Wat is machinewerktuigontwerp?
Het ontwerp van werktuigmachines omvat het ontwerp, de bouw en de constructie van werktuigmachines die voor verschillende industriële doeleinden worden gebruikt. Soorten machinegereedschappen die veel worden gebruikt in de hedendaagse industrie zijn onder meer draaibanken, boormachines en freesmachines, evenals overdrachts-, slijp- en hoonmachines. Elk ontwerp van werktuigmachines moet rekening houden met de belasting die de machine moet verwerken, wie de werktuigmachine gaat gebruiken, en de spanningen op belangrijke componenten, evenals de stroomvereisten en hoeveel van zijn functie zal worden geautomatiseerd.
Op de belangrijkste aspecten van de verschillende soorten werktuigmachines moet de ontwerper van werktuigmachines zich concentreren. De eerste hiervan is het frame of chassis waarop het gereedschap is gebouwd. Het kan een gegoten, gefabriceerd of geconstrueerd frame zijn waarin alle motoren, tafels en bedieningselementen zijn ondergebracht die het gereedschap nodig heeft. Vaak zijn deze frames gemaakt van staal of gietijzer, maar een modern ontwerp voor machinegereedschappen kan ook een composiet kunststof raamwerk gebruiken. De belangrijkste functie van het frame is dat het bestand moet zijn tegen de effecten van langdurige trillingen, hitte en geluid om het gereedschap effectiever en betrouwbaarder te maken.
Andere componenten die vaak in het ontwerp van een werktuigmachine zijn opgenomen, zijn dia's en rails, dit zijn geleiders die beweging van tafels en spillen toestaan. Er zijn twee primaire vormen hiervoor. De glijbaan, of rail, is de standaard en het gemakkelijkst te bouwen, met een goede demping en schokbestendigheid, hoewel het vaak moeilijk te repareren en te vervangen is. Het ontwerp van de rolbaan omvat een lager tussen de schuif en de rail, waardoor het veelzijdiger en gemakkelijker te plaatsen is. Ontwerpen op rolbanen nemen echter meer vloeroppervlak in beslag en zijn vanwege hun toegenomen complexiteit meestal duurder om te bouwen.
Elektromotoren in het ontwerp van werktuigmachines zijn er in drie varianten. Spilmotoren komen het meest voor en worden aangedreven door een as. Voedingsmotoren geven stroom aan dia's die werktafels verplaatsen en worden vaak servomotoren genoemd. Lineaire motoren zorgen voor beweging in één lineaire richting via een rotor verbonden met de schuif en zijn meestal klein en licht van gewicht.
Het ontwerp van een werktuigmachine moet ook bedieningselementen hebben, die handmatig kunnen zijn of op verschillende microprocessors kunnen zijn gebaseerd, zoals de programmable logic controller (PLC). De software die met de PLC werkt, genereert een onderdeel van een werktuigmachine met behulp van computerondersteunde productieprogramma's (CAM) en computer numerieke besturingssoftware (CNC) om CAM uit te voeren en het gereedschap uit te voeren. Deze software bestuurt verwijderbare gereedschappen en bits gemaakt van gehard wolfraamcarbide die het brandpunt van het ontwerp van de machine zijn.
Verwacht wordt dat de markt voor werktuigmachines zal blijven groeien, waardoor een steeds groter wordende behoefte aan afgestudeerden voor werktuigmachines wordt gevoed. Geschat wordt dat het in 2015 een wereldwijde industrie van $ 80,7 miljard (USD) zal zijn, die landen in heel Europa en Azië bevoorraadt in sectoren zoals ruimtevaart, windopwekking en automotive. De Noord-Amerikaanse markt wordt als volwassen beschouwd, terwijl verouderende werktuigmachines voor snijden, slijpen, honen, evenals draaibanken, freesmachines en meer zullen worden vervangen door nieuwere modellen waar elders veel vraag naar is.