NC
(Numerical Control, más néven CNC) diszkrét digitális információ felhasználására utal a mechanikus eszközök működésének vezérlésére, amelyet csak a kezelő maga programozhat.
CNC
CNC technológiai alkalmazások
A CNC technológia gyorsan fejlődött, ami nagymértékben javította a penészfeldolgozás termelékenységét. Közülük a gyorsabb CPU a CNC technológia fejlesztésének magja. A CPU fejlesztése nem csak a számítási sebesség javítását jelenti, hanem maga a sebesség is magában foglalja a CNC technológia egyéb aspektusainak javítását. Éppen azért, mert a CNC technológia az elmúlt években olyan nagy változásokon ment keresztül, érdemes áttekinteni a CNC technológia jelenlegi alkalmazását a szerszámgyártó iparban.
A blokkfeldolgozási idő és az egyéb CNC-teljesítmény jelentősen javult a CPU-feldolgozási sebesség növekedésének köszönhetően, valamint a CNC-gyártók nagy sebességű CPU-kat{0}}alkalmaznak a magasan integrált CNC-rendszerekben. A gyorsabb és érzékenyebb rendszerek nem csupán nagyobb programfeldolgozási sebességet érnek el. Valójában egy olyan rendszer, amely viszonylag nagy sebességgel képes feldolgozni az alkatrész-feldolgozó programokat, működés közben is olyan lehet, mint egy alacsony-sebességű feldolgozó rendszer, mert még egy teljesen működőképes CNC-rendszernek is vannak olyan potenciális problémái, amelyek a feldolgozási sebességet korlátozó szűk keresztmetszetekké válhatnak. A legtöbb öntőműhely ma már felismeri, hogy a nagy sebességű{5}}megmunkálás nem csak rövid feldolgozási időt igényel. A helyzet sok szempontból hasonlít egy versenyautó vezetéséhez. A leggyorsabb autó nyeri a versenyt? Még egy hétköznapi versenyfigyelő is tudja, hogy a sebességen kívül sok más tényező is befolyásolja a verseny kimenetelét. Először is fontos, hogy a pilóta ismerje a pályát: tudnia kell, hol vannak az éles kanyarok, hogy megfelelően lelassíthasson, és biztonságosan és hatékonyan tudjon haladni a kanyarokban. A nagy előtolási sebességű öntőformák megmunkálása során a CNC függőben lévő pályafigyelő technológiája előre tájékozódhat az éles ívek előfordulásáról, ami hasonló szerepet tölt be. Hasonlóképpen, a vezető érzékenysége a többi meghajtó tevékenységére és a bizonytalan tényezőkre hasonló a CNC szervo-visszacsatolásainak számához. A CNC szervo-visszacsatolása főként helyzet-, sebesség- és áram-visszacsatolást foglal magában. Amikor a pilóta körbehajt a pályán, a cselekvés következetessége, hogy ügyesen tud-e fékezni és gyorsítani stb., nagyon fontos hatással van a pilóta -helyszíni teljesítményére. Hasonlóképpen, a CNC-rendszerben a harang alakú gyorsítás/lassítás és a feldolgozandó útvonal figyelése lassú gyorsítást/lassítást használ a hirtelen sebességváltozások helyett, hogy biztosítsa a szerszámgép egyenletes gyorsulását.
Ezen kívül más hasonlóságok is vannak a versenyautók és a CNC rendszerek között. A versenyautó motorjának teljesítménye hasonló a CNC hajtóegységéhez és motorjához, a versenyautó tömege a szerszámgép mozgó alkatrészeinek tömegéhez hasonlítható, a versenyautó merevsége és szilárdsága pedig egy szerszámgép erejéhez és merevségéhez. A CNC azon képessége, hogy kijavítsa az adott útvonalhibákat, nagyon hasonló ahhoz, hogy a vezető képes irányítani az autót a sávon belül.
Egy másik hasonlóság a jelenlegi CNC-kkel, hogy a nem a leggyorsabb versenyautókhoz gyakran jól{0}}alakított pilótákra van szükség. Korábban csak a csúcskategóriás-CNC-k tudtak nagy megmunkálási pontosságot elérni nagy sebességű vágás közben. Napjainkban a közép-és alsó kategóriás-CNC-k funkciói is kielégítően képesek elvégezni a munkát. Bár a csúcskategóriás CNC-k a jelenleg elérhető legjobb teljesítményű-, az is lehetséges, hogy az Ön által használt alacsony kategóriás CNC-k megmunkálási jellemzői ugyanazok, mint az ugyanabban a termékskála{9}}cikkei. Régebben a formafeldolgozás maximális előtolási sebességét korlátozó tényező a CNC volt, ma a szerszámgép mechanikai szerkezete. Egy jobb CNC nem javítja a teljesítményt, ha a szerszámgép már a teljesítményhatáron van.
A CNC-rendszerek jellemzői
Íme néhány alapvető CNC-funkció, amelyet jelenleg a formafeldolgozásban használnak:
1. Görbék és felületek nem-egyenletes racionális B-spline (NURBS) interpolációja
Ez a technológia egy görbe mentén interpolációt alkalmaz, ahelyett, hogy a görbét rövid egyenesekkel illesztené. Ennek a technológiának az alkalmazása meglehetősen általánossá vált. Számos, a szerszámiparban jelenleg használt CAM szoftver lehetőséget biztosít alkatrészprogramok NURBS interpolációs formátumban történő előállítására. Ugyanakkor a nagy teljesítményű CNC-k öt-tengelyes interpolációs képességeket és kapcsolódó funkciókat is biztosítanak. Ezek a tulajdonságok javítják a felületkezelés minőségét, javítják a motor működésének simaságát, növelik a vágási sebességet és kisebbé teszik az alkatrész-megmunkáló programokat.
2. Kisebb utasítási egységek
A legtöbb CNC rendszer a mozgási és pozicionálási utasításokat nem kisebb, mint 1 mikronos egységekben továbbítja a szerszámgép orsójának. A CPU feldolgozási teljesítménynövekedésének teljes kihasználása után egyes CNC rendszerek minimális utasítási egysége elérheti az 1 nanométert (0,000001 mm). Az utasításegység 1000-szeres csökkentése után nagyobb megmunkálási pontosság érhető el, ami simábbá teheti a motor működését. A motor zökkenőmentes működése lehetővé teszi, hogy egyes szerszámgépek nagyobb gyorsulással működjenek anélkül, hogy növelnék az ágy vibrációját.
3. Haranggörbe gyorsulás/lassulás
Más néven S-görbe gyorsulás/lassítás vagy kúszásvezérlés. A lineáris gyorsításhoz képest ezzel a módszerrel a szerszámgépek jobb gyorsulási hatása érhető el. Összehasonlítva más gyorsítási módszerekkel, beleértve a lineáris és exponenciális módszereket, a haranggörbe módszerrel kisebb pozicionálási hibák érhetők el.
4. Feldolgozási pálya figyelése
Ezt a technológiát széles körben alkalmazzák, és számos teljesítménybeli különbséggel rendelkezik, amelyek megkülönböztetik az alacsony kategóriás vezérlőrendszerek működését- a csúcskategóriás vezérlőrendszerekétől. A CNC általában a megmunkálási pálya figyelését használja a program elő-feldolgozására a jobb gyorsítás/lassítás szabályozása érdekében. A megmunkálási pálya figyeléséhez szükséges programmondatok száma a különböző CNC-k teljesítményétől függően kettőtől százig terjed, ami elsősorban az alkatrészprogram minimális megmunkálási idejétől és a gyorsítás/lassulás időállandójától függ. Általánosságban elmondható, hogy a feldolgozási pályához legalább tizenöt blokk monitorozó program szükséges a feldolgozási követelmények teljesítéséhez.5. Digitális szervovezérlés A digitális szervorendszerek fejlődése olyan gyors, hogy a legtöbb szerszámgépgyártó ezt a rendszert választja a szerszámgépek szervovezérlő rendszereként. A rendszer használata után a CNC gyorsabban tudja vezérelni a szervorendszert, és pontosabbá válik a szerszámgépek CNC vezérlése. A digitális szervorendszer szerepe a következő: 1) Növekszik az áramhurok mintavételi sebessége, és az áramhurok szabályozásának javítása csökkenti a motor hőmérséklet-emelkedését. Ezáltal nemcsak a motor élettartama hosszabbítható meg, hanem a golyóscsavarnak átadott hő is csökkenthető, ezáltal javul a csavar pontossága. Ezenkívül a gyorsabb mintavételi sebesség növelheti a sebességhurok erősítését is, ami segít a szerszámgép általános teljesítményének javításában.2) Mivel sok új CNC nagy sebességű szekvenciákat használ a szervohurokhoz való csatlakozáshoz, a CNC több működési információt kaphat a motorról és a meghajtóeszközről a kommunikációs kapcsolaton keresztül. Ez javíthatja a szerszámgép karbantartási teljesítményét.3) A folyamatos pozíció-visszacsatolás nagy-precíziós feldolgozást tesz lehetővé nagy{17}}sebességű előtolásnál. A gyorsabb CNC-működési sebesség szűk keresztmetszetet ad a pozíció-visszacsatolás sebességének, amely korlátozza a szerszámgép működési sebességét. A hagyományos visszacsatolási módszernél a visszacsatolási sebességet a jel típusa korlátozza, mivel a CNC és az elektronikus berendezések külső jeladójának mintavételi sebessége változik. Soros visszajelzéssel ez a probléma jól megoldható lesz. Még akkor is precíz visszacsatolási pontosság érhető el, ha a szerszámgép nagyon nagy sebességgel jár.6. Lineáris motorok Az elmúlt években a lineáris motorok teljesítménye és népszerűsége jelentősen javult, ezért sok megmunkálóközpont alkalmazta ezt az eszközt. A Fanuc eddig legalább 1000 lineáris motort telepített. A GE Fanuc néhány fejlett technológiája lehetővé tette, hogy a szerszámgépeken a lineáris motorok maximális kimenő ereje 15 500 N, a maximális gyorsulás pedig 30 g legyen. Más fejlett technológiák alkalmazása csökkentette a szerszámgépek méretét, súlyát, és nagymértékben javította a hűtési hatékonyságot. Mindezek a technológiai fejlesztések a lineáris motorokat előnyösebbé teszik, mint a forgómotorok: nagyobb gyorsulás/lassulás; pontosabb pozicionálás szabályozás, nagyobb merevség; nagyobb megbízhatóság; belső dinamikus fékezés.Külső kiegészítő jellemzők: nyitott CNC rendszer A nyílt CNC rendszereket használó szerszámgépek nagyon gyorsan fejlődnek. A jelenleg elérhető kommunikációs rendszerek kommunikációs sebessége viszonylag nagy, ami sokféle nyitott CNC struktúrát eredményez. A legtöbb nyílt rendszer a szabványos PC nyitottságát a hagyományos CNC funkcionalitásával ötvözi. A legnagyobb előny az, hogy még ha a gép hardvere elavult is, a nyitott CNC lehetővé teszi, hogy a teljesítménye megváltozzon a jelenlegi technológiai és feldolgozási követelményeknek megfelelően. Más szoftverek segítségével a nyitott CNC-hez más funkciók is hozzáadhatók. Ezek a funkciók szorosan kapcsolódhatnak a formafeldolgozáshoz, vagy nem sok közük van a formafeldolgozáshoz. Az öntőműhelyben használt nyílt CNC rendszer általában a következő közös funkcióval rendelkezik: alacsony költségű hálózati kommunikáció; Ethernet; adaptív vezérlési funkció; interfész vonalkód-olvasók, szerszámok sorozatszám-olvasói és/vagy raklap-sorozatszámrendszerek csatlakoztatásához; nagyszámú alkatrészprogram mentésének és szerkesztésének lehetősége; a tárolt programvezérlő információk gyűjtése; fájlkezelési funkciók; CAD/CAM technológia integráció és műhelytervezés; közös működési felület.Az utolsó pont rendkívül fontos. Mivel az öntőforma-feldolgozásnál egyre nagyobb az igény a könnyen kezelhető CNC-kre. Ebben a koncepcióban az a legfontosabb, hogy a különböző CNC-k ugyanazzal a működési felülettel rendelkezzenek. Általánosságban elmondható, hogy a különböző szerszámgépek kezelőit külön kell képezni, mivel a különböző típusú szerszámgépek és a különböző gyártók által gyártott gépek eltérő CNC interfészt használnak. A nyílt CNC rendszerek lehetőséget adnak arra, hogy ugyanazt a CNC vezérlőfelületet használjuk az egész üzletben. Mostantól a géptulajdonosok megtervezhetik saját felületüket a CNC-működtetéshez, még akkor is, ha nem ismerik a C nyelvet. Ezenkívül a nyitott rendszerű vezérlők lehetővé teszik a gépek különböző működési beállításainak egyedi igény szerinti beállítását. Ez lehetővé teszi a kezelők, programozók és karbantartók számára, hogy igényeiknek megfelelően állítsák be. Használat közben csak a szükséges információk jelennek meg a képernyőn. Ezzel a megközelítéssel csökkenthető a szükségtelen oldalmegjelenítések száma, és megkönnyítheti a CNC működését. Öt-tengelyes megmunkálás Az öt-tengelyes megmunkálást egyre szélesebb körben alkalmazzák az összetett formák gyártási folyamatában. Öt-tengelyes megmunkálással csökkenthető az alkatrész megmunkálásához szükséges szerszámok és/vagy szerszámgépek száma, minimalizálható a megmunkálási folyamathoz szükséges berendezések száma, és a teljes megmunkálási idő. A CNC-funkciók egyre erősebbek, ami lehetővé teszi a CNC-gyártók számára, hogy több öt{56}}tengelyes funkciót kínáljanak. Az egykor csak a csúcskategóriás{58}}CNC-ken elérhető funkciókat most a középkategóriás termékekben is használják. Azok a gyártók, akik soha nem alkalmaztak öttengelyes megmunkálási technológiát, ezeknek a funkcióknak az alkalmazása megkönnyíti az öttengelyes megmunkálást. A jelenlegi CNC technológia öt-tengelyes megmunkálásra történő alkalmazása a következő előnyöket nyújtja az öt-tengelyes megmunkálásnak: Csökkenti a speciális szerszámok szükségességét; Lehetővé teszi a szerszámkorrekciók beállítását az alkatrészprogram befejezése után; Az univerzális programok tervezésének támogatása, hogy az utófeldolgozott{66}programok felcserélhetően használhatók legyenek a különböző szerszámgépek között; Javítsa a befejezés minőségét; Különböző szerkezetű szerszámgépekhez használható, így nem kell a programban megadni, hogy a középpont körül forog-e az orsó vagy a munkadarab. Mert ezt a CNC paraméterek fogják megoldani. Használhatjuk a gömbmarók kompenzációjának példáját annak szemléltetésére, hogy az öt-tengely miért különösen alkalmas a formafeldolgozásra. Amikor az alkatrész és a szerszám a központi tengely körül forog, a gömbmaró eltolásának pontos kompenzálása érdekében a CNC-nek képesnek kell lennie arra, hogy dinamikusan állítsa be a szerszámkorrekció mértékét X, Y és Z irányban. A szerszám érintkezési pontjának folytonosságának biztosítása elősegíti a simítás minőségének javítását. Ezen túlmenően az öt-tengelyű CNC használata a következőkben is megnyilvánul: a szerszám orsó körüli forgatásával kapcsolatos jellemzők, az alkatrész orsó körüli elforgatásával kapcsolatos jellemzők, valamint olyan jellemzők, amelyek lehetővé teszik a kezelő számára a szerszámvektor manuális megváltoztatását. Ha a szerszám középső tengelyét használja forgástengelyként, az eredeti szerszámhossz-eltolás a Z-tengely irányában három X, Y és Z irányú komponensekre lesz felosztva. Ezen kívül az eredeti szerszámátmérő-eltolás az X és Y-tengely irányában szintén három X, Y és Z irányú komponensekre van felosztva. Mivel a szerszámnak ezeket a tengelyeket a forgácsolási folyamat mentén el kell tolni, ezért minden tengelyt el kell tolni a forgácsolási folyamat mentén. dinamikusan frissítve, figyelembe véve a folyamatosan változó szerszámpozíciót. A CNC másik funkciója, az úgynevezett "szerszám középponti programozása", lehetővé teszi a programozóknak, hogy meghatározzák a szerszám útvonalát és középponti sebességét. A CNC biztosítja, hogy a szerszám a programnak megfelelően mozogjon a forgástengely és a lineáris tengely irányában adott parancsokkal. Ez a funkció lehetővé teszi, hogy a szerszám középpontja már nem változik a szerszámváltással, ami egyben azt is jelenti, hogy az öt-tengelyű megmunkálásnál a szerszámkorrekció közvetlenül megadható, mint a háromtengelyes megmunkálás, és a szerszámhossz változása ismét utólagos-programozással számolható el. A tengelynek az orsó forgatásával jellemző mozgása leegyszerűsíti a szerszámprogramozás utófeldolgozását. Ugyanezt a funkciót használva a szerszámgép a munkadarab központi tengelye körüli elforgatásával is képes forgó mozgást elérni. Az új CNC-k dinamikusan beállíthatják a rögzített eltolásokat és a forgó tengelyeket, hogy megfeleljenek az alkatrész mozgásának. A CNC-rendszerek akkor is fontos szerepet játszanak, amikor a kezelők kézzel lassítják a gépet. Az új CNC-rendszerek azt is lehetővé teszik, hogy a tengelyek lassan a szerszámvektor irányába húzzanak előtolást, és a szerszámcsúcs-vektor irányát változtatják a szerszámcsúcs pozíciójának megváltoztatása nélkül (lásd a fenti ábrát). Ezek a funkciók megkönnyítik a kezelők számára a jelenleg a szerszám- és szerszámiparban széles körben használt 3+2 programozási módszer alkalmazását öt-tengelyű gépek használatakor. Azonban ahogy fokozatosan kifejlesztik és elfogadják az új öttengelyes megmunkálási lehetőségeket, az igazi öttengelyes formázó- és sajtológépek egyre gyakoribbá válhatnak.
