SZGH-CNC1080MIC、EtherCAT CNC フライス コントローラー、0.25ms 補間、ARM+FPGA、スプライン補間

SZGH-CNC1080MIC は、SZGH の最高仕様の CNC フライス盤コントローラであり、 SZGH-CNC1080MC と SZGH-CNC880MCをラインナップ。 ミーリングコントローラの1080MIC と標準の 880/1080 シリーズの違いは、ハードウェアとプラットフォームの 3 点です。1.2 GHz のメイン周波数の EtherCAT リアルタイム サーボ バス, デュアルコア ARM+FPGA ハードウェア プラットフォーム、および 0.25 ミリ秒の補間サイクル - 880MC/1080MC の 1 ミリ秒サイクルより 4 倍高速です。これらは段階的な仕様アップグレードではありません。これらは、標準のパルス出力コントローラからバス サーボ リアルタイム通信システムへのプラットフォームの変更を表しています。

実際には、1080MIC はファナックやシーメンスのハイエンド コントローラと同じハードウェアおよび通信アーキテクチャで動作します。リアルタイム EtherCAT バス コマンドがステップおよび方向パルス信号を置き換え、ARM+FPGA コプロセッサが補間、PLC 実行、サーボ通信を 1.2 GHz で並行して処理し、0.25 ミリ秒の補間サイクルにより、1 ミリ秒のシステムでは達成できない高い送り速度でのパス追従精度が実現します。スプライン曲線補間、スパイラル補間、マルチレベルのオペレータ アクセス制御、ソフトウェア移動制限チェック、データ バックアップ/リカバリと組み合わせた 1080MIC は、精密マシニング センター、高速フライス加工アプリケーション、および要求の厳しいエンド ユーザー市場向けの OEM 機械構築に必要な制御機能セットを提供します。

SZGH CNCミーリングコントローラーシリーズ 全ラインナップ比較

次の場合に1080MIC を選択してください : 機械が EtherCAT 互換サーボ ドライブを使用している場合、アプリケーションで高速輪郭精度のための 0.25ms 補間、滑らかな 3D サーフェス パスのためのスプライン補間、または製造現場のセキュリティのためのマルチレベルのアクセス制御とデータ バックアップが必要である。

を選択してください 1080MC の場合: サーボ システムがパルス出力 (アナログ)、アプリケーションには 1ms 補間で十分、EtherCAT バスなしで 10 インチ スクリーンとセカンダリ パネル ハードウェアが必要。

を選択してください 880MC の場合: 機械がパルス出力サーボを備えた標準サイズのフライス盤であり、1ms 補間で十分であり、標準画面と単一パネル レイアウトで十分である。

技術仕様

コアコントロールパラメータ

補間機能

フライス加工サイクル

安全性とデータ管理

アクセス制御

プログラミング

ファイルとシステムの管理

主な機能と利点

EtherCAT リアルタイム バス — バス サーボ通信

1080MIC の最も重要な技術的特徴は、EtherCAT サーボ バスです。 880MC および 1080MC は、従来の CNC コントローラの標準方式であるアナログ電圧 (0 ～ 10V) およびパルス方向信号を介してサーボ ドライブと通信します。 1080MIC は、リアルタイム産業用イーサネット プロトコルである EtherCAT を使用します。これは、コントローラと各ドライブ間のポイントツーポイント配線を、リングまたはライン トポロジ内のすべてのドライブを接続する単一の高速バスに置き換えます。

EtherCAT の実際の変更点:

• 配線の簡素化 — コントローラーから各サーボ ドライブまで個別のエンコーダー フィードバック ケーブル、方向/パルス信号ケーブル、およびアナログ スピンドル ケーブルを接続する代わりに、1 本の EtherCAT ケーブルですべてのドライブを順番に接続します。 5 軸マシニング センターでは、これにより制御キャビネットの配線の複雑さが大幅に軽減されます。

• 同期されたドライブ更新 — EtherCAT サイクル時間はコントローラーの 0.25ms 補間サイクルと同期されます。すべてのサーボドライブは、各サイクルの正確に同じ瞬間に位置コマンドを受信するため、多軸パルス出力システムに存在する小さなタイミングの違いが排除され、多軸の調整されたパスの精度が向上します。

• リアルタイムのドライブ フィードバック — サーボ ドライブのステータス、アラーム コード、トルク データ、位置フィードバックがバス経由でコントローラーにリアルタイムで返されるため、閉ループ軸の監視が可能になり、アナログ システムと比較してより迅速な障害検出とレポートが可能になります。

• EtherCAT サーボ ドライブの互換性 — 1080MIC は、EtherCAT CoE (CANopen over EtherCAT) プロファイル規格をサポートする SZGH およびその他のメーカーの EtherCAT 対応サーボ ドライブと互換性があります。

0.25ms 補間 — 標準より 4 倍高速

1080MIC は、0.25 ミリ秒ごとに補間計算を実行します。これは、880MC および 1080MC の 1 ミリ秒サイクルの更新レートの 4 倍です。コントローラは、0.25ms サイクルで位置更新コマンドをサーボ ドライブに 1 秒あたり 4,000 回送信します。

ミリングにおいて補間速度が重要な理由:

3 軸コンタリング操作での切削送り速度 10 m/min では、1ms の補間サイクルで工具移動量 0.167mm ごとに位置更新が計算され、発行されます。 0.25ms サイクルで 0.042mm ごとに更新が行われ、同じツール パスに沿って 4 倍細かい位置更新が行われます。結果は次のとおりです。

• より厳密な円弧追従精度 — プログラムされた円弧と実際のサーボ指令経路との間の弦誤差は、補間サイクルが短いほど比例して減少し、中空穴の真円度と輪郭のあるポケットの輪郭精度が直接的に改善されます。

• コーナーでのよりスムーズな速度遷移 - 加工プログラムでの方向反転時に、サイクル時間が短縮されることで、速度プロファイルをより細かいステップで形成できるようになり、フライス加工された表面のコーナーの滞留マークが軽減されます。

• 精度を維持しながらより高い送り速度機能 - 同じ経路精度仕様では、0.25 ms システムは 1 ms システムよりも高い送り速度で動作でき、アルミニウムやその他の非鉄材料のより高い材料除去速度をサポートします。

表面仕上げと輪郭精度がプロセス要件となる精密金型キャビティ加工、航空宇宙構造ポケット加工、および高速アルミニウム加工では、0.25ms 補間サイクルが関連仕様となります。

デュアルコア ARM+FPGA プラットフォーム — 1.2GHz のメイン周波数

1080MIC は、1.2GHz のメイン周波数で FPGA 共同処理を備えたデュアルコア ARM プロセッサ上で動作します。 ARM コアは、HMI、プログラム解釈、マクロ実行、および PLC ロジックを処理します。 FPGA は、専用のハードウェア ロジックでリアルタイム補間計算と EtherCAT バス通信を処理します。このコプロセッサ アーキテクチャにより、次のことが保証されます。

• リアルタイムのサーボ通信と補間は、ARM コアのオペレーティング システムの負荷に関係なく、FPGA 内で確定的なタイミングで実行されます。

• ARM コアが複雑なマクロ プログラムを実行しているとき、大きなプログラム ファイルを管理しているとき、または表示を更新しているときでも、0.25 ミリ秒の補間サイクルは一貫して維持されます。

• PLC スキャン サイクルと補間サイクルは分離されています。PLC ロジックの変更はサーボ通信のタイミングに影響しません。

1.2GHz ARM コアは、より高速なプログラム処理もサポートしています。何千もの短い G コード行を含む大規模な 3D CAM プログラムの解析と実行は、複雑な 3D 金型プログラムにおける低周波数コントローラ プラットフォームの制限である、高送り速度でのプログラム バッファの枯渇を回避する処理速度で処理されます。

スプライン曲線補間 — 滑らかな 3D 輪郭作成

1080MIC は、880MC/1080MC シリーズで利用可能な標準の直線および円形 (G02/G03) タイプに、スプライン曲線とスパイラル補間を追加します。

スプライン補間は、 一連の短い G01 線形セグメントで曲線を近似するのではなく、一連の制御点を介して滑らかな連続曲線を計算します。 CAM システムが 3D 金型表面パスを何千もの短い G01 ラインとして出力する場合、コントローラーはすべてのラインの終点で方向変更を実行する必要があります。高い送り速度では、表面に微小な滞留マークと速度リップルが発生します。スプライン補間を使用すると、コントローラーは同じ制御点を通る滑らかな数学的曲線を当てはめ、それを単一の連続的な動きとして追跡することができ、次のような結果が得られます。

• CAM 出力密度を増加させることなく、複雑な 3D 金型表面のより滑らかな表面仕上げを実現

• コードエラー違反を発生させずに、3D コンタリングパスでより高い送り速度を達成可能

• 長く連続する曲線ツールパスでの機械の振動を低減

スパイラル補間は、 ねじ切りフライス加工、ポケットエントリー用のヘリカルプランジフライス加工、およびカムプロファイル加工に使用される、ヘリカルフライス加工の同時回転と直線 Z 軸運動を調整します。標準の直線補間と円弧補間では、1 回のコマンドで真の螺旋を生成することはできません。スパイラル補間によりパスがネイティブに生成されます。

マルチレベルのオペレータアクセス制御

1080MIC は、マルチレベルの権限管理を提供します。さまざまなアクセス レベル (オペレータ、プログラマ、メンテナンス、管理者) により、さまざまなコントローラ機能のロックが解除されます。一般的な構成:

• オペレータ レベル - サイクルの開始/停止、送り速度のオーバーライド、工具オフセットの入力、プログラムの選択。パラメータやPLCを変更することはできません

• プログラマ レベル - プログラム編集、工具オフセット管理、座標系セットアップ。マシンパラメータを変更できません

• メンテナンス レベル - パラメータへのアクセス、PLC の表示。システム構成を変更できない

• 管理者レベル - システムパラメータの変更や PLC 編集を含むフルアクセス

機械の設定をオペレーターによる変更から保護する必要がある生産マシニング センター、またはシステム パラメータをエンドユーザーのアクセスからロックする必要がある OEM 機械ビルダーの場合、マルチレベルのアクセス制御が標準要件ですが、880MC または 1080MC シリーズでは利用できません。

ソフトウェア移動制限チェック + データのバックアップ/リカバリ

ソフトウェア移動制限チェック により、ハードウェア制限スイッチを超えたオーバートラベル保護の第 2 層が追加されます。コントローラは、指令された軸位置がすべての軸で設定されたソフトウェア移動境界を超えていないことを継続的にチェックします。プログラム コマンドがソフトウェア制限を超えて軸を移動する場合、コントローラは移動前に実行を停止します。これにより、プログラミング エラー、不適切なワーク オフセット設定、またはオペレータの MDI ミスによるツールとワークの衝突を防ぎます。

USB 経由のデータのバックアップとリカバリ により、完全なコントローラの状態 (パーツ プログラム、ツール オフセット、ワーク座標系、機械パラメータ、PLC プログラム) を USB フラッシュ ドライブにバックアップし、同じコントローラまたは交換用コントローラに復元できます。マシンのダウンタイムのコストが大きくなる実稼働環境では、保存された USB バックアップにより、パラメータを手動で再入力することなく、交換用コントローラを完全な実稼働構成に復元できます。

完全な安全アーキテクチャを備えた 56×32 I/O

1080MIC は、完全なハードウェア安全回路を備えた 56 の入力と 32 の出力を提供します。つまり、緊急停止、軸ごとのハードウェア移動制限入力、およびコントローラでのソフトウェア移動境界チェックです。 56 入力数 (880MC/1080MC の 55 より 1 つ多い) により、安全インターロック信号用の追加入力チャンネルが提供されます。これは、ドア インターロック、ライト カーテン、ロボット セルの安全信号を含む複雑な安全回路を備えたマシニング センターに特に関係します。

アプリケーション

SZGH-CNC1080MIC は、精密マシニング センター、高速フライス盤、および EtherCAT サーボ ドライブ、サブミリ秒補間、または生産現場のアクセス制御が必要な OEM 機械構築をターゲットとしています。

よくある質問

Q: 1080MIC にとって EtherCAT バスは何を意味しますか?また、880MC との違いは何ですか?

880MC および 1080MC は、従来の CNC コントローラの標準であるアナログ電圧 (0 ～ 10V) およびパルス方向信号を使用してサーボ ドライブと通信します。各軸には、コントローラーからドライブまでの独自の信号ケーブルが必要です。 1080MIC は、すべてのサーボ ドライブが単一の高速ネットワークに接続するリアルタイム産業用イーサネット バスである EtherCAT を使用します。 EtherCAT は、同期されたドライブ更新 (すべてのドライブが 0.25 ミリ秒サイクルごとに同時にコマンドを受信)、リアルタイムのドライブ フィードバック、簡素化されたキャビネット配線、および複数のメーカーの EtherCAT サーボ ドライブとの互換性を提供します。サーボ ドライブが EtherCAT をサポートしている場合、1080MIC が正しいコントローラです。ドライブがパルス出力 (ステップ/方向またはアナログ) の場合、880MC または 1080MC が適切な選択です。

Q: フライス盤における 0.25ms 補間と 1ms 補間の実際の効果は何ですか?

送り速度 10 m/min: 1ms 補間サイクルにより、工具移動量 0.167mm ごとに位置更新が行われます。 0.25 ミリ秒のサイクルで 0.042 mm ごとに更新が発行され、4 倍の精度になります。目に見える効果としては、輪郭のあるポケットでのより厳密な円弧追従精度 (同じ送り速度でのコード誤差が小さい)、コーナーでのよりスムーズな速度遷移 (ドウェル マークの減少)、およびより高い送り速度でのパス精度の維持機能が挙げられます。中程度の送り速度と公差での標準的な生産フライス加工の場合、1ms で十分です。精密金型フライス加工、8 m/分を超える高速アルミニウム輪郭加工、または表面仕上げ Ra 値が指定されている 5 軸表面加工の場合、0.25ms でアプリケーションに必要な補間帯域幅が提供されます。

Q: G01 直線補間ではできないスプライン補間でできることは何ですか?

G01 は、何千もの短い直線セグメントを連結することによって曲線を近似します。各セグメントの終点で、コントローラーは方向変更を実行する必要があります。高い送り速度では、これによって加工面に微小な滞留マークと速度リップルが作成されます。スプライン補間は、同じ点を通る滑らかな数学的曲線を計算し、それを連続的な動きとして追跡し、終点の方向の変化を排除します。その結果、CAM システムからの G コード出力の密度を増加させることなく、3D 輪郭のある表面の表面仕上げがより滑らかになります。

Q: マルチレベルのアクセス制御とは何ですか?なぜ重要ですか?

マルチレベル アクセスでは、さまざまな権限レベルがさまざまなユーザー ロールに割り当てられます。オペレータはサイクルを開始し、オーバーライドを調整できますが、マシン パラメータを変更することはできません。プログラマはプログラムとツール オフセットを編集できますが、PLC ロジックを変更することはできません。メンテナンス エンジニアはパラメータを表示できます。管理者は完全なアクセス権を持っています。これにより、本番環境でのオペレータによる誤った変更からマシン設定が保護され、OEM ビルダーがシステム パラメータをエンド ユーザー アクセスからロックできるようになり、誰がマシンの何を変更したかについての監査証跡が明確になります。

Q: 1080MIC ではデータのバックアップとリカバリはどのように機能しますか?

USB フラッシュ ドライブのバックアップには、すべてのパーツ プログラム、工具オフセット テーブル、ワーク座標系、機械パラメータ、PLC プログラムなど、完全なコントローラの状態が保存されます。バックアップは、構造化されたファイル セットとして USB ドライブに保存されます。復元するには、コントローラーの障害後、または設定を同一のマシンに複製するときに、USB ドライブを挿入し、コントローラー メニューから復元シーケンスを開始します。手動でパラメータを再入力しなくても、完全なマシン構成が復元されます。

Q: 1080MIC はサードパーティの EtherCAT サーボ ドライブと互換性がありますか?

1080MIC は、CoE (CANopen over EtherCAT) プロファイル規格を実装する EtherCAT サーボ ドライブをサポートします。特定のサードパーティ製ドライブ モデルとの互換性については、システム設計前に SZGH エンジニアリングで確認する必要があります。確認のためにドライブのメーカーとモデル番号を提供してください。 SZGH 独自の EtherCAT サーボ ドライブは事前にテストされ、互換性があることが確認されています。

Q: 1080MIC は完全なキットとして SZGH EtherCAT サーボ ドライブとともに提供できますか?

はい。 SZGH は、EtherCAT 互換のサーボ モーターとドライブを製造しています。完全な 1080MIC ベースのマシニング センター制御キット (1080MIC コントローラ、すべての送り軸用の SZGH EtherCAT サーボ ドライブとモータ、SZGH スピンドル サーボ モータとドライバ) は、互換性が確認された適合システムとして供給でき、完全な制御システムに対する単一の技術問い合わせ先が提供できます。

認証と品質保証

• CE 認定 — EU 機械指令 2006/42/EC に準拠。 EU通関のための完全なCE文書

• ISO 9001:2015 — 設計、製造、アフターセールスにわたる認定品質管理システム

• 国家ハイテク企業 — 2018 年より中国科学技術省により認定

• 100 件以上の特許 - EtherCAT 実装、ARM+FPGA 補間アーキテクチャ、スプライン アルゴリズム、アクセス制御システムをカバー

• 出荷前機能テスト — すべてのユニットは出荷前に EtherCAT バス検証、ミリング サイクルの実行、スプライン補間、および I/O 機能テストを完了します

• 完全なドキュメント — ユーザーマニュアル、EtherCAT配線ガイド、ドライブパラメータ設定ファイル、PLCソフトウェア、および各ユニットに付属のポストプロセッサフ​​ァイル

見積もりを依頼する

お問い合わせの際は、(1) 機械タイプと移動寸法、(2) サーボドライブのブランドとモデル (EtherCAT 互換性を確認するため)、(3) 制御軸数と軸構成、(4) スピンドル構成、(5) 必要なアクセス制御レベル、(6) 目的地の国と表示言語をお知らせください。 SZGH は 1080MIC 構成、EtherCAT ドライブの互換性を確認し、コントローラのみまたは完全な EtherCAT キット供給の CIF 見積もりを提供します。

リードタイム: 5 ～ 7 営業日 (標準)。エクスプレスオプションが利用可能

保証: すべてのコンポーネントについて 12 か月 (消耗品は除く)

アフターセールス: WhatsApp / リモートビデオ診断による 24 時間のマンツーマン CNC エンジニアサポート