NC
(Sayısal Kontrol, CNC olarak anılır), yalnızca operatörün kendisi tarafından programlanabilen mekanik cihazların çalışmasını kontrol etmek için ayrı dijital bilgilerin kullanılmasını ifade eder.
CNC
CNC Teknolojisi Uygulamaları
CNC teknolojisi hızla gelişti ve bu da kalıp işleme verimliliğini büyük ölçüde artırdı. Bunların arasında daha hızlı CPU, CNC teknolojisi gelişiminin temelidir. CPU'nun iyileştirilmesi yalnızca bilgi işlem hızının iyileştirilmesi değildir, aynı zamanda hızın kendisi de CNC teknolojisinin diğer yönlerinin geliştirilmesini içerir. CNC teknolojisinin son yıllarda çok büyük değişiklikler geçirmesi tam da bu nedenle CNC teknolojisinin kalıp imalat endüstrisindeki mevcut uygulamasını gözden geçirmeye değer.
Blok işleme süresi ve diğer CNC performansı, CPU işlem hızındaki artış ve CNC üreticilerinin yüksek-hızlı CPU'ları yüksek düzeyde entegre CNC sistemlerine uygulaması nedeniyle önemli ölçüde iyileştirildi. Daha hızlı ve daha hassas sistemler, daha yüksek program işleme hızlarından daha fazlasını başarır. Aslında, parça işleme programlarını nispeten yüksek bir hızda işleyebilen bir sistem, çalışma sırasında düşük-hızlı bir işleme sistemine de benzeyebilir, çünkü tamamen işlevsel bir CNC sisteminde bile, işlem hızını sınırlayan bir darboğaz haline gelebilecek bazı potansiyel sorunlar vardır. Çoğu kalıp atölyesi artık yüksek-hızlı işlemenin kısa işlem sürelerinden daha fazlasını gerektirdiğini fark ediyor. Birçok yönden durum yarış arabası sürmeye benzer. En hızlı araba yarışı kazanır mı? Sıradan bir yarış gözlemcisi bile yarışın sonucunu etkileyen hız dışında birçok faktörün olduğunu bilir. Öncelikle sürücünün pist bilgisi önemlidir: uygun şekilde yavaşlayabilmesi ve virajları güvenli ve verimli bir şekilde geçebilmesi için keskin dönüşlerin nerede olduğunu bilmelidir. Kalıpların yüksek ilerleme hızlarında işlenmesi sürecinde, CNC'nin bekleyen yörünge izleme teknolojisi, benzer bir rol oynayan keskin eğrilerin oluşumu hakkında önceden bilgi elde edebilir. Benzer şekilde sürücünün diğer sürücülerin eylemlerine ve belirsiz faktörlere karşı duyarlılığı da CNC'deki servo geri bildirimlerinin sayısına benzer. CNC'deki servo geri bildirimi temel olarak konum geri bildirimini, hız geri bildirimini ve akım geri bildirimini içerir. Sürücü pistte dolaşırken, eylemin tutarlılığı, ustaca fren yapıp hızlanamaması vb. sürücünün yerinde performansı üzerinde çok önemli bir etkiye sahiptir. Benzer şekilde, bir CNC sisteminde işlenecek yolun çan şeklindeki hızlanma/yavaşlama ve izlenmesinde, takım tezgahının düzgün bir şekilde hızlanmasını sağlamak için ani hız değişiklikleri yerine yavaş hızlanma/yavaşlama kullanılır.
Bunun ötesinde yarış arabaları ile CNC sistemleri arasında başka benzerlikler de vardır. Bir yarış arabası motorunun gücü, bir CNC'nin tahrik ünitesi ve motoruna benzer; bir yarış arabasının ağırlığı, bir takım tezgahındaki hareketli parçaların ağırlığıyla karşılaştırılabilir ve bir yarış arabasının sertliği ve mukavemeti, bir takım tezgahının mukavemeti ve sertliğine benzer. Bir CNC'nin belirli yol hatalarını düzeltme yeteneği, sürücünün şerit içindeki arabayı kontrol etme becerisine çok benzer.
Mevcut CNC'lerle bir başka benzerlik de, en hızlı olmayan yarış arabalarının genellikle çok yönlü sürücülere ihtiyaç duymasıdır. Geçmişte, yalnızca-son teknolojiye sahip CNC'ler yüksek hızlarda kesim yaparken yüksek işleme doğruluğu elde edebiliyordu. Bugün, orta-ve alt-sınıftaki CNC'lerin işlevleri de işi tatmin edici bir şekilde tamamlayabilir. Üst düzey CNC'ler şu anda mevcut olan en iyi performansa sahip olsa da, kullandığınız alt düzey CNC'nin aynı ürün aralığındaki üst düzey CNC ile-aynı işleme özelliklerine sahip olması da mümkündür. Geçmişte kalıp işlemede maksimum ilerleme hızını sınırlayan faktör CNC iken, günümüzde takım tezgahının mekanik yapısıdır. Daha iyi bir CNC, takım tezgahı zaten performans sınırındayken performansı artırmayacaktır.
CNC Sistemlerinin İçsel Özellikleri
Şu anda kalıp işlemede kullanılan temel CNC özelliklerinden bazıları şunlardır:
1. Eğrilerin ve Yüzeylerin-Düzensiz Rasyonel B-Spline (NURBS) İnterpolasyonu
Bu teknoloji, eğriyi bir dizi kısa düz çizgiye sığdırmak yerine eğri boyunca enterpolasyon kullanır. Bu teknolojinin uygulaması oldukça yaygın hale geldi. Şu anda kalıp endüstrisinde kullanılan birçok CAM yazılımı, NURBS enterpolasyon formatında parça programları oluşturma seçeneği sunmaktadır. Aynı zamanda, güçlü CNC'ler beş-eksenli enterpolasyon yetenekleri ve ilgili özellikleri de sağlar. Bu özellikler yüzey bitirme kalitesini artırır, motor işleminin düzgünlüğünü artırır, kesme hızlarını artırır ve parça işleme programlarını küçültür.
2. Daha Küçük Öğretim Birimleri
Çoğu CNC sistemi, hareket ve konumlandırma talimatlarını takım tezgahının iş miline 1 mikrondan az olmayan birimler halinde iletir. CPU işlem gücündeki artışın tüm avantajlarından yararlanıldıktan sonra, bazı CNC sistemlerinin minimum komut birimi 1 nanometreye (0,000001 mm) bile ulaşabilir. Komut birimi 1000 kat küçültüldükten sonra daha yüksek işleme doğruluğu elde edilebilir ve bu da motorun daha düzgün çalışmasını sağlar. Motorun düzgün çalışması, bazı takım tezgahlarının yatağın titreşimini artırmadan daha yüksek ivmeyle çalışmasına olanak tanır.
3. Çan eğrisi hızlanma/yavaşlama
S-eğrisi hızlanma/yavaşlama veya sürünme kontrolü olarak da bilinir. Doğrusal ivme kullanımıyla karşılaştırıldığında bu yöntem, takım tezgahlarının daha iyi hızlanma etkisi elde edebilir. Doğrusal ve üstel yöntemler de dahil olmak üzere diğer hızlandırma yöntemleriyle karşılaştırıldığında çan eğrisi yöntemi daha küçük konumlandırma hataları elde edebilir.
4. İşleme yörüngesi izleme
Bu teknoloji yaygın olarak kullanılmaktadır ve alt düzey kontrol sistemlerinde çalışma biçimini üst düzey kontrol sistemlerinden-ayıran pek çok performans farklılığına sahiptir. Genel olarak CNC, daha iyi hızlanma/yavaşlama kontrolü sağlamak amacıyla programı önceden işlemek için işleme yörüngesi izlemeyi kullanır. Farklı CNC'lerin performansına bağlı olarak, işleme yörüngesi izleme için gereken program bloğu sayısı iki ila yüz arasında değişir; bu, esas olarak parça programının minimum işleme süresine ve hızlanma/yavaşlama zaman sabitine bağlıdır. Genel olarak konuşursak, işleme gereksinimlerini karşılamak için işleme yörüngesine yönelik en az on beş blok izleme programı gereklidir.5. Dijital servo kontrolü Dijital servo sistemlerinin gelişimi o kadar hızlıdır ki çoğu takım tezgahı üreticisi bu sistemi takım tezgahları için servo kontrol sistemi olarak seçmektedir. Bu sistemi kullandıktan sonra CNC, servo sistemi daha zamanında kontrol edebilir ve takım tezgahlarının CNC kontrolü daha hassas hale gelir. Dijital servo sistemin rolü aşağıdaki gibidir: 1) Mevcut döngünün örnekleme hızı artırılacak ve akım döngü kontrolünün iyileştirilmesi, motorun sıcaklık artışını azaltacaktır. Bu şekilde hem motorun ömrü uzatılmakta hem de bilyalı vidaya aktarılan ısı azaltılarak vidanın doğruluğu artırılabilmektedir. Ek olarak, daha hızlı örnekleme hızı aynı zamanda hız döngüsünün kazancını da artırabilir ve bu da takım tezgahının genel performansını artırmaya yardımcı olur.2) Birçok yeni CNC, servo döngüsüne bağlanmak için yüksek{13}}hız dizileri kullandığından, CNC, iletişim bağlantısı aracılığıyla motor ve sürücü cihazı hakkında daha fazla çalışma bilgisi elde edebilir. Bu, takım tezgahının bakım performansını iyileştirebilir.3) Sürekli konum geri bildirimi, yüksek hızlı beslemede yüksek-hassasiyette işlemeye olanak tanır. Daha hızlı CNC çalışma hızı, konum geri bildirimi oranını, takım tezgahının çalışma hızını kısıtlayan bir darboğaz haline getirir. Geleneksel geri besleme yönteminde, CNC'nin harici kodlayıcısının ve elektronik ekipmanın örnekleme hızı değiştikçe geri besleme hızı sinyal türüne göre kısıtlanır. Seri geri bildirim ile bu sorun iyi bir şekilde çözülecektir. Takım tezgahı çok yüksek bir hızda çalışsa bile hassas geri bildirim doğruluğu elde edilebilir.6. Lineer motorlar Son yıllarda lineer motorların performansı ve popülaritesi önemli ölçüde iyileştirildi ve birçok işleme merkezi bu cihazı benimsedi. Fanuc bugüne kadar en az 1.000 lineer motor kurmuştur. GE Fanuc'un bazı ileri teknolojileri, takım tezgahları üzerindeki lineer motorların maksimum çıkış kuvvetinin 15.500N ve maksimum ivmenin 30g olmasını sağlamıştır. Diğer ileri teknolojilerin uygulanması takım tezgahlarının boyutunu küçülttü, ağırlığını azalttı ve soğutma verimliliğini büyük ölçüde artırdı. Tüm bu teknolojik gelişmeler lineer motorları döner motorlara göre daha avantajlı hale getiriyor: daha yüksek hızlanma/yavaşlama oranları; daha doğru konumlandırma kontrolü, daha yüksek sertlik; daha yüksek güvenilirlik; dahili dinamik frenleme.Harici ek özellikler: açık CNC sistemi Açık CNC sistemlerini kullanan takım tezgahları çok hızlı bir şekilde gelişmektedir. Halihazırda mevcut iletişim sistemlerinin iletişim hızları nispeten yüksektir ve bu da çeşitli açık CNC yapılarının ortaya çıkmasına neden olur. Çoğu açık sistem, standart bir bilgisayarın açıklığını geleneksel bir CNC'nin işlevselliğiyle birleştirir. En büyük fayda, makine donanımı eski olsa bile açık CNC'nin performansının mevcut teknoloji ve işleme gereksinimlerine göre değişmesine izin vermesidir. Diğer yazılımların yardımıyla açık CNC'ye başka işlevler eklenebilir. Bu işlevler kalıp işlemeyle yakından ilgili olabilir veya kalıp işlemeyle çok az ilgisi olabilir. Genel olarak kalıphanede kullanılan açık CNC sistemi aşağıdaki ortak işlev seçeneklerine sahiptir: düşük-maliyetli ağ iletişimi; Ethernet; uyarlanabilir kontrol fonksiyonu; barkod okuyucuları, alet seri numarası okuyucularını ve/veya palet seri numarası sistemlerini bağlamak için arayüz; çok sayıda parça programını kaydetme ve düzenleme yeteneği; saklanan program kontrol bilgilerinin toplanması; dosya işleme işlevleri; CAD/CAM teknolojisi entegrasyonu ve atölye planlaması; ortak çalışma arayüzü. Son nokta son derece önemlidir. Çünkü kalıp işlemede kullanımı kolay CNC'lere olan talep giderek artıyor. Bu konseptte farklı CNC'lerin aynı işlem arayüzüne sahip olması çok önemlidir. Genel olarak konuşursak, farklı takım tezgahlarının operatörlerinin ayrı ayrı eğitilmesi gerekir çünkü farklı tipteki takım tezgahları ve farklı üreticiler tarafından üretilen makineler farklı CNC arayüzleri kullanır. Açık CNC sistemleri, atölye genelinde aynı CNC kontrol arayüzünü kullanma fırsatı yaratır. Artık makine sahipleri C dilini bilmeseler bile CNC işlemleri için kendi arayüzlerini tasarlayabiliyorlar. Ayrıca açık sistem kontrolörleri, bireysel ihtiyaçlara göre farklı makine çalışma ayarlarının yapılmasına olanak sağlar. Bu, operatörlerin, programcıların ve bakım personelinin gereksinimlerine göre kurulum yapmasına olanak tanır. Kullanım sırasında ekranda yalnızca ihtiyaç duydukları belirli bilgiler görünür. Bu yaklaşım gereksiz sayfa görüntülemelerini azaltabilir ve CNC işleminin basitleştirilmesine yardımcı olabilir. Beş{51}}eksenli işleme Beş{52}}eksenli işleme, karmaşık kalıpların imalatı sürecinde giderek daha yaygın olarak kullanılıyor. Beş eksenli işleme kullanılarak, bir parçayı işlemek için gereken takım ve/veya takım tezgahı sayısı azaltılabilir, işleme süreci için gereken ekipman sayısı en aza indirilir ve toplam işleme süresi azaltılır. CNC işlevleri giderek daha güçlü hale geliyor ve bu da CNC üreticilerinin daha fazla beş eksen özelliği sunmasına olanak tanıyor. Bir zamanlar yalnızca ileri teknoloji CNC'lerde mevcut olan özellikler artık orta sınıf{59}}ürünlerde de kullanılıyor. Beş eksenli işleme teknolojisini hiç kullanmamış üreticiler için bu özelliklerin uygulanması beş eksenli işlemeyi kolaylaştırır. Mevcut CNC teknolojisinin beş{64}}eksenli işlemeye uygulanması, beş{65}}eksenli işlemeye aşağıdaki avantajları sağlar: Özel takımlara olan ihtiyacı azaltır; Parça programı tamamlandıktan sonra takım ofsetlerinin ayarlanmasına izin verin; Sonradan işlenmiş programların farklı takım tezgahları arasında birbirinin yerine kullanılabilmesi için evrensel programların tasarımını destekleyin; Bitirme kalitesini artırın; Farklı yapılara sahip takım tezgahları için kullanılabilir, bu nedenle programda iş milinin mi yoksa merkez nokta etrafında dönen iş parçasının mı olduğunu belirtmeye gerek yoktur. Çünkü bu durum CNC parametreleriyle çözülecektir. Beş eksenin neden özellikle kalıp işlemeye uygun olduğunu göstermek için küresel frezeleme takımlarına yönelik telafi örneğini kullanabiliriz. Parça ve takım merkezi eksen etrafında döndüğünde, küresel frezeleme takımının ofsetini doğru şekilde telafi etmek için CNC'nin X, Y ve Z yönlerinde takım telafisi miktarını dinamik olarak ayarlayabilmesi gerekir. Takım temas noktasının sürekliliğinin sağlanması, son işlem kalitesinin artırılmasına yardımcı olur. Ek olarak, beş eksenli CNC'nin kullanımları şu şekillerde de kendini gösterir: aletin iş mili etrafında döndürülmesiyle ilgili özellikler, parçanın iş mili etrafında döndürülmesiyle ilgili özellikler ve operatörün takım vektörünü manuel olarak değiştirmesine olanak tanıyan özellikler. Takımın merkez ekseni dönüş ekseni olarak kullanıldığında, Z-ekseni yönündeki orijinal takım uzunluğu ofseti, X, Y ve Z'nin üç yönündeki bileşenlere bölünecektir. Ayrıca, X ve Y-ekseni yönlerindeki orijinal takım çapı ofseti de X, Y ve Z'nin üç yönündeki bileşenlere bölünür. Takım, kesme işleminde dönüş ekseni boyunca ilerleyebildiğinden, tüm bu ofsetlerin, sürekli değişen araç konumunu hesaba katacak şekilde dinamik olarak güncellenmesi gerekir. CNC'nin "takım merkez noktası programlama" olarak adlandırılan diğer bir özelliği, programcıların takımın yolunu ve merkez noktası hızını tanımlamasına olanak tanır. CNC, dönme ekseni ve doğrusal eksen yönlerindeki komutlar aracılığıyla takımın programa göre hareket etmesini sağlar. Bu özellik, takımın değiştirilmesiyle aletin merkez noktasının artık değişmemesini sağlar; bu aynı zamanda şu anlama da gelir: beş-eksenli işlemede, takım ofseti üç-eksenli işleme gibi doğrudan girilebilir ve takım uzunluğundaki değişiklik yeniden programlama sonrası-tarafından hesaba katılabilir. Eksenin iş milinin döndürülmesiyle oluşan bu hareket karakteristiği, takım programlamanın sonradan işlenmesini basitleştirir. Aynı işlevi kullanarak takım tezgahı, iş parçasını merkezi eksen etrafında döndürerek dönme hareketi de elde edebilir. Yeni CNC'ler, parça hareketine uyacak şekilde sabit ofsetleri ve dönen eksenleri dinamik olarak ayarlayabilir. CNC sistemleri, operatörlerin makineyi manuel olarak yavaşlatmasında da önemli bir rol oynar. Yeni CNC sistemleri ayrıca eksenlerin takım vektörü yönünde yavaşça ilerlemesine ve takım ucu konumunu değiştirmeden takım ucu vektörünün yönünü değiştirmesine olanak tanır (yukarıdaki resme bakın). Bu özellikler, operatörlerin beş eksenli makineler kullanırken kalıp ve kalıp endüstrisinde şu anda yaygın olarak kullanılan 3+2 programlama yöntemini kullanmasını kolaylaştırır. Ancak yeni beş eksenli işleme yetenekleri yavaş yavaş geliştirilip kabul edildikçe, gerçek beş eksenli kalıp ve kalıp makineleri daha yaygın hale gelebilir.
