„Różnice i zalety między obrabiarkami CNC a obrabiarkami ogólnego przeznaczenia”
W dzisiejszej dziedzinie obróbki mechanicznej technologia sterowania numerycznego (CNC) i obrabiarki CNC zajmują kluczową pozycję. W uproszczeniu, obrabiarka CNC to zwykła obrabiarka z wbudowanym systemem sterowania numerycznego (CNC), ale w rzeczywistości oferuje znacznie więcej. Technologia sterowania numerycznego (CNC) to najbardziej zaawansowany sprzęt do obróbki stosowany obecnie w branży obróbki mechanicznej, obejmujący wiele kategorii, takich jak tokarki CNC, frezarki CNC, wytaczarki i frezarki CNC, bramowe centra obróbcze CNC oraz cięcie drutem CNC.
I. Koncepcja technologii sterowania numerycznego i obrabiarek CNC
Technologia sterowania numerycznego (Number Control) polega na wykorzystaniu cyfrowych sygnałów programowych do sterowania procesem obróbki obrabiarek za pomocą komputerów. Jako maszyny do produkcji maszyn, obrabiarki mogą same wytwarzać obrabiarki i stosować różne metody obróbki, takie jak toczenie, frezowanie, struganie, szlifowanie, rozwiercanie, wiercenie, cięcie elektryczne, cięcie, gięcie i cięcie laserowe. Celem obróbki mechanicznej jest przetwarzanie metalowych półfabrykatów do wymaganych kształtów, z uwzględnieniem dwóch aspektów: dokładności wymiarowej i dokładności geometrycznej. Sprzęt, który może wykonywać powyższe funkcje, nazywa się obrabiarką. Obrabiarka CNC to wysoce precyzyjna i wysokowydajna, zautomatyzowana obrabiarka, opracowana na bazie obrabiarki ogólnej. „Sterowanie numeryczne” oznacza sterowanie cyfrowe. Obrabiarka CNC to zautomatyzowana obrabiarka wyposażona w system sterowania programem. System ten może logicznie przetwarzać programy określone przez kody sterujące lub inne instrukcje symboliczne i dekodować je, aby obrabiarka mogła przesuwać i przetwarzać części. Jednostka sterująca obrabiarki CNC stanowi jej rdzeń. Obsługa i monitorowanie obrabiarek CNC odbywa się w tej jednostce sterowania numerycznego. Jest ona niczym mózg obrabiarki CNC. Urządzenia sterowane numerycznie, o których zazwyczaj mówimy, to przede wszystkim tokarki CNC i centra obróbcze.
Technologia sterowania numerycznego (Number Control) polega na wykorzystaniu cyfrowych sygnałów programowych do sterowania procesem obróbki obrabiarek za pomocą komputerów. Jako maszyny do produkcji maszyn, obrabiarki mogą same wytwarzać obrabiarki i stosować różne metody obróbki, takie jak toczenie, frezowanie, struganie, szlifowanie, rozwiercanie, wiercenie, cięcie elektryczne, cięcie, gięcie i cięcie laserowe. Celem obróbki mechanicznej jest przetwarzanie metalowych półfabrykatów do wymaganych kształtów, z uwzględnieniem dwóch aspektów: dokładności wymiarowej i dokładności geometrycznej. Sprzęt, który może wykonywać powyższe funkcje, nazywa się obrabiarką. Obrabiarka CNC to wysoce precyzyjna i wysokowydajna, zautomatyzowana obrabiarka, opracowana na bazie obrabiarki ogólnej. „Sterowanie numeryczne” oznacza sterowanie cyfrowe. Obrabiarka CNC to zautomatyzowana obrabiarka wyposażona w system sterowania programem. System ten może logicznie przetwarzać programy określone przez kody sterujące lub inne instrukcje symboliczne i dekodować je, aby obrabiarka mogła przesuwać i przetwarzać części. Jednostka sterująca obrabiarki CNC stanowi jej rdzeń. Obsługa i monitorowanie obrabiarek CNC odbywa się w tej jednostce sterowania numerycznego. Jest ona niczym mózg obrabiarki CNC. Urządzenia sterowane numerycznie, o których zazwyczaj mówimy, to przede wszystkim tokarki CNC i centra obróbcze.
II. Różnice między obrabiarkami CNC a obrabiarkami ogólnymi
(1) Wydajność obróbki
Znacznie zwiększ produktywność
Obrabiarki CNC mogą znacząco zwiększyć wydajność. Po zamocowaniu przedmiotu obrabianego, wystarczy wprowadzić wstępnie zaprogramowany program obróbki, a obrabiarka automatycznie zakończy proces. Po zmianie obrabianego elementu, zazwyczaj wystarczy zmienić jedynie program sterowania numerycznego, co znacznie skraca czas obróbki. W porównaniu z obrabiarkami ogólnego przeznaczenia, wydajność obrabiarek CNC może wzrosnąć kilkukrotnie, a nawet więcej. Proces obróbki na obrabiarkach ogólnego przeznaczenia często wymaga częstych operacji i regulacji ręcznych, a prędkość obróbki jest stosunkowo niska. Obrabiarki CNC umożliwiają obróbkę ciągłą i automatyczną, skracając czas przestoju i oczekiwania w procesie obróbki, a tym samym znacznie poprawiając wydajność produkcji.
(2) Dokładność obróbki
Niezwykle wysoka dokładność obróbki i stabilna jakość produktu
Obrabiarki CNC charakteryzują się wysoką dokładnością obróbki i bardzo stabilną jakością produktu. Wynika to z faktu, że obrabiarki CNC są obrabiane automatycznie, zgodnie z programami, a dokładność obróbki można również korygować i kompensować za pomocą oprogramowania. Prawie wszystkie precyzyjne, zaawansowane i najnowocześniejsze produkty w różnych przedsiębiorstwach są przetwarzane i wytwarzane za pomocą obrabiarek CNC. Na dokładność obróbki obrabiarek ogólnego przeznaczenia wpływa wiele czynników, takich jak poziom techniczny operatora i stabilność precyzji obrabiarki, co utrudnia spełnienie wymagań dotyczących obróbki o wysokiej precyzji. Dzięki precyzyjnemu systemowi sterowania numerycznego (CNC), obrabiarki CNC mogą osiągać dokładność obróbki rzędu mikrometrów, a nawet wyższą, gwarantując, że dokładność wymiarowa i geometryczna produktów spełniają surowe wymagania.
(3) Stopień automatyzacji
Wysoki stopień automatyzacji zmniejsza pracochłonność
Stopień automatyzacji obrabiarek CNC jest wysoki, co znacznie zmniejsza pracochłonność i w dużej mierze zaciera różnicę między pracą fizyczną a umysłową. Podczas obsługi obrabiarek ogólnych operatorzy muszą wykonywać wiele operacji manualnych, takich jak regulacja narzędzi, prędkości posuwu i sterowanie procesem obróbki, co skutkuje wysoką pracochłonnością. Natomiast w przypadku obrabiarek CNC, jedynie operator musi wprowadzać programy i wykonywać niezbędne czynności monitorujące, a obrabiarka może automatycznie ukończyć proces obróbki. Proces pracy operatorów obrabiarek CNC charakteryzuje się wysokim poziomem technologicznym i stawia wyższe wymagania dotyczące jakości pracy operatorów oraz wyższe wymagania techniczne dla personelu utrzymania ruchu. Osoby potrafiące obsługiwać obrabiarki CNC nazywane są „szarymi kołnierzykami”; osoby znające się na konserwacji obrabiarek CNC nazywane są „srebrnymi kołnierzykami”; a osoby, które potrafią obsługiwać i rozumieją zasady konserwacji oraz posiadają wszechstronne umiejętności w zakresie sterowania numerycznego, nazywane są „złotymi kołnierzykami”.
(1) Wydajność obróbki
Znacznie zwiększ produktywność
Obrabiarki CNC mogą znacząco zwiększyć wydajność. Po zamocowaniu przedmiotu obrabianego, wystarczy wprowadzić wstępnie zaprogramowany program obróbki, a obrabiarka automatycznie zakończy proces. Po zmianie obrabianego elementu, zazwyczaj wystarczy zmienić jedynie program sterowania numerycznego, co znacznie skraca czas obróbki. W porównaniu z obrabiarkami ogólnego przeznaczenia, wydajność obrabiarek CNC może wzrosnąć kilkukrotnie, a nawet więcej. Proces obróbki na obrabiarkach ogólnego przeznaczenia często wymaga częstych operacji i regulacji ręcznych, a prędkość obróbki jest stosunkowo niska. Obrabiarki CNC umożliwiają obróbkę ciągłą i automatyczną, skracając czas przestoju i oczekiwania w procesie obróbki, a tym samym znacznie poprawiając wydajność produkcji.
(2) Dokładność obróbki
Niezwykle wysoka dokładność obróbki i stabilna jakość produktu
Obrabiarki CNC charakteryzują się wysoką dokładnością obróbki i bardzo stabilną jakością produktu. Wynika to z faktu, że obrabiarki CNC są obrabiane automatycznie, zgodnie z programami, a dokładność obróbki można również korygować i kompensować za pomocą oprogramowania. Prawie wszystkie precyzyjne, zaawansowane i najnowocześniejsze produkty w różnych przedsiębiorstwach są przetwarzane i wytwarzane za pomocą obrabiarek CNC. Na dokładność obróbki obrabiarek ogólnego przeznaczenia wpływa wiele czynników, takich jak poziom techniczny operatora i stabilność precyzji obrabiarki, co utrudnia spełnienie wymagań dotyczących obróbki o wysokiej precyzji. Dzięki precyzyjnemu systemowi sterowania numerycznego (CNC), obrabiarki CNC mogą osiągać dokładność obróbki rzędu mikrometrów, a nawet wyższą, gwarantując, że dokładność wymiarowa i geometryczna produktów spełniają surowe wymagania.
(3) Stopień automatyzacji
Wysoki stopień automatyzacji zmniejsza pracochłonność
Stopień automatyzacji obrabiarek CNC jest wysoki, co znacznie zmniejsza pracochłonność i w dużej mierze zaciera różnicę między pracą fizyczną a umysłową. Podczas obsługi obrabiarek ogólnych operatorzy muszą wykonywać wiele operacji manualnych, takich jak regulacja narzędzi, prędkości posuwu i sterowanie procesem obróbki, co skutkuje wysoką pracochłonnością. Natomiast w przypadku obrabiarek CNC, jedynie operator musi wprowadzać programy i wykonywać niezbędne czynności monitorujące, a obrabiarka może automatycznie ukończyć proces obróbki. Proces pracy operatorów obrabiarek CNC charakteryzuje się wysokim poziomem technologicznym i stawia wyższe wymagania dotyczące jakości pracy operatorów oraz wyższe wymagania techniczne dla personelu utrzymania ruchu. Osoby potrafiące obsługiwać obrabiarki CNC nazywane są „szarymi kołnierzykami”; osoby znające się na konserwacji obrabiarek CNC nazywane są „srebrnymi kołnierzykami”; a osoby, które potrafią obsługiwać i rozumieją zasady konserwacji oraz posiadają wszechstronne umiejętności w zakresie sterowania numerycznego, nazywane są „złotymi kołnierzykami”.
III. Zalety obrabiarek CNC
(1) Dostosowanie do produkcji wielogatunkowej i małoseryjnej
Wraz ze zróżnicowaniem popytu rynkowego, produkcja wielowariantowa i małoseryjna stała się istotną cechą nowoczesnego przemysłu wytwórczego. Obrabiarki CNC umożliwiają szybką modyfikację programu obróbki detali, dostosowując go do wymagań obróbczych różnych części, bez konieczności skomplikowanych regulacji obrabiarek i wymiany oprzyrządowania. Daje to obrabiarkom CNC oczywiste korzyści w produkcji wielowariantowej i małoseryjnej, co może znacznie skrócić cykl produkcyjny i obniżyć koszty produkcji.
(2) Wysoka zdolność przetwarzania skomplikowanych części
W przypadku niektórych części o złożonych kształtach i wymagających wysokiej precyzji, obrabiarki CNC oferują wysokie możliwości obróbki. Obrabiarki CNC umożliwiają precyzyjną obróbkę złożonych części dzięki takim technologiom, jak wieloosiowe połączenie i sterowanie złożoną ścieżką narzędzia. Podczas obróbki złożonych części za pomocą obrabiarek standardowych często wymagane jest wiele procesów i mocowań, co utrudnia obróbkę i gwarantuje dokładność.
(3) Poprawa spójności jakości produktu
Obrabiarki CNC charakteryzują się wysoką dokładnością obróbki i dobrą stabilnością, co zapewnia spójność jakości produktu. W produkcji seryjnej, obrabiarki CNC zapewniają, że dokładność wymiarowa i geometryczna każdego elementu mieści się w ścisłym zakresie kontroli, co pozwala uniknąć różnic w jakości produktu spowodowanych czynnikami ludzkimi i niestabilną dokładnością obrabiarki. Ma to ogromne znaczenie dla poprawy konkurencyjności rynkowej produktów.
(4) Ułatwianie realizacji informatyzacji zarządzania produkcją
Obrabiarki CNC mogą być podłączone do sieci komputerowych, aby usprawnić informatyzację zarządzania produkcją. Poprzez interfejs komunikacyjny systemu sterowania numerycznego (CNC), informacje takie jak stan roboczy i postęp obróbki obrabiarki mogą być przesyłane do systemu zarządzania produkcją w czasie rzeczywistym, ułatwiając kadrze zarządzającej planowanie produkcji i monitorowanie jakości. Jednocześnie zarządzanie i transmisja programów sterowania numerycznego (CNC) mogą odbywać się za pośrednictwem sieci, co poprawia wydajność produkcji i poziom zarządzania.
(1) Dostosowanie do produkcji wielogatunkowej i małoseryjnej
Wraz ze zróżnicowaniem popytu rynkowego, produkcja wielowariantowa i małoseryjna stała się istotną cechą nowoczesnego przemysłu wytwórczego. Obrabiarki CNC umożliwiają szybką modyfikację programu obróbki detali, dostosowując go do wymagań obróbczych różnych części, bez konieczności skomplikowanych regulacji obrabiarek i wymiany oprzyrządowania. Daje to obrabiarkom CNC oczywiste korzyści w produkcji wielowariantowej i małoseryjnej, co może znacznie skrócić cykl produkcyjny i obniżyć koszty produkcji.
(2) Wysoka zdolność przetwarzania skomplikowanych części
W przypadku niektórych części o złożonych kształtach i wymagających wysokiej precyzji, obrabiarki CNC oferują wysokie możliwości obróbki. Obrabiarki CNC umożliwiają precyzyjną obróbkę złożonych części dzięki takim technologiom, jak wieloosiowe połączenie i sterowanie złożoną ścieżką narzędzia. Podczas obróbki złożonych części za pomocą obrabiarek standardowych często wymagane jest wiele procesów i mocowań, co utrudnia obróbkę i gwarantuje dokładność.
(3) Poprawa spójności jakości produktu
Obrabiarki CNC charakteryzują się wysoką dokładnością obróbki i dobrą stabilnością, co zapewnia spójność jakości produktu. W produkcji seryjnej, obrabiarki CNC zapewniają, że dokładność wymiarowa i geometryczna każdego elementu mieści się w ścisłym zakresie kontroli, co pozwala uniknąć różnic w jakości produktu spowodowanych czynnikami ludzkimi i niestabilną dokładnością obrabiarki. Ma to ogromne znaczenie dla poprawy konkurencyjności rynkowej produktów.
(4) Ułatwianie realizacji informatyzacji zarządzania produkcją
Obrabiarki CNC mogą być podłączone do sieci komputerowych, aby usprawnić informatyzację zarządzania produkcją. Poprzez interfejs komunikacyjny systemu sterowania numerycznego (CNC), informacje takie jak stan roboczy i postęp obróbki obrabiarki mogą być przesyłane do systemu zarządzania produkcją w czasie rzeczywistym, ułatwiając kadrze zarządzającej planowanie produkcji i monitorowanie jakości. Jednocześnie zarządzanie i transmisja programów sterowania numerycznego (CNC) mogą odbywać się za pośrednictwem sieci, co poprawia wydajność produkcji i poziom zarządzania.
IV. Wnioski
Podsumowując, w porównaniu z tradycyjnymi obrabiarkami, obrabiarki CNC oferują znaczące zalety pod względem wydajności i dokładności obróbki oraz stopnia automatyzacji. Pojawienie się i rozwój obrabiarek CNC znacząco przyspieszyły rozwój przemysłu obróbki mechanicznej i zapewniły silne wsparcie dla rozwoju nowoczesnej produkcji. Wraz z ciągłym postępem technologicznym, wydajność obrabiarek CNC będzie się stale poprawiać, a zakres ich zastosowań będzie się stale rozszerzał. W przyszłości w przemyśle wytwórczym obrabiarki CNC będą nadal odgrywać ważną rolę i staną się jednym z kluczowych narzędzi do realizacji inteligentnej produkcji.
Podsumowując, w porównaniu z tradycyjnymi obrabiarkami, obrabiarki CNC oferują znaczące zalety pod względem wydajności i dokładności obróbki oraz stopnia automatyzacji. Pojawienie się i rozwój obrabiarek CNC znacząco przyspieszyły rozwój przemysłu obróbki mechanicznej i zapewniły silne wsparcie dla rozwoju nowoczesnej produkcji. Wraz z ciągłym postępem technologicznym, wydajność obrabiarek CNC będzie się stale poprawiać, a zakres ich zastosowań będzie się stale rozszerzał. W przyszłości w przemyśle wytwórczym obrabiarki CNC będą nadal odgrywać ważną rolę i staną się jednym z kluczowych narzędzi do realizacji inteligentnej produkcji.