Hefur þú einhvern tíma velt því fyrir þér hvað gerist eftir að ýtt er á "Cycle Start" hnappinn? Þegar þú ýtir á græna „CYCLE START“ hnappinn á stjórnborðinu byrjar vélin að hreyfast í samræmi við forritið. Allt ferlið virðist „töfrandi“ - en á bak við það er mjög strangt kerfi sem vinnur saman: einn íhluti les forritið, annar breytir leiðbeiningum í rafmerki, annar knýr mótorinn til að snúast, annar skynjar stöðugt stöðuviðbrögð og annar stjórnar kælivökva- og verkfæraskiptum...
Þessir „ákveðnir íhlutir“ eru fimm kjarnakerfi CNC véla. Skilningur á þessum fimm kerfum er ekki bara til að seðja forvitni - þegar vélbúnaðurinn bilar geturðu gróflega dæmt í hvaða hlekk vandamálið er; þegar þú lærir dýpri þekkingu muntu hafa skýran ramma til að skilja nýtt efni.
Kerfi 1: CNC tæki (CNC stjórnandi) — „Heilinn“ í vélaverkfærinu
(Myndheimild: Siemens) CNC tækið er kjarninn í öllu vélinni, sem er það sem við köllum oft "CNC kerfið" eða CNC stjórnandi. Vinnuferli þess er sem hér segir:
Að lesa forritið: Lestu NC forritið úr minni, CF korti eða netviðmóti
Afkóðun: „Þýddu“ leiðbeiningar eins og G-kóða og M-kóða yfir í gögn sem kerfið getur unnið innanhúss
Interpolation útreikningur: Samkvæmt hreyfileiðbeiningunum, reiknaðu út hversu mikið hver ás þarf að hreyfast í hverri tímaeiningu (þetta er mesti kjarnaútreikningurinn - sundurliðun "frá punkti A til punktar B" í óteljandi örsmá skref)
Gefa út stjórnunarleiðbeiningar: Sendu hreyfimagn hvers áss til servókerfisins í formi rafmerkja
Samræma aukaaðgerðir: Stjórna M-kóða aðgerðum eins og snúningshraða, verkfæraskipti og kælivökva
CNC tækið keyrir ekki aðeins forritið á óvirkan hátt heldur fær einnig rauntíma stöðuviðbrögð frá hverjum ás og leiðréttir hreyfifrávik hvenær sem er. Rekstrarborðið og skjáskjárinn sem þú sérð venjulega á vélinni eru mann-tölva samskiptaviðmót CNC tækisins - þú setur inn forrit, breytir breytum og athugar hnit allt í gegnum þetta viðmót til að hafa samskipti við CNC tækið.
Kerfi 2: Servókerfi — „Vöðvar“ vélaverkfærsins
CNC tækið gefur út leiðbeiningar um „X-ás hreyfist 0,001 mm“ en þessari leiðbeiningu þarf að breyta í raunverulega vélræna hreyfingu með servókerfinu. (Myndheimild: FANUC)
Servókerfið samanstendur af tveimur hlutum:
Servo Drive: Tekur við stjórnmerkinu sem CNC tækið sendir, magnar það upp og breytir því í raforku til að knýja mótorinn. Það jafngildir nákvæmni „aflmagnara“.
Servó mótor: Breytir raforku í vélræna snúningshreyfingu. Munurinn á servómótor og venjulegum mótor er að servómótorinn er með innbyggðan stöðukóðara, sem getur nákvæmlega stjórnað snúningshorninu, og viðbragðshraði hans er mjög hraður - hann getur ræst, stöðvað eða breytt hraða á millisekúndum.
CNC vélar hafa venjulega mörg sett af servókerfum:
Einn straumservó fyrir hvern X-ás, Y-ás og Z-ás: Stýrir hreyfingu tækisins og vinnuborðsins
Snældaservó: Stjórnar snúningshraða snældunnar (tól)
Áherslan á snælda servóinu og fóðrunarservóinu er örlítið öðruvísi: fóðrunarservóið sækist eftir staðsetningu nákvæmni (hreyfingarmagnið verður að vera nákvæmt) og snældaservóið sækir um hraðastöðugleika (hraðinn verður að vera stöðugur meðan á klippingu stendur og getur ekki sveiflast vegna breytinga á skurðkrafti). Fyrir fimm ása vélar eru tvö viðbótarsett af servókerfum til að stjórna snúningsásunum (A/B/C ásar), og það geta verið 5 til 6 sett af servóum sem vinna á sama tíma.
Kerfi 3: Vélræn vélbúnaður - Beinagrind og liðir
Servómótorinn framkallar snúningshreyfingu en vélbúnaðurinn framkvæmir línulega hreyfingu og snúningsstaðsetningu verkfærsins. Nauðsynlegt er að breyta snúningi mótorsins í nákvæma hreyfingu á ýmsum hlutum vélbúnaðarins, sem byggir á vélrænni líkamanum. Kjarnaþættir vélrænni líkamans:
Rúm / rammi: Grunnbygging vélbúnaðarins, venjulega úr steypujárni eða soðinni stálplötu. Gott rúm hefur mikla stífni og góða titringsþol, sem er forsenda þess að tryggja nákvæmni í vinnslu. (Tveggja lína og eins hörð þriggja ása sjónvél)
Línuleg leiðarvísir/vegur: „brautin“ sem stýrir vinnuborðinu og snældahausnum til að fara í ákveðna átt. Nútíma vinnslustöðvar samþykkja almennt línulega veltileiðara, sem hafa lítinn núning, mikla nákvæmni og hröð viðbrögð. Vélar með mikilli nákvæmni munu nota vatnsstöðugandi stýringar með næstum núlli.
Kúluskrúfa: Kjarnahlutinn sem breytir snúningshreyfingu servómótorsins í línulega hreyfingu vinnuborðsins. Kúluskrúfan sendir kraft með því að rúlla innri stálkúlur, með mjög litlum núningi, og getur náð staðsetningarnákvæmni á míkronstigi.
Snælda: Kjarnahlutinn sem klemmir verkfærið og snýst á miklum hraða. Nákvæmni (runout) snældans hefur bein áhrif á vinnslunákvæmni og hámarkshraði snældunnar ákvarðar hraðann sem hægt er að vinna með. Háhraða spindlar geta náð 40.000 snúningum á mínútu eða jafnvel hærra. (Myndheimild: Luoyi)
Kerfi 4: Uppgötvunar- og endurgjöfarkerfi — Augu stjórnunar með lokaðri lykkju
Þetta er mjög mikilvægt kerfi sem margir byrjendur vita ekki mikið um. CNC kerfið segir servómótornum að „snúa 10 snúningum“, en hvernig veit það að mótorinn hafi í raun snúist nákvæmlega 10 snúninga? Hefur verkfærið í raun færst þá vegalengd sem þú baðst um? Það byggir á uppgötvunar- og endurgjöfarkerfinu, sem hefur það hlutverk að mæla raunverulega stöðu í rauntíma og senda hana aftur til CNC tækisins, sem gerir kerfinu kleift að leiðrétta frávikið sjálfkrafa í samræmi við villuna.
Þessi hringrás „gefa út leiðbeiningar → framkvæma → greina raungildi → bera saman frávik → leiðrétta leiðbeiningar“ er kölluð lokuð lykkjastýring, sem er kjarnabúnaðurinn til að tryggja CNC nákvæmni.
Það eru tvær tegundir af algengum greiningarhlutum:
Snúningskóðari: Settur upp á servómótorskaftið til að greina snúningshorn mótorsins. Þar sem það greinir mótorenda frekar en vinnuborðsendana eru enn villur eins og skrúfuteygjanleg aflögun, sem tilheyrir hálflokuðum lykkjustýringu. Flestar vinnslustöðvar samþykkja þetta kerfi og staðsetningarnákvæmni er venjulega ± 0,005 ~ 0,01 mm.
Línuleg mælikvarði: Beint uppsettur við hliðina á vélarstýringarbrautinni til að mæla raunverulega línulega tilfærslu vinnuborðsins. Vegna þess að það mælir beint stöðu vinnuborðsins, útilokar það villur í flutningstenglum eins og kúluskrúfunni, sem tilheyrir fullri lokaðri lykkjustýringu með meiri nákvæmni (allt að ±0,001 mm). Hánákvæmar vélar og nákvæmar fimm ása vélar eru almennt búnar línulegum mælikvarða. (RENISHAW línulegur mælikvarði)
Kerfi 5: Hjálparaðgerðakerfi - gerir vélbúnaðinum kleift að „vinna“
Fyrstu fjögur kerfin tryggja að verkfærið geti hreyft sig nákvæmlega. En til að klára vinnsluna í raun og veru þarf röð aukaaðgerða:
Sjálfvirkur verkfæraskipti (ATC): Einn mikilvægasti eiginleiki vinnslustöðva. Verkfæratímaritið geymir mörg verkfæri og stjórnandinn lýkur sjálfkrafa öllu ferlinu við verkfæraskipti, venjulega aðeins nokkrar sekúndur. Afkastageta verkfæratímaritsins er á bilinu 8 til meira en 100 verkfæri.
Kælikerfi: Mikill hiti myndast á milli verkfærsins og vinnustykkisins við vinnslu. Kælivökvinn er ábyrgur fyrir kælingu, smurningu og flísahreinsun. Algengar aðferðir fela í sér ytri úðakælingu, innri kælingu (úða beint á skurðarsvæðið í gegnum snælduna og tólið í miðju gati) osfrv.
Pneumatic/Vökvakerfi: Notað fyrir aðgerðir sem krefjast mikils krafts eins og að klemma vinnustykki, skipta um verkfæraaðgerðir og losun snældaverkfæra.
PLC (Programmable Logic Controller): CNC tækið stýrir aðeins hreyfistýringu, en mikill fjöldi rofamagnsstýringa á vélinni (verkfæraskipti, kælivökvarofi, hlífðarhurðarlæsing osfrv.) er meðhöndlað af innbyggða PLC. PLC og CNC tækið vinna saman til að mynda fullkomið stýrikerfi vélbúnaðar.
Merkjaflæði fimm kjarnakerfa (skiljið í fljótu bragði)
Hægt er að skilja vinnuferlið alls kerfisins með merkjakeðju: þetta er allt sem gerist eftir að „ýtt er á hringrásarstart“, nákvæmt stjórnunarferli með lokuðum lykkjum sem endurtekur sig þúsundir sinnum á sekúndu.
Kynning á almennum CNC kerfismerkjum
Eftir að hafa skilið hlutverk CNC tækisins skulum við kynnast helstu vörumerkjum á markaðnum:
FANUC: Japanskt vörumerki með stærstu markaðshlutdeild á heimsvísu og afar háa nýtingu í innlendum verksmiðjum. Kerfið er stöðugt og áreiðanlegt, með fullkomnu tæknilegu vistkerfi, sem gerir það að fyrsta vali fyrir grunnnám (síðari aðgerðadæmin í þessari röð munu aðallega beinast að FANUC).
Siemens SINUMERIK: Þýskt vörumerki, almenn uppsetning vélavéla í evrópskum stíl. SINUMERIK ONE er hágæða vélauppsetningarkerfi með öflugum aðgerðum og fullkomnum fimm ása stuðningi, en námsferillinn er brött. Það er mikið notað í innlendum bíla- og geimferðasviðum.
Heidenhain TNC: Þýskt vörumerki sem einbeitir sér að mölunarvinnslustöðvum, með fágaðasta fimm-ása aðgerðastuðninginn og mikið orðspor á sviði fluggeims- og nákvæmnismóta.
Innlend vörumerki hafa þróast hratt á undanförnum árum og eru helstu fulltrúar eftirfarandi:
| Vörumerki | Tengd fyrirtæki | Helstu kostir | Markaðsstaða | Fimm ása stuðningur |
| Huazhong tegund 9 | Huazhong CNC | Innlendur örgjörvi, sjálfstæður og stjórnanlegur | Miðja til lágs endir, innlend skipti | Almennt |
| GSK | Guangzhou CNC | Verðhagur, fullkomin stuðningsaðstaða | Hagkvæmar vélar | Almennt |
| Kede GNC62 | Kede CNC | Fimm ása tenging og snúningsmylla samsett vinnsla | Mið- til hámarksmarkaður | Gott |
| Syntec | Syntec tækni | Sterkt CAM samhæfni, notendavænt viðmót | Miðlok, ört vaxandi á fimm ása sviði | Gott |
Sérstök áhersla: Syntec System — Aðalkraftur fimmása innanlands
Meðal margra innlendra CNC-kerfa hefur Syntec staðið sig sérstaklega áberandi á fimm-ása vinnslusviðinu á undanförnum árum og hefur orðið eitt af kerfunum með hæsta uppsetningarhlutfall innlendra fimm-ása véla.
Helstu kostir Syntec eru: afar sterkur samhæfni CAM hugbúnaðar, sem styður eftirvinnsluúttak nánast alls almenns CAM hugbúnaðar; G-kóði er í grundvallaratriðum samhæft við FANUC CNC kerfi, rekstrarviðmótið er notendavænt fyrir byrjendur og námskostnaður er lægri en hefðbundin evrópsk og amerísk kerfi; á sama tíma skilar það stöðugum lykilaðgerðum eins og fimm-ása RTCP og verkfæraásstýringu, sem er mikilvæg ástæða fyrir því að mikill fjöldi fimm-ása vélaframleiðenda velur Syntec sem staðlað uppsetningarkerfi.
Ef þú eða fyrirtæki þitt ætlar að kaupa innlend fimm ása vélartæki, eða vilt skilja þróunarstöðu innlendra kerfa, geturðu veitt Syntec kerfinu gaum, sem hefur einnig mikið námsefni á netinu. Í síðari verklegu sýnikennslu í þessari röð munum við einnig íhuga að bæta við aðgerðadæmum af Syntec kerfinu.
Samantekt þessarar greinar
· CNC tæki: Heilinn, sem les forrit, framkvæmir innskotsútreikninga og gefur út hreyfileiðbeiningar
· Servo System: Vöðvarnir, sem knýja fram nákvæma hreyfingu hvers ás hreyfils
· Vélrænn líkami: Beinagrind, þar á meðal rúm, stýrisbraut, kúluskrúfa og snælda
#CNCMachineTools #CNCCoreSystems #FANUCSiemens #FiveAxisMachining #SyntecSystem #CNCTechnology #CNCMachining
