Computer Numerical Control (CNC)-maskiner är automatiserade fräsenheter som tillverkar industriella komponenter utan direkt mänsklig hjälp. De använder kodade instruktioner som skickas till en intern dator, vilket gör att fabriker kan tillverka delar exakt och snabbt. Det finns många olika typer av CNC-maskiner, allt från borrar till plasmaskärare, så de kan användas för att tillverka en mängd olika delar. Även om de flesta används industriellt i tillverkningen, finns det även hobbyversioner av de flesta maskiner som kan användas i privata hem.
Typer av maskiner
De vanligaste CNC-maskinerna är fräsmaskiner, svarvar och slipmaskiner. Fräsmaskiner skär automatiskt material, inklusive metall, med hjälp av en skärspindel, som kan flyttas till olika positioner och djup enligt instruktionerna i datorn. Svarvar använder automatiserade verktyg som snurrar för att forma material. De används ofta för att göra mycket detaljerade snitt i symmetriska bitar, som koner och cylindrar.
Slipmaskiner använder ett spinnhjul för att slipa ner material och forma metall eller plast till önskad form. De är lätta att programmera, så de används vanligtvis för projekt som inte kräver samma precision som fräsar eller svarvar. Förutom dessa finns det även CNC-routrar, som används för att göra skärningar i en mängd olika material; samt datorprogrammerbara 3D-skrivare; och revolverstansar, som används för att göra hål i metall eller plast. Denna teknik kan också användas med olika typer av skärare, inklusive de som fungerar med vatten, lasrar och plasma.
Programmering och drift
Koden som används för att programmera CNC-enheter kallas allmänt G-Code. Den innehåller information om var delar av maskinen ska placeras och talar om för maskinen exakt var ett verktyg ska placeras. Andra instruktioner talar om för maskinen ytterligare detaljer, som hastigheten en del ska köras med; hur djupt den ska skära, bränna eller stansa; och vinkeln för ett automatiserat verktyg. De flesta moderna industriella CNC-maskiner är anslutna till ett nätverk av datorer och får drift- och verktygsinstruktioner via en mjukvarufil.
Fördelar och nackdelar
I en industriell miljö kan CNC-maskiner kombineras till hela celler av verktygsmaskiner som kan arbeta oberoende av varandra. De drivs ofta av helt digitala mönster, vilket eliminerar behovet av att fysiskt upprätta designritningar. Många klarar av att springa i flera dagar utan mänsklig inblandning. Vissa är faktiskt så sofistikerade att de kan kontakta operatörens mobiltelefon och skicka en varning om ett fel uppstår. Dessa automatiserade funktioner gör det möjligt att producera tusentals delar med minimal övervakning och frigör operatören att utföra andra uppgifter.
Utöver detta kan en CNC-maskin bilda delar med en precisionsnivå som är nästan omöjlig med äldre verktyg. I en konventionell fabrik måste arbetare styra olika verktyg för hand, och fel är vanliga, men en maskin kan utföra samma uppgift utan att bli trött och kan arbeta oavbrutet. Detta sparar mycket tid och den förbättrade noggrannheten kan hjälpa till att eliminera slöseri, eftersom det är färre defekta delar som måste slängas.
Trots sina fördelar är CNC-maskiner dyrare än äldre typer av maskiner, vilket kan göra dem oöverkomliga för mindre operationer. De är också dyra att reparera och underhålla. Även om de begränsar risken för fel, eliminerar de det inte helt, eftersom operationer fortfarande kan programmera eller använda maskinen felaktigt. Dessutom måste dessa maskiner drivas av en kunnig arbetsstyrka med en specifik typ av utbildning, som kanske inte är tillgänglig i alla områden.
Utveckling
CNC-maskiner har utvecklats avsevärt sedan de först introducerades i tillverkningsindustrin. De tidigaste fick kodinstruktioner genom hårdkopplade kontroller, vilket innebar att programmeringsformatet inte kunde ändras. Senare modeller programmerades via stordatorkablar och disketter, vilket möjliggjorde variationer i programmeringen. Moderna sådana kan drivas av programvarufiler som finns på CD-skivor, USB-enheter eller skickas över ett nätverk.