Ĉu vi iam scivolis, kio okazas post premado de la butono "Cikla Komenco"? Kiam vi premas la verdan "CYCLE START" butonon sur la operacia panelo, la maŝinilo ekmoviĝas laŭ la programo. La tuta procezo ŝajnas "magia" - sed malantaŭ ĝi estas tre rigora sistemo kunlaboranta: unu komponanto legas la programon, alia konvertas instrukciojn en elektrajn signalojn, alia kondukas la motoron por turni, alia senĉese detektas pozicio-religon, kaj alia kontrolas la fridigan kaj ilan ŝanĝon...
Ĉi tiuj "certaj komponantoj" estas la kvin kernaj sistemoj de CNC-maŝinoj. Kompreni ĉi tiujn kvin sistemojn ne estas nur kontentigi scivolemon — kiam la maŝinilo rompiĝas, vi povas proksimume juĝi en kiu ligo estas la problemo; kiam vi lernos pli profundajn sciojn, vi havos klaran kadron por kompreni novan enhavon.
Sistemo 1: CNC-Aparato (CNC-Regilo) - La "Cerbo" de la Maŝina Ilo
(Bildofonto: Siemens) La CNC-aparato estas la kerno de la tuta maŝinilo, kio estas tio, kion ni ofte nomas la "CNC-sistemo" aŭ CNC-regilo. Ĝia laborprocezo estas kiel sekvas:
Legante la programon: Legu la NC-programon el memoro, CF-karto aŭ reto-interfaco
Malkodado: "Traduki" instrukcioj kiel G-kodo kaj M-kodo en datumojn kiujn la sistemo povas prilabori interne
Kalkulo de interpolado: Laŭ la movaj instrukcioj, kalkulu kiom ĉiu akso bezonas moviĝi en ĉiu tempounuo (ĉi tio estas la plej kerna kalkulo — malkomponante "de punkto A al punkto B" en sennombrajn etajn paŝojn)
Eldonado de kontrolaj instrukcioj: Sendu la movadan kvanton de ĉiu akso al la servosistemo en formo de elektraj signaloj
Kunordigaj helpaj funkcioj: Kontrolu funkciojn de M-kodo kiel ŝpindelrapideco, iloŝanĝo kaj fridigaĵo
La CNC-aparato ne nur pasive ekzekutas la programon, sed ankaŭ ricevas realtempajn poziciojn de ĉiu akso kaj korektas movajn deviojn iam ajn. La operacia panelo kaj ekrano, kiujn vi kutime vidas sur la maŝino ilo, estas la hom-komputila interaga interfaco de la CNC-aparato - vi enigas programojn, modifas parametrojn kaj kontrolas koordinatojn tra ĉi tiu interfaco por komuniki kun la CNC-aparato.
Sistemo 2: Servosistemo - La "Muskoloj" de la Maŝina Ilo
La CNC-aparato eldonas instrukcion pri "X-akso moviĝas 0.001mm", sed ĉi tiu instrukcio devas esti konvertita en realan mekanikan movon per la servosistemo. (Bildofonto: FANUC)
La servosistemo konsistas el du partoj:
Servo Drive: Ricevas la kontrolsignalon senditan de la CNC-aparato, plifortigas ĝin kaj konvertas ĝin en elektran potencon por funkciigi la motoron. Ĝi estas ekvivalenta al precizeca "potenca amplifilo".
Servomotoro: Konvertas elektran energion en mekanikan rotacian movon. La diferenco inter servomotoro kaj ordinara motoro estas, ke la servomotoro havas enkonstruitan poziciokodilon, kiu povas precize kontroli la rotacian angulon, kaj ĝia respondrapideco estas ekstreme rapida - ĝi povas komenci, halti aŭ ŝanĝi rapidecon en milisekundoj.
CNC-maŝinoj kutime havas multoblajn arojn de servosistemoj:
Unu servoservo por ĉiu el la X-akso, Y-akso kaj Z-akso: Kontrolas la movadon de la ilo kaj labortablo
Spindle servo: Kontrolas la rotacian rapidon de la spindelo (ilo)
La fokuso de la spindela servo kaj feed servo estas iomete malsama: la manĝservo persekutas pozicioprecizecon (la movadkvanto devas esti preciza), kaj la spindela servo celas rapidecon stabilecon (la rapido devas esti konstanta dum tranĉado, kaj ne povas fluktui pro ŝanĝoj en tranĉa forto). Por kvin-aksaj maŝiniloj, ekzistas du aldonaj aroj da servosistemoj por kontroli la rotaciajn aksojn (A/B/C-aksoj), kaj povas ekzisti 5 ĝis 6 aroj da servosistemoj laborantaj samtempe.
Sistemo 3: Maŝina Ilo Mekanika Korpo — Skeleto kaj Artikoj
La servomotoro generas rotacian movon, sed la maŝinilo faras linearan movadon kaj rotacian pozicion de la ilo. Necesas konverti la motoran rotacion en precizan movadon de diversaj partoj de la maŝinilo, kiu dependas de la mekanika korpo. La kernkomponentoj de la mekanika korpo:
Lito / Kadro: La baza strukturo de la maŝinilo, kutime farita el gisfero aŭ veldita ŝtala plato. Bona lito havas altan rigidecon kaj bonan vibroreziston, kio estas la premiso por certigi pretigan precizecon. (Dulinia kaj unu-malmola tri-aksa optika maŝino)
Lineara Gvidilo / Vojo: La "trako" kiu gvidas la labortablon kaj spindelon por moviĝi en specifa direkto. Modernaj maŝinaj centroj ĝenerale adoptas liniajn ruliĝantajn gvidojn, kiuj havas malgrandan froton, altan precizecon kaj rapidan respondon. Altprecizecaj maŝiniloj uzos hidrostatajn gvidilojn kun preskaŭ nula frotado.
Pilkŝraŭbo: La kerna parto, kiu transformas la rotacian movon de la servomotoro en la linearan movadon de la labortablo. La pilka ŝraŭbo transdonas forton per rulado de internaj ŝtalaj pilkoj, kun ekstreme malgranda frotado, kaj povas atingi mikron-nivelan precizecon de pozicio.
Spindle: La kernkomponento kiu krampas la ilon kaj rotacias ĉe alta rapideco. La precizeco (elfluo) de la spindelo rekte influas la pretigan precizecon, kaj la maksimuma rapido de la spindelo determinas la rapidecon je kiu vi povas prilabori. Altrapidaj spindeloj povas atingi 40,000 rpm aŭ eĉ pli. (Bildofonto: Luoyi)
Sistemo 4: Detekto kaj Reago-Sistemo — La Okuloj de Fermita-Regado
Ĉi tio estas tre kritika sistemo, pri kiu multaj komencantoj ne multe scias. La CNC-sistemo diras al la servomotoro "rotacii 10 turnojn", sed kiel ĝi scias, ke la motoro efektive turnis ĝuste 10 turnojn? Ĉu la ilo efektive movis la distancon, kiun vi petis? Ĝi dependas de la sistemo de detekto kaj retrosciigo, kies funkcio estas mezuri la realan pozicion en reala tempo kaj resendi ĝin al la CNC-aparato, permesante al la sistemo aŭtomate korekti la devion laŭ la eraro.
Ĉi tiu ciklo de "eldonado de instrukcioj → ekzekuto → detektado de realaj valoroj → komparado de devioj → korektado de instrukcioj" nomiĝas fermitcikla kontrolo, kiu estas la kerna mekanismo por certigi CNC-precizecon.
Estas du specoj de ofte uzataj detektaj komponentoj:
Rotacia Kodigilo: Instalita sur la servomotora ŝafto por detekti la motoran rotacian angulon. Ĉar ĝi detektas la motorfinon prefere ol la labortablofino, ankoraŭ ekzistas eraroj kiel ŝraŭba elasta deformado, kiu apartenas al duonfermita buklokontrolo. Plej multaj maŝinaj centroj adoptas ĉi tiun skemon, kaj la poziciiga precizeco estas kutime ±0.005~0.01mm.
Lineara Skalo: Rekte instalita apud la maŝinila gvidrelo por mezuri la realan linearan movon de la labortablo. Ĉar ĝi rekte mezuras la pozicion de la labortablo, ĝi forigas erarojn en transmisiaj ligiloj kiel la pilkŝraŭbo, apartenanta al plen-fermita-cirkla kontrolo kun pli alta precizeco (ĝis ± 0.001mm). Altprecizecaj maŝiniloj kaj precizecaj kvin-aksaj maŝiniloj estas ĝenerale ekipitaj per linearaj skaloj. (RENISHAW lineara skalo)
Sistemo 5: Helpa Funkcia Sistemo — Ebligante la Maŝin Ilon por "Labori"
La unuaj kvar sistemoj kune certigas, ke la ilo povas moviĝi precize. Sed por vere kompletigi la prilaboradon, necesas serio da helpaj funkcioj:
Aŭtomata Ilo-Ŝanĝilo (ATC): Unu el la plej gravaj trajtoj de maŝinaj centroj. La ilrevuo stokas plurajn ilojn, kaj la manipulatoro aŭtomate kompletigas la tutan procezon dum iloŝanĝo, kutime nur daŭras kelkajn sekundojn. La kapablo de la ilrevuo varias de 8 ĝis pli ol 100 iloj.
Malvarmiga Sistemo: Multa varmo estas generita inter la ilo kaj la laborpeco dum prilaborado. La fridigaĵo respondecas pri malvarmigo, lubrikado kaj forigo de blatoj. Oftaj metodoj inkludas eksteran ŝprucmalvarmigon, internan malvarmigon (ŝprucante rekte al la tranĉa areo tra la spindelo kaj ilcentrotruo), ktp.
Pneŭmatika/Hidraŭlika Sistemo: Uzita por agoj, kiuj postulas grandan forton kiel krampado de laborpecoj, iloŝanĝaj agoj kaj ŝpinila illiberigo.
PLC (Programebla Logika Regilo): La CNC-aparato nur administras moviĝkontrolon, dum granda nombro da ŝaltilkvantkontroloj sur la maŝinilo (ilŝanĝo, fridiga ŝaltilo, protekta pordo-interbloko, ktp.) estas pritraktitaj de la enkonstruita PLC. La PLC kaj la CNC-aparato kunlaboras por formi kompletan maŝinilon-kontrolsistemon.
Signala Fluo de la Kvin Kernaj Sistemoj (Komprenu Rivide)
La laborprocezo de la tuta sistemo povas esti komprenita per signala ĉeno: ĉi tio estas ĉio, kio okazas post "premado de la ciklo-komenco", preciza fermita kontrolprocezo, kiu ripetas milojn da fojoj sekundo.
Enkonduko al Ĉefaj CNC-Sistemaj Markoj
Post kompreni la rolon de la CNC-aparato, ni konu la ĉefajn markojn sur la merkato:
FANUC: Japana marko kun la plej granda tutmonda merkatparto kaj ekstreme alta okupado en hejmaj fabrikoj. La sistemo estas stabila kaj fidinda, kun kompleta teknika ekosistemo, igante ĝin la unua elekto por enirnivela lernado (la postaj operaciaj ekzemploj en ĉi tiu serio ĉefe koncentriĝos pri FANUC).
Siemens SINUMERIK: germana marko, la ĉefa agordo de eŭropstilaj maŝiniloj. SINUMERIK ONE estas altnivela sistemo de instalado de maŝiniloj kun potencaj funkcioj kaj perfekta kvin-aksa subteno, sed la lernadkurbo estas kruta. Ĝi estas vaste uzata en hejmaj aŭtomobilaj kaj aerospacaj kampoj.
Heidenhain TNC: Germana marko fokusanta pri frezaj maŝinprilaboraj centroj, kun la plej rafinita kvin-aksa funkcio-subteno, kaj alta reputacio en la aerospacaj kaj precizecaj muldiloj.
Enlandaj markoj rapide disvolviĝis en la lastaj jaroj, kaj la ĉefaj reprezentantoj estas kiel sekvas:
| Marko | Filiigita Kompanio | Ĉefaj Avantaĝoj | Merkata Pozicionado | Kvin-aksa Subteno |
| Huazhong Tipo 9 | Huazhong CNC | Hejma CPU, sendependa kaj kontrolebla | Mez-al-malalta fino, hejma anstataŭaĵo | Generalo |
| GSK | Guangzhou CNC | Preza avantaĝo, kompletaj subtenaj instalaĵoj | Ekonomiaj maŝiniloj | Generalo |
| Kede GNC62 | Kede CNC | Kvin-aksa ligo kaj turn-mueleja kunmetaĵprilaborado | Mez-al-alta merkato | Bone |
| Syntec | Syntec Teknologio | Forta CAM-kongruo, uzant-amika interfaco | Mezfino, plej rapide kreskanta en la kvin-aksa kampo | Bone |
Speciala Fokuso: Syntec System - La Ĉefa Forto de Hejma Kvin-Akso
Inter multaj hejmaj CNC-sistemoj, Syntec rezultis precipe elstare en la kvin-aksa pretiga kampo en la lastaj jaroj kaj fariĝis unu el la sistemoj kun la plej alta instalado-indico de hejmaj kvin-aksaj maŝiniloj.
La kernaj avantaĝoj de Syntec estas: ekstreme forta CAM-softvaro-kongruo, apogante la post-pretigan produktadon de preskaŭ ĉiuj ĉefaj CAM-softvaro; G-kodo estas esence kongrua kun FANUC CNC-sistemoj, la operacia interfaco estas uzebla por komencantoj, kaj la lernkosto estas pli malalta ol tiu de tradiciaj eŭropaj kaj amerikaj sistemoj; samtempe, ĝi funkcias stabile en ŝlosilaj funkcioj kiel kvin-aksa RTCP kaj ila aksa kontrolo, kio estas grava kialo, kial granda nombro da kvin-aksaj maŝiniloj-fabrikistoj elektas Syntec kiel la norman agordan sistemon.
Se vi aŭ via kompanio planas aĉeti hejman kvin-aksan maŝinilon, aŭ volas kompreni la evoluan staton de hejmaj sistemoj, vi povas atenti la Syntec-sistemon, kiu ankaŭ havas abundajn lernajn rimedojn interrete. En la postaj praktikaj operaciaj pruvoj de ĉi tiu serio, ni ankaŭ konsideros aldoni funkciajn ekzemplojn de la Syntec-sistemo.
Resumo de Ĉi tiu Artikolo
· CNC-Aparato: La cerbo, kiu legas programojn, faras interpolajn kalkulojn kaj eldonas movajn instrukciojn.
· Servosistemo: La muskoloj, kiuj stiras la precizan movadon de ĉiu aksa motoro
· Mekanika Korpo: La skeleto, inkluzive de lito, gvidrelo, pilkŝraŭbo kaj spindelo
#CNCMachineTools #CNCCoreSystems #FANUCSiemens #FiveAxisMachining #SyntecSystem #CNCTechnology #CNCMachining
