“Döngü Başlat” düğmesine bastıktan sonra ne olacağını hiç merak ettiniz mi? Çalışma panelindeki yeşil “ÇEVRİM BAŞLAT” butonuna bastığınızda takım tezgahı programa göre hareket etmeye başlar. Tüm süreç "sihirli" görünüyor - ancak arkasında çok sıkı bir işbirliği yapan sistem var: bir bileşen programı okuyor, bir diğeri talimatları elektrik sinyallerine dönüştürüyor, bir diğeri motoru dönecek şekilde çalıştırıyor, bir diğeri sürekli olarak konum geri bildirimini algılıyor ve bir diğeri soğutma sıvısını ve takım değişimini kontrol ediyor...
Bu "belirli bileşenler" CNC takım tezgahlarının beş temel sistemidir. Bu beş sistemi anlamak yalnızca merakı gidermek anlamına gelmez; takım tezgahı arızalandığında sorunun hangi bağlantıda olduğunu kabaca tahmin edebilirsiniz; Daha derin bilgiler öğrendiğinizde yeni içeriği anlamak için net bir çerçeveye sahip olacaksınız.
Sistem 1: CNC Cihazı (CNC Kontrol Cihazı) — Takım Tezgahının “Beyni”
(Resim kaynağı: Siemens) CNC cihazı, takım tezgahının tamamının çekirdeğidir ve buna sıklıkla "CNC sistemi" veya CNC kontrol cihazı adını veririz. Çalışma süreci aşağıdaki gibidir:
Programın okunması: NC programını bellekten, CF karttan veya ağ arayüzünden okuyun
Kod çözme: G kodu ve M kodu gibi talimatları sistemin dahili olarak işleyebileceği verilere "çevirin"
Enterpolasyon hesaplaması: Hareket talimatlarına göre, her eksenin her zaman biriminde ne kadar hareket etmesi gerektiğini hesaplayın (bu en temel hesaplamadır; "A noktasından B noktasına" sayısız küçük adıma ayrıştırılır)
Kontrol talimatlarının verilmesi: Her eksenin hareket miktarını elektrik sinyalleri şeklinde servo sisteme gönderin
Yardımcı fonksiyonların koordine edilmesi: İş mili hızı, takım değiştirme ve soğutma sıvısı gibi M kodu fonksiyonlarını kontrol edin
CNC cihazı sadece programı pasif olarak yürütmekle kalmaz, aynı zamanda her eksenden gerçek zamanlı konum geri bildirimi alır ve hareket sapmalarını herhangi bir zamanda düzeltir. Takım tezgahında genellikle gördüğünüz operasyon paneli ve görüntü ekranı, CNC cihazının insan-bilgisayar etkileşimi arayüzüdür; CNC cihazıyla iletişim kurmak için programları girersiniz, parametreleri değiştirirsiniz ve koordinatları bu arayüz üzerinden kontrol edersiniz.
Sistem 2: Servo Sistem — Takım Tezgahının “Kasları”
CNC cihazı “X ekseni 0,001 mm hareket eder” talimatı verir ancak bu talimatın servo sistem tarafından gerçek mekanik harekete dönüştürülmesi gerekir. (Resim kaynağı: FANUC)
Servo sistemi iki bölümden oluşur:
Servo Sürücü: CNC cihazı tarafından gönderilen kontrol sinyalini alır, güçlendirir ve motoru sürmek için elektrik gücüne dönüştürür. Hassas bir “güç amplifikatörüne” eşdeğerdir.
Servo Motor: Elektrik enerjisini mekanik dönme hareketine dönüştürür. Bir servo motor ile sıradan bir motor arasındaki fark, servo motorun, dönüş açısını hassas bir şekilde kontrol edebilen yerleşik bir konum kodlayıcıya sahip olması ve tepki hızının son derece hızlı olmasıdır; milisaniyeler içinde başlatabilir, durdurabilir veya hızı değiştirebilir.
CNC takım tezgahlarında genellikle birden fazla servo sistemi bulunur:
X ekseni, Y ekseni ve Z ekseninin her biri için bir besleme servosu: Aletin ve çalışma tezgahının hareketini kontrol eder
İş mili servosu: İş milinin (takım) dönüş hızını kontrol eder
İş mili servosu ve besleme servosunun odağı biraz farklıdır: besleme servosu konum doğruluğunu takip eder (hareket miktarı hassas olmalıdır) ve iş mili servosu hız stabilitesini takip eder (kesim sırasında hız sabit olmalıdır ve kesme kuvvetindeki değişiklikler nedeniyle dalgalanamaz). Beş eksenli takım tezgahları için, dönüş eksenlerini (A/B/C eksenleri) kontrol etmek için iki ek servo sistemi seti vardır ve aynı anda çalışan 5 ila 6 servo seti olabilir.
Sistem 3: Takım Tezgahı Mekanik Gövdesi - İskelet ve Bağlantılar
Servo motor dönme hareketi üretir ancak takım tezgahı, takımın doğrusal hareketini ve dönme konumlandırmasını gerçekleştirir. Motorun dönüşünü, mekanik gövdeye dayanan takım tezgahının çeşitli parçalarının hassas hareketine dönüştürmek gerekir. Mekanik gövdenin temel bileşenleri:
Yatak / Çerçeve: Takım tezgahının temel yapısı, genellikle dökme demirden veya kaynaklı çelik levhadan yapılır. İyi bir yatak, işleme doğruluğunu sağlamanın öncülü olan yüksek sağlamlığa ve iyi titreşim direncine sahiptir. (İki hatlı ve tek sert üç eksenli optik makine)
Doğrusal Kılavuz / Yol: Çalışma tablasını ve iş mili kafasını belirli bir yönde hareket edecek şekilde yönlendiren "yol". Modern işleme merkezleri genellikle küçük sürtünmeye, yüksek hassasiyete ve hızlı tepkiye sahip doğrusal yuvarlanma kılavuzlarını kullanır. Yüksek hassasiyetli takım tezgahları neredeyse sıfır sürtünmeye sahip hidrostatik kılavuzlar kullanacaktır.
Vidalı Mil: Servo motorun dönme hareketini çalışma masasının doğrusal hareketine dönüştüren çekirdek parçadır. Bilyalı vida, iç çelik bilyaların yuvarlanması yoluyla kuvveti son derece küçük bir sürtünme ile iletir ve mikron düzeyinde konumlandırma doğruluğu elde edebilir.
Mil: Takımı sıkıştıran ve yüksek hızda dönen çekirdek bileşen. İş milinin doğruluğu (salgısı) işleme doğruluğunu doğrudan etkiler ve iş milinin maksimum hızı, işleyebileceğiniz hızı belirler. Yüksek hızlı iş milleri 40.000 rpm'ye ve hatta daha yükseğe ulaşabilir. (Resim kaynağı: Luoyi)
Sistem 4: Tespit ve Geri Bildirim Sistemi — Kapalı Döngü Kontrolün Gözleri
Bu, yeni başlayan birçok kişinin fazla bilgi sahibi olmadığı, çok kritik bir sistemdir. CNC sistemi servo motora “10 tur dönmesini” söylüyor ama motorun gerçekte tam olarak 10 tur döndüğünü nasıl biliyor? Alet gerçekten istediğiniz mesafeyi kat etti mi? İşlevi gerçek konumu gerçek zamanlı olarak ölçmek ve bunu CNC cihazına geri beslemek olan ve sistemin hataya göre sapmayı otomatik olarak düzeltmesine olanak tanıyan algılama ve geri bildirim sistemine dayanır.
Bu "talimatları verme → yürütme → gerçek değerleri algılama → sapmaları karşılaştırma → talimatları düzeltme" döngüsüne, CNC doğruluğunu sağlayan temel mekanizma olan kapalı döngü kontrolü denir.
Yaygın olarak kullanılan iki tür algılama bileşeni vardır:
Döner Enkoder: Motor dönüş açısını tespit etmek için servo motor miline monte edilir. Tezgah ucundan ziyade motor ucunu algıladığı için yarı kapalı çevrim kontrolüne ait vida elastik deformasyonu gibi hatalar hala mevcuttur. Çoğu işleme merkezi bu şemayı benimser ve konumlandırma doğruluğu genellikle ±0,005~0,01 mm'dir.
Doğrusal Ölçek: Çalışma tezgahının gerçek doğrusal yer değiştirmesini ölçmek için doğrudan takım tezgahı kılavuz rayının yanına monte edilir. Çalışma tezgahının konumunu doğrudan ölçtüğü için, tam kapalı döngü kontrolüne ait bilyalı vida gibi iletim bağlantılarındaki hataları daha yüksek doğrulukla (±0,001 mm'ye kadar) ortadan kaldırır. Yüksek hassasiyetli takım tezgahları ve hassas beş eksenli takım tezgahları genellikle doğrusal ölçeklerle donatılmıştır. (RENISHAW doğrusal ölçek)
Sistem 5: Yardımcı Fonksiyon Sistemi - Takım Tezgahının "Çalışmasını" Etkinleştirme
İlk dört sistem birlikte aletin hassas şekilde hareket edebilmesini sağlar. Ancak işlemi gerçekten tamamlamak için bir dizi yardımcı fonksiyona ihtiyaç vardır:
Otomatik Takım Değiştirici (ATC): İşleme merkezlerinin en önemli özelliklerinden biridir. Takım magazini birden fazla takımı saklar ve manipülatör, takım değişimi sırasında tüm süreci otomatik olarak tamamlar ve genellikle yalnızca birkaç saniye sürer. Takım magazininin kapasitesi 8 takımdan 100 takıma kadar değişir.
Soğutma Sistemi: İşleme sırasında takım ile iş parçası arasında çok fazla ısı oluşur. Soğutma sıvısı soğutma, yağlama ve talaş gidermeden sorumludur. Yaygın yöntemler arasında harici sprey soğutma, dahili soğutma (iş mili ve takım merkezi deliği yoluyla doğrudan kesme alanına püskürtme) vb. yer alır.
Pnömatik/Hidrolik Sistem: İş parçalarının sıkıştırılması, takım değiştirme işlemleri ve fener mili takımının serbest bırakılması gibi büyük kuvvet gerektiren işlemler için kullanılır.
PLC (Programlanabilir Lojik Denetleyici): CNC cihazı yalnızca hareket kontrolünü yönetirken, takım tezgahı üzerindeki çok sayıda anahtar miktarı kontrolü (takım değiştirme, soğutma sıvısı anahtarı, koruyucu kapı kilidi vb.) yerleşik PLC tarafından gerçekleştirilir. PLC ve CNC cihazı, eksiksiz bir takım tezgahı kontrol sistemi oluşturmak için işbirliği yapar.
Beş Çekirdekli Sistemin Sinyal Akışı (Bir Bakışta Anlayın)
Tüm sistemin çalışma süreci bir sinyal zinciriyle anlaşılabilir: Bu, saniyede binlerce kez tekrarlanan hassas bir kapalı döngü kontrol süreci olan "döngü başlatmaya bastıktan" sonra gerçekleşen her şeydir.
Ana CNC Sistem Markalarına Giriş
CNC cihazının rolünü anladıktan sonra piyasadaki ana markaları tanıyalım:
FANUC: En büyük küresel pazar payına ve yerli fabrikalarda son derece yüksek doluluk oranına sahip bir Japon markası. Sistem istikrarlı ve güvenilirdir, eksiksiz bir teknik ekosisteme sahiptir ve bu da onu giriş seviyesi öğrenim için ilk tercih haline getirir (bu serideki sonraki operasyon örnekleri esas olarak FANUC'a odaklanacaktır).
Siemens SINUMERIK: Avrupa tarzı takım tezgahlarının ana konfigürasyonu olan bir Alman markası. SINUMERIK ONE, güçlü işlevlere ve mükemmel beş eksen desteğine sahip üst düzey bir takım tezgahı kurulum sistemidir, ancak öğrenme eğrisi diktir. Yerli otomotiv ve havacılık alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Heidenhain TNC: Frezeleme işleme merkezlerine odaklanan, en gelişmiş beş eksenli fonksiyon desteğine sahip ve havacılık ve hassas kalıp alanlarında yüksek itibara sahip bir Alman markası.
Yerli markalar son yıllarda hızla gelişme göstermekte olup başlıca temsilcileri şunlardır:
| Marka | Bağlı Şirket | Ana Avantajlar | Pazar Konumlandırması | Beş Eksen Desteği |
| Huazhong Tip 9 | Huazhong CNC | Yerli CPU, bağımsız ve kontrol edilebilir | Orta-düşük uç, yerli değişim | Genel |
| GSK | Guangzhou CNC | Fiyat avantajı, eksiksiz destek olanakları | Ekonomik takım tezgahları | Genel |
| Kede GNC62 | Kede CNC | Beş eksenli bağlantı ve torna-freze kompozit işleme | Orta ve üst düzey pazar | iyi |
| Syntec | Syntec Teknolojisi | Güçlü CAM uyumluluğu, kullanıcı dostu arayüz | Beş eksenli alanda orta sınıf, en hızlı büyüyen | iyi |
Özel Odak Noktası: Syntec Sistemi — Yerli Beş Eksenin Ana Gücü
Syntec, yerli birçok CNC sistemi arasında özellikle son yıllarda beş eksenli işleme alanında öne çıkan bir performans sergileyerek yerli beş eksenli takım tezgahlarının kurulum oranı en yüksek olan sistemlerden biri haline geldi.
Syntec'in temel avantajları şunlardır: neredeyse tüm ana akım CAM yazılımlarının işlem sonrası çıktısını destekleyen son derece güçlü CAM yazılımı uyumluluğu; G kodu temel olarak FANUC CNC sistemleriyle uyumludur, işletim arayüzü yeni başlayanlar için kullanıcı dostudur ve öğrenme maliyeti geleneksel Avrupa ve Amerika sistemlerine göre daha düşüktür; aynı zamanda beş eksenli RTCP ve takım ekseni kontrolü gibi temel işlevlerde istikrarlı bir performans sergiliyor; bu da çok sayıda beş eksenli takım tezgahı üreticisinin standart konfigürasyon sistemi olarak Syntec'i seçmesinin önemli bir nedenidir.
Siz veya firmanız yerli beş eksenli takım tezgahı almayı planlıyorsanız veya yerli sistemlerin gelişim durumunu anlamak istiyorsanız online olarak da bol miktarda öğrenme kaynağına sahip olan Syntec sistemini dikkate alabilirsiniz. Bu serinin sonraki pratik çalışma gösterimlerinde Syntec sisteminin çalışma örneklerini de eklemeyi ele alacağız.
Bu Makalenin Özeti
· CNC Cihazı: Programları okuyan, enterpolasyon hesaplamalarını yapan ve hareket talimatlarını veren beyin
· Servo Sistem: Her eksen motorunun hassas hareketini sağlayan kaslar
· Mekanik Gövde: Yatak, kılavuz rayı, bilyalı vida ve mil dahil olmak üzere iskelet
#CNCMachineTools #CNCCoreSystems #FANUCSiemens #FiveAxisMachining #SyntecSystem #CNCTechnology #CNCMachining
