Да ли сте се икада запитали шта се дешава након притиска на дугме „Цицле Старт“? Када притиснете зелено дугме “ЦИЦЛЕ СТАРТ” на контролној табли, машина алатка почиње да се креће према програму. Читав процес изгледа „магично“ — али иза њега стоји веома ригорозан систем који сарађује: једна компонента чита програм, друга претвара упутства у електричне сигнале, друга покреће мотор да се ротира, друга континуирано детектује повратне информације о положају, а друга контролише расхладну течност и замену алата…
Ове „одређене компоненте“ су пет основних система алатних ЦНЦ машина. Разумевање ових пет система није само да би се задовољила радозналост – када се машина алатка поквари, можете отприлике проценити у којој је вези проблем; када научите дубље знање, имаћете јасан оквир за разумевање новог садржаја.
Систем 1: ЦНЦ уређај (ЦНЦ контролер) — „Мозак“ алатне машине
(Извор слике: Сиеменс) ЦНЦ уређај је језгро целе алатне машине, што је оно што често називамо „ЦНЦ систем“ или ЦНЦ контролер. Његов радни процес је следећи:
Читање програма: Прочитајте НЦ програм из меморије, ЦФ картице или мрежног интерфејса
Декодирање: „Преведите“ инструкције као што су Г-код и М-код у податке које систем може интерно да обрађује
Прорачун интерполације: Према упутствима за кретање, израчунајте колико свака оса треба да се помери у свакој временској јединици (ово је најосновнији прорачун — разлагање „од тачке А до тачке Б“ на безброј ситних корака)
Издавање контролних инструкција: Пошаљите количину кретања сваке осе серво систему у облику електричних сигнала
Координисање помоћних функција: Контролишите функције М-кода као што су брзина вретена, замена алата и расхладна течност
ЦНЦ уређај не само да пасивно извршава програм, већ такође прима повратне информације о положају у реалном времену са сваке осе и исправља одступања кретања у било ком тренутку. Оперативна табла и екран који обично видите на алатној машини су интерфејс за интеракцију између човека и рачунара ЦНЦ уређаја — уносите програме, мењате параметре и проверавате координате преко овог интерфејса да бисте комуницирали са ЦНЦ уређајем.
Систем 2: Серво систем — „Мишићи“ машине алатке
ЦНЦ уређај издаје инструкцију „Кс-оса се помера за 0,001 мм“, али ову инструкцију серво систем треба претворити у право механичко кретање. (Извор слике: ФАНУЦ)
Серво систем се састоји од два дела:
Серво погон: Прима контролни сигнал који шаље ЦНЦ уређај, појачава га и претвара у електричну снагу за покретање мотора. То је еквивалентно прецизном „појачавачу снаге“.
Серво мотор: Претвара електричну енергију у механичко ротационо кретање. Разлика између серво мотора и обичног мотора је у томе што серво мотор има уграђен енкодер положаја, који може прецизно да контролише угао ротације, а брзина његовог одзива је изузетно велика — може да покрене, заустави или промени брзину у милисекундама.
ЦНЦ алатне машине обично имају више сетова серво система:
Један серво за довод за сваку од Кс-осе, И-осе и З-осе: Контролише кретање алата и радног стола
Серво вретена: Контролише брзину ротације вретена (алата)
Фокус серво вретена и серво за довод је мало другачији: серво за довод тежи тачности положаја (количина кретања мора бити прецизна), а серво вретена тежи стабилности брзине (брзина мора бити константна током сечења и не може да варира због промена у сили сечења). За алатне машине са пет оса, постоје два додатна сета серво система за контролу оса ротације (А/Б/Ц осе), а може постојати 5 до 6 сетова серво система који раде у исто време.
Систем 3: механичко тело машине алатке — скелет и зглобови
Серво мотор генерише ротационо кретање, али машина алатка врши линеарно кретање и ротационо позиционирање алата. Неопходно је претворити ротацију мотора у прецизно кретање различитих делова машине алатке, која се ослањају на механичко тело. Основне компоненте механичког тела:
Кревет / Оквир: Основна структура алатне машине, обично направљена од ливеног гвожђа или заварене челичне плоче. Добар кревет има високу крутост и добру отпорност на вибрације, што је претпоставка да се осигура тачност обраде. (Дволинијска и једнострука оптичка машина са три осе)
Линеарни водич / начин: „Трака“ која води радни сто и главу вретена да се крећу у одређеном правцу. Модерни обрадни центри углавном усвајају линеарне вођице за котрљање, које имају мало трење, високу прецизност и брзу реакцију. Високо прецизне машине алатке ће користити хидростатичке вођице са скоро нултим трењем.
Куглични вијак: Основни део који претвара ротационо кретање серво мотора у линеарно кретање радног стола. Куглични вијак преноси силу кроз котрљање унутрашњих челичних куглица, са изузетно малим трењем, и може постићи прецизност позиционирања на нивоу микрона.
Вретено: Основна компонента која стеже алат и ротира великом брзином. Тачност (извлачење) вретена директно утиче на тачност обраде, а максимална брзина вретена одређује брзину којом можете да обрађујете. Вретена велике брзине могу достићи 40.000 о/мин или чак више. (Извор слике: Луоии)
Систем 4: Систем за детекцију и повратне информације — Очи контроле затворене петље
Ово је веома критичан систем о коме многи почетници не знају много. ЦНЦ систем говори серво мотору да „ротира 10 обртаја“, али како он зна да се мотор заправо ротирао тачно 10 обртаја? Да ли је алат заиста померио удаљеност коју сте тражили? Ослања се на систем детекције и повратне спреге, чија је функција мерење стварне позиције у реалном времену и враћање у ЦНЦ уређај, омогућавајући систему да аутоматски исправи одступање према грешци.
Овај циклус „издавања инструкција → извршавања → откривања стварних вредности → поређења одступања → исправљања инструкција“ назива се контрола затворене петље, што је основни механизам за осигурање ЦНЦ тачности.
Постоје две врсте компоненти за детекцију које се најчешће користе:
Ротациони енкодер: Инсталиран на осовини серво мотора да детектује угао ротације мотора. Пошто детектује крај мотора, а не крај радног стола, још увек постоје грешке као што је еластична деформација вијка, која припада контроли полузатворене петље. Већина обрадних центара усваја ову шему, а тачност позиционирања је обично ±0,005~0,01 мм.
Линеарна скала: Директно постављена поред водилице машине алатке за мерење стварног линеарног померања радног стола. Пошто директно мери положај радног стола, елиминише грешке у преносним везама као што је куглични вијак, који припада контроли са потпуном затвореном петљом са већом прецизношћу (до ±0,001 мм). Високо прецизне машине алатке и прецизне петоосне машине алатке су углавном опремљене линеарним скалама. (РЕНИСХАВ линеарна скала)
Систем 5: Систем помоћних функција — Омогућавање машинској алатки да „ради“
Прва четири система заједно осигуравају да се алат може прецизно померати. Али да би се обрада заиста завршила, потребан је низ помоћних функција:
Аутоматски мењач алата (АТЦ): Једна од најважнијих карактеристика обрадних центара. Магацин алата складишти више алата, а манипулатор аутоматски завршава цео процес током промене алата, обично траје само неколико секунди. Капацитет магацина алата креће се од 8 до више од 100 алата.
Систем за хлађење: Много топлоте се ствара између алата и радног предмета током обраде. Расхладна течност је одговорна за хлађење, подмазивање и уклањање струготина. Уобичајене методе укључују спољно хлађење распршивањем, унутрашње хлађење (прскање директно на област сечења кроз вретено и средишњи отвор алата) итд.
Пнеуматски/хидраулични систем: Користи се за радње које захтевају велику силу као што су стезање радних комада, радње промене алата и отпуштање алата вретена.
ПЛЦ (Програмабилни логички контролер): ЦНЦ уређај управља само контролом кретања, док великим бројем контрола количине прекидача на алатној машини (промена алата, прекидач расхладне течности, заштитна блокада врата, итд.) управља уграђени ПЛЦ. ПЛЦ и ЦНЦ уређај сарађују како би формирали комплетан систем управљања алатним машинама.
Ток сигнала пет језгри система (разумети на први поглед)
Радни процес целог система може се разумети помоћу сигналног ланца: ово је све што се дешава након „притискања циклуса старт“, прецизног контролног процеса затворене петље који се понавља хиљадама пута у секунди.
Увод у главне брендове ЦНЦ система
Након што разумемо улогу ЦНЦ уређаја, упознајмо се са главним брендовима на тржишту:
ФАНУЦ: Јапански бренд са највећим уделом на глобалном тржишту и изузетно високом стопом попуњености домаћих фабрика. Систем је стабилан и поуздан, са комплетним техничким екосистемом, што га чини првим избором за учење на почетном нивоу (наредни примери рада у овој серији ће се углавном фокусирати на ФАНУЦ).
Сиеменс СИНУМЕРИК: Немачки бренд, главна конфигурација машина алатки европског стила. СИНУМЕРИК ОНЕ је врхунски систем за инсталацију алатних машина са моћним функцијама и савршеном подршком за пет оса, али крива учења је стрма. Широко се користи у домаћој аутомобилској и ваздухопловној индустрији.
Хеиденхаин ТНЦ: Немачки бренд који се фокусира на обрадне центре за глодање, са најрафиниранијом подршком за петоосну функцију и високом репутацијом у области ваздухопловства и прецизних калупа.
Домаћи брендови су се брзо развијали последњих година, а главни представници су:
| Бранд | Повезана компанија | Главне предности | Тржишно позиционирање | Подршка за пет оса |
| Хуазхонг тип 9 | Хуазхонг ЦНЦ | Домаћи ЦПУ, независан и управљив | Средње и ниске цене, домаћа замена | генерал |
| ГСК | Гуангзхоу ЦНЦ | Ценовна предност, комплетни пратећи садржаји | Економичне машине алатке | генерал |
| Кеде ГНЦ62 | Кеде ЦНЦ | Петоосна веза и композитна обрада стругања | Тржиште средње и више класе | Добро |
| Синтец | Синтец Тецхнологи | Снажна ЦАМ компатибилност, интерфејс прилагођен кориснику | Средњи крај, најбрже растући у пољу са пет оса | Добро |
Посебан фокус: Синтец систем — главна снага домаћег петоосног система
Међу многим домаћим ЦНЦ системима, Синтец је последњих година показао посебно истакнуте резултате у области обраде пет оса и постао је један од система са највећом стопом уградње домаћих петоосних машина алатки.
Основне предности Синтец-а су: изузетно јака компатибилност ЦАМ софтвера, подржавајући постпроцесирање излаза готово свих маинстреам ЦАМ софтвера; Г-код је у основи компатибилан са ФАНУЦ ЦНЦ системима, интерфејс за рад је лак за почетнике, а цена учења је нижа него код традиционалних европских и америчких система; истовремено стабилно обавља кључне функције као што су петоосни РТЦП и контрола осовине алата, што је важан разлог зашто велики број произвођача алатних машина са пет оса бира Синтец као стандардни конфигурациони систем.
Ако ви или ваша компанија планирате да купите домаћу машину са пет осовина или желите да разумете развојни статус домаћих система, можете обратити пажњу на Синтец систем, који такође има обиље ресурса за учење на мрежи. У наредним практичним демонстрацијама рада ове серије, такође ћемо размотрити додавање примера рада система Синтец.
Резиме овог чланка
· ЦНЦ уређај: Мозак, који чита програме, изводи интерполационе прорачуне и издаје упутства за кретање
· Серво систем: Мишићи, који покрећу прецизно кретање мотора сваке осовине
· Механичко тело: скелет, укључујући кревет, водилицу, куглични вијак и вретено
#ЦНЦМацхинеТоолс #ЦНЦЦореСистемс #ФАНУЦСиеменс #ФивеАкисМацхининг #СинтецСистем #ЦНЦТецхнологи #ЦНЦМацхининг
