NC
(Numeričko upravljanje, poznato kao CNC) odnosi se na korištenje diskretnih digitalnih informacija za upravljanje radom strojeva i drugih uređaja, koje može programirati samo sam operater
CNC
Primjena CNC tehnologije
Razvoj CNC tehnologije je prilično brz, što je uvelike poboljšalo produktivnost obrade kalupa. Među njima, CPU s većom brzinom računanja jezgra je razvoja CNC tehnologije. Poboljšanje CPU-a nije samo poboljšanje brzine računanja, već sama brzina također uključuje poboljšanje CNC tehnologije u drugim aspektima. Upravo zato što je CNC tehnologija doživjela tako velike promjene posljednjih godina, vrijedno je pregledati trenutnu primjenu CNC tehnologije u industriji proizvodnje kalupa.
Vrijeme obrade programskog bloka i ostalo Kako se brzina obrade CPU-a povećava i CNC proizvođači primjenjuju brze CPU-e na visoko integrirane CNC sustave, performanse CNC-a su se značajno poboljšale. Sustav s boljim odzivom postiže više od samo veće brzine obrade programa. Zapravo, sustav koji može obraditi dijelove programa relativno velikom brzinom također može raditi kao spori sustav obrade, jer čak i potpuno funkcionalan CNC sustav ima neke potencijalne probleme koji mogu postati ograničenja. Usko grlo brzine obrade.
Trenutačno većina tvornica kalupa shvaća da brza strojna obrada zahtijeva više od samo kratkog vremena obrade programa strojne obrade. Na mnogo načina, situacija je slična vožnji trkaćeg automobila. Pobjeđuje li najbrži automobil uvijek u utrci? Čak i povremeni gledatelj automobilske utrke zna da osim brzine ima mnogo faktora koji utječu na ishod utrke.
Prije svega, važno je vozačevo poznavanje staze: on mora znati gdje su oštri zavoji kako bi pravilno usporio i vozio ih sigurno i učinkovito. U procesu obrade kalupa pri velikim brzinama dodavanja, tehnologija praćenja putanje koja se obrađuje u CNC-u može unaprijed dobiti informacije o izgledu oštrih krivulja, a ova funkcija ima istu ulogu.
Isto tako, vozačeva reakcija na druge pokrete i nesigurnosti vozača slična je količini servo povratnih informacija u CNC-u. Servo povratne informacije u CNC-u uglavnom uključuju povratne informacije o položaju, povratne informacije o brzini i povratne informacije o struji.
Kada se vozač vozi po stazi, dosljednost njegovih pokreta i može li vješto kočiti i ubrzavati imaju vrlo važan utjecaj na performanse vozača na licu mjesta. Slično tome, zvonoliko ubrzanje/usporenje i funkcije nadzora putanje koja će se obraditi CNC sustava koriste sporo ubrzanje/usporenje umjesto naglih promjena brzine kako bi se osiguralo glatko ubrzanje alatnog stroja.
Osim toga, postoje i druge sličnosti između trkaćih automobila i CNC sustava. Snaga trkaćeg motora slična je CNC pogonskom uređaju i motoru. Težina trkaćeg automobila usporediva je s težinom pokretnih komponenti u alatnom stroju. Čvrstoća i čvrstoća trkaćeg automobila slične su snazi i krutosti alatnog stroja. Sposobnost CNC-a da ispravi pogreške specifične za putanju vrlo je slična sposobnosti vozača da zadrži automobil u svojoj traci.
Još jedna situacija slična trenutnom CNC-u je ta da oni trkaći automobili koji nisu najbrži često zahtijevaju vozače sa sveobuhvatnim vještinama. U prošlosti je samo vrhunski CNC mogao osigurati visoku točnost obrade tijekom rezanja velikom brzinom. Danas CNC-ovi srednje i niže klase imaju mogućnosti obavljanja posla na zadovoljavajući način. Iako vrhunski CNC ima trenutno najbolje dostupne performanse, također postoji mogućnost da jeftini CNC koji koristite ima iste karakteristike obrade kao vrhunski CNC u sličnim proizvodima. U prošlosti je čimbenik koji je ograničavao maksimalnu brzinu posmaka za obradu kalupa bio CNC, no danas je to mehanička struktura alatnog stroja. Kada je alatni stroj već na granici performansi, bolji CNC neće dalje poboljšati performanse. Unutarnje karakteristike Picture CNC sustava
Slijede neke osnovne CNC karakteristike u trenutnom procesu obrade kalupa:
1. Neuniformna racionalna B-spline (NURBS) interpolacija zakrivljenih površina
Ova tehnologija koristi interpolaciju duž krivulje, umjesto upotrebe niza kratkih ravnih linija za prilagodbu krivulji. Primjena ove tehnologije postala je prilično uobičajena. Mnogi CAM softveri koji se trenutno koriste u industriji kalupa pružaju opciju za generiranje programa dijelova u NURBS formatu interpolacije. U isto vrijeme, moćni CNC također nudi funkcije interpolacije pet osi i srodne značajke. Ova svojstva povećavaju kvalitetu završne obrade površina, poboljšavaju glatkiji rad motora, povećavaju brzine rezanja i omogućuju programe manjih dijelova.
2. Manja nastavna jedinica
Većina CNC sustava prenosi upute za kretanje i pozicioniranje na vreteno alatnog stroja u jedinicama ne manjim od 1 mikrona. Nakon potpunog iskorištavanja prednosti poboljšanja procesorske snage CPU-a, najmanja naredbena jedinica nekih CNC sustava može doseći čak 1 nanometar (0.000001mm). Nakon što se komandna jedinica smanji za 1000 puta, može se postići veća točnost obrade i motor može raditi glatko. Glatki rad motora omogućuje nekim alatnim strojevima rad pri većim ubrzanjima bez povećanja vibracija postolja.
3. Bellova krivulja ubrzanja/usporavanja
Naziva se i S-krivulja ubrzanja/usporavanja ili kontrola puzanja. U usporedbi s metodom linearnog ubrzanja, ovom se metodom može postići bolji učinak ubrzanja alatnog stroja. U usporedbi s drugim metodama ubrzanja, uključujući linearne i eksponencijalne metode, metoda krivulje u obliku zvona može postići manje pogreške pozicioniranja.
4. Praćenje staza za obradu
Ova se tehnologija naširoko koristi i ima brojne razlike u performansama koje razlikuju način na koji radi u sustavima upravljanja niske razine od načina na koji funkcionira u sustavima upravljanja visoke razine. Općenito govoreći, CNC implementira pretprocesiranje programa putem praćenja putanje obrade kako bi se osigurala bolja kontrola ubrzanja/usporenja. Ovisno o izvedbi različitih CNC-ova, broj programskih blokova potrebnih za praćenje putanje koja se obrađuje kreće se od dvije do stotine, što uglavnom ovisi o minimalnom vremenu obrade programa obrade i vremenskoj konstanti ubrzanja/usporenja. Općenito govoreći, da bi se zadovoljili zahtjevi obrade, potrebno je najmanje petnaest programskih blokova praćenja putanje koje treba obraditi.
5. Digitalna servo kontrola
Razvoj digitalnih servo sustava je toliko brz da većina proizvođača alatnih strojeva odabire ovaj sustav kao servo upravljački sustav za alatne strojeve. Nakon korištenja ovog sustava, CNC može pravovremeno upravljati servo sustavom, a CNC upravljanje alatnim strojem također postaje preciznije.
Funkcije digitalnog servo sustava su sljedeće:
1) Brzina uzorkovanja strujne petlje će se povećati, zajedno s poboljšanjem kontrole strujne petlje, čime se smanjuje porast temperature motora. Na ovaj način, ne samo da se može produžiti životni vijek motora, već se također može smanjiti toplina koja se prenosi na kuglični vijak, čime se poboljšava točnost vijka. Osim toga, povećanje brzine uzorkovanja također može povećati pojačanje petlje brzine, što pomaže u poboljšanju ukupne izvedbe alatnog stroja.
2) Budući da mnogi novi CNC-ovi koriste nizove velike brzine za povezivanje sa servo petljama, CNC može dobiti više radnih informacija o motoru i pogonskom uređaju putem komunikacijske veze. Ovo poboljšava performanse održavanja alatnog stroja.
3) Kontinuirana povratna informacija o položaju omogućuje visokopreciznu obradu pri velikim brzinama. Ubrzanje brzine rada CNC-a čini da stopa povratne informacije o položaju postaje usko grlo koje ograničava brzinu rada alatnih strojeva. U tradicionalnoj metodi povratne sprege, kako se brzina uzorkovanja vanjskog kodera CNC-a i elektroničke opreme mijenja, brzina povratne veze je ograničena vrstom signala. Korištenjem serijske povratne veze, ovaj problem će biti dobro riješen. Precizna povratna točnost postiže se čak i kada alatni stroj radi pri vrlo velikim brzinama.
6. Linearni motor
Posljednjih godina, performanse i popularnost linearnih motora značajno su se poboljšale, pa su mnogi obradni centri usvojili ovaj uređaj. Do danas je Fanuc instalirao najmanje 1000 linearnih motora. Neke od naprednih tehnologija GE Fanuc omogućuju linearnom motoru na alatnom stroju maksimalnu izlaznu silu od 15.500 N i maksimalno ubrzanje od 30 g. Primjena drugih naprednih tehnologija smanjila je veličinu i težinu alatnih strojeva i znatno poboljšala učinkovitost hlađenja. Sva ta tehnološka dostignuća daju linearnim motorima veće prednosti od rotacijskih motora: veće stope ubrzanja/usporenja; točnija kontrola pozicioniranja, veća krutost; veća pouzdanost; unutarnji dinamički kočni potez.
Vanjske dodatne značajke: Otvoreni CNC sustav
Alatni strojevi koji koriste otvorene CNC sustave brzo se razvijaju. Komunikacijske brzine trenutno dostupnih komunikacijskih sustava su relativno visoke, što je rezultiralo pojavom raznih vrsta otvorenih CNC struktura. Većina otvorenih sustava kombinira otvorenost standardnog računala s funkcionalnošću tradicionalnog CNC-a. Najveća prednost ovoga je da čak i ako hardver alatnog stroja zastari, otvoreni CNC i dalje dopušta promjenu njegove izvedbe s postojećom tehnologijom i zahtjevima obrade. Ostale funkcije mogu se dodati Open CNC-u uz pomoć drugog softvera. Ta svojstva mogu biti usko povezana s obradom kalupa ili mogu imati malo veze s obradom kalupa. Tipično, otvoreni CNC sustav koji se koristi u kaluparnici ima sljedeće uobičajene opcije funkcija:
Jeftine online komunikacije;
Ethernet;
Funkcija prilagodljive kontrole;
Sučelja za čitače crtičnog koda, čitače serijskih brojeva alata i/ili sustave serijskih brojeva paleta;
Sposobnost spremanja i uređivanja velikog broja dijelova programa;
Prikupljanje pohranjenih informacija o kontroli programa;
Funkcija obrade datoteka;
Integracija CAD/CAM tehnologije i planiranje radionice;
Univerzalno operativno sučelje.
Ova zadnja točka je izuzetno važna. Zato što postoji sve veća potražnja za CNC-om jednostavnim za rukovanje u obradi kalupa. U ovom konceptu najvažnije je da različiti CNC-ovi imaju isto operativno sučelje. Općenito, operateri različitih alatnih strojeva moraju se posebno obučavati jer različite vrste alatnih strojeva, kao i alatni strojevi koje proizvode različiti proizvođači, koriste različita CNC sučelja. Otvoreni CNC sustavi stvaraju mogućnost da cijela trgovina koristi isto CNC upravljačko sučelje.
Sada vlasnici alatnih strojeva mogu dizajnirati vlastito sučelje za CNC operacije čak i ako ne znaju C jezik. Osim toga, upravljač otvorenog sustava omogućuje podešavanje različitih načina rada stroja prema individualnim potrebama. To omogućuje operaterima, programerima i osoblju za održavanje da konfiguriraju postavke prema vlastitim zahtjevima. Kada se koriste, na zaslonu se pojavljuju samo određene informacije koje su im potrebne. Prihvaćanje ove metode može smanjiti nepotrebno prikazivanje stranica i pomoći u pojednostavljenju CNC operacija.
Petoosna obrada
U procesu izrade složenih kalupa, primjena petoosne obrade postaje sve raširenija. Korištenjem obrade s pet osi, broj alata i/ili alatnih strojeva potrebnih za obradu dijela može se smanjiti. Broj opreme potrebne za proces strojne obrade bit će sveden na najmanju moguću mjeru, dok se ukupno vrijeme strojne obrade također smanjuje. CNC-ovi postaju sve sposobniji, omogućujući proizvođačima CNC-a da ponude više značajki s pet osi.
Funkcije koje su prije bile dostupne samo u CNC-u visoke klase sada se također koriste u proizvodima srednje klase. Za one proizvođače koji nikada nisu koristili tehnologiju petosne obrade, primjena ovih značajki olakšava petoosnu obradu. Primjena trenutne CNC tehnologije na obradu s pet osi daje obradi s pet osi sljedeće prednosti:
Smanjite potrebu za posebnim alatima;
Omogućuje postavljanje odstupanja alata nakon završetka obradnog programa;
Podržava dizajn univerzalnih programa tako da se naknadno obrađeni programi mogu koristiti naizmjenično između različitih alatnih strojeva;
Poboljšati kvalitetu završne obrade;
Može se koristiti za alatne strojeve s različitim strukturama, tako da nije potrebno u programu naznačiti rotira li vreteno ili izradak oko središnje točke. Jer to će riješiti parametri CNC-a.
Možemo upotrijebiti primjer kompenzacije kugličnog glodala kako bismo ilustrirali zašto je petoosna posebno prikladna za obradu kalupa. Kako bi se točno kompenzirao pomak sferičnog glodala kada se dio i alat okreću oko središnje zakretne osi, CNC mora biti u mogućnosti dinamički prilagoditi iznos kompenzacije alata u smjerovima X, Y i Z. Osiguravanje kontinuiteta kontaktnih točaka rezanja alata korisno je za poboljšanje kvalitete završne obrade.
Osim toga, upotreba CNC-a s pet osi uključuje značajke koje se odnose na rotiranje alata oko vretena, značajke koje se odnose na rotaciju dijela oko vretena i značajke koje omogućuju operateru da ručno promijeni vektor alata.
Kada se središnja os alata koristi kao os rotacije, izvorni pomak duljine alata u smjeru osi Z podijelit će se na komponente u smjerovima X, Y i Z. Osim toga, originalni pomak promjera alata u smjerovima X i Y osi također je podijeljen u tri komponente u smjerovima X, Y i Z osi. Budući da u inženjerstvu rezanja, alat može napraviti pomake duž smjera osi rotacije, svi ti pomaci moraju biti dinamički ažurirani kako bi se uzela u obzir kontinuirana promjena orijentacije alata.
Druga značajka CNC-a pod nazivom "programiranje središnje točke alata" omogućuje programerima da definiraju putanju i brzinu središnje točke alata. CNC osigurava kretanje alata prema programu putem naredbi u smjeru osi rotacije i linearne osi. Ova značajka sprječava promjenu središnje točke alata s promjenom alata. To također znači da se kod obrade s pet osi, pomak alata može izravno unijeti kao kod obrade s tri osi, a također se može objasniti kroz drugi post-program. Promjena duljine alata. Ova značajka rotiranja vretena radi realizacije osi gibanja pojednostavljuje naknadnu obradu programiranja alata.
Koristeći istu funkciju, alatni stroj također može dobiti rotacijsko gibanje rotiranjem obratka oko središnje zakretne osi. Novorazvijeni CNC može dinamički prilagoditi fiksne pomake i rotirajuće koordinatne osi kako bi odgovarali kretanju dijela. Kada operateri koriste ručne metode za postizanje sporog posmaka alatnih strojeva, CNC sustav također igra važnu ulogu. Novorazvijeni CNC sustav također omogućuje polagano pomicanje osi u smjeru vektora alata, a također omogućuje promjenu smjera vektora vrha alata bez promjene položaja vrha alata (vidi gornju sliku).
Ove značajke omogućuju rukovateljima jednostavnu upotrebu 3+2 metode programiranja koja se trenutno široko koristi u industriji kalupa kada koriste alatne strojeve s pet osi. Međutim, kako se nove mogućnosti obrade s pet osi postupno razvijaju i prihvaćaju, pravi strojevi za obradu kalupa s pet osi mogu postati uobičajeniji.
