NC
(Numerical Control, vísað til sem CNC) vísar til notkunar stakra stafrænna upplýsinga til að stjórna rekstri véla og annarra tækja, sem aðeins er hægt að forrita af rekstraraðilanum sjálfum
CNC
CNC tækniforrit
Þróun CNC tækni er nokkuð hröð, sem hefur verulega bætt framleiðni moldvinnslu. Meðal þeirra er CPU með hraðari tölvuhraða kjarninn í þróun CNC tækni. Endurbætur á CPU er ekki aðeins að bæta tölvuhraða, heldur felur hraðinn sjálfur einnig í sér endurbætur á CNC tækni í öðrum þáttum. Einmitt vegna þess að CNC tækni hefur gengið í gegnum svo miklar breytingar á undanförnum árum, er það verðugt að endurskoða núverandi notkun CNC tækni í moldframleiðsluiðnaðinum.
Vinnslutími forritablokka og annað Þar sem vinnsluhraði örgjörva eykst og CNC framleiðendur nota háhraða örgjörva á mjög samþætt CNC kerfi, hefur afköst CNC batnað verulega. Móttækilegra, móttækilegra kerfi nær meira en bara meiri vinnsluhraða forrita. Reyndar getur kerfi sem getur unnið hlutaforrit á tiltölulega miklum hraða líka starfað eins og hægt vinnslukerfi, því jafnvel fullvirkt CNC kerfi hefur nokkur hugsanleg vandamál sem geta orðið takmarkanir. Flöskuháls á vinnsluhraða.
Sem stendur gera flestar moldverksmiðjur sér grein fyrir því að háhraðavinnsla krefst meira en bara stuttan vinnslutíma vinnsluforrita. Að mörgu leyti er ástandið svipað og að keyra kappakstursbíl. Vinnur hraðskreiðasti bíllinn alltaf keppnina? Jafnvel einstaka áhorfandi á bílakeppni veit að það eru margir þættir fyrir utan hraða sem hafa áhrif á úrslit keppninnar.
Í fyrsta lagi er þekking ökumanns á brautinni mikilvæg: hann verður að vita hvar kröppu beygjurnar eru til að hægja á á viðeigandi hátt og komast yfir þær á öruggan og skilvirkan hátt. Í því ferli að vinna mót við háan fóðurhraða getur brautareftirlitstæknin sem á að vinna í CNC fengið upplýsingar um útlit skarpra ferla fyrirfram og þessi aðgerð gegnir sama hlutverki.
Sömuleiðis er viðbragð ökumanns fyrir öðrum hreyfingum og óvissu ökumanns svipuð og magn servó endurgjöf í CNC. Servo endurgjöf í CNC inniheldur aðallega stöðuviðbrögð, hraðaviðbrögð og núverandi endurgjöf.
Þegar ökumaður ekur um brautina hefur samkvæmni í hreyfingum hans og hvort hann geti bremsað og hraðað af hæfileika mjög mikilvæg áhrif á frammistöðu ökumanns á staðnum. Að sama skapi notar bjöllulaga hröðun/hraðaminnkun og ferilvöktunaraðgerðir CNC kerfisins hæga hröðun/hraðaminnkun í stað skyndilegra hraðabreytinga til að tryggja mjúka hröðun vélarinnar.
Að auki eru önnur líkindi á milli kappakstursbíla og CNC kerfa. Kraftur kappakstursvélarinnar er svipaður og CNC drifbúnaðurinn og mótorinn. Þyngd kappakstursbílsins er sambærileg við þyngd hreyfanlegra hluta í vélinni. Stífleiki og styrkleiki kappakstursbílsins er svipaður og styrkur og stífleiki vélarinnar. Hæfni CNC til að leiðrétta brautarsértækar villur er mjög lík hæfni ökumanns til að halda bíl á akrein sinni.
Önnur staða svipað og núverandi CNC er að þeir kappakstursbílar sem eru ekki þeir hraðskreiðar þurfa oft ökumenn með yfirgripsmikla færni. Í fortíðinni gat aðeins hágæða CNC tryggt mikla vinnslu nákvæmni meðan skorið er á miklum hraða. Í dag hafa mið- og lág-end CNCs getu til að vinna verkið á fullnægjandi hátt. Þó að hágæða CNC hafi bestu frammistöðu sem völ er á eins og er, þá er líka möguleiki á að lágendir CNC sem þú notar hafi sömu vinnslueiginleika og hágæða CNC í svipuðum vörum. Áður fyrr var þátturinn sem takmarkaði hámarksfóðurhraða fyrir mótvinnslu CNC, en í dag er það vélræn uppbygging vélbúnaðarins. Þegar vélbúnaðurinn er nú þegar á frammistöðumörkum, mun betri CNC ekki bæta árangurinn frekar. Innri einkenni mynd CNC kerfa
Eftirfarandi eru nokkur grundvallar CNC einkenni í núverandi moldvinnsluferli:
1. Ójöfn skynsamleg B-spline (NURBS) innskot á bogadregnum flötum
Þessi tækni notar innskot eftir feril, frekar en að nota röð af stuttum beinum línum til að passa við ferilinn. Notkun þessarar tækni er orðin nokkuð algeng. Margur CAM hugbúnaður sem nú er notaður í moldariðnaðinum býður upp á möguleika á að búa til hlutaforrit á NURBS innskotssniði. Á sama tíma veitir öflugur CNC einnig fimm ása innskotsaðgerðir og tengda eiginleika. Þessir eiginleikar auka gæði yfirborðsáferðar, bæta sléttari hreyfingu, auka skurðarhraða og gera smærri hluta forrita kleift.
2. Minni kennslueining
Flest CNC kerfi senda hreyfi- og staðsetningarleiðbeiningar til vélarsnældunnar í einingum sem eru ekki minna en 1 míkron. Eftir að hafa notfært sér að fullu batnandi vinnsluorku örgjörva getur minnsta leiðbeiningareining sumra CNC kerfa jafnvel náð 1 nanómetra (0.000001 mm). Eftir að stjórneiningin hefur minnkað um 1000 sinnum er hægt að fá meiri vinnslunákvæmni og mótorinn getur gengið sléttari. Sléttur gangur mótorsins gerir sumum verkfærum kleift að keyra með meiri hröðun án þess að auka titring í rúminu.
3. Bjöllukúrfuhröðun/hraðaminnkun
Einnig kallað S-kúrfu hröðun/hraðaminnkun, eða skriðstjórnun. Í samanburði við línulega hröðunaraðferðina getur þessi aðferð náð betri hröðunaráhrifum vélbúnaðarins. Í samanburði við aðrar hröðunaraðferðir, þar á meðal línulegar og veldisvísisaðferðir, getur bjöllulaga ferilaðferðin náð minni staðsetningarvillum.
4. Eftirlit með brautum til vinnslu
Þessi tækni er mikið notuð og hefur margvíslegan frammistöðumun sem aðgreinir hvernig hún virkar í lágum stýrikerfum frá því hvernig hún virkar í háþróuðum stjórnkerfum. Almennt séð útfærir CNC forritaforvinnslu í gegnum eftirlit með vinnsluferlum til að tryggja betri hröðunar-/hraðaminnkun eftirlit. Það fer eftir frammistöðu mismunandi CNCs, fjöldi forritablokka sem þarf til að fylgjast með brautinni sem á að vinna er á bilinu tvö til hundruð, sem er aðallega háð lágmarksvinnslutíma hlutaforritsins og hröðunar-/hraðaminnkun tímafastans. Almennt séð, til að uppfylla vinnslukröfur, þarf að minnsta kosti fimmtán brautarvöktunaráætlunarblokkir sem á að vinna úr.
5. Stafræn servóstýring
Þróun stafrænna servókerfa er svo hröð að flestir vélaframleiðendur velja þetta kerfi sem servóstýrikerfi fyrir vélar. Eftir að hafa notað þetta kerfi getur CNC stjórnað servókerfinu á tímanlegri hátt og stjórn CNC á vélinni verður einnig nákvæmari.
Aðgerðir stafræna servókerfisins eru sem hér segir:
1) Sýnatökuhraði straumlykkjunnar verður aukinn, ásamt endurbótum á straumlykkjustýringu, og dregur þannig úr hitahækkun mótorsins. Á þennan hátt er ekki aðeins hægt að lengja líftíma mótorsins, heldur er einnig hægt að draga úr hitanum sem fluttur er á kúluskrúfuna og bæta þannig nákvæmni skrúfunnar. Að auki getur aukning sýnatökuhraða einnig aukið ávinning hraðalykkjunnar, sem hjálpar til við að bæta heildarafköst vélbúnaðarins.
2) Þar sem margir nýir CNCs nota háhraða raðir til að tengjast servólykkjum, getur CNC fengið meiri vinnuupplýsingar um mótorinn og drifbúnaðinn í gegnum samskiptatengilinn. Þetta bætir viðhaldsgetu vélbúnaðarins.
3) Stöðug stöðuviðbrögð leyfa hárnákvæmni vinnslu á miklum hraða. Hröðun CNC vinnsluhraða gerir það að verkum að stöðuviðbragðshraðinn verður flöskuháls sem takmarkar hlaupahraða véla. Í hefðbundinni endurgjöfaraðferð, þar sem sýnatökuhraði ytri kóðara CNC og rafeindabúnaðarins breytist, er endurgjöfarhraðinn takmarkaður af merkjagerðinni. Með því að nota serial feedback verður þetta vandamál leyst vel. Nákvæmri endurgjöf er náð jafnvel þegar vélin er í gangi á mjög miklum hraða.
6. Línuleg mótor
Á undanförnum árum hafa afköst og vinsældir línulegra mótora batnað verulega, svo margar vinnslustöðvar hafa tekið upp þetta tæki. Hingað til hefur Fanuc sett upp að minnsta kosti 1,000 línulega mótor. Sum af háþróaðri tækni GE Fanuc gerir línulega mótornum á vélinni kleift að hafa hámarksúttakskraft upp á 15.500N og hámarkshröðun upp á 30g. Notkun annarrar háþróaðrar tækni hefur dregið úr stærð og þyngd vélavéla og bætt kælingu skilvirkni til muna. Allar þessar tækniframfarir gefa línulegum mótorum meiri kosti en snúningsmótorar: hærri hröðun/hraðaminnkun; nákvæmari staðsetningarstýring, meiri stífleiki; meiri áreiðanleiki; innri kraftmikil hemlun.
Ytri viðbótareiginleikar: Opið CNC kerfi
Vélar sem nota opið CNC kerfi þróast hratt. Samskiptahraði núverandi samskiptakerfa er tiltölulega hár, sem leiðir til þess að ýmsar gerðir af opnum CNC mannvirkjum verða til. Flest opin kerfi sameina hreinskilni staðlaðrar tölvu með virkni hefðbundins CNC. Stærsti ávinningurinn af þessu er að jafnvel þótt vélbúnaður vélbúnaðar verði úreltur, gerir opinn CNC samt árangur þess að breytast með núverandi tækni og vinnslukröfum. Hægt er að bæta öðrum aðgerðum við Open CNC með hjálp annars hugbúnaðar. Þessir eiginleikar geta verið nátengdir mygluvinnslu, eða þeir geta lítið haft með mygluvinnslu að gera. Venjulega hefur opna CNC kerfið sem notað er í mótabúðinni eftirfarandi algenga valkosti:
Ódýr samskipti á netinu;
Ethernet;
Aðlögunarstýringaraðgerð;
Tengi fyrir strikamerkjalesara, raðnúmeralesara verkfæra og/eða raðnúmerakerfi fyrir bretti;
Geta til að vista og breyta miklum fjölda hlutaforrita;
Söfnun geymdra upplýsinga um forritastýringu;
Skráavinnsluaðgerð;
Samþætting CAD/CAM tækni og skipulagningu verkstæðis;
Alhliða rekstrarviðmót.
Þetta síðasta atriði er afar mikilvægt. Vegna þess að það er aukin eftirspurn eftir einfalt í notkun CNC í moldvinnslu. Í þessari hugmynd er mikilvægast að mismunandi CNCs hafa sama rekstrarviðmót. Almennt þarf að þjálfa stjórnendur mismunandi véla sérstaklega vegna þess að mismunandi gerðir af vélum, sem og vélar framleiddar af mismunandi framleiðendum, nota mismunandi CNC tengi. Opin CNC kerfi skapa tækifæri fyrir alla verslunina til að nota sama CNC stýrisviðmótið.
Nú geta eigendur véla hannað sitt eigið viðmót fyrir CNC-aðgerðir jafnvel þó þeir kunni ekki C tungumálið. Að auki gerir opna kerfisstýringin kleift að stilla mismunandi vinnsluhami vélarinnar í samræmi við þarfir hvers og eins. Þetta gerir rekstraraðilum, forriturum og viðhaldsstarfsmönnum kleift að stilla stillingar í samræmi við eigin kröfur. Þegar það er í notkun birtast aðeins þær upplýsingar sem þeir þurfa á skjánum. Að samþykkja þessa aðferð getur dregið úr óþarfa síðubirtingu og hjálpað til við að einfalda CNC aðgerðir.
Fimm ása vinnsla
Í því ferli að framleiða flókin mót er beiting fimm-ása vinnslu að verða meira og meira útbreidd. Með því að nota fimm ása vinnslu er hægt að fækka verkfærum og/og vélbúnaði sem þarf til að vinna hluta. Fjöldi búnaðar sem þarf fyrir vinnsluferlið verður lágmarkaður, en heildarvinnslutíminn minnkar einnig. CNC eru að verða hæfari og færari, sem gerir CNC framleiðendum kleift að bjóða upp á fleiri fimm ása eiginleika.
Aðgerðir sem áður voru aðeins fáanlegar í hágæða CNC eru nú einnig notaðar í meðalvöruvörum. Fyrir þá framleiðendur sem aldrei hafa notað fimm ása vinnslutækni, gerir notkun þessara eiginleika fimm ása vinnslu auðveldari. Að beita núverandi CNC tækni við fimm ása vinnslu gefur fimm ása vinnslu eftirfarandi kosti:
Draga úr þörfinni fyrir sérstök verkfæri;
Leyfir að stilla verkfærajöfnun eftir að hlutaforritinu er lokið;
Styðja hönnun alhliða forrita þannig að hægt sé að nota eftirvinnslu forrit til skiptis milli mismunandi véla;
Bættu gæði frágangs;
Það er hægt að nota fyrir vélar með mismunandi uppbyggingu, þannig að ekki þarf að gefa til kynna í forritinu hvort snældan eða vinnustykkið snýst um miðpunktinn. Vegna þess að þetta verður leyst með breytum CNC.
Við getum notað dæmið um bætur fyrir kúlufresunarskera til að sýna hvers vegna fimm ás hentar sérstaklega vel fyrir mótvinnslu. Til þess að jafna nákvæmlega upp á móti kúlulaga fræsaranum þegar hluturinn og verkfærið snúast um miðlæga snúningsásinn, verður CNC að vera fær um að stilla uppbótarupphæð verkfærisins á kraftmikinn hátt í X, Y og Z áttir. Að tryggja samfellu snertipunkta skurðarverkfærsins er gagnlegt til að bæta gæði frágangs.
Að auki felur fimm ása CNC notkun í sér eiginleika sem tengjast því að snúa verkfærinu í kringum snælduna, eiginleika sem tengjast því að snúa hlutanum í kringum snælduna og eiginleika sem gera stjórnandanum kleift að breyta tólvektornum handvirkt.
Þegar miðás tólsins er notaður sem snúningsás, verður upphaflegu lengd tólsins í átt að Z-ás skipt í íhluti í X, Y og Z áttum. Að auki er upphaflegu þvermálsjöfnun verkfæra í X og Y ás áttum einnig skipt í þrjá þætti í X, Y og Z ás áttum. Þar sem í skurðarverkfræði getur tólið gert straumhreyfingar meðfram snúningsássáttinni, verður að uppfæra allar þessar frávik á kraftmikinn hátt til að taka tillit til stöðugrar breytilegrar stefnu tækjanna.
Annar CNC eiginleiki sem kallast "tól miðpunktsforritun" gerir forriturum kleift að skilgreina slóð og miðpunktshraða tólsins. CNC tryggir að tólið hreyfist í samræmi við forritið í gegnum skipanir í átt að snúningsásnum og línuásnum. Þessi eiginleiki kemur í veg fyrir að miðpunktur tólsins breytist við skiptingu tólsins. Þetta þýðir líka að í fimm ása vinnslu er hægt að setja offset verkfæri beint inn eins og þriggja ása vinnsla, og það er líka hægt að útskýra það með öðru eftirforriti. Breyting á lengd verkfæra. Þessi eiginleiki að snúa snældunni til að átta sig á hreyfiásnum einfaldar eftirvinnslu verkfæraforritunar.
Með því að nota sömu aðgerð getur vélbúnaðurinn einnig fengið snúningshreyfingu með því að snúa vinnustykkinu um miðlægan snúningsás. Nýlega þróað CNC getur breytilega stillt fastar hliðarfærslur og snúningshnitaása til að passa við hreyfingu hlutans. Þegar rekstraraðilar nota handvirkar aðferðir til að ná hægum fóðrun véla, gegnir CNC kerfið einnig mikilvægu hlutverki. Nýlega þróað CNC kerfið gerir ásinn einnig kleift að nærast hægt og rólega í átt að verkfæravigurnum og gerir einnig kleift að breyta stefnu verkfæraoddarvigursins án þess að breyta stöðu verkfæraoddsins (sjá mynd hér að ofan).
Þessir eiginleikar gera rekstraraðilum kleift að nota 3+2 forritunaraðferðina sem nú er mikið notuð í mótaiðnaðinum þegar þeir nota fimm ása vélar. Hins vegar, þar sem ný fimm ása vinnslumöguleikar eru smám saman þróaðir og samþykktir, geta sannar fimm ása mótvinnsluvélar orðið algengari.
