Het jy al ooit gewonder wat gebeur nadat jy die "Cycle Start"-knoppie gedruk het? Wanneer jy die groen "CYCLE START"-knoppie op die bedieningspaneel druk, begin die masjiengereedskap volgens die program beweeg. Die hele proses lyk "magies" - maar daaragter is 'n baie streng stelsel wat saamwerk: een komponent lees die program, 'n ander skakel instruksies om in elektriese seine, 'n ander dryf die motor aan om te draai, 'n ander bespeur voortdurend posisieterugvoer, en 'n ander beheer die koelmiddel en gereedskapverandering ...
Hierdie "sekere komponente" is die vyf kernstelsels van CNC-masjiengereedskap. Om hierdie vyf stelsels te verstaan, is nie net om nuuskierigheid te bevredig nie - wanneer die masjiengereedskap onklaar raak, kan jy rofweg oordeel in watter skakel die probleem is; wanneer jy dieper kennis aanleer, sal jy 'n duidelike raamwerk hê om nuwe inhoud te verstaan.
Stelsel 1: CNC-toestel (CNC-beheerder) - Die "brein" van die masjiengereedskap
(Beeldbron: Siemens) Die CNC-toestel is die kern van die hele masjiengereedskap, wat ons dikwels die "CNC-stelsel" of CNC-beheerder noem. Die werksproses daarvan is soos volg:
Lees die program: Lees die NC-program vanaf die geheue, CF-kaart of netwerkkoppelvlak
Dekodering: “Vertaal” instruksies soos G-kode en M-kode in data wat die stelsel intern kan verwerk
Interpolasieberekening: Bereken volgens die bewegingsinstruksies hoeveel elke as in elke tydseenheid moet beweeg (dit is die mees kernberekening - ontbind "van punt A tot punt B" in ontelbare klein stappe)
Uitreiking van beheerinstruksies: Stuur die bewegingshoeveelheid van elke as na die servostelsel in die vorm van elektriese seine
Koördinering van hulpfunksies: Beheer M-kode funksies soos spilspoed, gereedskapverandering en koelmiddel
Die CNC-toestel voer nie net die program passief uit nie, maar ontvang ook intydse posisieterugvoer vanaf elke as en korrigeer bewegingsafwykings te eniger tyd. Die bedieningspaneel en vertoonskerm wat jy gewoonlik op die masjiengereedskap sien, is die mens-rekenaar-interaksie-koppelvlak van die CNC-toestel - jy voer programme in, verander parameters en kontroleer koördinate deur hierdie koppelvlak om met die CNC-toestel te kommunikeer.
Stelsel 2: Servo-stelsel - Die "spiere" van die masjiengereedskap
Die CNC-toestel gee 'n instruksie van "X-as beweeg 0.001mm", maar hierdie instruksie moet deur die servostelsel in werklike meganiese beweging omgeskakel word. (Beeldbron: FANUC)
Die servostelsel bestaan uit twee dele:
Servo Drive: Ontvang die beheersein wat deur die CNC-toestel gestuur word, versterk dit en skakel dit om in elektriese krag om die motor aan te dryf. Dit is gelykstaande aan 'n presisie "kragversterker".
Servomotor: Skakel elektriese energie om in meganiese rotasiebeweging. Die verskil tussen 'n servomotor en 'n gewone motor is dat die servomotor 'n ingeboude posisie-enkodeerder het, wat die rotasiehoek presies kan beheer, en sy reaksiespoed is uiters vinnig — dit kan in millisekondes begin, stop of spoed verander.
CNC-masjiengereedskap het gewoonlik verskeie stelle servostelsels:
Een voerservo vir elk van die X-as, Y-as en Z-as: Beheer die beweging van die gereedskap en werktafel
Spil servo: Beheer die rotasiespoed van die spil (gereedskap)
Die fokus van die spilservo en voerservo is effens anders: die voerservo streef na posisieakkuraatheid (die bewegingshoeveelheid moet presies wees), en die spilservo streef na spoedstabiliteit (die spoed moet konstant wees tydens sny, en kan nie wissel as gevolg van veranderinge in snykrag nie). Vir vyf-assige masjiengereedskap is daar twee bykomende stelle servostelsels om die rotasie-asse te beheer (A/B/C-asse), en daar kan 5 tot 6 stelle servo's op dieselfde tyd werk.
Stelsel 3: Masjiengereedskap Meganiese liggaam — Skelet en gewrigte
Die servomotor genereer rotasiebeweging, maar die masjiengereedskap voer lineêre beweging en rotasieposisionering van die gereedskap uit. Dit is nodig om die motorrotasie om te skakel in presiese beweging van verskillende dele van die masjiengereedskap, wat op die meganiese liggaam staatmaak. Die kernkomponente van die meganiese liggaam:
Bed / Raam: Die basiese struktuur van die masjiengereedskap, gewoonlik gemaak van gietyster of gelaste staalplaat. ’n Goeie bed het hoë styfheid en goeie vibrasieweerstand, wat die uitgangspunt is om verwerkingsakkuraatheid te verseker. (Twee-lyn en een-harde drie-as optiese masjien)
Lineêre gids / Manier: Die "spoor" wat die werktafel en spilkop lei om in 'n spesifieke rigting te beweeg. Moderne bewerkingsentrums neem gewoonlik lineêre rolgeleiders aan, wat klein wrywing, hoë akkuraatheid en vinnige reaksie het. Hoë-presisie masjiengereedskap sal hidrostatiese gidse met amper geen wrywing gebruik nie.
Balskroef: Die kerndeel wat die rotasiebeweging van die servomotor omskakel in die lineêre beweging van die werktafel. Die balskroef dra krag oor deur die rol van interne staalballe, met uiters klein wrywing, en kan mikronvlak-posisioneringsakkuraatheid bereik.
Spil: Die kernkomponent wat die gereedskap vasklem en teen hoë spoed roteer. Die akkuraatheid (uitloop) van die spil beïnvloed die verwerkingsakkuraatheid direk, en die maksimum spoed van die spil bepaal die spoed waarteen jy kan verwerk. Hoëspoed-spille kan 40 000 rpm of selfs hoër bereik. (Beeldbron: Luoyi)
Stelsel 4: Opsporing en terugvoerstelsel — Die oë van geslote lusbeheer
Dit is 'n baie kritieke stelsel waarvan baie beginners nie veel weet nie. Die CNC-stelsel sê vir die servomotor om "10 draaie te draai", maar hoe weet dit dat die motor eintlik presies 10 draaie gedraai het? Het die instrument werklik die afstand beweeg wat jy versoek het? Dit maak staat op die opsporing- en terugvoerstelsel, wie se funksie is om die werklike posisie in reële tyd te meet en dit terug te voer na die CNC-toestel, sodat die stelsel outomaties die afwyking volgens die fout regstel.
Hierdie siklus van "uitreik instruksies → uitvoer → bespeur werklike waardes → vergelyk afwykings → regstelling van instruksies" word geslotelusbeheer genoem, wat die kernmeganisme is om CNC-akkuraatheid te verseker.
Daar is twee tipes algemeen gebruikte opsporingskomponente:
Roterende Encoder: Geïnstalleer op die servomotoras om die motorrotasiehoek op te spoor. Aangesien dit die motorkant eerder as die werktafelkant bespeur, is daar steeds foute soos skroef-elastiese vervorming, wat aan semi-geslote-lusbeheer behoort. Die meeste bewerkingsentrums neem hierdie skema aan, en die posisioneringsakkuraatheid is gewoonlik ± 0,005 ~ 0,01 mm.
Lineêre skaal: direk langs die masjiengereedskapgeleidingsrail geïnstalleer om die werklike lineêre verplasing van die werktafel te meet. Omdat dit die posisie van die werktafel direk meet, elimineer dit foute in transmissieskakels soos die balskroef, wat aan volgeslote lusbeheer behoort met hoër akkuraatheid (tot ±0.001 mm). Hoë-presisie masjiengereedskap en presisie vyf-as masjiengereedskap is oor die algemeen toegerus met lineêre skale. (RENISHAW lineêre skaal)
Stelsel 5: Hulpfunksiestelsel - Stel die masjiengereedskap in staat om te "werk"
Die eerste vier stelsels saam verseker dat die werktuig presies kan beweeg. Maar om die verwerking werklik te voltooi, is 'n reeks hulpfunksies nodig:
Outomatiese gereedskapwisselaar (ATC): Een van die belangrikste kenmerke van bewerkingsentrums. Die gereedskapmagasyn stoor verskeie gereedskap, en die manipuleerder voltooi outomaties die hele proses tydens gereedskapverandering, gewoonlik net 'n paar sekondes. Die kapasiteit van die gereedskapmagasyn wissel van 8 tot meer as 100 gereedskap.
Verkoelingstelsel: Baie hitte word gegenereer tussen die werktuig en die werkstuk tydens verwerking. Die koelmiddel is verantwoordelik vir verkoeling, smeer en spaanderverwydering. Algemene metodes sluit in eksterne spuitverkoeling, interne verkoeling (bespuiting direk na die snyarea deur die spil en gereedskapmiddelgat), ens.
Pneumatiese/hidrouliese stelsel: Word gebruik vir aksies wat groot krag vereis, soos om werkstukke vas te klem, gereedskapveranderingsaksies en spilwerktuigvrystelling.
PLC (Programmeerbare Logika Beheerder): Die CNC-toestel bestuur slegs bewegingsbeheer, terwyl 'n groot aantal skakelaarhoeveelheidskontroles op die masjiengereedskap (gereedskapverandering, koelmiddelskakelaar, beskermende deurvergrendeling, ens.) deur die ingeboude PLC hanteer word. Die PLC en die CNC-toestel werk saam om 'n volledige masjiengereedskapbeheerstelsel te vorm.
Seinvloei van die vyf kernstelsels (verstaan in 'n oogopslag)
Die werkproses van die hele stelsel kan met 'n seinketting verstaan word: dit is alles wat gebeur nadat "die siklusbegin gedruk is", 'n presiese geslotelusbeheerproses wat duisende kere per sekonde herhaal.
Inleiding tot hoofstroom CNC-stelselhandelsmerke
Nadat ons die rol van die CNC-toestel verstaan het, laat ons die belangrikste handelsmerke op die mark leer ken:
FANUC: ’n Japannese handelsmerk met die grootste globale markaandeel en uiters hoë besettingsyfer in huishoudelike fabrieke. Die stelsel is stabiel en betroubaar, met 'n volledige tegniese ekosisteem, wat dit die eerste keuse maak vir intreevlakleer (die daaropvolgende operasievoorbeelde in hierdie reeks sal hoofsaaklik op FANUC fokus).
Siemens SINUMERIK: 'n Duitse handelsmerk, die hoofstroomkonfigurasie van masjiengereedskap in Europese styl. SINUMERIK ONE is 'n hoë-end masjien gereedskap installasie stelsel met kragtige funksies en perfekte vyf-as ondersteuning, maar die leerkurwe is steil. Dit word wyd gebruik in huishoudelike motor- en lugvaartvelde.
Heidenhain TNC: 'n Duitse handelsmerk wat fokus op freesbewerkingsentrums, met die mees verfynde vyf-as-funksieondersteuning, en 'n hoë reputasie in die lugvaart- en presisievormvelde.
Binnelandse handelsmerke het die afgelope paar jaar vinnig ontwikkel, en die belangrikste verteenwoordigers is soos volg:
| Handelsmerk | Geaffilieerde Maatskappy | Belangrikste voordele | Markposisionering | Vyf-assige ondersteuning |
| Huazhong tipe 9 | Huazhong CNC | Binnelandse SVE, onafhanklik en beheerbaar | Middel-tot-lae punt, huishoudelike vervanging | Algemeen |
| GSK | Guangzhou CNC | Prysvoordeel, volledige ondersteunende fasiliteite | Ekonomiese masjiengereedskap | Algemeen |
| Kede GNC62 | Kede CNC | Vyf-as koppeling en draai-meul saamgestelde verwerking | Middel tot hoë eindmark | Goed |
| Sintek | Syntec Tegnologie | Sterk CAM-versoenbaarheid, gebruikersvriendelike koppelvlak | Middelpunt, vinnigste groeiende in die vyf-as veld | Goed |
Spesiale fokus: Sintekstelsel — Die hoofkrag van binnelandse vyf-as
Onder baie huishoudelike CNC-stelsels het Syntec die afgelope paar jaar besonder prominent in die vyf-as-verwerkingsveld gevaar en het een van die stelsels geword met die hoogste installasietempo van huishoudelike vyf-as-masjiengereedskap.
Die kernvoordele van Syntec is: uiters sterk CAM-sagtewareversoenbaarheid, wat die na-verwerkingsuitset van byna alle hoofstroom CAM-sagteware ondersteun; G-kode is basies versoenbaar met FANUC CNC-stelsels, die operasie-koppelvlak is gebruikersvriendelik vir beginners, en die leerkoste is laer as dié van tradisionele Europese en Amerikaanse stelsels; terselfdertyd presteer dit stabiel in sleutelfunksies soos vyf-as RTCP en gereedskap-asbeheer, wat 'n belangrike rede is waarom 'n groot aantal vyf-as masjiengereedskapvervaardigers Syntec as die standaardkonfigurasiestelsel kies.
As jy of jou maatskappy van plan is om 'n binnelandse vyf-assige masjiengereedskap te koop, of die ontwikkelingstatus van huishoudelike stelsels wil verstaan, kan jy aandag gee aan die Syntec-stelsel, wat ook oorvloedige leerhulpbronne aanlyn het. In die daaropvolgende praktiese bewerkingsdemonstrasies van hierdie reeks, sal ons ook oorweeg om bewerkingsvoorbeelde van die Syntec-stelsel by te voeg.
Opsomming van hierdie artikel
· CNC-toestel: Die brein, wat programme lees, interpolasieberekeninge uitvoer en bewegingsinstruksies uitreik
· Servosisteem: Die spiere wat die presiese beweging van elke asmotor aandryf
· Meganiese liggaam: Die skelet, insluitend bed, geleiderail, balskroef en spil
#CNCMachineTools #CNCCoreSystems #FANUCSiemens #FiveAxisMachining #SyntecSystem #CNCTechnology #CNCMachining
