit kontrol mesin (MCU) adalah inti dari sistem kontrol numerik.
Teknologi periferal meliputi alat (sistem alat), pemrograman, dan teknologi manajemen.
Fitur
Akurasi tinggi
Mesin CNC adalah produk mekatronika yang sangat terintegrasi, terdiri dari mesin presisi dan sistem kontrol otomatis. Mereka memiliki pemosisian tinggi dan akurasi pemosisian berulang. Sistem transmisi dan strukturnya sangat kaku dan stabil untuk mengurangi kesalahan. Akibatnya, mesin CNC memiliki akurasi pemesinan yang lebih tinggi, terutama dalam konsistensi komponen yang diproduksi dalam batch yang sama. Hasilnya, kualitas produk stabil dan tingkat kelulusannya tinggi, yang merupakan peningkatan signifikan pada peralatan mesin biasa.
Efisiensi tinggi
Mesin CNC dapat memotong bahan dalam jumlah besar secara konsisten yang secara efektif menghemat waktu pemrosesan. Mereka juga memiliki perubahan kecepatan otomatis, perubahan alat, dan beberapa fungsi operasional otomatis lainnya, yang sangat mempersingkat waktu tambahan. Setelah proses pemrosesan yang stabil terbentuk, tidak perlu melakukan pemeriksaan atau pengukuran antar-proses. Oleh karena itu, produktivitas pemesinan CNC adalah 3-4 kali lipat dari peralatan mesin biasa, atau terkadang bahkan lebih.
Kemampuan beradaptasi yang tinggi
Mesin CNC melakukan pemrosesan otomatis sesuai dengan program komponen yang diproses. Saat objek pemesinan diubah, tidak perlu menggunakan peralatan proses khusus seperti master dan template, selama programnya telah diubah. Ini membantu mempersingkat siklus persiapan produksi dan mempromosikan penggantian produk.
Kemampuan mesin yang tinggi
Beberapa bagian mekanis dengan kurva rumit dan permukaan melengkung sulit atau bahkan tidak mungkin diselesaikan dengan teknik manual konvensional, tetapi mesin CNC dapat dengan mudah menyelesaikan tugas tersebut menggunakan hubungan sumbu multi-koordinat.
Nilai ekonomi tinggi
Pusat permesinan CNC umumnya digunakan untuk produksi massal menggunakan mesin multiguna. Sebagian besar suku cadang dapat diproses menggunakan sistem satu klem, sehingga menggantikan beberapa mesin perkakas biasa. Hal ini mengurangi kesalahan penjepitan dan menghemat transportasi, pengukuran, dan penjepitan antar proses, sekaligus mengurangi jumlah peralatan mesin yang berbeda dan area peralatan mesin, yang semuanya membawa manfaat ekonomi.
Aplikasi
Dari perspektif teknologi CNC dan aplikasi peralatan secara global, area aplikasi utamanya adalah sebagai berikut:
Industri manufaktur
Industri pembuatan mesin adalah yang pertama menggunakan teknologi CNC dan bertanggung jawab untuk menyediakan peralatan canggih untuk berbagai industri nasional. Hal ini terutama diterapkan dalam pengembangan dan pembuatan pusat permesinan vertikal lima sumbu untuk peralatan militer modern, pusat permesinan lima sumbu lainnya, penggilingan gantri lima sumbu skala besar, dan mesin CNC untuk mesin fleksibel, kotak roda gigi, dan jalur manufaktur poros engkol dalam industri otomotif. Teknologi CNC juga digunakan di pusat permesinan berkecepatan tinggi, pengelasan, perakitan, robot pengecatan, mesin las laser pelat, mesin pemotong laser, pusat permesinan lima koordinat berkecepatan tinggi yang menggerakkan baling-baling mesin, mesin, generator, dan bagian bilah turbin di industri penerbangan, kelautan, dan pembangkit listrik, pusat permesinan kompleks penggilingan tugas berat, dll.
Industri informasi
Dalam industri informasi, dari komputer hingga jaringan, komunikasi seluler, telemetri, kendali jarak jauh, dan peralatan lainnya, perlu mengadopsi peralatan manufaktur berdasarkan teknologi super presisi dan nanoteknologi. Ini termasuk mesin pengikat kawat untuk pembuatan chip dan mesin litografi wafer, dll. Kontrol semua mesin ini dilakukan melalui teknologi CNC.
Industri peralatan medis
Dalam industri perlengkapan medis, beberapa peralatan diagnosis dan perawatan medis modern sekarang menggunakan teknologi NC, seperti instrumen diagnostik CT, mesin perawatan seluruh tubuh, dan robot bedah berpemandu visual minimal invasif. Ini juga digunakan dalam ortodontik dan restorasi gigi.
Peralatan militer
Sejumlah besar peralatan militer modern menggunakan teknologi kontrol gerak servo, termasuk penargetan artileri otomatis, pelacakan radar, dan pelacakan rudal otomatis.
Industri lainnya
Dalam industri penerangan, mesin percetakan, tekstil, pengemasan, dan pengerjaan kayu menggunakan kontrol servo multi-sumbu. Industri bahan bangunan menggunakan mesin pemotong waterjet CNC untuk pengolahan batu dan mesin ukiran kaca CNC untuk pengolahan kaca. Kasur Simmons diproduksi menggunakan mesin jahit CNC, dan mesin bordir CNC digunakan dalam pemrosesan pakaian. Dalam industri seni, semakin banyak kerajinan dan karya seni diproduksi menggunakan kinerja tinggi CNC 5 sumbu mesin.
Penerapan teknologi NC tidak hanya membawa perubahan revolusioner pada industri manufaktur tradisional, menjadikannya simbol industrialisasi, tetapi juga dengan penerapannya yang terus berkembang, telah berdampak besar pada beberapa industri penting nasional. Ini mempengaruhi ekonomi dan mata pencaharian masyarakat (TI, mobil, dll.). Ini memainkan peran yang semakin penting di industri lain karena digitalisasi peralatan yang dibutuhkan oleh industri ini telah menjadi tren perkembangan modern yang utama.
Tren
Saat ini, mesin CNC menunjukkan tren perkembangan sebagai berikut:
Kecepatan tinggi dan presisi tinggi
Kecepatan dan presisi tinggi adalah aspirasi abadi para pengembang peralatan mesin. Dengan kemajuan pesat dalam ilmu pengetahuan dan teknologi baru-baru ini, suku cadang pengganti produk elektromekanis dibutuhkan dengan cepat dalam jumlah besar. Presisi dan kualitas permukaan pemrosesan suku cadang juga menjadi semakin tinggi. Untuk memenuhi kebutuhan pasar yang kompleks dan berubah-ubah ini, peralatan mesin saat ini berkembang ke arah pemotongan kecepatan tinggi, pemotongan kering, dan pemotongan kuasi-kering, dan akurasi pemesinan terus meningkat. Selain itu, penggunaan spindel listrik dan motor linier, bantalan bola keramik, pendinginan internal berongga timbal besar presisi tinggi, pendinginan kuat mur bola, pasangan sekrup bola berkecepatan tinggi suhu rendah, pasangan pemandu linier dengan sangkar bola, dan lainnya komponen alat mesin, telah diperkenalkan dengan sangat sukses Peluncuran alat mesin juga telah memfasilitasi pengembangan alat mesin presisi berkecepatan tinggi.
Mesin CNC menggunakan spindel elektrik, yang menghilangkan kebutuhan akan komponen manual tradisional seperti sabuk, katrol, dan roda gigi, dan karenanya sangat mengurangi inersia rotasi penggerak utama dan meningkatkan kecepatan respons dinamis dan akurasi kerja spindel. Dengan demikian, masalah sabuk dan katrol tradisional saat spindel berjalan dengan kecepatan tinggi, seperti masalah getaran dan kebisingan, diiradiasi. Kumparan listrik dapat mencapai kecepatan lebih dari 10000r/min. Motor linier memiliki kecepatan penggerak yang tinggi, karakteristik akselerasi dan deselerasi yang baik, dan respons yang sangat baik serta akurasi yang mengikuti.
Penggunaan drive servo motor linier menghilangkan tautan transmisi perantara sekrup bola dan celah transmisi (termasuk serangan balik), inersia gerakan kecil, kekakuan sistem baik, dan dapat diposisikan dengan tepat pada kecepatan tinggi, yang semuanya sangat meningkatkan akurasi servo. Karena jarak bebas nol ke segala arah dan gesekan gelinding yang sangat rendah, pasangan pemandu gelinding linier hanya mengalami pembangkitan panas yang dapat diabaikan. Ini juga memiliki stabilitas termal yang sangat baik yang meningkatkan akurasi pemosisian dan pengulangan seluruh proses. Melalui penerapan motor linier dan pasangan pemandu rol linier, kecepatan gerak cepat mesin dapat ditingkatkan dari semula 10-20m/menit menjadi 60-80m/menit, atau kadang-kadang bahkan setinggi 120m/menit.
keandalan yang tinggi
Keandalan adalah indikator kualitas utama mesin CNC. Apakah mesin dapat mempertahankan performa tinggi, presisi, efisiensi, dan manfaat lainnya, bergantung pada keandalannya.
Desain Mesin CNC dengan CAD dan desain struktural modular
Dengan mempopulerkan dan mengembangkan aplikasi komputer dan teknologi perangkat lunak, teknologi CAD juga berkembang secara luas. CAD menggantikan pekerjaan menggambar manual yang membosankan dan yang paling penting, dapat melakukan pemilihan skema desain dan analisis, perhitungan, dan prediksi karakteristik statis dan dinamis. Itu juga dapat mengoptimalkan desain seluruh mesin skala besar dan melakukan simulasi dinamis dari setiap bagian yang bekerja. Berdasarkan modularitas, model geometris 3D dan warna sebenarnya dari produk dapat dilihat selama tahap desain. Penggunaan CAD juga dapat sangat meningkatkan efisiensi kerja dan tingkat keberhasilan desain satu kali, sehingga memperpendek siklus produksi percobaan, mengurangi biaya desain, dan meningkatkan daya saing pasar. Selain itu, desain modular komponen alat mesin mengurangi kerja berulang, dan juga dapat merespons pasar dengan cepat serta mempersingkat siklus pengembangan dan desain produk.
Peracikan fungsional
Tujuan peracikan fungsional adalah untuk lebih meningkatkan efisiensi produksi alat mesin dan meminimalkan waktu tambahan non-pemesinan. Melalui peracikan fungsi, rentang penggunaan alat mesin dapat diperluas, efisiensi dapat ditingkatkan, dan mesin multifungsi multi fungsi dapat direalisasikan. Mesin CNC dapat melakukan fungsi pembubutan, penggilingan, dan penggilingan. Pabrik peralatan mesin Baoji telah berhasil mengembangkan pusat senyawa pembubutan dan penggilingan CX25Y CNC, yang secara bersamaan memiliki sumbu X dan Z, serta sumbu C dan Y. Penggilingan bidang dan pemesinan lubang dan alur offset dapat dicapai melalui sumbu C dan Y.
Alat berat ini juga dilengkapi dengan sandaran alat yang kuat dan sub-spindel. Sub-spindel mengadopsi struktur spindel listrik built-in, dan sinkronisasi kecepatan utama dan sub-spindel dapat langsung direalisasikan melalui sistem kontrol numerik. Selain itu, benda kerja alat mesin dapat menyelesaikan semua pemrosesan dalam satu penjepitan, yang sangat meningkatkan efisiensi.
Cerdas, jaringan, fleksibel, dan terintegrasi
Peralatan CNC memiliki kecerdasan tertentu. Kecerdasan ini mencakup semua aspek sistem kontrol numerik. Parameter proses dihasilkan secara otomatis untuk mengejar kecerdasan dalam efisiensi dan kualitas pemesinan, seperti kontrol adaptif dari proses pemesinan. Performa berkendara dan koneksi seperti kontrol feedforward, operasi self-adaptive dari parameter motor, identifikasi beban otomatis, pemilihan model otomatis, dan self-tuning, juga dapat ditingkatkan. Pemrograman yang disederhanakan dan kecerdasan pengoperasian, seperti pemrograman otomatis yang cerdas, dan antarmuka manusia-mesin yang cerdas dapat dicapai. Diagnosis cerdas, pemantauan, dan aspek lainnya memfasilitasi diagnosis dan pemeliharaan sistem.
Peralatan kontrol numerik jaringan saat ini menjadi hot spot dalam pengembangan alat mesin. Jaringan peralatan CNC dapat memenuhi kebutuhan jalur produksi, sistem manufaktur, dan perusahaan manufaktur untuk integrasi informasi, dan juga merupakan dasar untuk mengembangkan model manufaktur baru, seperti manufaktur tangkas, perusahaan virtual, dan manufaktur global.
Mesin CNC saat ini dengan sistem otomasi fleksibel yang sedang dikembangkan meliputi: titik (berdiri sendiri, pusat permesinan, dan mesin permesinan komposit), garis (FMC, FMS, FTL, FML) permukaan (pulau manufaktur independen di bengkel, FA), dan bodi ( CIMS, sistem manufaktur terintegrasi jaringan terdistribusi).
Fokus utama lainnya adalah pada aplikasi dan ekonomi. Teknologi otomasi yang fleksibel adalah sarana utama bagi industri manufaktur untuk beradaptasi dengan tuntutan pasar yang dinamis dan memperbarui produknya dengan cepat. Fokusnya adalah untuk meningkatkan keandalan dan kepraktisan sistem, dengan jaringan yang mudah dan integrasi sebagai tujuan utama, selain memperkuat pengembangan dan peningkatan teknologi unit. Mesin CNC yang berdiri sendiri berkembang ke arah presisi tinggi, kecepatan tinggi, dan fleksibilitas tinggi. Mesin CNC dan sistem manufaktur fleksibel konstituennya dapat dengan mudah dihubungkan dengan CAD, CAM, CAPP, dan MTS, untuk mencapai integrasi informasi. Sistem jaringan itu sendiri sedang dikembangkan dalam hal keterbukaan, integrasi, dan kecerdasan.
Glosarium
Cnc: Kontrol numerik komputer.
G-Kode: Bahasa pemrograman kontrol numerik komputer (NC) yang paling banyak digunakan yang menentukan titik sumbu ke mana mesin akan bergerak.
CAD: Desain dengan bantuan komputer.
CAM: Manufaktur dengan bantuan komputer.
kisi: Gerakan minimum, atau pengumpanan, spindel. Spindel secara otomatis berpindah ke posisi kisi berikutnya saat tombol dialihkan dalam mode kontinu atau bertahap.
PLT (HPGL): Bahasa standar untuk mencetak gambar garis berbasis vektor, didukung oleh file CAD.
Jalur alat: Rute kode yang ditentukan pengguna yang diikuti pemotong untuk mengerjakan benda kerja. Jalur pahat "saku" memotong permukaan benda kerja; jalur pahat "profil" atau "kontur" memotong benda kerja untuk memisahkan potongan berbentuk berbeda.
Mengundurkan diri: Jarak dalam arah Z dimana alat pemotong dibenamkan ke dalam bahan.
Langkah selesai: Jarak maksimum dalam arah X atau Y yang akan digunakan alat pemotong dengan bahan yang belum dipotong.
Motor stepper: Motor DC yang bergerak dalam langkah-langkah terpisah dengan menerima sinyal, atau "pulsa" dalam urutan tertentu, sehingga menghasilkan pemosisian dan kontrol kecepatan yang sangat presisi.
Kecepatan poros: Kecepatan putar pahat potong (RPM).
Potongan konvensional: Pemotong berputar melawan arah pengumpanan, menghasilkan obrolan minimal, tetapi dapat menyebabkan robekan di beberapa hutan.
Metode subtraktif: Bit menghilangkan potongan padat bahan mentah untuk membuat bentuk (kebalikan dari metode aditif).
Tingkat pakan: Kecepatan gerak pahat pemotong melalui benda kerja.
Posisi awal (mesin nol): Titik asal default pada CNC, ditetapkan saat mesin dihidupkan, dan ditentukan oleh sakelar batas fisik. Itu tidak mengidentifikasi asal pekerjaan yang sebenarnya saat memproses benda kerja.
Mendaki dipotong: Memasukkan material searah dengan putaran pemotongan. Pemotongan panjat mencegah sobekan tetapi dapat menyebabkan tanda obrolan dengan bit beralur lurus. Bit bergalur spiral akan mengurangi obrolan.
Asal pekerjaan (bekerja nol): Titik nol yang ditentukan pengguna untuk benda kerja, dari mana kepala akan melakukan semua pemotongannya. Sumbu X-, Y-, dan Z- diatur ke nol.
LCD: Layar kristal cair (digunakan pada pengontrol).
U disk: Harddisk penyimpan data eksternal berupa USB yang dimasukkan ke interface USB.
Sumber dari stylecnc.
Penafian: Informasi yang disebutkan di atas disediakan oleh stylecnc secara independen dari Alibaba.com. Alibaba.com tidak memberikan pernyataan dan jaminan mengenai kualitas dan keandalan penjual dan produk.
