Nc
(کنترل عددی که به آن CNC 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 بسیار بهبود بخشیده است. در میان آنها، CPU با سرعت محاسبات 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 اینکه فناوری CNC در سالهای اخیر دستخوش تغییرات بزرگی شده است، ارزش بررسی کاربرد فعلی فناوری CNC در صنعت ساخت قالب را دارد.
زمان پردازش بلوک برنامه و سایر موارد با افزایش سرعت پردازش CPU و تولیدکنندگان CNC از CPUهای پرسرعت برای سیستم های CNC بسیار یکپارچه استفاده می کنند، عملکرد CNC به طور قابل توجهی بهبود یافته است. یک سیستم پاسخگوتر و پاسخگوتر از سرعت پردازش برنامه بالاتری برخوردار است. در واقع، سیستمی که میتواند برنامههای جزئی را با سرعت نسبتاً بالایی پردازش کند، ممکن است مانند یک سیستم پردازش کند عمل کند، زیرا حتی یک سیستم CNC کاملاً کاربردی دارای برخی مشکلات بالقوه است که ممکن است به محدودیت تبدیل شوند. گلوگاه سرعت پردازش
در حال حاضر، اکثر کارخانههای قالب متوجه شدهاند که ماشینکاری با سرعت بالا به چیزی بیش از زمان پردازش کوتاه برنامه 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 یک مسابقه اتومبیل رانی می داند که علاوه بر سرعت، عوامل زیادی بر نتیجه مسابقه تأثیر می گذارد.
اول از همه، دانش راننده از مسیر مهم است: او باید بداند که پیچ های تند کجا هستند تا به طور مناسب سرعت خود را کاهش دهد و آنها را با خیال راحت و کارآمد مذاکره کند. در فرآیند پردازش قالبها در سرعتهای تغذیه بالا، فناوری نظارت بر مسیر مورد پردازش در CNC میتواند اطلاعاتی در مورد ظاهر منحنیهای تیز از قبل به دست آورد و این عملکرد همان نقش را ایفا میکند.
به همین ترتیب، واکنش راننده به سایر حرکات راننده و عدم قطعیت مشابه میزان بازخورد سروو در یک CNC است. بازخورد سروو در CNC عمدتاً شامل بازخورد موقعیت، بازخورد سرعت و بازخورد فعلی است.
هنگامی که یک راننده در اطراف پیست رانندگی می کند، یکنواختی حرکات او و اینکه آیا می تواند به طرز ماهرانه ای ترمز کند و شتاب بگیرد، تأثیر بسیار مهمی بر عملکرد راننده در محل دارد. به طور مشابه، عملکردهای شتاب/کاهش زنگ شکل و نظارت بر مسیر مورد پردازش سیستم CNC از شتاب/کاهش سرعت آهسته به جای تغییرات ناگهانی سرعت برای اطمینان از شتاب نرم ماشین ابزار استفاده می کنند.
علاوه بر این، شباهت های دیگری نیز بین خودروهای مسابقه ای و سیستم های CNC وجود دارد. قدرت موتور مسابقه مشابه دستگاه و موتور درایو CNC است. وزن ماشین مسابقه با وزن اجزای متحرک در ماشین ابزار قابل مقایسه است. سفتی و استحکام ماشین مسابقه مشابه استحکام و سفتی ماشین ابزار است. توانایی CNC برای تصحیح خطاهای خاص مسیر بسیار شبیه به توانایی راننده برای نگه داشتن خودرو در خط خود است.
وضعیت دیگری مشابه CNC فعلی این است که آن دسته از اتومبیل های مسابقه ای که سریع ترین نیستند اغلب به رانندگانی با مهارت های جامع نیاز دارند. در گذشته، تنها CNC سطح بالا میتوانست دقت ماشینکاری بالا را در حین برش با سرعت بالا تضمین کند. امروزه CNC های متوسط و پایین این قابلیت را دارند که کار را به طور رضایت بخشی انجام دهند. اگرچه CNC رده بالا بهترین عملکرد را در حال حاضر دارد، اما این احتمال نیز وجود دارد که CNC پایین رده ای که استفاده می کنید دارای ویژگی های پردازشی مشابه با CNC رده بالا در محصولات مشابه باشد. در گذشته عاملی که حداکثر سرعت تغذیه برای پردازش قالب را محدود می کرد CNC بود، اما امروزه ساختار مکانیکی ماشین ابزار است. هنگامی که ماشین ابزار در حال حاضر در حد عملکرد خود است، CNC بهتر عملکرد را بیشتر بهبود نمی بخشد. ویژگی های ذاتی سیستم های CNC تصویری
موارد زیر برخی از ویژگی های اساسی CNC در فرآیند پردازش قالب فعلی است:
1. درون یابی غیر یکنواخت منطقی B-spline (NURBS) سطوح منحنی
این فناوری به جای استفاده از یک سری خطوط مستقیم کوتاه برای تناسب با منحنی، از درونیابی در طول یک منحنی استفاده می کند. استفاده از این فناوری بسیار رایج شده است. بسیاری از نرم افزارهای CAM که در حال حاضر در صنعت قالب استفاده می شوند، گزینه ای را برای تولید برنامه های قطعه در قالب درون یابی NURBS ارائه می دهند. در عین حال، CNC قدرتمند همچنین عملکردهای درون یابی پنج محوری و ویژگی های مرتبط را ارائه می دهد. این ویژگیها باعث افزایش کیفیت پرداختهای سطحی، بهبود عملکرد نرمتر موتور، افزایش سرعت برش و فعال کردن برنامههای قطعات کوچکتر میشوند.
2. واحد آموزشی کوچکتر
بیشتر سیستمهای CNC دستورالعملهای حرکت و موقعیتیابی را در واحدهای کمتر از 1 میکرون به دوک ماشین ابزار منتقل میکنند. پس از استفاده کامل از بهبود قدرت پردازش CPU، کوچکترین 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 پردازش بالاتری به دست می آید و موتور می تواند روان تر کار کند. عملکرد نرم موتور به برخی از ماشینآلات اجازه میدهد تا با شتابهای بالاتر بدون افزایش لرزش بستر کار کنند.
3. شتاب/کاهش منحنی زنگی
شتاب / کاهش سرعت منحنی S یا کنترل خزیدن نیز نامیده می شود. در مقایسه با روش شتاب خطی، این روش می تواند به اثر شتاب بهتر ماشین ابزار دست یابد. در مقایسه با سایر روشهای شتاب، از جمله روشهای خطی و نمایی، روش منحنی زنگولهای میتواند به خطاهای موقعیتیابی کوچکتری دست یابد.
4. نظارت بر مسیرهایی که باید پردازش شوند
این فناوری به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد و دارای تفاوت های عملکردی متعددی است که نحوه عملکرد آن در سیستم های کنترل پایین رده را از روشی که در سیستم های کنترل سطح بالا کار می کند متمایز می کند. به طور کلی، CNC پیش پردازش برنامه را از طریق نظارت بر مسیر ماشینکاری برای اطمینان از کنترل بهتر شتاب / کاهش سرعت اجرا می کند. بسته 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 حداقل زمان پردازش برنامه قطعه و ثابت زمان شتاب/ کاهش سرعت بستگی دارد. به طور کلی، برای برآورده کردن الزامات پردازش، حداقل پانزده بلوک برنامه نظارت بر مسیر مورد نیاز است.
5. کنترل سروو دیجیتال
توسعه سیستم های سروو دیجیتال به قدری سریع است که اکثر سازندگان ماشین ابزار این سیستم را به عنوان سیستم کنترل سروو برای 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 نیز دقیق تر می شود.
عملکرد سیستم سروو دیجیتال به شرح زیر است:
1) سرعت نمونه برداری از حلقه جریان همراه با بهبود کنترل حلقه جریان افزایش می یابد و در نتیجه افزایش دمای موتور کاهش می یابد. به این ترتیب نه تنها می توان عمر موتور را افزایش داد، بلکه می توان حرارت منتقل شده به بال اسکرو را نیز کاهش داد و در نتیجه دقت پیچ را بهبود بخشید. علاوه بر این، افزایش سرعت نمونه برداری می تواند بهره حلقه سرعت را نیز افزایش دهد که به بهبود عملکرد کلی ماشین ابزار کمک می کند.
2) از آنجایی که بسیاری از CNC های جدید از دنباله های پرسرعت برای اتصال به حلقه های سروو استفاده می کنند، CNC می تواند اطلاعات کاری بیشتری در مورد موتور و دستگاه درایو از طریق پیوند ارتباطی به دست آورد. این کار عملکرد تعمیر و نگهداری ماشین ابزار را بهبود می بخشد.
3) بازخورد موقعیت مداوم امکان ماشینکاری با دقت بالا در سرعت های بالا را فراهم می کند. شتاب سرعت عملکرد CNC باعث می شود که نرخ بازخورد موقعیت به یک گلوگاه تبدیل شود که سرعت کار 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 دقیق حتی زمانی که ماشین ابزار با سرعت بسیار بالا کار می کند به دست می آید.
6. موتور خطی
در سال های اخیر، عملکرد و محبوبیت موتورهای خطی به طور قابل توجهی بهبود یافته است، به طوری که بسیاری از مراکز ماشینکاری از این دستگاه استفاده کرده اند. تا به امروز، Fanuc حداقل 1،{1}} 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 و وزن ماشین ابزار شده و راندمان خنک کننده را تا حد زیادی بهبود بخشیده است. همه این پیشرفتهای تکنولوژیکی به موتورهای خطی مزایای بیشتری نسبت به موتورهای دوار میدهد: نرخهای شتاب/کاهش بیشتر. کنترل موقعیت دقیق تر، سفتی بالاتر. قابلیت اطمینان بالاتر؛ حرکت ترمز دینامیکی داخلی
ویژگی های اضافی خارجی: سیستم CNC باز
ماشین ابزار با استفاده از سیستم های CNC باز به سرعت در حال توسعه هستند. سرعت های ارتباطی سیستم های ارتباطی موجود در حال حاضر نسبتاً بالا است و در نتیجه انواع مختلفی از ساختارهای باز CNC پیدا می شود. اکثر سیستم های باز، باز بودن یک رایانه شخصی استاندارد را با عملکرد یک CNC سنتی ترکیب می کنند. بزرگترین مزیت این کار این است که حتی اگر سخت افزار ماشین ابزار منسوخ شود، CNC باز همچنان اجازه می دهد عملکرد آن با تکنولوژی موجود و الزامات پردازش تغییر کند. با کمک نرم افزارهای دیگر می توان عملکردهای دیگری را 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، سیستم باز CNC مورد استفاده در فروشگاه قالب دارای گزینه های عملکرد مشترک زیر است:
ارتباطات آنلاین ارزان قیمت؛
شبکه محلی کابلی؛
تابع کنترل تطبیقی؛
رابط برای بارکدخوان ها، خوانندگان شماره سریال ابزار و/یا سیستم های شماره سریال پالت.
امکان ذخیره و ویرایش تعداد زیادی از برنامه های پارت.
مجموعه ای از اطلاعات کنترل برنامه ذخیره شده؛
عملکرد پردازش فایل؛
ادغام فناوری CAD/CAM و برنامه ریزی کارگاهی؛
رابط عامل جهانی
این نکته آخر بسیار مهم است. زیرا تقاضای فزاینده ای برای CNC با کارکرد ساده در پردازش قالب وجود دارد. در این مفهوم، مهمترین چیز این است که CNC های مختلف رابط عملیاتی یکسانی دارند. به طور کلی، اپراتورهای ماشینابزارهای مختلف باید به طور جداگانه آموزش ببینند، زیرا انواع ماشینابزارها و همچنین ماشینآلات تولید شده توسط سازندگان مختلف، از رابطهای CNC متفاوتی استفاده میکنند. سیستم های CNC باز این فرصت را برای کل فروشگاه ایجاد می کنند تا از رابط کنترل CNC یکسان استفاده کنند.
اکنون، صاحبان ماشین ابزار می توانند رابط کاربری خود را برای عملیات CNC طراحی کنند، حتی اگر زبان C را بلد نباشند. علاوه بر این، کنترل کننده سیستم باز اجازه می دهد تا حالت های مختلف عملکرد دستگاه را بر اساس نیازهای فردی تنظیم کنید. این به اپراتورها، برنامه نویسان و پرسنل تعمیر و نگهداری اجازه می دهد تا تنظیمات را بر اساس نیازهای خود پیکربندی کنند. هنگام استفاده، فقط اطلاعات خاصی که آنها نیاز دارند روی صفحه ظاهر می شود. اتخاذ این روش می تواند نمایش صفحات غیر ضروری را کاهش دهد و به ساده سازی عملیات CNC کمک کند.
ماشینکاری پنج محوره
در فرآیند ساخت قالب های پیچیده، استفاده از ماشینکاری پنج محوره روز به روز گسترده تر می شود. با استفاده از ماشینکاری پنج محور، می توان تعداد ابزار و یا ماشین ابزار مورد نیاز برای پردازش یک قطعه را کاهش داد. تعداد تجهیزات مورد نیاز برای فرآیند ماشینکاری به حداقل می رسد، در حالی که کل زمان ماشینکاری نیز کاهش می یابد. CNC ها روز به روز توانمندتر می شوند و به سازندگان CNC اجازه می دهد تا ویژگی های پنج محوره بیشتری را ارائه دهند.
عملکردهایی که قبلا فقط در CNC رده بالا وجود داشت، اکنون در محصولات میان رده نیز استفاده می شود. برای آن دسته از تولیدکنندگانی که هرگز از فناوری ماشینکاری پنج محوره استفاده نکرده اند، استفاده از این ویژگی ها ماشینکاری پنج محوره را آسان می کند. استفاده از تکنولوژی CNC فعلی در ماشینکاری پنج محوره مزایای زیر را به ماشینکاری پنج محوره می دهد:
کاهش نیاز به ابزار خاص؛
اجازه می دهد تا افست ابزار پس از تکمیل برنامه قطعه تنظیم شود.
پشتیبانی از طراحی برنامه های جهانی 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 برای ماشین های ابزار با ساختارهای مختلف استفاده کرد، به طوری که لازم نیست در برنامه مشخص شود که دوک یا قطعه کار به دور نقطه مرکزی می چرخد. زیرا این با پارامترهای CNC حل خواهد شد.
میتوانیم از مثال جبران برش فرز گلولهای برای نشان دادن اینکه چرا پنج محور مخصوصاً برای پردازش قالب مناسب است استفاده کنیم. به منظور جبران دقیق انحراف دستگاه فرز کروی هنگام چرخش قطعه و ابزار حول محور محور مرکزی، CNC باید بتواند به صورت پویا مقدار جبران ابزار را در جهت های X، Y و Z تنظیم کند. اطمینان از تداوم نقاط تماس برش ابزار برای بهبود کیفیت تکمیل مفید است.
علاوه بر این، موارد استفاده از CNC پنج محور شامل ویژگی های مربوط به چرخش ابزار به دور اسپیندل، ویژگی های مربوط به چرخش قطعه به دور اسپیندل و ویژگی هایی است که به اپراتور اجازه می دهد تا به صورت دستی بردار ابزار را تغییر دهد.
هنگامی که از محور مرکزی ابزار به عنوان محور چرخش استفاده می شود، فاصله اصلی ابزار در جهت محور Z به اجزای 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 میتواند در جهت محور چرخش حرکات تغذیه انجام دهد، تمام این افستها باید بهصورت پویا بهروزرسانی شوند تا جهتگیری ابزار دائماً در حال تغییر باشد.
یکی دیگر از ویژگی های CNC به نام "برنامه ریزی 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 چرخش و محور خطی حرکت می کند. این ویژگی از تغییر نقطه مرکزی ابزار با تغییر ابزار جلوگیری می کند. این همچنین به این معنی است که در ماشینکاری پنج محوره، افست ابزار را می توان مستقیماً مانند ماشینکاری سه محوره وارد کرد و همچنین می توان آن را از طریق برنامه بعدی توضیح داد. تغییر در طول ابزار این ویژگی چرخش دوک برای درک محور حرکت، پس پردازش برنامه نویسی ابزار را ساده می کند.
با استفاده از همین عملکرد، ماشین ابزار همچنین می تواند با چرخاندن قطعه کار حول محور محور مرکزی، حرکت چرخشی را بدست آورد. CNC جدید توسعه یافته می تواند به صورت دینامیکی افست های ثابت و محورهای مختصات چرخشی را برای مطابقت با حرکت قطعه تنظیم کند. هنگامی که اپراتورها از روش های دستی برای دستیابی به تغذیه کند ماشین ابزار استفاده می کنند، سیستم CNC نیز نقش مهمی ایفا می کند. سیستم CNC جدید توسعه یافته همچنین به محور اجازه می دهد تا به آرامی در جهت بردار ابزار تغذیه شود، و همچنین اجازه می دهد جهت بردار نوک ابزار بدون تغییر موقعیت نوک ابزار تغییر کند (تصویر بالا را ببینید).
این ویژگی ها به اپراتورها اجازه می دهد تا به راحتی از روش برنامه نویسی 3+2 که در حال حاضر به طور گسترده در صنعت قالب استفاده می شود، هنگام استفاده از ماشین ابزارهای پنج محوری استفاده کنند. با این حال، همانطور که قابلیت های جدید ماشینکاری پنج محوره به تدریج توسعه یافته و پذیرفته می شود، ماشین های پردازش قالب پنج محوره واقعی ممکن است رایج تر شوند.
