НЦ
(Нумеричка контрола, дигитална контрола, која се назива нумеричка контрола), односи се на употребу дискретних дигиталних информација за контролу рада машина и других уређаја, које може да програмира само сам оператер.
ЦНЦ
Примена ЦНЦ технологије
Развој ЦНЦ технологије је прилично брз, што у великој мери побољшава продуктивност обраде калупа, а ЦПУ са већом брзином рада је срж развоја ЦНЦ технологије. Побољшање ЦПУ-а није само побољшање брзине рачунара, већ и сама брзина укључује побољшање ЦНЦ технологије у другим аспектима. Управо због тако великих промена у ЦНЦ технологији последњих година, вреди да направимо преглед тренутне примене ЦНЦ технологије у индустрији производње калупа.
слика
Време обраде програмског блока и друго Због повећања брзине обраде ЦПУ-а и примене ЦПУ-а велике брзине на високо интегрисане ЦНЦ системе од стране произвођача ЦНЦ-а, перформансе ЦНЦ-а су значајно побољшане. Бржи системи са бољим одзивом омогућавају више од само веће брзине обраде програма. У ствари, систем који може да обрађује програм дела прилично великом брзином може се понашати као систем за обраду ниске брзине јер чак и потпуно функционалан ЦНЦ систем има неке потенцијалне проблеме који могу постати уско грло које ограничава брзину обраде.
Тренутно, већина фабрика калупа схвата да обрада велике брзине захтева више од кратког времена обраде програма за обраду. На много начина, ситуација је слична вожњи тркачког аутомобила. Да ли најбржи аутомобил увек побеђује у трци? Чак и повремени гледалац зна да постоји много фактора осим брзине који утичу на исход трке.
Пре свега, веома је важно возачево познавање стазе: он мора да зна где има оштрих скретања, како би могао на одговарајући начин успорити да би безбедно и ефикасно прошао кривину. У процесу обраде калупа при високим брзинама помака, технологија праћења стаза која се обрађује у ЦНЦ-у може унапред добити информације о оштрим кривинама, а ова функција игра исту улогу.
Исто тако, осетљивост возача на акције и неизвесности других возача је слична броју серво повратних информација у ЦНЦ-у. Серво повратне информације у ЦНЦ-у углавном укључују повратну информацију о положају, повратну информацију о брзини и струјну повратну информацију.
Када возач вози по стази, доследност акције, да ли кочнице и убрзање могу бити вешти, итд. имају веома важан утицај на перформансе возача на лицу места. Исто тако, функције убрзања/успоравања у облику звона и праћења од стазе до процеса ЦНЦ система користе споро убрзање/успоравање уместо наглих промена брзине да би се обезбедило глатко убрзање машине алатке.
Осим тога, постоје и друге сличности између тркачких аутомобила и ЦНЦ система. Снага мотора тркачких аутомобила је слична погонском уређају и мотору ЦНЦ-а, тежина тркачког аутомобила може се упоредити са тежином покретних компоненти у машини, а крутост и снага тркачког аутомобила су слично снази и крутости машине алатке. Способност ЦНЦ-а да исправи одређене грешке на путањи је веома слична способности возача да задржи аутомобил унутар траке.
Друга ситуација слична тренутној ЦНЦ је да они аутомобили који нису најбржи често захтевају добро заокружене возаче. У прошлости је само врхунски ЦНЦ могао да гарантује високу тачност обраде приликом сечења великом брзином. Данас, ЦНЦ уређаји средњег и нижег ранга имају способност да обављају посао на задовољавајући начин. Иако врхунски ЦНЦ има најбоље перформансе доступне данас, постоји и могућност да јефтини ЦНЦ који користите има исте карактеристике обраде као врхунски ЦНЦ у својој класи. У прошлости, фактор који је ограничавао максималну брзину обраде калупа био је ЦНЦ, али данас је то механичка структура алатне машине. Тамо где је машина алатка већ на граници перформанси, бољи ЦНЦ га неће учинити ништа бољим.
Интринзичне карактеристике ЦНЦ система
Следе неке основне ЦНЦ карактеристике у тренутном процесу обраде калупа:
1. Неуједначена рационална Б-сплине (НУРБС) интерполација кривих и површина
Техника користи интерполацију дуж кривине, а не низ кратких правих линија да би се уклопила у криву. Примена ове технологије је прилично честа. Многи од ЦАМ софтвера који се тренутно користе у индустрији алата нуде опцију за генерисање програма делова у НУРБС интерполационом формату. У исто време, моћни ЦНЦ такође пружа функцију интерполације са пет оса и повезане карактеристике. Ова својства побољшавају квалитет завршне обраде површине, побољшавају глаткоћу рада мотора, повећавају брзину сечења и омогућавају мање програме делова.
2. Мања наставна јединица
Већина ЦНЦ система преноси команде кретања и позиционирања вретену алатне машине у јединицама не мањим од 1 микрона. Након што се у потпуности искористе предности побољшања процесорске снаге ЦПУ-а, минимална јединица инструкција неких ЦНЦ система може чак да достигне 1 нанометар (0.000001 мм). Након што се командна јединица смањи за 1000 пута, може се постићи већа прецизност обраде, што може учинити да мотор ради глатко. Неометани рад мотора омогућава неким алатним машинама да раде при већим убрзањима без повећања вибрација лежаја.
3. Убрзање/успоравање звона криве
Такође познат као С-крива убрзање/успоравање или контрола пузања. У поређењу са коришћењем методе линеарног убрзања, овај метод може учинити да машина алатка добије бољи ефекат убрзања. У поређењу са другим методама убрзања, укључујући линеарне и експоненцијалне методе, метода звонасте криве може да добије мање грешке позиционирања.
4. Праћење трага које треба обрадити
Ова техника се широко користи и има бројне разлике у перформансама које разликују начин на који функционише у контролним системима ниског нивоа од начина на који функционише у контролним системима високог нивоа. Уопштено говорећи, ЦНЦ остварује претходну обраду програма праћењем путање обраде, како би се обезбедила боља контрола убрзања/успоравања. Према перформансама различитих ЦНЦ-ова, број програмских блокова потребних за праћење трајекторије која се обрађује варира од две до стотине, што углавном зависи од најкраћег времена обраде програма дела и временске константе убрзања/успоравања. Уопштено говорећи, да би се испунили захтеви обраде, потребно је најмање петнаест програмских блокова праћења стаза које треба обрадити.
5. Дигитална серво контрола
Развој дигиталног серво система је толико брз да већина произвођача машина алатки бира овај систем као систем управљања серво машинама. Након коришћења овог система, ЦНЦ може благовремено да контролише серво систем, а ЦНЦ контрола алатке је постала прецизнија.
Улога дигиталног серво система је следећа:
1) Брзина узорковања струјне петље ће се повећати, што ће заједно са побољшањем контроле струјне петље смањити пораст температуре мотора. На овај начин не само да се може продужити век трајања мотора, већ се може смањити и топлота која се преноси на куглични вијак, чиме се побољшава тачност вијка. Поред тога, веће брзине узорковања такође могу повећати појачање петље брзине, што може помоћи у побољшању укупних перформанси машине алатке.
2) Пошто многи нови ЦНЦ-ови користе секвенце велике брзине за повезивање са серво петљом, преко комуникационе везе, ЦНЦ може добити више радних информација о мотору и погону. Ово побољшава могућност одржавања алатне машине.
3) Непрекидна повратна информација о положају омогућава високопрецизну машинску обраду при великим брзинама помака. Убрзање брзине рада ЦНЦ-а чини да брзина повратне информације о положају постане уско грло које ограничава брзину рада машина алатки. У традиционалној методи повратне спреге, како се брзина узорковања екстерног енкодера ЦНЦ-а и електронске опреме мења, брзина повратне спреге је ограничена типом сигнала. Користећи серијске повратне информације, овај проблем ће бити добро решен. Софистицирана тачност повратне информације постиже се чак и када машина алатка ради при великим брзинама.
6. Линеарни мотор
Последњих година радни учинак и популарност линеарних мотора су значајно побољшани, па су многи обрадни центри усвојили овај уређај. До сада је Фануц инсталирао најмање 1,000 линеарни мотор. Неке напредне технологије ГЕ Фануц-а омогућавају линеарном мотору на машини да има максималну излазну силу од 15.500Н и максимално убрзање од 30г. Примена других напредних технологија смањила је величину машине алатке, смањила њену тежину и знатно побољшала њену ефикасност хлађења. Сав ови напредак у технологији даје линеарним моторима више предности од ротационих мотора: веће стопе убрзања/успоравања; прецизнија контрола позиционирања, већа крутост; већа поузданост; унутрашње динамичко кочење.
Екстерне додатне карактеристике: отворени ЦНЦ систем
Машине алатке које користе отворене ЦНЦ системе се веома брзо развијају. Тренутно је брзина комуникације алтернативног комуникационог система релативно висока, тако да постоји много типова отворених ЦНЦ структура. Већина отворених система комбинује отвореност стандардног рачунара са функционалношћу традиционалног ЦНЦ-а. Највећа предност овога је да чак и ако је хардвер алатне машине застарео, отворени ЦНЦ и даље дозвољава да се његове перформансе мењају са постојећом технологијом и захтевима обраде. Додатна функционалност се такође може додати Опен ЦНЦ-у уз помоћ другог софтвера. Ова својства могу бити уско повезана са обрадом калупа, или немају много везе са обрадом калупа. Типично, отворени ЦНЦ систем који се користи у продавници калупа има следеће уобичајене функционалне опције:
Јефтина мрежна комуникација;
Мрежни;
Функција прилагодљиве контроле;
Доступни интерфејси за читаче бар кодова, читаче серијских бројева алата и/или системе серијских бројева палета;
Могућност чувања и уређивања великог броја програма делова;
Похрањени програм контролише прикупљање информација;
функције обраде датотека;
Интеграција ЦАД/ЦАМ технологије и планирање радионица;
Заједнички оперативни интерфејс.
Ова последња тачка је изузетно важна. Јер потражња за ЦНЦ лаким за руковање расте у обради калупа. У овом концепту, најважније је да различити ЦНЦ уређаји имају исти интерфејс оператера. Као опште правило, руковаоци различитих машина алатки морају бити посебно обучени јер различите врсте машина алатки, као и машине различитих произвођача, користе различите ЦНЦ интерфејсе. Отворени ЦНЦ системи стварају могућност коришћења истог ЦНЦ управљачког интерфејса за целу радњу.
Сада, власници алатних машина могу дизајнирати сопствени интерфејс за ЦНЦ рад чак и ако не знају Ц језик. Поред тога, контролер отвореног система омогућава подешавање различитих режима рада машине према индивидуалним потребама. На овај начин, оператери, програмери и особље за одржавање могу да се подесе према сопственим захтевима. Када су у употреби, на екрану се појављују само одређене информације које су им потребне. Коришћење ове методе може да смањи непотребно приказивање страница и да поједностави ЦНЦ рад.
Петоосна обрада
У процесу израде сложених калупа све је распрострањенија примена петоосне обраде. Користећи петоосну машинску обраду, број алата и/или алатних машина потребних за обраду дела може се смањити, број опреме потребне за процес обраде ће се смањити на минимум, а такође је смањено и укупно време обраде. ЦНЦ уређаји постају све моћнији, што омогућава произвођачима ЦНЦ-а да понуде више функција са пет оса.
Функције које су у прошлости имали само врхунски ЦНЦ-ови сада се такође користе у производима средњег опсега. За оне произвођаче који никада нису користили 5-технологију обраде осе, примена ових функција олакшава 5-обраду осе. Коришћење тренутне ЦНЦ технологије за обраду са пет оса омогућава машинској обради од пет оса да има следеће предности:
Смањите потребу за специјализованим алатима;
Дозвољено је подесити офсет алата након завршетка програма обраде;
Подржати дизајн општих програма, тако да се програми који су накнадно обрађени могу користити наизменично између различитих машина алатки;
Побољшати квалитет завршне обраде;
Може се користити на алатним машинама различите структуре, тако да није потребно у програму прецизирати да ли се вретено или радни предмет ротира око централне тачке. Зато што ће то бити решено ЦНЦ параметрима.
Можемо користити пример компензације сферног глодала да илуструјемо зашто је петоосни посебно погодан за обраду калупа. Када се делови и алати ротирају око осе окретања, да би прецизно компензовао помак сферног глодала, ЦНЦ мора бити у стању да динамички подеси износ компензације алата у три правца Кс, И и З. Обезбеђивање континуитета тачке сечења алата доприноси побољшању квалитета завршне обраде.
Поред тога, ЦНЦ са пет оса су корисни за функције повезане са ротацијом алата око вретена, функције повезане са ротацијом дела око вретена и функције које омогућавају оператеру да ручно промени вектор алата.
Када се централна оса алата користи као оса ротације, оригинално померање дужине алата у правцу З-осе биће подељено на три компоненте у правцима Кс, И и З. Поред тога, оригинално померање пречника алата у правцима Кс и И осе је такође подељено на три компоненте у смеровима Кс, И и З осе. Пошто се у инжењерингу резања алат може увлачити дуж осе ротације, сви ови помаци морају бити динамички ажурирани да би се узела у обзир стално мењање оријентације алата.
Још једна карактеристика ЦНЦ-а која се зове "програмирање централне тачке алата" омогућава програмерима да дефинишу путању и брзину централне тачке алата. ЦНЦ обезбеђује да се алат креће према програму преко команди у смеру ротационе осе и линеарне осе. Ова карактеристика чини да се средишња тачка алата више не мења са променом алата, што такође значи да се код обраде са пет оса, помак алата може директно унети као код обраде са три осе, а промена дужина алата се такође може објаснити поновним накнадним програмирањем. Ова кинематика ротационе осе ротацијом вретена поједностављује накнадну обраду програмирања алата.
Користећи исту функцију, машина алатка такође може да постигне ротационо кретање ротирајући радни предмет око централне осе. Новоразвијени ЦНЦ је у стању да усклади кретање дела динамичким подешавањем фиксних помака и ротирајућих координатних оса. ЦНЦ систем такође игра важну улогу када руковалац ручно примењује споро померање машине алатке. Новоразвијени ЦНЦ систем такође омогућава да се осе полако прелазе дуж правца вектора алата, као и да се промени смер вектора носа алата без промене положаја носа алата (погледајте илустрацију изнад).
Ове карактеристике омогућавају оператерима да лако користе метод програмирања 3 плус 2 који се широко користи у индустрији калупа када користе алате за машинску обраду са пет оса. Међутим, како се нове могућности обраде са пет оса постепено развијају и прихватају, праве машине за израду калупа са пет оса могу постати све чешће.
