CNC контроллері қалай жұмыс істейді? Токарь және фрезерлік жүйелер түсіндірілді

Тікелей жауап

CNC контроллері - өңдеу бағдарламасының G-кодын және M-кодын оқитын, әрбір машина осі үшін нақты жолды, жылдамдықты және уақытты есептейтін және құрал мен дайындаманы физикалық түрде жылжытатын серво немесе қадамдық қозғалтқыштарға нақты уақыттағы пәрмен сигналдарын жіберетін аппараттық-бағдарламалық құрал жүйесі. CNC токарь контроллері дайындаманы айналдыру және оған құралды беру айналасында құрастырылған, ал CNC фрезерлік контроллері күрделірек көп осьті құрал қозғалысын және көптеген станоктарда құралдың бағдарын басқарады. Екі түрі де тұйық циклде жұмыс істейді: кодерлер нақты күй мен жылдамдықты контроллерге секундына мыңдаған рет хабарлайды және контроллер дайын бөлікті төзімділік шегінде ұстау үшін қозғалысты үздіксіз түзетеді. Контроллерді бағалау кезінде - жаңа машина немесе қайта жаңарту үшін - ең маңызды сұрақтар - осьтер саны, кері байланыс рұқсаты, архитектура ашық немесе меншікті ма, және жергілікті техникалық қолдау мен қосалқы бөлшектер сіз таңдаған үлгі үшін шынымен қолжетімді ме.

Негізгі қорытындылар

• CNC контроллері өңдеу бағдарламасы (G-коды/M-коды) мен физикалық қозғалтқыштар арасында отырады — ол металды өзі кеспейді, ол орындалатын қозғалысты басқарады.

• Токарлық контроллер дайындаманы айналдыру және құралды беру үшін оңтайландырылған; фрезерлік контроллерлер көбірек осьтерді басқарады және көптеген конструкцияларда 4 және 5 осьті жұмыс үшін құрал-бұрышты басқару.

• Жабық контурлық кері байланыс (кодерлер арқылы) контроллерге кесу жүктемелеріне, дірілге немесе термиялық дрейфке қарамастан төзімділікті сақтауға мүмкіндік береді.

• Ашық архитектуралық контроллерлер үшінші тарап құрамдастарының кең ауқымын қабылдайды және әдетте қайта жабдықтау оңайырақ; Меншікті контроллерлер әдетте олардың бастапқы машина брендіне ғана сәйкес келеді.

• Контроллерді қайта жабдықтау машинаның механикалық құрылымын сақтай отырып, электрониканы (басқару блогы, сервожетектер, қозғалтқыштар, кодерлер) ауыстырады — бұл өте сирек ауыстырылады және алдымен сымдарды, кері байланыс пен қауіпсіздік үйлесімділігін тексеруді қажет етеді.

CNC контроллері іс жүзінде не істейді?

CNC контроллері цифрлық өңдеу бағдарламасын станок осінің, шпиндельдің және көмекші функциялардың келісілген, нақты уақыттағы қозғалысына түрлендіретін жүйе. Бөлшекті құрастыратын компьютер емес (бұл CAD/CAM бағдарламалық жасақтамасы) — бағдарлама құрылғыға жеткенде сол дизайн мақсатын дүкендегі әрекетке айналдыратын қабат.

Процесс іс жүзінде әрбір CNC токарлық станокта немесе фрезерлік станокта дәйекті дәйектілікпен орындалады:

1. Бағдарламалау және енгізу. Оператор немесе бағдарламашы CAD үлгісін немесе қол нұсқауларын G-кодқа (қозғалыс және геометрия пәрмендері — қайда және қаншалықты жылдам жылжыту керек) және M-кодқа (машина функциялары — шпиндельді қосу/өшіру, салқындатқышты қосу/өшіру, құралды өзгерту, бағдарламаны тоқтату) түрлендіреді. Бұл бағдарлама контроллерге тікелей желілік тасымалдау (DNC) арқылы немесе құрылғының алдыңғы панеліндегі USB/жад картасынан жүктеледі.

2. Талдау және түсіндіру. Контроллер бағдарлама блогын блок бойынша оқиды, синтаксисті тексереді және кез келген белсенді модальды күйлерді шешеді (мысалы, анық жойылғанға дейін бірнеше кейінгі блоктарда белсенді болып қалатын кескіш-компенсация пәрмені).

3. Жолды және жылдамдықты есептеу. Әрбір блок үшін контроллер әрбір ось жүруі керек нақты жолды, беру жылдамдығын және механикалық серпілуді болдырмау үшін машинаның қаншалықты жылдам жылдамдауы немесе баяулауы керектігін есептейді. Жоғары деңгейлі контроллерлер бір уақытта көптеген блоктарды оқиды (алға қарау деп аталатын әдіс), сондықтан машина әр бұрышта тоқтағанша баяулаудың орнына бағытты өзгерту арқылы тегіс, тұрақты беру жылдамдығын сақтай алады.

4. Қозғалтқыштарға команда шығару. Контроллер бұл есептеулерді сервокүшейткіштерге немесе қадамдық драйверлерге жіберілетін командалық сигналдарға түрлендіреді, бұл өз кезегінде әрбір осьте физикалық қозғалтқыштарды басқарады.

5. Нақты уақыттағы кері байланыс және түзету. Қозғалтқыштарға немесе осьтерге орнатылған кодерлер нақты күй мен жылдамдықты контроллерге үздіксіз хабарлайды. Контроллер мұны пәрмен берілген позициямен салыстырады және тұрақты түзетулер жасайды — бұл жабық цикл әрекеті ұзақ өңдеу циклі кезінде кесу күштеріне, дірілге немесе термиялық кеңеюге қарамастан бөлікті төзімділік шегінде сақтайды.

6. Цикл арқылы үздіксіз басқару. Контроллер құрал мен дайындаманың салыстырмалы орнын, құралдың өзгеруін, шпиндель жылдамдығын және қосымша функцияларды (салқындату сұйықтығы, чип конвейерлері, бөліктерді зондтау) бағдарлама аяқталғанша басқарады.

CNC токарь контроллері және CNC фрезерлік контроллер: шын мәнінде не айырмашылығы бар?

Контроллердің екі түрі де бірдей негізгі логиканы бөліседі — бағдарламаны талдайды, қозғалысты есептейді, қозғалтқыштарды жүргізеді, циклды жабады — бірақ олар әртүрлі кинематикаға негізделген, өйткені токарлық станок пен диірмен материалды түбегейлі басқа жолмен жылжытады.

Іс жүзінде бұл бұру орталықтары үшін құрастырылған контроллер дайындаманы айналдыру, жұмыс істейтін құрал беру және мұнараны индекстеу логикасы айналасында оңтайландырылғанын білдіреді, ал фрезерлік/өңдеу орталығының контроллері бір уақытта көп осьті интерполяция және құралды бағдарлау математикасы айналасында оңтайландырылған. Сондықтан токарлық контроллерлер мен фрезерлік контроллерлер әдетте бірдей негізгі басқару тақтасының архитектурасы мен PLC логикасын бөліссе де, әртүрлі өнім желілері ретінде сатылады — мысалы, SZGH CNC контроллері диапазоны ажыратады. CNC токарь контроллерінің үлгілері SZGH-880TC (абсолютті кодер кері байланысы бар 3 осьті үнемді контроллер және PLC баспалдақ диаграммасын бағдарламалау) және SZGH-CNC1000TDc сериясы (3-тен 5-оське дейін бұрылу орталық контроллері) сияқты CNC фрезерлік контроллер үлгілері. GH-1000MC-4 (4 осьті, аспаппен жұмыс істеуге арналған RTCP қолдауы бар) және GH-1000MC-5 (тапсырыс бойынша құрастырылған өңдеу орталықтарына бағытталған 5 осьті өнеркәсіптік деңгейдегі басқару тақтасы) сияқты

Ашық архитектура мен меншікті контроллерлерге қарсы: қайта жаңарту үшін неге маңызды?

CNC контроллерін таңдаудағы ең маңызды шешім - әсіресе жаңа машина емес, қайта жаңарту үшін - бұл жүйенің ашық архитектурасы немесе меншіктілігі, өйткені ол оған не қосыла алатыныңызды және оған кейінірек кім қызмет көрсете алатынын анықтайды.

• Меншікті контроллерлер әдетте бастапқы машина жасаушының электроникасына, бағдарламалық құралына және қосалқы бөлшектердің экожүйесіне сәйкес келеді. Олар тұрақты, жақсы біріктірілген тәжірибе ұсына алады, бірақ ауыстыру бөлшектері, бағдарламалық құрал жаңартулары және техниктің танысуы әдетте бір жеткізушіге байланысты.

• Ашық архитектуралық контроллерлер үшінші тарап серво жетектерінің, қозғалтқыштарының және CAM бағдарламалық жасақтамасының кең ауқымымен жұмыс істеуге арналған және әдетте кеңінен құжатталған бағдарламалау мен байланыс стандарттарын пайдаланады. Бұл ұзақ мерзімді техникалық қызмет көрсетуді және болашақ жаңартуларды жеңілдетуге бейім, өйткені дүкен әрбір құрамдас үшін бір жеткізушіге тәуелді емес.

Арнайы қайта жаңарту үшін шешім одан да маңыздырақ: контроллерді қайта жаңарту станоктың электрондық басқару жүйесін ауыстырады - CNC блогы, сервожетектер, қозғалтқыштар, кодерлер, шпиндель жетегі және оператор панелі - машинаның механикалық құрылымын (төсек, баған, басты, шпиндель, жолдар) өзгеріссіз сақтайды. Күшейтуге кіріспес бұрын, жаңа контроллердің серво интерфейсі, кері байланыс ажыратымдылығы және енгізу/шығару саны бар қозғалтқыштар, кодерлер және машина сымдары қолдайтын нәрсеге сәйкес келетінін растаңыз - бұл жерде сәйкессіздіктер қайта жаңарту кідірістерінің ең көп тараған көзі болып табылады.

Контроллер машинаның қалған бөлігімен қалай байланысады

Контроллер оқшауланған жағдайда сирек жұмыс істейді - бұл машинадағы және зауыт қабатындағы нақты уақыттағы шағын байланыс желісіндегі бір түйін.

• Fieldbus байланысы (EtherCAT, PROFINET немесе EtherNet/IP сияқты хаттамалар) контроллерді серво жетектерге, енгізу/шығару модульдеріне және төмен, детерминирленген кідіріспен қосалқы құрылғыларға байланыстырады, бұл бір уақытта көп осьті қозғалыс кезінде бірнеше осьтердің синхрондалған күйінде қалуына мүмкіндік береді.

• Контроллердің ішіндегі немесе жанында орналасқан PLC логикасы машина деңгейіндегі реттілікті басқарады — құралды өзгерту, есікті құлыптау, салқындатқыш сұйықтық, бөліктерді қысу — таза қозғалыс-интерполяция математикасынан бөлек.

• Кодер кері байланыс циклдері үздіксіз және жоғары жиілікте жұмыс істейді, әрбір ось үшін пәрмен берілген және нақты орын арасындағы циклды жабады.

Бұл сондай-ақ CNC контроллерлері мен өнеркәсіптік робот контроллерлерінің нақты архитектуралық қабаттасуын бөлісетін жер - екеуі де әртүрлі механизмдерді басқарса да, интерполяция, жабық циклды кері байланыс және фельдбус байланысы негізінде құрылған нақты уақыттағы қозғалыс жүйесі. Бұл робот қаруларына қалай қатысты екенін егжей-тегжейлі қарау үшін SZGH қараңыз Өнеркәсіптік робот контроллерінің толық нұсқаулығы.

Сервоқозғалтқыштар, шпиндельдік жетектер және неге олар сәйкес жүйе ретінде сатылады

Контроллердің қозғалыс пәрмендері оларды орындайтын қозғалтқыштар мен жетектер сияқты дәл болады, сондықтан CNC контроллері, сервомоторлар және шпиндель жетектері әдетте брендтер арасында еркін араласпай, сәйкес жинақ ретінде жасалады және сатылады.

• Айнымалы ток сервоқозғалтқыштары мен драйверлері контроллердің командалық сигналдарын дәл осьтік қозғалысқа түрлендіреді, бұл ретте сервожетек ток/моментті басқарумен және механикалық шығысты қамтамасыз ететін қозғалтқышпен; қозғалтқыштың кодерінен кері байланыс контурды қайтадан контроллерге жабады. Мысалы, SZGH Айнымалы ток серво моторы және драйвері желісі SZGH-13150AC, SZGH компаниясының жеке контроллерлерімен тікелей үйлесімділік үшін орналастырылған 1500 Вт жоғары инерциялық сервомоторды қамтиды.

• Шпиндельді сервожетектер бір-бірімен байланысты, бірақ бөлек құрамдас болып табылады — олар кескіш құрал (диірменде) немесе дайындама (токарь станокында) үшін шпиндель жылдамдығы мен айналу моментін басқарады және әдетте ось серволарына қарағанда жоғары қуат көрсеткіштерін қажет етеді. SZGH Айнымалы ток серво шпиндель қозғалтқышы мен драйверінің ауқымы оның S4T драйверлер тобында шамамен 1,5 кВт-тан 132 кВт-қа дейін жетеді, бұл шағын стендтік диірмен мен үлкен токарлық орталықтың шпиндель жетегінің қаншалықты әртүрлі жүктелетінін көрсетеді.

Контроллерді жаңа құрастыру үшін бағалап жатсаңыз, серво және шпиндельді жетек комбинациясын бір жеткізуші бірге тексергенін растаңыз — бұл әдетте үш бөлек жеткізушіден контроллер, серво және шпиндель жетектерін алудан гөрі іске қосу және ақаулықтарды жою жылдамырақ.

Тәжірибелік таңдауды бақылау тізімі

Жаңа машина құрастыру үшін контроллерді көрсету немесе бұрыннан бар құрылғы үшін жаңартуды бағалау үшін осы бақылау тізімін пайдаланыңыз:

• Станок түрі және осьтер саны — Сізге 2 осьті бұру контроллері, 3 осьті фрезер контроллері немесе құрал бұрышы (RTCP) қолдауы бар 4/5 осьтік жүйе қажет екенін растаңыз.

• Ашық архитектура мен меншікті — Тығыз біріктірілген бір жеткізуші жүйесімен салыстырғанда сізге қанша ұзақ мерзімді икемділік пен көп жеткізуші қосалқы бөлшектеріне қол жеткізу қажет екеніне байланысты шешіңіз.

• Кері байланыс түрі және ажыратымдылық — Контроллердің құрылғыңызда бұрыннан бар кодтаушы түрін (мысалы, абсолютті және қосымша) қолдайтынын немесе орнатуды жоспарлаған кез келгеніңізді тексеріңіз.

• Байланыс протоколының үйлесімділігі — Контроллердің өрістік автобус қолдауының (EtherCAT, PROFINET, EtherNet/IP, т.б.) сіздің серво дискілеріңізге және кез келген жоғары ағындық зауыт желісіне сәйкес келетінін тексеріңіз.

• PLC логикасы және бағдарламалау интерфейсі — Контроллердің стандартты функциялар үшін (құрал ауыстыру, салқындату сұйықтығы, қауіпсіздік блоктары) дайын PLC баспалдақ логикасы жеткізілетінін немесе реттелетін бағдарламалауды қажет ететінін растаңыз.

• Серво және шпиндель жетегінің сәйкестігі — Іске қосу қаупін азайту үшін бір жеткізушімен бірге тексерілген контроллерді, сервомоторды және шпиндельді жетекті таңдаңыз.

• Қосалқы бөлшектерге және техникалық қолдауға қол жеткізу — Кез келген контроллер үшін — отандық немесе импорттық — қосалқы бөлшектердің қалай анықталғанын (мысалы, сериялық нөмірді іздеу) және оларды орындау алдында қаншалықты жылдам алуға болатынын растаңыз.

• Құжаттама және PLC диаграммасының қол жетімділігі — Сымдар мен баспалдақ-логикалық құжаттама ауыстыру қанша инженерлік уақытты алатынын анықтайтын қайта жөндеу үшін өте маңызды.

Жиі қойылатын сұрақтар

CNC контроллері CAD/CAM бағдарламалық құралының қажеттілігін алмастыра ма?

Жоқ. CAD/CAM бағдарламалық құралы бөлікті жобалайды және G-код бағдарламасын жасайды; контроллер сол бағдарламаны оқиды және қозғалысты орындайды. Олар бір жұмыс процесінде әртүрлі, дәйекті рөлдерді орындайды.

Фрезерлік контроллерді токарлық станокқа қоюға бола ма, әлде керісінше ме?

Тікелей емес. Токарлық және фрезерлік реттегіштер әртүрлі кинематикаға негізделген – дайындаманың айналуын және токарлық станоктар үшін мұнараны индекстеуді, көп осьті құралды орналастыруды және диірмендер үшін ATC басқаруын — сондықтан басқару логикасы мен енгізу/шығару конфигурациясы елеулі қайта құрусыз бір-бірімен алмастырылмайды.

CNC жүйесіндегі қадамдық қозғалтқыш пен сервомотордың айырмашылығы неде?

Сервоқозғалтқыш жабық циклді кері байланысты пайдаланады (кодер нақты позицияны контроллерге қайтарады), бұл әдетте жүктеме кезінде жоғары дәлдік пен жақсы өнімділікті қамтамасыз етеді. Қадамдық қозғалтқыш әдетте ашық циклде жұмыс істейді, ол жеңілірек немесе бастапқы деңгейдегі қолданбалар үшін үнемді болуы мүмкін, бірақ қозғалтқыш жүктеме кезінде қадамдарды жоғалтса, аз түзетуді ұсынады.

Қытайда жасалған CNC контроллері жалпы CAM бағдарламалық құралымен және G-код стандарттарымен үйлесімді ме?

Үйлесімділік шығарылған елге емес, нақты контроллердің үлгісіне байланысты — контроллердің стандартты G-коды/M-код конвенцияларын пайдаланатынын және жеткізушінің орналасқан жеріне қарамастан, сатып алмас бұрын оның CAM кейінгі процессорымен үйлесімділігі құжатталғанын тексеріңіз.

Менің ескі құрылғым контроллерді жаңартуға жақсы үміткер екенін қалай білуге ​​болады?

Машинаның механикалық құрылымы (төсек, жолдар, шпиндель, баған) әлі де дәл және қатаң болса, бірақ қолданыстағы басқару жүйесі ескірген, қолдау көрсетілмейтін немесе жаңа мүмкіндіктерді шектейтін болса, қайта жаңарту әдетте орынды болады. Механикалық құрылымның өзінде айтарлықтай тозуы болса, қайта жаңарту негізгі дәлдік мәселесін шешпеуі мүмкін.

Қорытынды

CNC контроллерінің жұмысын сипаттау оңай және жақсы орындауды талап етеді: цифрлық бағдарламаны дәл, үздіксіз түзетілетін машина қозғалысына айналдырыңыз. Токарлық контроллер мен фрезерлік контроллер арасындағы практикалық айырмашылықтар әрбір станоктың шын мәнінде қандай қозғалысты басқаруы қажет екеніне байланысты - бір жағынан дайындаманың айналуы және құралдың берілуі, екінші жағынан аспаптың көп осьті орналасуы - және ашық және меншікті архитектура арасындағы таңдау жүйені кейінірек жөндеуге, жаңартуға немесе жаңартуға қаншалықты оңай болатынын анықтайды. Егер сіз жаңа контроллерді көрсетсеңіз немесе жаңартуды бағаласаңыз, SZGH инженерлік тобы құрылғыңыздың ағымдағы сымдарын, кері байланыс түрін және ось талаптарын қарап шығып, сәйкес контроллер, серво және шпиндель жетек конфигурациясын ұсына алады.

Контроллердің техникалық кеңесін сұрау — SZGH инженерлік тобына машина түрі, осьтер саны және ағымдағы басқару жүйесі туралы хабарласыңыз, олар қайта жөндеу немесе жаңадан жасалған контроллер опцияларын бағалауға көмектеседі. Электрондық пошта: export02@szghtech.com · WhatsApp: +86- 18925223781