تفاوت بین NC و CNC بالاخره مشخص شد!

Nc

(کنترل عددی، کنترل دیجیتال، که به آن کنترل عددی گفته می شود)، به استفاده از اطلاعات دیجیتال گسسته برای کنترل عملکرد ماشین آلات و سایر دستگاه ها اشاره دارد که فقط توسط خود اپراتور قابل برنامه ریزی است.

Cnc

کاربرد فناوری CNC

توسعه فناوری CNC بسیار سریع است، که بهره وری پردازش قالب را تا حد زیادی بهبود می بخشد، و CPU با سرعت عملیات سریعتر هسته اصلی توسعه فناوری CNC است. بهبود CPU تنها بهبود سرعت محاسبات نیست، بلکه خود سرعت شامل بهبود فناوری CNC در جنبه‌های دیگر نیز می‌شود. دقیقاً به دلیل چنین تغییرات بزرگی در فناوری CNC در سال های اخیر است که ارزش آن را دارد که مروری بر کاربرد فعلی فناوری CNC در صنعت ساخت قالب داشته باشیم.

تصویر

زمان پردازش بلوک برنامه و سایر موارد با توجه به افزایش سرعت پردازش CPU و استفاده از CPUهای پرسرعت برای سیستم های CNC بسیار یکپارچه توسط سازندگان CNC، عملکرد CNC به طور قابل توجهی بهبود یافته است. سیستم‌های سریع‌تر و پاسخ‌دهنده‌تر، بیش از سرعت پردازش برنامه بالاتر را ممکن می‌سازند. در واقع، سیستمی که می‌تواند یک برنامه بخشی را با سرعت نسبتاً بالایی پردازش کند، ممکن است مانند یک سیستم پردازش با سرعت پایین عمل کند، زیرا حتی یک سیستم CNC کاملاً کارآمد دارای برخی مشکلات بالقوه است که ممکن است به گلوگاهی تبدیل شود که سرعت پردازش را محدود می‌کند.

در حال حاضر، اکثر کارخانه های قالب متوجه شده اند که ماشینکاری با سرعت بالا به زمان پردازش کوتاه برنامه های ماشینکاری نیاز دارد. از بسیاری جهات، وضعیت مشابه رانندگی با ماشین مسابقه است. آیا سریع ترین ماشین همیشه برنده مسابقه است؟ حتی یک تماشاگر گاه به گاه می داند که علاوه بر سرعت، عوامل زیادی بر نتیجه مسابقه تأثیر می گذارد.

اول از همه، دانش راننده از مسیر بسیار مهم است: او باید بداند که کجا پیچ های تند وجود دارد، تا بتواند سرعت مناسبی برای عبور ایمن و کارآمد از پیچ عبور دهد. در فرآیند پردازش قالب‌ها با نرخ‌های تغذیه بالا، فناوری نظارت بر مسیر برای پردازش در CNC می‌تواند اطلاعات منحنی‌های تیز را از قبل به دست آورد و این عملکرد همان نقش را ایفا می‌کند.

به همین ترتیب، حساسیت راننده به اقدامات و عدم قطعیت های سایر رانندگان مشابه تعداد بازخوردهای سروو در CNC است. بازخورد سروو در CNC عمدتاً شامل بازخورد موقعیت، بازخورد سرعت و بازخورد فعلی است.

هنگامی که راننده در اطراف پیست رانندگی می کند، یکنواختی عمل، اینکه آیا ترمزها و شتاب گیری می توانند ماهرانه باشند و غیره تاثیر بسیار مهمی بر عملکرد راننده در محل دارند. به همین ترتیب، شتاب/کاهش سرعت زنگ‌شکل و عملکرد نظارت مسیر به فرآیند سیستم CNC از شتاب/کاهش سرعت آهسته به‌جای تغییرات ناگهانی سرعت برای اطمینان از شتاب نرم ماشین ابزار استفاده می‌کند.

فراتر از آن، شباهت های دیگری نیز بین خودروهای مسابقه ای و سیستم های CNC وجود دارد. قدرت موتور ماشین مسابقه مشابه دستگاه رانندگی و موتور CNC است، وزن ماشین مسابقه را می توان با وزن اجزای متحرک در ماشین ابزار مقایسه کرد و استحکام و استحکام ماشین مسابقه مشابه استحکام و استحکام ماشین ابزار. توانایی یک CNC برای تصحیح برخی از خطاهای مسیر بسیار شبیه به توانایی یک راننده برای نگه داشتن خودرو در لاین است.

وضعیت دیگری که مشابه CNC فعلی است این است که آن دسته از خودروهایی که سریع‌ترین نیستند، اغلب به راننده‌های کامل نیاز دارند. در گذشته، تنها CNC سطح بالا می‌توانست دقت ماشینکاری بالا را در حین برش با سرعت بالا تضمین کند. امروزه CNC های میان رده و پایین رده این قابلیت را دارند که کار را به طور رضایت بخشی انجام دهند. در حالی که CNC رده بالا بهترین عملکرد موجود امروزی را دارد، این احتمال نیز وجود دارد که CNC رده پایینی که استفاده می‌کنید دارای ویژگی‌های پردازشی مشابه یک CNC سطح بالا در کلاس خود باشد. در گذشته عاملی که حداکثر نرخ خوراک پردازش قالب را محدود می کرد CNC بود، اما امروزه ساختار مکانیکی ماشین ابزار است. در جایی که یک ماشین ابزار در حال حاضر در حد عملکرد خود است، یک CNC بهتر آن را بهتر نمی کند.
ویژگی های ذاتی سیستم CNC

موارد زیر برخی از ویژگی های اساسی CNC در فرآیند پردازش قالب فعلی است:

1. درون یابی غیر یکنواخت منطقی B-spline (NURBS) منحنی ها و سطوح

این تکنیک از درونیابی در امتداد یک منحنی به جای یک سری خطوط مستقیم کوتاه برای تناسب با منحنی استفاده می کند. استفاده از این فناوری بسیار رایج است. بسیاری از نرم‌افزارهای CAM که در حال حاضر در صنعت ابزارسازی استفاده می‌شوند، گزینه‌ای را برای تولید برنامه‌های قطعه در قالب درونیابی NURBS ارائه می‌دهند. در همان زمان، CNC قدرتمند همچنین عملکرد درون یابی پنج محوری و ویژگی های مرتبط را ارائه می دهد. این ویژگی ها کیفیت پرداخت سطح را بهبود می بخشد، نرمی کار موتور را بهبود می بخشد، سرعت برش را افزایش می دهد و برنامه های قطعات کوچکتر را فعال می کند.

2. واحد آموزشی کوچکتر

اکثر سیستم‌های CNC فرمان‌های حرکت و موقعیت‌یابی را در واحدهای کوچک‌تر از 1 میکرون به دوک ابزار ماشین انتقال می‌دهند. پس از استفاده کامل از مزایای بهبود قدرت پردازش CPU، حداقل واحد دستورالعمل برخی از سیستم های CNC حتی می تواند به 1 نانومتر ({2}}.000001 میلی متر) برسد. پس از کاهش 1000 بار واحد فرمان، دقت ماشینکاری بالاتری به دست می آید که می تواند موتور را روان تر کند. عملکرد نرم موتور به برخی از ماشین آلات اجازه می دهد تا با شتاب های بالاتر بدون افزایش لرزش بستر کار کنند.

3. شتاب/کاهش منحنی زنگی

همچنین به عنوان شتاب / کاهش سرعت منحنی S یا کنترل خزش شناخته می شود. در مقایسه با استفاده از روش شتاب خطی، این روش می تواند باعث شود ماشین ابزار اثر شتاب بهتری داشته باشد. در مقایسه با سایر روش‌های شتاب، از جمله روش‌های خطی و نمایی، روش منحنی زنگی می‌تواند خطاهای موقعیت‌یابی کوچک‌تری را به دست آورد.

4. پیگیری نظارت برای پردازش

این تکنیک به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و دارای تفاوت های عملکردی متعددی است که نحوه عملکرد آن در سیستم های کنترل سطح پایین را از نحوه عملکرد آن در سیستم های کنترل سطح بالا متمایز می کند. به طور کلی، CNC پیش پردازش برنامه را با نظارت بر مسیر پردازش، به منظور اطمینان از کنترل بهتر شتاب/کاهش سرعت، محقق می کند. با توجه به عملکرد CNC های مختلف، تعداد بلوک های برنامه مورد نیاز برای نظارت بر مسیر مورد نیاز برای پردازش از دو تا صدها متغیر است که عمدتاً به کوتاه ترین زمان پردازش برنامه قطعه و ثابت زمانی شتاب / کاهش سرعت بستگی دارد. به طور کلی، برای برآورده ساختن الزامات پردازش، حداقل پانزده بلوک برنامه نظارتی برای پردازش مورد نیاز است.

5. کنترل سروو دیجیتال

توسعه سیستم سروو دیجیتال به قدری سریع است که اکثر سازندگان ماشین ابزار این سیستم را به عنوان سیستم کنترل سروو ماشین ابزار انتخاب می کنند. پس از استفاده از این سیستم، CNC می تواند سیستم سروو را به موقع کنترل کند و کنترل ماشین ابزار توسط CNC دقیق تر شده است.

نقش سیستم سروو دیجیتال به شرح زیر است:

1) سرعت نمونه برداری از حلقه جریان افزایش می یابد که همراه با بهبود کنترل حلقه جریان، افزایش دمای موتور را کاهش می دهد. به این ترتیب نه تنها می توان عمر موتور را افزایش داد، بلکه می توان گرمای منتقل شده به بال اسکرو را کاهش داد و در نتیجه دقت پیچ را بهبود بخشید. علاوه بر این، سرعت نمونه‌برداری سریع‌تر نیز می‌تواند بهره حلقه سرعت را افزایش دهد، که می‌تواند به بهبود عملکرد کلی ماشین ابزار کمک کند.
2) از آنجایی که بسیاری از CNC های جدید از دنباله های پرسرعت برای اتصال به حلقه سروو استفاده می کنند، از طریق پیوند ارتباطی، CNC می تواند اطلاعات کار بیشتری از موتور و درایو را به دست آورد. این امر قابلیت نگهداری ماشین ابزار را بهبود می بخشد.
3) بازخورد موقعیت مداوم امکان ماشینکاری با دقت بالا را در نرخ های تغذیه بالا فراهم می کند. شتاب سرعت عملکرد CNC باعث می شود که سرعت بازخورد موقعیت به گلوگاهی تبدیل شود که سرعت اجرای ماشین ابزار را محدود می کند. در روش سنتی بازخورد، با تغییر سرعت نمونه‌برداری رمزگذار خارجی CNC و تجهیزات الکترونیکی، سرعت بازخورد توسط نوع سیگنال محدود می‌شود. با استفاده از بازخورد سریال، این مشکل به خوبی حل خواهد شد. دقت بازخورد پیچیده حتی زمانی که ماشین ابزار با سرعت بالا کار می کند به دست می آید.
6. موتور خطی

در سال های اخیر، عملکرد کار و محبوبیت موتورهای خطی به طور قابل توجهی بهبود یافته است، بنابراین بسیاری از مراکز ماشینکاری این دستگاه را به کار گرفته اند. تا کنون، Fanuc حداقل 1،000 موتور خطی نصب کرده است. برخی از فناوری های پیشرفته GE Fanuc موتور خطی روی ماشین ابزار را قادر می سازد حداکثر نیروی خروجی 15500 نیوتن و حداکثر شتاب 30 گرم داشته باشد. استفاده از سایر فناوری های پیشرفته باعث کاهش اندازه ماشین ابزار، کاهش وزن آن و بهبود بسیار بازده خنک کننده آن شده است. تمام این پیشرفت‌ها در فناوری به موتورهای خطی مزایای بیشتری نسبت به موتورهای دوار می‌دهد: نرخ‌های شتاب/کاهش بیشتر. کنترل موقعیت دقیق تر، سفتی بالاتر. قابلیت اطمینان بالاتر؛ ترمز دینامیکی داخلی

ویژگی های اضافی خارجی: سیستم CNC باز

ماشین آلات با استفاده از سیستم های CNC باز به سرعت در حال توسعه هستند. در حال حاضر سرعت ارتباط سیستم ارتباطی جایگزین نسبتاً بالا است، بنابراین انواع مختلفی از ساختارهای CNC باز وجود دارد. اکثر سیستم های باز، باز بودن یک رایانه شخصی استاندارد را با عملکرد یک CNC سنتی ترکیب می کنند. بزرگ‌ترین مزیت این است که حتی اگر سخت‌افزار ماشین ابزار قدیمی باشد، CNC باز همچنان اجازه می‌دهد عملکرد آن با تکنولوژی موجود و الزامات پردازش تغییر کند. قابلیت های اضافی را نیز می توان با کمک نرم افزارهای دیگر به Open CNC اضافه کرد. این ویژگی ها می توانند ارتباط نزدیکی با پردازش قالب داشته باشند یا ارتباط کمی با پردازش قالب داشته باشند. به طور معمول، یک سیستم CNC باز که در یک قالب‌فروشی استفاده می‌شود، گزینه‌های عملکردی رایج زیر را دارد:

ارتباطات شبکه ارزان قیمت؛
شبکه محلی کابلی؛
تابع کنترل تطبیقی؛
رابط های موجود برای بارکدخوان ها، خوانندگان شماره سریال ابزار و/یا سیستم های شماره سریال پالت.
امکان ذخیره و ویرایش تعداد زیادی از برنامه های بخش.
برنامه ذخیره شده مجموعه اطلاعات را کنترل می کند.
توابع پردازش فایل؛
ادغام فناوری CAD/CAM و برنامه ریزی کارگاهی؛
رابط عملیات مشترک

این نکته آخر بسیار مهم است. زیرا تقاضا برای CNC با کارکرد آسان در پردازش قالب در حال افزایش است. در این مفهوم، مهمترین چیز این است که CNC های مختلف دارای رابط اپراتور یکسان هستند. به عنوان یک قاعده کلی، اپراتورهای ماشین ابزارهای مختلف باید به طور جداگانه آموزش ببینند زیرا انواع مختلف ماشین ابزار و همچنین ماشین آلات سازنده های مختلف از رابط های CNC مختلف استفاده می کنند. سیستم های CNC باز فرصت استفاده از رابط کنترل CNC یکسان را برای کل طبقه مغازه ایجاد می کنند.

اکنون صاحبان ماشین ابزار می توانند رابط کاربری خود را برای عملیات CNC طراحی کنند حتی اگر زبان C را ندانند. علاوه بر این، کنترل کننده سیستم باز اجازه می دهد تا حالت های مختلف عملکرد دستگاه را با توجه به نیازهای فردی تنظیم کنید. به این ترتیب اپراتورها، برنامه نویسان و پرسنل تعمیر و نگهداری می توانند بر اساس نیاز خود راه اندازی کنند. هنگام استفاده، فقط اطلاعات خاصی که آنها نیاز دارند روی صفحه ظاهر می شود. استفاده از این روش می تواند نمایش غیر ضروری صفحه را کاهش دهد و به ساده سازی عملکرد CNC کمک کند.

ماشینکاری پنج محوره

در فرآیند ساخت قالب های پیچیده، استفاده از ماشینکاری پنج محوره روز به روز فراگیرتر می شود. با استفاده از ماشین‌کاری پنج محور، تعداد ابزار یا ماشین‌ابزار مورد نیاز برای پردازش یک قطعه را می‌توان کاهش داد، تعداد تجهیزات مورد نیاز برای فرآیند ماشین‌کاری را به حداقل می‌رساند و کل زمان ماشین‌کاری نیز کاهش می‌یابد. CNC ها قدرتمندتر می شوند و به سازندگان CNC اجازه می دهد تا ویژگی های پنج محوره بیشتری را ارائه دهند.

عملکردهایی که در گذشته فقط CNC های سطح بالا داشتند، اکنون در محصولات میان رده نیز استفاده می شوند. برای سازندگانی که هرگز از 5-تکنولوژی ماشینکاری محوری استفاده نکرده‌اند، استفاده از این ویژگی‌ها، 5-ماشین‌کاری محوری را آسان‌تر می‌کند. استفاده از تکنولوژی CNC فعلی برای ماشینکاری پنج محوره، ماشینکاری پنج محوره را قادر می سازد تا مزایای زیر را داشته باشد:

کاهش نیاز به ابزارهای تخصصی؛
تنظیم افست ابزار پس از تکمیل برنامه پارت مجاز است.
از طراحی برنامه های عمومی پشتیبانی کنید، به طوری که برنامه های پس از پردازش می توانند به جای یکدیگر بین ماشین ابزارهای مختلف استفاده شوند.
بهبود کیفیت تکمیل؛
می توان از آن بر روی ماشین ابزارهای ساختارهای مختلف استفاده کرد، به طوری که لازم نیست در برنامه مشخص شود که دوک یا قطعه کار در اطراف نقطه مرکزی می چرخد. زیرا با پارامترهای CNC حل خواهد شد.

می‌توانیم از مثال جبران یک فرز کروی برای نشان دادن اینکه چرا پنج محور مخصوصاً برای پردازش قالب مناسب است استفاده کنیم. هنگامی که قطعات و ابزارها حول محور محور می چرخند، برای جبران دقیق افست فرز کروی، CNC باید بتواند به صورت دینامیکی میزان جبران ابزار را در سه جهت X، Y و Z تنظیم کند. اطمینان از تداوم نقطه برش ابزار برای بهبود کیفیت پرداخت مفید است.

علاوه بر این، CNC های پنج محور برای ویژگی های مرتبط با چرخش ابزار به دور یک دوک، ویژگی های مرتبط با چرخش بخشی به دور یک دوک، و ویژگی هایی که به اپراتور اجازه می دهد تا به صورت دستی بردار ابزار را تغییر دهد، مفید هستند.

هنگامی که از محور مرکزی ابزار به عنوان محور چرخش استفاده می شود، افست طول ابزار اصلی در جهت محور Z به سه جزء در جهت های X، Y و Z تقسیم می شود. علاوه بر این، افست قطر اصلی ابزار در جهت محور X و Y نیز به سه جزء در جهت محور X، Y و Z تقسیم می شود. از آنجایی که در مهندسی برش، ابزار را می توان در امتداد محور چرخش تغذیه کرد، تمام این افست ها باید به صورت پویا به روز شوند تا جهت گیری ابزار به طور مداوم در حال تغییر باشد.

یکی دیگر از ویژگی های CNC به نام "برنامه نویسی نقطه مرکزی ابزار" به برنامه نویسان اجازه می دهد تا مسیر و سرعت نقطه مرکزی ابزار را تعریف کنند. CNC تضمین می کند که ابزار مطابق برنامه از طریق دستورات در جهت محور چرخشی و محور خطی حرکت می کند. این ویژگی باعث می شود که با تغییر ابزار دیگر نقطه مرکزی ابزار تغییر نکند، به این معنی که در ماشینکاری پنج محوره می توان مستقیماً افست ابزار را مانند ماشینکاری سه محوره وارد کرد و تغییر طول ابزار را نیز می توان با برنامه ریزی مجدد توضیح داد. این سینماتیک محور چرخشی با چرخاندن دوک نخ ریسی، پس از پردازش برنامه نویسی ابزار را ساده می کند.

با استفاده از همین عملکرد، ماشین ابزار همچنین می تواند با چرخاندن قطعه کار حول محور مرکزی، حرکت چرخشی را بدست آورد. CNC جدید توسعه یافته قادر است با تنظیم پویا جابجایی های ثابت و محورهای مختصات چرخشی، حرکت قطعه را مطابقت دهد. هنگامی که اپراتور به صورت دستی تغذیه کند ماشین ابزار را اجرا می کند، سیستم CNC نیز نقش مهمی ایفا می کند. سیستم CNC جدید توسعه یافته همچنین به محورها اجازه می دهد تا به آرامی در جهت بردار ابزار پیموده شوند و همچنین جهت بردار دماغه ابزار را بدون تغییر موقعیت دماغه ابزار تغییر دهید (تصویر بالا را ببینید).

این ویژگی ها اپراتورها را قادر می سازد به راحتی از روش برنامه نویسی 3 به علاوه 2 که به طور گسترده در صنعت قالب استفاده می شود در هنگام استفاده از ابزارهای ماشینکاری پنج محور استفاده کنند. با این حال، با توسعه و پذیرش قابلیت‌های جدید ماشین‌کاری پنج محوره، ممکن است ماشین‌های قالب‌سازی پنج محوره رایج‌تر شوند.