NC
(Sayısal Kontrol, CNC olarak anılır), yalnızca operatörün kendisi tarafından programlanabilen, makinelerin ve diğer cihazların çalışmasını kontrol etmek için ayrı dijital bilgilerin kullanılmasını ifade eder.
CNC
CNC teknolojisi uygulaması
CNC teknolojisinin gelişimi oldukça hızlıdır ve bu da kalıp işleme verimliliğini büyük ölçüde artırmıştır. Bunlar arasında daha hızlı bilgi işlem hızına sahip CPU, CNC teknolojisinin gelişiminin temelini oluşturur. CPU'nun iyileştirilmesi yalnızca bilgi işlem hızının iyileştirilmesi anlamına gelmez, aynı zamanda hızın kendisi de CNC teknolojisinin diğer yönlerden geliştirilmesini içerir. Tam olarak CNC teknolojisinin son yıllarda bu kadar büyük değişiklikler geçirmesi nedeniyle, CNC teknolojisinin kalıp imalat endüstrisindeki mevcut uygulamasına ilişkin incelememiz değerlidir.
Program Bloğu İşleme Süresi ve Diğerleri CPU işlem hızı arttıkça ve CNC üreticileri yüksek hızlı CPU'ları yüksek düzeyde entegre CNC sistemlerine uyguladıkça, CNC performansı önemli ölçüde arttı. Daha hızlı tepki veren, duyarlı bir sistem, daha yüksek program işleme hızlarından daha fazlasını başarır. Aslında parça programlarını nispeten yüksek hızda işleyebilen bir sistem aynı zamanda yavaş işleyen bir sistem gibi de çalışabilir çünkü tamamen işlevsel bir CNC sisteminde bile sınırlama haline gelebilecek bazı potansiyel sorunlar vardır. İşlem hızı darboğazı.
Şu anda çoğu kalıp fabrikası, yüksek hızlı işlemenin, kısa işleme programı işlem süresinden daha fazlasını gerektirdiğinin farkındadır. Birçok yönden durum yarış arabası sürmeye benzer. Yarışı her zaman en hızlı araba mı kazanır? Bir araba yarışının ara sıra izleyicisi bile, yarışın sonucunu etkileyen hızın yanı sıra birçok faktörün olduğunu bilir.
Her şeyden önce sürücünün pist bilgisi önemlidir: uygun şekilde yavaşlamak ve güvenli ve verimli bir şekilde bu dönüşleri geçmek için keskin dönüşlerin nerede olduğunu bilmelidir. Kalıpların yüksek ilerleme hızlarında işlenmesi sürecinde, CNC'de işlenecek yörünge izleme teknolojisi, keskin eğrilerin görünümü hakkında önceden bilgi elde edebilir ve bu fonksiyon aynı rolü oynar.
Benzer şekilde, bir sürücünün diğer sürücü hareketlerine ve belirsizliklere karşı tepkisi bir CNC'deki servo geri besleme miktarına benzer. CNC'deki servo geri bildirimi temel olarak konum geri bildirimini, hız geri bildirimini ve mevcut geri bildirimi içerir.
Bir sürücü pistte dolaşırken, hareketlerinin tutarlılığı ve ustalıkla fren yapıp hızlanamaması, sürücünün anlık performansı üzerinde çok önemli bir etkiye sahiptir. Benzer şekilde, CNC sisteminin çan şeklindeki hızlanma/yavaşlama ve işlenecek yörünge izleme fonksiyonları, takım tezgahının düzgün hızlanmasını sağlamak için ani hız değişiklikleri yerine yavaş hızlanma/yavaşlama kullanır.
Ayrıca yarış arabaları ile CNC sistemleri arasında başka benzerlikler de vardır. Yarış motorunun gücü CNC tahrik cihazı ve motora benzer. Yarış arabasının ağırlığı, takım tezgahındaki hareketli bileşenlerin ağırlığıyla karşılaştırılabilir. Yarış arabasının sertliği ve sağlamlığı, takım tezgahının sağlamlığı ve sertliğine benzer. CNC'nin yola özgü hataları düzeltme yeteneği, sürücünün bir arabayı şeridinde tutma becerisine çok benzer.
Mevcut CNC'ye benzer bir başka durum da, en hızlı olmayan yarış arabalarının sıklıkla kapsamlı becerilere sahip sürücülere ihtiyaç duymasıdır. Geçmişte, yalnızca ileri teknolojiye sahip CNC, yüksek hızda kesim yaparken yüksek işleme doğruluğunu sağlayabiliyordu. Günümüzde orta ve düşük seviyeli CNC'ler işi tatmin edici bir şekilde yapma becerisine sahiptir. Üst düzey CNC şu anda mevcut olan en iyi performansa sahip olsa da, kullandığınız alt düzey CNC'nin benzer ürünlerdeki üst düzey CNC ile aynı işleme özelliklerine sahip olma ihtimali de vardır. Geçmişte kalıp işlemede maksimum ilerleme hızını sınırlayan faktör CNC iken günümüzde takım tezgahının mekanik yapısıdır. Takım tezgahı zaten performans sınırında olduğunda, daha iyi CNC performansı daha fazla iyileştirmeyecektir. Picture CNC Sistemlerinin Özsel Özellikleri
Mevcut kalıp işleme prosesindeki bazı temel CNC özellikleri aşağıda verilmiştir:
1. Kavisli yüzeylerin düzgün olmayan rasyonel B-spline (NURBS) enterpolasyonu
Bu teknoloji, eğriye uyacak bir dizi kısa düz çizgi kullanmak 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, beş eksenli enterpolasyon fonksiyonları ve ilgili özellikleri de sağlar. Bu özellikler yüzey kalitesini artırır, daha düzgün motor çalışmasını iyileştirir, kesme hızlarını artırır ve daha küçük parça programlarına olanak tanır.
2. Daha küçük talimat ünitesi
Çoğu CNC sistemi, hareket ve konumlandırma talimatlarını takım tezgahının iş miline 1 mikrondan az olmayan birimler halinde iletir. CPU işlem gücündeki gelişmenin tüm avantajlarından yararlanıldıktan sonra, bazı CNC sistemlerinin en küçük komut birimi 1 nanometreye (0.000001mm) bile ulaşabilir. Komut ünitesi 1000 kat azaltıldıktan sonra daha yüksek işlem doğruluğu elde edilebilir ve motor daha sorunsuz çalışabilir. Motorun düzgün çalışması, bazı takım tezgahlarının yatak titreşimini artırmadan daha yüksek ivmelenmelerde çalışmasına olanak tanır.
3. Çan eğrisi hızlanma/yavaşlama
Ayrıca S-eğrisi hızlanma/yavaşlama veya tarama kontrolü olarak da adlandırılır. Doğrusal hızlandırma yöntemiyle karşılaştırıldığında bu yöntem, takım tezgahının daha iyi hızlanma etkisi elde edebilir. Doğrusal ve üstel yöntemler de dahil olmak üzere diğer hızlandırma yöntemleriyle karşılaştırıldığında, çan şeklindeki eğri yöntemi daha küçük konumlandırma hataları elde edebilir.
4. İşlenecek parçaların izlenmesi
Bu teknoloji yaygın olarak kullanılmaktadır ve düşük seviyeli kontrol sistemlerinde çalışma şeklini üst seviye kontrol sistemlerinden farklılaştıran çok sayıda performans farklılığına sahiptir. Genel anlamda CNC, daha iyi hızlanma/yavaşlama kontrolü sağlamak için işleme yörüngesi izleme yoluyla program ön işlemeyi uygular. Farklı CNC'lerin performansına bağlı olarak, işlenecek yörüngeyi izlemek için gereken program bloğu sayısı iki ila yüz arasında değişir; bu, esas olarak parça programının minimum işlem süresine ve hızlanma/yavaşlama zaman sabitine bağlıdır. Genel olarak konuşursak, işleme gereksinimlerini karşılamak amacıyla işlenecek en az on beş yörünge izleme program bloğuna ihtiyaç vardır.
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 CNC'nin takım tezgahı üzerindeki kontrolü de daha hassas hale gelir.
Dijital servo sistemin fonksiyonları aşağıdaki gibidir:
1) Akım döngüsünün örnekleme hızı, akım döngüsü kontrolünün iyileştirilmesiyle birlikte artırılacak ve böylece motorun sıcaklık artışı azalacaktır. Bu şekilde, yalnızca motorun ömrü uzatılmakla kalmaz, aynı zamanda bilyalı vidaya aktarılan ısı da azaltılabilir, böylece vidanın doğruluğu arttırılabilir. Ayrıca örnekleme hızının arttırılması hız döngüsü kazancını da arttırabilir ve bu da takım tezgahının genel performansının iyileştirilmesine yardımcı olur.
2) Birçok yeni CNC, servo döngülere bağlanmak için yüksek hızlı diziler kullandığından, CNC, iletişim bağlantısı aracılığıyla motor ve sürücü cihazı hakkında daha fazla çalışma bilgisi elde edebilir. Bu, takım tezgahının bakım performansını artırır.
3) Sürekli konum geri bildirimi, yüksek hızlarda yüksek hassasiyette işlemeye olanak tanır. CNC çalışma hızının hızlanması, konum geri besleme oranının, takım tezgahlarının çalışma hızını kısıtlayan bir darboğaz haline gelmesine neden olur. Geleneksel geri besleme yönteminde, CNC ve elektronik ekipmanın harici kodlayıcısının örnekleme hızı değiştikçe, geri besleme hızı sinyal türüne göre kısıtlanır. Seri geri bildirim kullanılarak bu sorun iyi bir şekilde çözülecektir. Takım tezgahı çok yüksek hızlarda çalışırken bile hassas geri bildirim doğruluğu elde edilir.
6. Doğrusal motor
Son yıllarda lineer motorların performansı ve popülaritesi önemli ölçüde arttı ve birçok işleme merkezi bu cihazı benimsedi. Fanuc bugüne kadar en az 1,000 lineer motor kurdu. GE Fanuc'un gelişmiş teknolojilerinden bazıları, takım tezgahı üzerindeki lineer motorun maksimum 15.500N çıkış kuvvetine ve maksimum 30g ivmeye sahip olmasını sağlar. Diğer ileri teknolojilerin uygulanması, takım tezgahlarının boyutunu ve ağırlığını azalttı ve soğutma verimliliğini büyük ölçüde artırdı. Tüm bu teknolojik gelişmeler lineer motorlara döner motorlara göre daha fazla avantaj sağlar: daha yüksek hızlanma/yavaşlama oranları; daha doğru konumlandırma kontrolü, daha yüksek sertlik; daha yüksek güvenilirlik; dahili dinamik frenleme hareketi.
Harici ek özellikler: Açık CNC sistemi
Açık CNC sistemlerini kullanan takım tezgahları hızla gelişiyor. Halihazırda mevcut iletişim sistemlerinin iletişim hızları nispeten yüksektir ve bu da çeşitli tiplerde açık CNC yapılarının ortaya çıkmasına neden olur. Çoğu açık sistem, standart bir bilgisayarın açıklığını geleneksel bir CNC'nin işlevselliğiyle birleştirir. Bunun en büyük faydası, takım tezgahı donanımı eskimiş olsa bile, açık CNC'nin performansının mevcut teknoloji ve işleme gereksinimlerine göre değişmesine izin vermesidir. Diğer yazılımların yardımıyla Open CNC'ye başka işlevler eklenebilir. Bu özellikler kalıp işlemeyle yakından ilgili olabilir veya kalıp işlemeyle çok az ilgisi olabilir. Tipik olarak kalıphanede kullanılan açık CNC sistemi aşağıdaki ortak işlev seçeneklerine sahiptir:
Ucuz çevrimiçi iletişim;
Ethernet;
Uyarlanabilir kontrol fonksiyonu;
Barkod okuyucular, takım seri numarası okuyucuları ve/veya palet seri numarası sistemleri için arayüzler;
Çok sayıda parça programını kaydetme ve düzenleme yeteneği;
Saklanan program kontrol bilgilerinin toplanması;
Dosya işleme fonksiyonu;
CAD/CAM teknolojisinin ve atölye planlamasının entegrasyonu;
Evrensel işletim arayüzü.
Bu son nokta son derece önemlidir. Çünkü kalıp işlemede kullanımı kolay CNC'ye olan talep giderek artıyor. Bu konseptte en önemli şey farklı CNC'lerin aynı çalışma arayüzüne sahip olmasıdır. Genel olarak, farklı takım tezgahlarının operatörlerinin ayrı ayrı eğitilmesi gerekir çünkü farklı tipteki takım tezgahlarının yanı sıra farklı üreticiler tarafından üretilen takım tezgahları da farklı CNC arayüzleri kullanır. Açık CNC sistemleri, tüm atölyenin aynı CNC kontrol arayüzünü kullanma fırsatını yaratır.
Artık takım tezgahı sahipleri C dilini bilmeseler bile CNC işlemleri için kendi arayüzlerini tasarlayabiliyorlar. Ayrıca açık sistem kontrolörü, farklı makine çalışma modlarının bireysel ihtiyaçlara göre ayarlanmasına olanak tanır. Bu, operatörlerin, programcıların ve bakım personelinin ayarları kendi gereksinimlerine göre yapılandırmasına olanak tanır. Kullanım sırasında ekranda yalnızca ihtiyaç duydukları belirli bilgiler görünür. Bu yöntemin benimsenmesi gereksiz sayfa görüntülemeyi azaltabilir ve CNC işlemlerini basitleştirmeye yardımcı olabilir.
Beş eksenli işleme
Karmaşık kalıpların imalat sürecinde beş eksenli işlemenin uygulanması giderek yaygınlaşmaktadır. Beş eksenli işleme kullanılarak, bir parçayı işlemek için gereken takımların ve/veya takım tezgahlarının sayısı azaltılabilir. İşleme süreci için gerekli ekipman sayısı en aza indirilirken toplam işleme süresi de azaltılır. CNC'ler giderek daha yetenekli hale geliyor ve CNC üreticilerinin daha fazla beş eksenli özellik sunmasına olanak tanıyor.
Daha önce yalnızca ileri teknoloji CNC'de mevcut olan işlevler artık orta sınıf ürünlerde de kullanılıyor. Beş eksenli işleme teknolojisini hiç kullanmamış üreticiler için bu özelliklerin uygulanması, beş eksenli işlemeyi kolaylaştırır. Mevcut CNC teknolojisinin beş eksenli işlemeye uygulanması, beş eksenli işlemeye aşağıdaki avantajları sağlar:
Özel aletlere olan ihtiyacı azaltın;
Parça programı tamamlandıktan sonra takım ofsetlerinin ayarlanmasına olanak sağlar;
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, böylece programda iş milinin mi yoksa iş parçasının merkez noktası etrafında mı döndüğünü belirtmeye gerek kalmaz. Çünkü bu durum CNC’nin parametreleriyle çözülecektir.
Beş eksenin neden özellikle kalıp işlemeye uygun olduğunu göstermek için bilyalı frezeleme takımı telafisi örneğini kullanabiliriz. Parça ve takım merkezi pivot ekseni etrafında döndüğünde küresel frezeleme takımının ofsetini doğru bir şekilde telafi etmek için CNC'nin, takımın telafi miktarını X, Y ve Z yönlerinde dinamik olarak ayarlayabilmesi gerekir. Takımın kesme temas noktalarının sürekliliğinin sağlanması, bitirme kalitesinin arttırılması açısından faydalıdır.
Ek olarak, beş eksenli CNC kullanımları, takımın iş mili etrafında döndürülmesiyle ilgili özellikleri, iş mili etrafında parçanın döndürülmesiyle ilgili özellikleri ve operatörün takım vektörünü manuel olarak değiştirmesine olanak tanıyan özellikleri içerir.
Takımın merkezi ekseni dönüş ekseni olarak kullanıldığında, Z ekseni yönündeki orijinal takım uzunluğu ofseti X, Y ve Z yönlerindeki bileşenlere bölünecektir. Ayrıca X ve Y ekseni yönlerindeki orijinal takım çapı ofseti de X, Y ve Z ekseni yönlerinde üç bileşene bölünmüştür. Kesme mühendisliğinde takım, dönme ekseni yönü boyunca ilerleme hareketleri yapabildiğinden, tüm bu ofsetlerin, sürekli değişen takım oryantasyonunu hesaba katacak şekilde dinamik olarak güncellenmesi gerekir.
"Takım merkez noktası programlama" adı verilen başka bir CNC özelliği, programcıların takımın yolunu ve merkez noktası hızını tanımlamasına olanak tanır. CNC, dönme ekseni ve doğrusal eksen yönünde komutlar aracılığıyla takımın programa göre hareket etmesini sağlar. Bu özellik, takım değişimiyle takımın merkez noktasının değişmesini engeller. Bu aynı zamanda beş eksenli işlemede takımın ofsetinin üç eksenli işleme gibi doğrudan girilebileceği ve ayrıca başka bir program sonrası aracılığıyla açıklanabileceği anlamına gelir. Takım uzunluğunda değişiklik. Hareket eksenini gerçekleştirmek için iş milini döndürmenin bu özelliği, takım programlamanın son işlemlerini basitleştirir.
Aynı işlevi kullanarak takım tezgahı, iş parçasını merkezi bir pivot ekseni etrafında döndürerek dönme hareketi de elde edebilir. Yeni geliştirilen CNC, parçanın hareketine uyacak şekilde sabit ofsetleri ve dönen koordinat eksenlerini dinamik olarak ayarlayabilir. Operatörler takım tezgahlarının yavaş ilerlemesini sağlamak için manuel yöntemler kullandıklarında CNC sistemi de önemli bir rol oynar. Yeni geliştirilen CNC sistemi ayrıca eksenin takım vektörü yönünde yavaşça ilerlemesine olanak tanır ve ayrıca takım ucu konumu değiştirilmeden takım ucu vektörünün yönünün değiştirilmesine de olanak tanır (yukarıdaki resme bakın).
Bu özellikler, operatörlerin beş eksenli takım tezgahlarını kullanırken kalıp endüstrisinde halihazırda yaygın olarak kullanılan 3+2 programlama yöntemini kolayca kullanmalarına olanak tanır. Ancak yeni beş eksenli işleme yetenekleri yavaş yavaş geliştirilip kabul edildikçe, gerçek beş eksenli kalıp işleme makineleri daha yaygın hale gelebilir.
