Ar kada susimąstėte, kas nutinka paspaudus mygtuką „Cycle Start“? Paspaudus žalią mygtuką „CYCLE START“ valdymo skydelyje, staklės pradeda judėti pagal programą. Visas procesas atrodo „stebuklingas“, tačiau už jo slypi labai griežta bendradarbiaujanti sistema: vienas komponentas nuskaito programą, kitas paverčia instrukcijas elektriniais signalais, kitas verčia variklį suktis, kitas nuolat aptinka padėties grįžtamąjį ryšį, o kitas kontroliuoja aušinimo skysčio ir įrankio keitimą...
Šie „tam tikri komponentai“ yra penkios pagrindinės CNC staklių sistemos. Suprasti šias penkias sistemas reikia ne tik patenkinti smalsumą – kai staklės sugenda, galite apytiksliai nuspręsti, kurioje grandyje yra problema; Kai išmoksite gilesnių žinių, turėsite aiškią sistemą naujam turiniui suprasti.
1 sistema: CNC įrenginys (CNC valdiklis) – staklių „smegenys“.
(Vaizdo šaltinis: Siemens) CNC įrenginys yra visos staklės, kurią dažnai vadiname „CNC sistema“ arba CNC valdikliu, šerdis. Jo darbo procesas yra toks:
Programos skaitymas: skaitykite NC programą iš atminties, CF kortelės arba tinklo sąsajos
Dekodavimas: „Išverskite“ instrukcijas, tokias kaip G kodas ir M kodas, į duomenis, kuriuos sistema gali apdoroti viduje
Interpoliacijos skaičiavimas: pagal judėjimo instrukcijas apskaičiuokite, kiek kiekviena ašis turi judėti per kiekvieną laiko vienetą (tai yra pats svarbiausias skaičiavimas – „iš taško A į tašką B“ skaidymas į daugybę mažų žingsnelių)
Valdymo nurodymų išdavimas: nusiųskite kiekvienos ašies judėjimo kiekį į servo sistemą elektrinių signalų pavidalu
Pagalbinių funkcijų koordinavimas: valdykite M kodo funkcijas, tokias kaip suklio greitis, įrankio keitimas ir aušinimo skystis
CNC įrenginys ne tik pasyviai vykdo programą, bet ir gauna realiu laiku padėties grįžtamąjį ryšį iš kiekvienos ašies ir bet kuriuo metu koreguoja judesio nuokrypius. Valdymo skydelis ir ekranas, kurį paprastai matote staklėje, yra CNC įrenginio žmogaus ir kompiuterio sąveikos sąsaja – per šią sąsają įvedate programas, keičiate parametrus ir tikrinate koordinates, kad galėtumėte susisiekti su CNC įrenginiu.
2 sistema: servo sistema – staklių „raumenys“.
CNC įrenginys pateikia nurodymą „X ašis juda 0,001 mm“, tačiau šią instrukciją servo sistema turi paversti tikru mechaniniu judesiu. (Vaizdo šaltinis: FANUC)
Servo sistema susideda iš dviejų dalių:
Servo pavara: priima CNC įrenginio siunčiamą valdymo signalą, jį sustiprina ir paverčia elektros energija varikliui valdyti. Tai prilygsta tiksliam „galios stiprintuvui“.
Servo variklis: paverčia elektros energiją mechaniniu sukimosi judesiu. Skirtumas tarp servovariklio ir įprasto variklio yra tas, kad servo variklyje yra įmontuotas padėties daviklis, kuriuo galima tiksliai valdyti sukimosi kampą, o jo reakcijos greitis yra itin greitas – gali užvesti, sustabdyti ar keisti greitį milisekundėmis.
CNC staklės paprastai turi kelis servo sistemų rinkinius:
Vienas tiekimo servo modulis kiekvienai X, Y ir Z ašiai: valdo įrankio ir darbo stalo judėjimą
Suklio servo: valdo veleno (įrankio) sukimosi greitį
Suklio servo ir padavimo servo fokusas šiek tiek skiriasi: padavimo servo siekia padėties tikslumo (judesio kiekis turi būti tikslus), o suklio servo – greičio stabilumo (greičiai pjovimo metu turi būti pastovūs ir negali svyruoti dėl pjovimo jėgos pokyčių). Penkių ašių staklėse yra du papildomi servo sistemų rinkiniai, skirti valdyti sukimosi ašis (A/B/C ašis), o vienu metu gali veikti 5–6 servosistemų rinkiniai.
3 sistema: staklių mechaninis korpusas – skeletas ir jungtys
Servo variklis sukuria sukamąjį judesį, tačiau staklės atlieka linijinį judesį ir įrankio sukamąją padėtį. Variklio sukimąsi reikia paversti tiksliu įvairių staklių dalių judėjimu, kuris remiasi mechaniniu korpusu. Pagrindiniai mechaninio korpuso komponentai:
Patalynė / rėmas: pagrindinė staklių konstrukcija, paprastai pagaminta iš ketaus arba suvirintos plieno plokštės. Gera lova turi didelį standumą ir gerą atsparumą vibracijai, o tai yra prielaida užtikrinti apdorojimo tikslumą. (Dviejų eilučių ir vienos kietos trijų ašių optinė mašina)
Linijinis kreiptuvas / būdas: „takelis“, nukreipiantis darbo stalą ir veleno galvutę, kad judėtų tam tikra kryptimi. Šiuolaikiniai apdirbimo centrai paprastai naudoja linijinius riedėjimo kreipiklius, kurie turi mažą trintį, didelį tikslumą ir greitą atsaką. Didelio tikslumo staklėse bus naudojami beveik nulinės trinties hidrostatiniai kreiptuvai.
Rutulinis sraigtas: pagrindinė dalis, kuri servo variklio sukimosi judesį paverčia tiesiniu darbo stalo judėjimu. Rutulinis sraigtas perduoda jėgą riedėdamas vidinius plieninius rutulius su itin maža trintimi ir gali pasiekti mikronų lygio padėties nustatymo tikslumą.
Velenas: pagrindinis komponentas, kuris suspaudžia įrankį ir sukasi dideliu greičiu. Suklio tikslumas (išbėgimas) tiesiogiai veikia apdorojimo tikslumą, o maksimalus veleno greitis lemia greitį, kuriuo galite apdoroti. Didelio greičio velenai gali siekti 40 000 aps./min. ar net daugiau. (Vaizdo šaltinis: Luoyi)
4 sistema: aptikimo ir grįžtamojo ryšio sistema – uždarojo ciklo valdymo akys
Tai labai svarbi sistema, apie kurią daugelis pradedančiųjų nelabai žino. CNC sistema liepia servo varikliui „pasukti 10 apsisukimų“, bet kaip žinoti, kad variklis iš tikrųjų pasisuko lygiai 10 apsisukimų? Ar įrankis iš tikrųjų pajudėjo jūsų prašomu atstumu? Ji remiasi aptikimo ir grįžtamojo ryšio sistema, kurios funkcija yra išmatuoti tikrąją padėtį realiu laiku ir grąžinti ją į CNC įrenginį, leidžiančią sistemai automatiškai ištaisyti nuokrypį pagal klaidą.
Šis ciklas „instrukcijų išdavimas → vykdymas → faktinių verčių aptikimas → nuokrypių palyginimas → taisymo instrukcijos“ vadinamas uždarojo ciklo valdymu, kuris yra pagrindinis mechanizmas, užtikrinantis CNC tikslumą.
Yra dviejų tipų dažniausiai naudojami aptikimo komponentai:
Rotary Encoder: sumontuotas ant servo variklio veleno, kad būtų galima nustatyti variklio sukimosi kampą. Kadangi jis aptinka variklio galą, o ne darbo stalo galą, vis tiek yra klaidų, tokių kaip varžto elastinė deformacija, kuri priklauso pusiau uždaros grandinės valdymui. Dauguma apdirbimo centrų taiko šią schemą, o padėties nustatymo tikslumas paprastai yra ± 0,005–0,01 mm.
Linijinė skalė: montuojama tiesiai šalia staklių kreipiamojo bėgio, kad būtų galima išmatuoti tikrąjį tiesinį darbo stalo poslinkį. Kadangi jis tiesiogiai matuoja darbo stalo padėtį, jis pašalina klaidas perdavimo jungtyse, pvz., rutulinio varžto, priklausančio visiškai uždaros kilpos valdymui, didesniu tikslumu (iki ±0,001 mm). Didelio tikslumo staklės ir tikslios penkių ašių staklės paprastai turi linijines svarstykles. (RENISHAW linijinė skalė)
5 sistema: pagalbinių funkcijų sistema – leidžia staklėms „veikti“
Pirmosios keturios sistemos kartu užtikrina, kad įrankis gali judėti tiksliai. Tačiau norint iš tikrųjų užbaigti apdorojimą, reikia atlikti keletą pagalbinių funkcijų:
Automatinis įrankių keitiklis (ATC): viena iš svarbiausių apdirbimo centrų savybių. Įrankių žurnale saugomi keli įrankiai, o manipuliatorius automatiškai užbaigia visą procesą įrankio keitimo metu, paprastai tai trunka tik kelias sekundes. Įrankių dėtuvės talpa svyruoja nuo 8 iki daugiau nei 100 įrankių.
Aušinimo sistema: Apdorojimo metu tarp įrankio ir ruošinio susidaro daug šilumos. Aušinimo skystis yra atsakingas už aušinimą, tepimą ir drožlių pašalinimą. Įprasti metodai yra išorinis purškiamas aušinimas, vidinis aušinimas (purškimas tiesiai į pjovimo vietą per veleną ir įrankio centrinę angą) ir kt.
Pneumatinė / hidraulinė sistema: naudojama veiksmams, kuriems reikia didelės jėgos, pvz., ruošinių suspaudimui, įrankio keitimo veiksmams ir suklio įrankio atleidimui.
PLC (programuojamas loginis valdiklis): CNC įrenginys valdo tik judesio valdymą, o daug staklių jungiklių kiekio valdiklių (įrankio keitimas, aušinimo skysčio jungiklis, apsauginis durų blokavimas ir kt.) valdo įtaisytas PLC. PLC ir CNC įrenginys bendradarbiauja, kad sudarytų visą staklių valdymo sistemą.
Penkių pagrindinių sistemų signalų srautas (supraskite iš pirmo žvilgsnio)
Visos sistemos darbo procesą galima suprasti naudojant signalų grandinę: tai viskas, kas nutinka „paspaudus ciklo startą“, tikslus uždaro ciklo valdymo procesas, kartojantis tūkstančius kartų per sekundę.
Įvadas į pagrindinius CNC sistemų prekės ženklus
Supratę CNC įrenginio vaidmenį, susipažinkime su pagrindiniais prekių ženklais rinkoje:
FANUC: Japonijos prekės ženklas, turintis didžiausią pasaulio rinkos dalį ir itin aukštą vietinių gamyklų užimtumą. Sistema yra stabili ir patikima, su visa technine ekosistema, todėl ji yra pirmasis pasirinkimas pradedant mokytis (tolimesni šios serijos veikimo pavyzdžiai daugiausia bus skirti FANUC).
Siemens SINUMERIK: Vokietijos prekės ženklas, pagrindinė europietiško stiliaus staklių konfigūracija. SINUMERIK ONE yra aukščiausios klasės staklių montavimo sistema su galingomis funkcijomis ir puikiu penkių ašių palaikymu, tačiau mokymosi kreivė yra stačia. Jis plačiai naudojamas vidaus automobilių ir kosmoso srityse.
Heidenhain TNC: Vokietijos prekės ženklas, orientuotas į frezavimo apdirbimo centrus, turintis tobuliausią penkių ašių funkcijų palaikymą ir aukštą reputaciją aviacijos ir tiksliųjų formų srityse.
Vidaus prekių ženklai pastaraisiais metais sparčiai vystėsi, o pagrindiniai atstovai yra šie:
| Prekės ženklas | Susijusi įmonė | Pagrindiniai privalumai | Rinkos pozicionavimas | Penkių ašių palaikymas |
| Huazhong Type 9 | Huazhong CNC | Vidinis centrinis procesorius, nepriklausomas ir valdomas | Vidutinės ir žemos klasės, vidaus pakeitimas | Generolas |
| GSK | Guangdžou CNC | Kainos pranašumas, visos pagalbinės priemonės | Ekonomiškos staklės | Generolas |
| Kede GNC62 | Kede CNC | Penkių ašių jungčių ir tekinimo malūnų kompozicinis apdorojimas | Vidutinės ir aukščiausios klasės rinka | Gerai |
| Sintec | Syntec technologija | Stiprus CAM suderinamumas, patogi sąsaja | Vidutinės klasės, greičiausiai augantis penkių ašių lauke | Gerai |
Ypatingas dėmesys: Syntec sistema – pagrindinė penkių ašių vidaus jėga
Tarp daugelio vietinių CNC sistemų, „Syntec“ pastaraisiais metais ypač gerai pasirodė penkių ašių apdorojimo srityje ir tapo viena iš sistemų, kuriose montuojamas didžiausias buitinių penkių ašių staklių skaičius.
Pagrindiniai „Syntec“ pranašumai yra šie: itin stiprus CAM programinės įrangos suderinamumas, palaikantis beveik visos pagrindinės CAM programinės įrangos papildomo apdorojimo išvestį; G-kodas iš esmės suderinamas su FANUC CNC sistemomis, valdymo sąsaja yra patogi pradedantiesiems, o mokymosi kaina yra mažesnė nei tradicinių Europos ir Amerikos sistemų; tuo pat metu jis stabiliai atlieka pagrindines funkcijas, tokias kaip penkių ašių RTCP ir įrankio ašių valdymas, o tai yra svarbi priežastis, kodėl daugelis penkių ašių staklių gamintojų pasirenka Syntec kaip standartinę konfigūravimo sistemą.
Jei jūs arba jūsų įmonė planuoja įsigyti buitinę penkių ašių stakles arba norite suprasti buitinių sistemų kūrimo būseną, galite atkreipti dėmesį į Syntec sistemą, kuri taip pat turi daugybę mokymosi išteklių internete. Tolesniuose šios serijos praktinio veikimo demonstravimuose taip pat apsvarstysime galimybę pridėti Syntec sistemos veikimo pavyzdžių.
Šio straipsnio santrauka
· CNC įrenginys: smegenys, kurios skaito programas, atlieka interpoliacijos skaičiavimus ir išduoda judėjimo nurodymus
· Servo sistema: raumenys, valdantys tikslų kiekvienos ašies variklio judėjimą
· Mechaninis korpusas: skeletas, įskaitant lovą, kreipiamąjį bėgelį, rutulinį varžtą ir veleną
#CNCMašinų įrankiai #CNCCoreSystems #FANUCSiemens #Penkių ašių apdirbimas #SyntecSystem #CNCTechnology #CNCMapdirbimas
