2021 年值得关注的 5 个 CNC 加工趋势

计算机数控 (CNC) 加工是一种减材制造工艺，它采用计算机控制和机床来去除材料层并生产所需的零件，是最常用的制造技术之一。然而，它实际上是基于 18 世纪开发的技术。

十八世纪中叶工业化的开始是数控加工的技术先驱。然而，直到冷战时期，该技术才实现自动化，CNC加工方式才完全实现。最后，在 1952 年，Richard Kegg 开发了“Cincinnati Milacron Hydrotel”，被认为是第一台现代数控铣床。

随着计算机和制造技术的快速发展，CNC 铣削技术每年都在不断发展和寻找新的应用。在包括“智能”技术的繁荣和 COVID-19 大流行（及其对消费者行为的持续影响）在内的破坏中，制造商越来越多地寻求在降低成本的同时提高生产力和灵活性的方法。

这一挑战需要广泛采用新技术，其中一些技术可能会在来年在整个行业中占据一席之地。这五个趋势即将出现——几乎肯定会塑造 2021 年 CNC 加工的方向。

1。更多轴可节省更多成本

传统的数控机床具有三个轴的线性运动。虽然现在许多机器都包含移动床身，但 3 轴铣削中心在刀具本身移动时保持静止。通常，对于 3 轴机床，床身沿两个轴线性移动，而主轴沿第三个轴上下平移。 4 轴机器通过结合旋转轴实现更精细的切割。

通常，第四轴旋转装置安装在机床工作台上，零件安装在第四轴旋转装置的表面上。这使得 4 轴机器非常适合制造具有复杂几何形状的医疗设备和零件。

最后，5 轴机床代表了铣削能力的巅峰。这些机器能够进行微加工，并且能够以无与伦比的速度进行极其精细的切割。它们由三个线性轴和两个旋转自由度组成。虽然 4 轴和 5 轴 CNC 机床已经上市多年，但直到最近才为许多制造商提供了经济实惠的产品。

更重要的是，可以改装传统的 CNC 机器以包含更多轴；通过添加允许更大倾斜和旋转的耳轴，3 轴机器可以轻松变成 5 轴机器。这增加了机器的功能，允许以更少的设置进行更多的操作。

考虑到每个设置都需要额外的操作、材料、时间和潜在的错误，更少的设置直接转化为成本节约。同时，多轴机床的普及正在全面降低小型 CNC 机床的价格，使小型操作人员和爱好者更容易接触到铣削实践。

2。通用工具解决方案

用于将难以固定或可能容易变形的项目固定在适当位置的真空夹具或真空板传统上是为每个项目定制的。因此，它们的成本相当高，大多数制造团队倾向于避免使用它们，除非绝对必要。

然而，Pierson SmartVac 和 Blue Photon UV 工件夹持系统等通用底座的引入使得为多个操作定制配置单个零件成为可能。作为定制夹具的交钥匙替代方案，这些工具可以以以前成本的一小部分来制造某些零件。

Matrix Innovations 以通用软钳口的形式创造了一个类似的解决方案，它也可以定制并用于重复操作。真空工作台和可重复使用的软钳口共同使完成复杂的 CNC 加工项目变得更加经济实惠。

3。增加使用机器人技术

虽然机器人长期以来一直用于 CNC 加工，但直到最近，协作机器人或“cobots”才得到广泛采用。与工业机器人不同，协作机器人旨在与人类工人密切合作。它们被编程为直观地工作，甚至可以通过手动运动来教授它们的预期操作。

由于机器人视觉系统的进步，协作机器人的采用正在迅速加速。就像特斯拉汽车具有可以识别汽车和行人的视觉系统一样，视觉系统可以连接到协作机器人上，教它在机械车间中查看、识别、挑选和放置零件。

由于这些机器人的编程和培训需求极少，因此它们用途广泛，很少需要预先投入大量时间。预计这项技术将有助于提高工人的工作效率，同时通过减少人为错误的可能性来降低长期成本。此外，随着机器学习能力越来越多地内置于机器人系统中，一些专家预测，在不久的将来，协作机器人将成为更有效的工作场所协作者。

4。劳动力培训的进步

设备制造商越来越多地将 3D CAD 查看器安装到他们的标准机器平台中。此屏幕充当操作设置和进展的主要视觉指南，甚至可以配置为包含故障排除视频。

该软件在 CNC 加工设备中的集成将帮助制造商不仅改善劳动力培训，而且提高现有员工的效率和效率。更重要的是，虽然这项技术的前期成本很高，但从长远来看，它可能会通过减少操作员错误来增加成本节约。

5。 CAD/CAM 软件的进步

在过去的 5 到 10 年里，CAD/CAM 变得越来越大众化。该软件曾经非常昂贵，现在不仅价格更实惠，而且更易于访问、直观、用户友好且功能强大。这款升级后的 CAD/CAM 软件可提高效率和准确性 - 以及更具创新性的工作流程。

此外，CAD/CAM 软件提供与机器平台、基于模型的定义 (MBD) 软件、3D 查看系统等的无数集成。这些集成减少了用户出错的机会并增加了 CAD/CAM 软件的可访问性。

CNC 加工的未来

CNC 加工的这些发展有望在 2021 年及以后使该技术更容易获得和更可靠。更重要的是，随着这些趋势使快速完成定制项目变得更容易、成本更低，CNC 加工将提供比以往更大的敏捷性——这是一个关键的竞争优势，因为不断增长的消费者期望推动了按需制造的兴起。

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