Avete mai dumandatu ciò chì succede dopu à appughjà u buttone "Cycle Start"? Quandu appughjà u buttone verde "CICLE START" nantu à u pannellu di uperazione, a machina si mette in muvimentu secondu u prugramma. Tuttu u prucessu pare "magicu" - ma daretu hè un sistema assai rigurosu di cullaburazione: un cumpunente leghje u prugramma, un altru cunvertisce l'istruzzioni in segnali elettrici, un altru conduce u mutore per rotà, un altru detecta continuamente feedback di pusizione, è un altru cuntrolla u cambiamentu di refrigerante è di l'uttellu ...
Questi "certi cumpunenti" sò i cinque sistemi core di macchine utensili CNC. Capisce sti cinqui sistemi ùn hè micca solu per suddisfà a curiosità - quandu a machina si rompe, pudete ghjudicà apprussimatamente quale ligame hè u prublema; quandu amparate una cunniscenza più profonda, avete un quadru chjaru per capiscenu u novu cuntenutu.
Sistema 1: Dispositivu CNC (CNC Controller) - U "Cervellu" di a Machine Tool
(Fonte di l'imaghjini: Siemens) U dispositivu CNC hè u core di tutta a macchina utensile, chì hè ciò chì spessu chjamemu "sistema CNC" o controller CNC. U so prucessu di travagliu hè u seguente:
Lettura di u prugramma: Leghjite u prugramma NC da memoria, carta CF o interfaccia di rete
Decoding: "Traduce" instructions cum'è G-code è M-code in dati chì u sistema pò prucessu internu
Càlculu di l'interpolazione: secondu l'istruzzioni di u muvimentu, calculate quantu deve muvimenti ogni assi in ogni unità di tempu (questu hè u calculu più core - decompone "da u puntu A à u puntu B" in innumerevoli passi minuscoli)
Issuing instructions control: Mandate a quantità di muvimentu di ogni assi à u sistema servo in forma di signali elettrici
Funzioni ausiliarii di coordinazione: Funzioni di cuntrollu M-code cum'è a velocità di u spindle, u cambiamentu di l'arnesi è u refrigerante
U dispusitivu CNC ùn solu eseguisce passivamente u prugramma, ma riceve ancu feedback di pusizione in tempu reale da ogni assi è corregge e deviazioni di u muvimentu in ogni mumentu. U pannellu di operazione è a schermu di visualizazione chì vede di solitu nantu à a machina strumentu sò l'interfaccia di interazione umanu-computer di u dispositivu CNC - inserite i prugrammi, mudificà i parametri è verificate e coordenate in tutta questa interfaccia per cumunicà cù u dispositivu CNC.
Sistema 2: Servo System - I "Musculi" di a Machine Tool
U dispusitivu CNC emette una struzzione di "X-axis moves 0.001mm", ma sta struzzione deve esse cunvertita in un veru muvimentu meccanicu da u servosistema. (Fonte di l'imaghjini: FANUC)
U servosistema hè custituitu di dui parti:
Servo Drive: Riceve u segnu di cuntrollu mandatu da u dispositivu CNC, l'amplifica, è u cunvertisce in energia elettrica per guidà u mutore. Hè equivalente à un "amplificatore di putenza" di precisione.
Servo Motor: Cunverte l'energia elettrica in un muvimentu di rotazione meccanica. A diferenza trà un servomotore è un mutore ordinariu hè chì u servomotore hà un codificatore di pusizioni integratu, chì pò cuntrullà precisamente l'angolo di rotazione, è a so velocità di risposta hè estremamente rapida - pò inizià, firmà o cambià a velocità in millisecondi.
L'utensili di macchine CNC sò generalmente parechji setti di servosistemi:
Un servo d'alimentazione per ognuna di l'assi X, l'assi Y è l'assi Z: Cuntrolla u muvimentu di l'utillita è a tavola di travagliu
Spindle servo: Controlla a velocità di rotazione di u spindle (utensile)
L'enfasi di u servo di spindle è di u servo d'alimentazione hè un pocu sfarente: u servo di l'alimentu persegue a precisione di a pusizione (a quantità di muvimentu deve esse precisa), è u servo di spindle persegue a stabilità di a velocità (a velocità deve esse constante durante u tagliu, è ùn pò micca fluttuà per via di cambiamenti di forza di taglio). Per l'utensili di a machina à cinque assi, ci sò dui setti supplementari di servosistemi per cuntrullà l'assi di rotazione (assi A / B / C), è pò esse da 5 à 6 setti di servo chì travaglianu à u stessu tempu.
Sistema 3: Corpu Meccanicu Machine Tool - Scheletru è Articuli
U servomotore genera un muvimentu di rotazione, ma a macchina esegue un muvimentu lineale è u posizionamentu rotazionale di l'utillita. Hè necessariu di cunvertisce a rotazione di u mutore in u muvimentu precisu di diverse parti di a macchina, chì si basa in u corpu meccanicu. I cumpunenti core di u corpu meccanicu:
Bed / Frame: A struttura di basa di a macchina arnesi, generalmente fatta di ghisa o di piastra d'acciaio saldata. Un bonu lettu hà una alta rigidità è una bona resistenza à a vibrazione, chì hè a premessa per assicurà a precisione di trasfurmazioni. (Macchina ottica à duie linee è una dura à trè assi)
Linear Guide / Way: A "pista" chì guida a tavola di travagliu è a testa di u spindle per muvimenti in una direzzione specifica. I centri di machinazione muderni generalmente adoptanu guide di rulli lineari, chì anu un picculu attritu, alta precisione è risposta rapida. Macchine utensili d'alta precisione utilizanu guide idrostatiche cù attritu quasi zero.
Ball Screw: A parte core chì cunverte u muvimentu di rotazione di u servomotore in u muvimentu lineale di a tavola di travagliu. A vite a sfera trasmette a forza attraversu u rollu di sfere d'acciaio internu, cù un attritu estremamente chjucu, è pò ottene una precisione di pusizioni à livellu di micron.
Spindle: U cumpunente core chì clamps l'uttellu è gira à alta velocità. A precisione (runout) di u spindle affetta direttamente a precisione di trasfurmazioni, è a velocità massima di u spindle determina a velocità à quale pudete processà. I spindles d'alta velocità ponu ghjunghje à 40 000 rpm o ancu più altu. (Fonte di l'imaghjini: Luoyi)
Sistema 4: Sistema di Rilevazione è Feedback - L'Occhi di Controlu di Loop Closed
Questu hè un sistema assai criticu chì parechji principianti ùn sanu micca assai. U sistema CNC dice à u servomotore per "rotà 10 giri", ma cumu si sà chì u mutore hà veramente giratu esattamente 10 giri? L'uttellu hà veramente spustatu a distanza chì avete dumandatu? Si basa nantu à u sistema di rilevazione è feedback, chì a so funzione hè di misurà a pusizione attuale in tempu reale è di rinvià à u dispusitivu CNC, chì permette à u sistema di correggerà automaticamente a deviazione secondu l'errore.
Stu ciclu di "emissione d'istruzzioni → esecuzione → rilevazione di valori attuali → paragunà deviazioni → correzione di istruzzioni" hè chjamatu cuntrollu di ciclu chjusu, chì hè u mecanismu core per assicurà a precisione CNC.
Ci hè dui tipi di cumpunenti di rilevazione cumunimenti usati:
Codificatore Rotary: Installatu nantu à l'arbre di u servomotore per detectà l'angolo di rotazione di u mutore. Siccomu rileva l'estremità di u mutore piuttostu chè l'estremità di a tavola di travagliu, ci sò sempre errori, cum'è a deformazione elastica di a vite, chì appartene à u cuntrollu di ciclu semi-chiusu. A maiò parte di i centri di machining adoptenu stu schema, è a precisione di pusizioni hè di solitu ± 0,005 ~ 0,01 mm.
Scala Linear: Installata direttamente accantu à u rail di guida di a macchina per misurà u spostamentu lineale attuale di a tavola di travagliu. Perchè misura direttamente a pusizione di a tavola di travagliu, elimina l'errori in i ligami di trasmissione, cum'è a vite di bola, chì appartene à u cuntrollu di ciclu chjusu cumpletu cù una precisione più altu (finu à ± 0,001 mm). Macchine utensili d'alta precisione è macchine utensili di precisione cinque assi sò generalmente dotate di scale lineari. (scala linéaire RENISHAW)
Sistema 5: Sistema di Funzioni Ausiliarii - Abilitazione di a Machine Tool à "Travaglià"
I primi quattru sistemi inseme assicuranu chì l'uttellu pò spustà precisamente. Ma per compie veramente u prucessu, una seria di funzioni ausiliarii sò necessarii:
Automatic Tool Changer (ATC): Una di e caratteristiche più impurtanti di i centri di machining. A rivista di l'uttellu guarda parechje arnesi, è u manipulatore cumpleta automaticamente u prucessu tutale durante u cambiamentu di l'uttellu, di solitu piglià solu uni pochi seconde. A capacità di a rivista d'arnesi varieghja da 8 à più di 100 arnesi.
Sistema di Raffreddamentu: Un saccu di calore hè generatu trà l'uttellu è a pezza durante u processu. U refrigerante hè rispunsevuli di rinfriscà, lubricating è a rimozione di chip. I metudi cumuni includenu u rinfrescante di spray esternu, u rinfrescante internu (spraying direttamente à l'area di taglio attraversu u spindle è u foru di u centru di l'arnesi), etc.
Sistema Pneumaticu / Idraulicu: Adupratu per l'azzioni chì necessitanu una grande forza cum'è a serratura di pezzi di travagliu, l'azzioni di cambiamentu di l'utensili, è a liberazione di l'arnesi di u fustu.
PLC (Controller Logic Programme): U dispusitivu CNC gestisce solu u cuntrollu di u muvimentu, mentre chì un gran numaru di cuntrolli di quantità di switch nantu à a macchina utensile (cambiamentu d'utensili, interruttore di refrigerante, interlock di porta protettiva, etc.) sò gestiti da u PLC integratu. U PLC è u dispositivu CNC cooperanu per furmà un sistema cumpletu di cuntrollu di a macchina.
Flussu di signale di i Cinque Sistemi Core (Capisce in un sguardu)
U prucessu di travagliu di tuttu u sistema pò esse capitu cù una catena di signali: questu hè tuttu ciò chì succede dopu à "pressing the cycle start", un prucessu precisu di cuntrollu di ciclu chjusu chì si ripete millaie di volte per seconda.
Introduzione à e marche di sistemi CNC mainstream
Dopu avè capitu u rolu di u dispositivu CNC, cunniscenu e marche principali di u mercatu:
FANUC: Una marca giapponese cù a più grande quota di mercatu globale è un tassu d'occupazione estremamente altu in fabbriche domestiche. U sistema hè stabile è affidabile, cù un ecosistema tecnicu cumpletu, facendu a prima scelta per l'apprendimentu di livellu di ingressu (l'esempii di operazione sussegwente in questa serie si focalizeghjanu principalmente in FANUC).
Siemens SINUMERIK: Una marca tedesca, a cunfigurazione mainstream di e macchine utensili in stile europeu. SINUMERIK ONE hè un sistema di installazione high-end di macchine utensili cù funzioni putenti è supportu perfettu di cinque assi, ma a curva di apprendimentu hè ripida. Hè largamente utilizatu in i campi domestici di l'automobile è aerospaziale.
Heidenhain TNC: Una marca tedesca cuncentrata in centri di fresatura, cù u supportu di funzioni di cinque assi più raffinati, è una alta reputazione in i campi aerospaziali è di precisione.
I marchi domestici anu sviluppatu rapidamente in l'ultimi anni, è i rapprisentanti principali sò i seguenti:
| Marca | Cumpagnia affiliata | Vantaghji principali | Posizionamentu di u mercatu | Supportu à cinque assi |
| Huazhong Type 9 | Huazhong CNC | CPU domestica, indipendente è cuntrullabile | Mid-to-bassu, sustituzione domestica | Generale |
| GSK | Guangzhou CNC | Vantaghju di prezzu, facilità di supportu cumpletu | Macchine utensili economiche | Generale |
| Kede GNC62 | Kede CNC | Linkage à cinque assi è trasfurmazioni cumposti turn-mill | Mercatu mid-high-end | Bonu |
| Syntec | Tecnulugia Syntec | Forte cumpatibilità CAM, interfaccia user-friendly | Mid-end, a crescita più veloce in u campu di cinque assi | Bonu |
Focus Speciale: Sistema Syntec - A Forza Principale di Cinque Assi Domestici
Trà parechji sistemi CNC domestici, Syntec hà realizatu particularmente prominente in u campu di trasfurmazioni di cinque assi in l'ultimi anni è hè diventatu unu di i sistemi cù a più alta rata di installazione di macchine utensili domestiche di cinque assi.
I vantaghji principali di Syntec sò: cumpatibilità di u software CAM estremamente forte, chì sustene l'output post-processing di quasi tutti i software CAM mainstream; G-code hè basamente cumpatibile cù i sistemi CNC FANUC, l'interfaccia di operazione hè amichevule per i principianti, è u costu di l'apprendimentu hè più bassu di quelli di i sistemi tradiziunali europei è americani; à u listessu tempu, eseguisce stabile in e funzioni chjave cum'è RTCP à cinque assi è u cuntrollu di l'assi di l'arnesi, chì hè un mutivu impurtante per quessa chì un gran numaru di fabricatori di machini à cinque assi sceglie Syntec cum'è u sistema di cunfigurazione standard.
Sè vo o a vostra cumpagnia hè di prughjettanu à cumprà un strumentu domesticu di cinque assi, o vulete capisce u statutu di sviluppu di i sistemi domestici, pudete attentu à u sistema Syntec, chì hà ancu abbundante risorse di apprendimentu in linea. In i successivi dimustrazioni di u funziunamentu praticu di sta serie, avemu da cunsiderà ancu aghjunghje esempi di operazione di u sistema Syntec.
Riassuntu di stu articulu
· Dispositivu CNC: U cervellu, chì leghje i prugrammi, esegue calculi d'interpolazione è emette struzzioni di muvimentu
· Servo System: I musculi, chì guidanu u muvimentu precisu di ogni mutore di l'assi
· Corpu Mecànicu: U scheletru, cumpresu u lettu, u rail di guida, a vite di bola è u spindle
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