Сіз «Циклді бастау» түймесін басқаннан кейін не болатынын ойлап көрдіңіз бе? Жұмыс панеліндегі жасыл «ЦИКЛ БАСТАУ» түймесін басқан кезде станок бағдарламаға сәйкес қозғала бастайды. Бүкіл процесс «сиқырлы» болып көрінеді, бірақ оның артында өте қатаң жүйе жұмыс істейді: бір компонент бағдарламаны оқиды, екіншісі нұсқауларды электр сигналдарына түрлендіреді, екіншісі қозғалтқышты айналдырады, екіншісі позицияның кері байланысын үздіксіз анықтайды, ал екіншісі салқындатқыш пен құралдың өзгеруін басқарады ...
Бұл «белгілі бір құрамдас бөліктер» CNC станоктарының бес негізгі жүйесі болып табылады. Осы бес жүйені түсіну тек қызығушылықты қанағаттандыру емес — станок істен шыққан кезде, мәселенің қай сілтемеде екенін шамамен анықтауға болады; тереңірек білім алған кезде сізде жаңа мазмұнды түсіну үшін нақты негіз болады.
1-жүйе: CNC құрылғысы (CNC контроллері) — Станоктың «миы».
(Сурет көзі: Siemens) CNC құрылғысы бүкіл станоктың өзегі болып табылады, оны біз жиі «CNC жүйесі» немесе CNC контроллері деп атаймыз. Оның жұмыс процесі келесідей:
Бағдарламаны оқу: NC бағдарламасын жадтан, CF картасынан немесе желі интерфейсінен оқыңыз
Декодтау: G-коды және M-код сияқты нұсқауларды жүйе ішінде өңдей алатын деректерге «аударыңыз».
Интерполяцияны есептеу: Қозғалыс нұсқауларына сәйкес, әрбір осьтің әр уақыт бірлігінде қанша жылжу керектігін есептеңіз (бұл ең негізгі есептеу — «А нүктесінен В нүктесіне» сансыз ұсақ қадамдарға ыдырау)
Басқару нұсқауларын беру: Әр осьтің қозғалыс көлемін электрлік сигналдар түрінде сервожүйеге жіберіңіз.
Көмекші функцияларды үйлестіру: шпиндель жылдамдығы, құралды өзгерту және салқындатқыш сұйықтық сияқты M-код функцияларын басқару
CNC құрылғысы бағдарламаны пассивті орындап қана қоймайды, сонымен қатар нақты уақыттағы әрбір осьтен позицияның кері байланысын алады және қозғалыс ауытқуларын кез келген уақытта түзетеді. Сіз әдетте станокта көретін жұмыс тақтасы мен дисплей экраны CNC құрылғысының адам мен компьютердің өзара әрекеттесу интерфейсі болып табылады — CNC құрылғысымен байланысу үшін осы интерфейс арқылы бағдарламаларды енгізесіз, параметрлерді өзгертесіз және координаттарды тексересіз.
2-жүйе: Сервожүйе — Станоктың «бұлшық еттері».
CNC құрылғысы «X осі 0,001 мм қозғалады» нұсқаулығын шығарады, бірақ бұл нұсқаулықты сервожүйе арқылы нақты механикалық қозғалысқа айналдыру қажет. (Сурет көзі: FANUC)
Сервожүйе екі бөліктен тұрады:
Servo Drive: CNC құрылғысы жіберген басқару сигналын қабылдайды, оны күшейтеді және қозғалтқышты басқару үшін оны электр қуатына түрлендіреді. Бұл дәлдіктегі «қуат күшейткішіне» тең.
Сервомотор: электр энергиясын механикалық айналмалы қозғалысқа түрлендіреді. Сервоқозғалтқыштың қарапайым қозғалтқыштан айырмашылығы мынада: сервоқозғалтқышта айналу бұрышын дәл басқара алатын кірістірілген позиция кодтары бар және оның жауап беру жылдамдығы өте жылдам — ол миллисекундтарда іске қосуға, тоқтатуға немесе жылдамдықты өзгертуге болады.
CNC станоктарында әдетте бірнеше серво жүйелер жиынтығы болады:
X осінің, Y осінің және Z осінің әрқайсысы үшін бір беру сервосы: Құрал мен жұмыс үстелінің қозғалысын басқарады
Шпиндель сервосы: шпиндельдің айналу жылдамдығын басқарады (құрал)
Шпиндель сервосы мен беру сервосының фокусы аздап ерекшеленеді: беру сервосы позиция дәлдігіне (қозғалыс мөлшері дәл болуы керек), ал шпиндель сервосы жылдамдықтың тұрақтылығына ұмтылады (кесу кезінде жылдамдық тұрақты болуы керек және кесу күшінің өзгеруіне байланысты ауытқуы мүмкін емес). Бес осьті станоктар үшін айналу осьтерін (A/B/C осьтері) басқаруға арналған сервожүйелердің екі қосымша жинағы бар және бір уақытта жұмыс істейтін серволардың 5-тен 6-ға дейін жиынтығы болуы мүмкін.
3-жүйе: Станоктың механикалық корпусы — қаңқа және буындар
Сервоқозғалтқыш айналмалы қозғалысты тудырады, бірақ станок сызықтық қозғалысты және құралдың айналмалы орналасуын орындайды. Қозғалтқыштың айналуын механикалық корпусқа сүйенетін станоктың әртүрлі бөліктерінің дәл қозғалысына айналдыру қажет. Механикалық дененің негізгі компоненттері:
Төсек / жақтау: әдетте шойыннан немесе дәнекерленген болат пластинадан жасалған станоктың негізгі құрылымы. Жақсы төсек жоғары қаттылыққа және жақсы дірілге төзімділікке ие, бұл өңдеу дәлдігін қамтамасыз ету үшін негіз болып табылады. (Екі сызықты және бір қатты үш осьті оптикалық машина)
Сызықтық бағыттаушы / жол: жұмыс үстелі мен шпиндель басын белгілі бір бағытта жылжытуға бағыттайтын «трек». Заманауи өңдеу орталықтары әдетте шағын үйкеліс, жоғары дәлдік және жылдам әрекет ететін сызықты домалау бағыттағыштарын қолданады. Жоғары дәлдіктегі станоктарда үйкеліс күші нөлге жуық гидростатикалық бағыттағыштар қолданылады.
Шарлы бұранда: сервоқозғалтқыштың айналу қозғалысын жұмыс үстелінің сызықтық қозғалысына түрлендіретін негізгі бөлік. Шар бұрандасы күшті шағын үйкеліспен ішкі болат шарларды домалау арқылы жібереді және микрон деңгейіндегі орналасу дәлдігіне қол жеткізе алады.
Шпиндель: Құралды қысатын және жоғары жылдамдықпен айналатын негізгі компонент. Шпиндельдің дәлдігі (шығуы) өңдеу дәлдігіне тікелей әсер етеді, ал шпиндельдің максималды жылдамдығы өңдеуге болатын жылдамдықты анықтайды. Жоғары жылдамдықты шпиндельдер 40 000 айн / мин немесе одан да жоғары болуы мүмкін. (Сурет көзі: Луойи)
4-жүйе: анықтау және кері байланыс жүйесі — жабық циклды басқару көзі
Бұл көптеген жаңадан бастағандар көп білмейтін өте маңызды жүйе. CNC жүйесі сервоқозғалтқышқа «10 айналымды айналдыру» керектігін айтады, бірақ ол қозғалтқыштың нақты 10 айналымға айналғанын қайдан біледі? Құрал шынымен сіз сұраған қашықтықты жылжытты ма? Ол анықтау және кері байланыс жүйесіне сүйенеді, оның функциясы нақты уақыт режимінде нақты позицияны өлшеу және оны CNC құрылғысына қайтару болып табылады, бұл жүйеге қатеге сәйкес ауытқуды автоматты түрде түзетуге мүмкіндік береді.
Бұл «нұсқауларды шығару → орындау → нақты мәндерді анықтау → ауытқуларды салыстыру → нұсқауларды түзету» циклі CNC дәлдігін қамтамасыз ететін негізгі механизм болып табылатын жабық циклды басқару деп аталады.
Жиі қолданылатын анықтау компоненттерінің екі түрі бар:
Айналмалы кодер: қозғалтқыштың айналу бұрышын анықтау үшін сервомотор білігіне орнатылады. Ол жұмыс үстелінің ұшын емес, қозғалтқыштың ұшын анықтайтындықтан, жартылай тұйық циклді басқаруға жататын бұрандалы серпімді деформация сияқты қателер әлі де бар. Көптеген өңдеу орталықтары бұл схеманы қабылдайды және орналасу дәлдігі әдетте ±0,005~0,01мм құрайды.
Сызықтық масштаб: жұмыс үстелінің нақты сызықтық орын ауыстыруын өлшеу үшін станоктың бағыттаушы рельсінің жанында тікелей орнатылады. Ол жұмыс үстелінің орнын тікелей өлшейтіндіктен, жоғары дәлдікпен (±0,001 мм-ге дейін) толық жабық контурлық басқаруға жататын шарикті бұранда сияқты беріліс буындарындағы қателерді жояды. Жоғары дәлдіктегі станоктар мен дәлдіктегі бес осьті станоктар әдетте сызықтық таразылармен жабдықталған. (RENISHAW сызықтық шкаласы)
5-жүйе: көмекші функция жүйесі — станокты «жұмыс істеуге» қосу
Алғашқы төрт жүйе бірге құралдың дәл қозғалуын қамтамасыз етеді. Бірақ өңдеуді шынымен аяқтау үшін бірқатар көмекші функциялар қажет:
Автоматты құралды ауыстырғыш (ATC): Өңдеу орталықтарының маңызды ерекшеліктерінің бірі. Құралдар журналы бірнеше құралдарды сақтайды және манипулятор құралды өзгерту кезінде бүкіл процесті автоматты түрде аяқтайды, әдетте бірнеше секундты алады. Құрал-сайман журналының сыйымдылығы 8-ден 100-ден астам құралға дейін.
Салқындату жүйесі: өңдеу кезінде құрал мен дайындама арасында көп жылу пайда болады. Салқындату сұйықтығы салқындату, майлау және чиптерді жою үшін жауап береді. Кең таралған әдістерге сыртқы шашыратқышты салқындату, ішкі салқындату (шпиндель және құралдың орталық тесігі арқылы кесу аймағына тікелей бүрку) және т.б.
Пневматикалық/гидравликалық жүйе: дайындамаларды қысу, құралды өзгерту әрекеттері және шпиндель құралын босату сияқты үлкен күшті қажет ететін әрекеттер үшін қолданылады.
PLC (бағдарламаланатын логикалық контроллер): CNC құрылғысы тек қозғалысты басқаруды басқарады, ал станоктағы қосқыш санын басқарудың үлкен саны (құрал ауыстыру, салқындатқыш сұйықтық қосқышы, қорғаныс есікті блоктау және т.б.) кірістірілген PLC арқылы өңделеді. PLC және CNC құрылғысы станокты басқарудың толық жүйесін құру үшін ынтымақтасады.
Бес негізгі жүйенің сигнал ағыны (бір қарағанда түсіну)
Бүкіл жүйенің жұмыс процесін сигнал тізбегі арқылы түсінуге болады: бұл «циклді бастау» түймесін басқаннан кейін болатын барлық нәрсе, секундына мыңдаған рет қайталанатын нақты жабық циклды басқару процесі.
Негізгі CNC жүйесінің брендтеріне кіріспе
CNC құрылғысының рөлін түсінгеннен кейін нарықтағы негізгі брендтермен танысайық:
FANUC: Жаһандық нарықтағы ең үлкен үлеске ие және отандық зауыттарда өте жоғары толтыру көрсеткіші бар жапон бренді. Жүйе тұрақты және сенімді, толық техникалық экожүйесі бар, бұл оны бастапқы деңгейде оқыту үшін бірінші таңдау жасайды (осы сериядағы келесі жұмыс мысалдары негізінен FANUC-қа бағытталған).
Siemens SINUMERIK: неміс бренді, еуропалық үлгідегі станоктардың негізгі конфигурациясы. SINUMERIK ONE – қуатты функциялары мен тамаша бес осьті қолдауы бар жоғары сапалы станоктарды орнату жүйесі, бірақ оқу қисығы тік. Ол отандық автомобиль және аэроғарыш салаларында кеңінен қолданылады.
Heidenhain TNC: Фрезерлік өңдеу орталықтарына назар аударатын неміс бренді, бес осьті функцияның ең жақсы қолдауы және аэроғарыштық және дәл қалыптау салаларында жоғары беделі бар.
Отандық брендтер соңғы жылдары қарқынды дамыды және негізгі өкілдері мыналар:
| Бренд | Еншілес компания | Негізгі артықшылықтар | Нарықтық позициялау | Бес осьті қолдау |
| Хуажун 9 түрі | Huazhong CNC | Отандық процессор, тәуелсіз және басқарылатын | Ортасынан төменге дейін, отандық ауыстыру | Жалпы |
| GSK | Гуанчжоу CNC | Бағаның артықшылығы, толық қолдау құралдары | Экономикалық станоктар | Жалпы |
| Kede GNC62 | Kede CNC | Бес осьті байланыстырушы және токарлық композициялық өңдеу | Ортадан жоғары деңгейге дейінгі нарық | Жақсы |
| Syntec | Syntec технологиясы | Күшті CAM үйлесімділігі, пайдаланушыға ыңғайлы интерфейс | Орташа, бес осьті өрісте ең жылдам өсу | Жақсы |
Арнайы назар: Syntec жүйесі — отандық бес осьтің негізгі күші
Көптеген отандық CNC жүйелерінің ішінде Syntec соңғы жылдары бес осьті өңдеу саласында ерекше өнер көрсетті және отандық бес осьті станоктарды орнату жылдамдығы ең жоғары жүйелердің біріне айналды.
Syntec-тің негізгі артықшылықтары мыналар: өте күшті CAM бағдарламалық құралының үйлесімділігі, барлық дерлік негізгі CAM бағдарламалық құралының өңдеуден кейінгі шығысын қолдау; G-коды негізінен FANUC CNC жүйелерімен үйлесімді, операциялық интерфейс жаңадан бастаушылар үшін ыңғайлы және оқу құны дәстүрлі еуропалық және американдық жүйелермен салыстырғанда төмен; сонымен бірге ол бес осьті RTCP және құрал осін басқару сияқты негізгі функцияларды тұрақты орындайды, бұл бес осьті станок өндірушілерінің көп саны Syntec стандартты конфигурация жүйесі ретінде таңдауының маңызды себебі болып табылады.
Егер сіз немесе сіздің компанияңыз отандық бес осьті станокты сатып алуды жоспарласаңыз немесе отандық жүйелердің даму күйін түсінгіңіз келсе, Syntec жүйесіне назар аудара аласыз, онда онлайн режимінде көптеген оқу ресурстары бар. Осы серияның келесі практикалық жұмыс көрсетілімдерінде біз Syntec жүйесінің операциялық мысалдарын қосуды да қарастырамыз.
Осы мақаланың қысқаша мазмұны
· CNC құрылғысы: бағдарламаларды оқитын, интерполяциялық есептеулерді орындайтын және қозғалыс нұсқауларын беретін ми
· Сервожүйе: Әрбір ось қозғалтқышының дәл қозғалысын басқаратын бұлшықеттер
· Механикалық корпус: қаңқа, соның ішінде төсек, бағыттаушы рельс, шарикті бұранда және шпиндель
#CNCMachineTools #CNCCoreSystems #FANUCSiemens #Бесосьтік өңдеу #SyntecSystem #CNCTechnology #CNCMachining
