Санлы контроль технологияләр һәм CNC машина кораллары
Сан белән идарә итү технологиясе, кыскартылган NC (Санлы контроль), санлы мәгълүмат ярдәмендә механик хәрәкәтләрне һәм эшкәртү процедураларын контрольдә тоту чарасы. Хәзерге вакытта, заманча сан контроле гадәттә компьютер контролен кабул иткәнгә, ул шулай ук компьютерлаштырылган сан контроле (Computerized San Control - CNC) буларак та билгеле.
Механик хәрәкәтләрне һәм эшкәртү процессларын санлы мәгълүмат контроленә ирешү өчен, тиешле җиһаз һәм программа тәэминаты җиһазландырылырга тиеш. Санлы мәгълүмат контролен тормышка ашыру өчен кулланылган җиһаз һәм программа тәэминаты суммасы сан белән идарә итү системасы (Сан белән идарә итү системасы) дип атала, һәм сан белән идарә итү системасының үзәге санлы контроль җайланмасы (Сан контроллеры).
Сан белән идарә итү технологиясе белән идарә ителгән машиналар CNC машина кораллары (NC машина кораллары) дип атала. Бу типик мехатроник продукт, ул компьютер технологияләре, автоматик контроль технологияләр, төгәл үлчәү технологияләре, машина кораллары дизайны кебек алдынгы технологияләрне берләштерә. Бу заманча җитештерү технологиясенең нигез ташы. Машина коралларын контрольдә тоту - сан белән идарә итү технологиясенең иң борыңгы һәм киң кулланылган өлкәсе. Шуңа күрә, CNC машина коралларының дәрәҗәсе күпчелек санлы контроль технологияләренең эшләвен, дәрәҗәсен, үсеш тенденциясен күрсәтә.
Төрле төр CNC машина кораллары бар, алар арасында бораулау, тегермән һәм кызыксыз машина кораллары, машина коралларын әйләндерү, тегермән машиналары кораллары, электр агызу машиналары кораллары, машина кораллары, лазер эшкәртү машиналары кораллары һәм махсус куллану белән CNC машиналары кораллары. Санлы контроль технологиясе белән идарә ителгән теләсә нинди машина коралы NC машинасы коралы дип классификацияләнә.
Бу CNC машина кораллары автоматлаштырылган корал алмаштыргыч белән җиһазландырылган (Автомобиль коралын үзгәртүче - ATC), әйләнү кораллары булган CNC токарьларыннан кала, эшкәртү үзәкләре (Машина Centerзәге - МК) дип билгеләнәләр. Коралларны автоматик алыштыру аша, эш кисәкләре бер кысу процессында берничә эшкәртү процедурасын тәмамлый, процесслар концентрациясенә һәм процесслар комбинациясенә ирешә ала. Бу ярдәмче эшкәртү вакытын эффектив кыскарта һәм машина коралының эш нәтиҗәлелеген күтәрә. Шул ук вакытта, ул эш төгәллеген арттырып, эш кисәкләрен урнаштыру һәм урнаштыру санын киметә. Машина үзәкләре хәзерге вакытта иң зур чыганак һәм иң киң кушымта булган CNC машина кораллары төре.
CNC машина коралларына нигезләнеп, күп эшлекле (паллет) автоматик алмашу җайланмалары (Auto Pallet Changer - APC) һәм башка бәйләнешле җайланмалар өстәп, эшкәртү җайланмасы сыгылмалы җитештерү күзәнәге (Flexible Manufacturing Cell - FMC) дип атала. FMC процессларның концентрациясен һәм процесслар комбинациясен генә түгел, эш өстәлләрен (паллетларны) автоматик алмашу һәм чагыштырмача тулы автоматик мониторинг һәм контроль функцияләре белән билгеле бер вакыт эчендә пилотсыз эшкәртүне башкара ала, шуның белән җиһазның эшкәртү эффективлыгын тагын да яхшырта ала. FMC сыгылучан җитештерү системасы FMS (сыгылмалы җитештерү системасы) нигезе генә түгел, мөстәкыйль автоматлаштырылган эшкәртү җайланмасы буларак та кулланылырга мөмкин. Шуңа күрә аның үсеш тизлеге бик тиз.
FMC һәм эшкәртү үзәкләре нигезендә, логистика системаларын, сәнәгать роботларын һәм аңа бәйле җиһазларны өстәп, үзәкләштерелгән һәм бердәм рәвештә үзәк контроль системасы белән идарә ителә торган, мондый җитештерү системасы сыгылучан җитештерү системасы FMS (сыгылмалы җитештерү системасы) дип атала. FMS озак вакыт пилотсыз эшкәртү белән генә чикләнми, шулай ук семинар җитештерү процессын автоматлаштыруга ирешеп, төрле өлешләрне һәм компонент җыюны тулысынча эшкәртүгә ирешә ала. Бу югары автоматлаштырылган алдынгы җитештерү системасы.
Фән һәм технологиянең өзлексез алга китүе белән, базар ихтыяҗының үзгәрә торган ситуациясенә яраклашу өчен, заманча җитештерү өчен, цех җитештерү процессын автоматлаштыру гына түгел, ә базар фаразлау, җитештерү карарлары кабул итү, продукт дизайны, продукт җитештерүдән продукт сатуга кадәр комплекслы автоматлаштыруга ирешү кирәк. Бу таләпләрне интеграцияләп формалашкан тулы җитештерү һәм җитештерү системасы компьютер интеграль җитештерү системасы дип атала (Компьютер интеграль җитештерү системасы - CIMS). CIMS озынрак җитештерү һәм бизнес эшчәнлеген органик рәвештә берләштерә, нәтиҗәлерәк һәм сыгылмалы интеллектуаль җитештерүгә ирешә, бүгенге автоматлаштырылган җитештерү технологиясен үстерүнең иң югары этабын күрсәтә. CIMS-та җитештерү җиһазларының интеграциясе генә түгел, иң мөһиме, мәгълүмат белән характерланган технология интеграциясе һәм функция интеграциясе. Компьютер - интеграция коралы, компьютер ярдәмендә автоматлаштырылган берәмлек технологиясе интеграциянең нигезе, һәм мәгълүмат һәм мәгълүмат алмашу һәм уртаклашу интеграция күпере. Соңгы продукт мәгълүматны һәм мәгълүматның матди чагылышы дип каралырга мөмкин.
Сан белән идарә итү системасы һәм аның компонентлары
Сан белән идарә итү системасының төп компонентлары
CNC машина коралының санлы контроль системасы барлык санлы контроль җиһазларның үзәге булып тора. Сан белән идарә итү системасының төп контроль объекты - координаталар күчәренең күчүе (хәрәкәт тизлеге, юнәлеш, позиция һ.б.), һәм аның контроль мәгълүматы санлы контроль эшкәртү яки хәрәкәт белән идарә итү программаларыннан килә. Шуңа күрә, сан белән идарә итү системасының иң төп компонентлары булырга тиеш: программа кертү / чыгару җайланмасы, сан белән идарә итү җайланмасы һәм серво диск.
Керү / чыгару җайланмасының роле санлы контроль эшкәртү яки хәрәкәт белән идарә итү программалары, эшкәртү һәм контроль мәгълүматлар, машина кораллары параметрлары, күч позицияләрен координацияләү, ачыклау ачкычлары статусы кебек мәгълүмат кертү һәм чыгару. Клавиатура һәм дисплей - санлы контроль җиһазлары өчен кирәк булган иң төп кертү / чыгару җайланмалары. Моннан тыш, санлы контроль системасына карап, фотоэлектрик укучылар, магнитофоннар яки диспетчерлар кебек җайланмалар җиһазландырылырга мөмкин. Периферик җайланма буларак, компьютер хәзерге вакытта еш кулланыла торган кертү / чыгу җайланмаларының берсе.
Сан белән идарә итү җайланмасы сан белән идарә итү системасының төп компоненты. Ул кертү / чыгу интерфейс схемаларыннан, контроллерлардан, арифметик берәмлекләрдән һәм хәтердән тора. Санлы контроль җайланманың роле - эчке логик схема яки контроль программа ярдәмендә кертү җайланмасы тарафыннан кертелгән мәгълүматны туплау, исәпләү һәм эшкәртү, һәм төрле чаралар башкару өчен машина коралының төрле өлешләрен контрольдә тоту өчен төрле мәгълүмат һәм күрсәтмәләр чыгару.
Бу контроль мәгълүмат һәм күрсәтмәләр арасында иң төпләре - азык тизлеге, азык юнәлеше, һәм координаталар күчәренең азыкны күчерү күрсәтмәләре. Алар интерполяция исәпләүләреннән соң барлыкка килә, серво саклагычка бирелә, йөртүче көчәйтелә, һәм ахыр чиктә координаталар күчәренең күчүен контрольдә тота. Бу турыдан-туры коралның хәрәкәт траекториясен яки координаталар күчәрен билгели.
Моннан тыш, системага һәм җиһазларга карап, мәсәлән, CNC машина коралында, әйләнү тизлеге, юнәлеш, әйберне башлау / туктату кебек күрсәтмәләр булырга мөмкин. корал сайлау һәм алмашу күрсәтмәләре; суыту һәм майлау җайланмаларының күрсәтмәләрен башлау / туктату; эш кисәген йомшарту һәм кысу күрсәтмәләре; эш таблицасын һәм башка ярдәмче күрсәтмәләрне индексацияләү. Сан белән идарә итү системасында алар тышкы ярдәмче контроль җайланмага интерфейс аша сигнал рәвешендә бирелә. Ярдәмче контроль җайланма югарыдагы сигналларда кирәкле компиляция һәм логик операцияләр башкара, аларны көчәйтә һәм инструкциядә күрсәтелгән эшләрне тәмамлау өчен машина коралының механик компонентларын, гидротехник һәм пневматик ярдәмче җайланмаларын йөртү өчен тиешле актуаторларны йөртә.
Серво диск гадәттә серво көчәйткечләрдән (шулай ук драйверлар, серво берәмлекләре) һәм актуаторлардан тора. CNC машина коралларында, AC серво моторлары, гадәттә, хәзерге вакытта актуатор буларак кулланыла; алдынгы югары тизлекле эшкәртү машиналары коралларында сызыклы двигательләр кулланыла башлады. Моннан тыш, 1980-нче елларга кадәр җитештерелгән CNC машина коралларында DC серво моторларын куллану очраклары булган; гади CNC машина кораллары өчен, үтүче двигательләр дә актуатор буларак кулланылды. Серво көчәйткеч формасы актуаторга бәйле һәм саклагыч мотор белән берлектә кулланылырга тиеш.
Aboveгарыда саннар белән идарә итү системасының иң төп компонентлары. Санлы контроль технологиянең өзлексез үсеше һәм машина коралының эш дәрәҗәсен күтәрү белән системага функциональ таләпләр дә арта. Төрле машина коралларының контроль таләпләрен канәгатьләндерү өчен, сан белән идарә итү системасының бөтенлеген һәм бердәмлеген тәэмин итү, һәм кулланучыны куллануны җиңеләйтү өчен, гадәттә кулланылган алдынгы санлы контроль системалары, гадәттә, машина коралының ярдәмче контроль җайланмасы буларак эчке программалаштырыла торган контроллерга ия. Моннан тыш, металл кисүче машина коралларында, шакмаклы җайланма санлы контроль системасының компоненты булырга мөмкин; ябык цикллы CNC машина коралларында, үлчәү һәм ачыклау җайланмалары сан белән идарә итү системасы өчен дә аерылгысыз. Алга киткән санлы контроль системалары өчен, кайвакыт хәтта компьютер да системаның кеше-машина интерфейсы буларак, мәгълүмат белән идарә итү һәм кертү / чыгару җайланмалары өчен кулланыла, шуның белән сан белән идарә итү системасы функцияләрен көчлерәк һәм эшне камилләштерә.
Ахырда, санлы контроль системасының составы контроль системасының эшләвенә һәм җиһазның контроль таләпләренә бәйле. Аның конфигурациясендә һәм составында зур аермалар бар. Эшкәртү программасының кертү / чыгу җайланмасының өч төп компонентына, санлы контроль җайланмага һәм серво дискка өстәп, контроль җайланмалар күбрәк булырга мөмкин. 1-1-нче рәсемдә сызылган сандык санның сан белән идарә итү системасын күрсәтә.
NC, CNC, SV, PLC төшенчәләре
NC (CNC), SV, һәм PLC (PC, PMC) сан белән идарә итү җиһазларында инглизчә кыскартулар бик еш кулланыла һәм практик кулланмаларда төрле очракларда төрле мәгънәгә ия.
NC (CNC): NC һәм CNC - санлы контроль һәм компьютерлаштырылган санлы контрольнең гомуми инглизчә кыскартулары. Заманча санлы контрольнең барысы да компьютер контролен кабул итүен исәпкә алып, NC һәм CNC мәгънәләре бөтенләй бер үк дип санарга мөмкин. Инженерлык кушымталарында, куллану очракларына карап, NC (CNC) гадәттә өч төрле мәгънәгә ия: киң мәгънәдә ул контроль технологияне күрсәтә - сан белән идарә итү технологиясе; тар мәгънәдә, ул контроль системасының берәмлеген күрсәтә - санлы контроль системасы; өстәвенә, ул шулай ук билгеле бер контроль җайланманы - санлы контроль җайланмасын күрсәтә ала.
SV: SV - серво дискның гомуми инглизчә кыскартылышы (Servo Drive, кыскартылган серво). Япония JIS стандартының билгеләнгән шартлары буенча, ул "контроль механизм булып, объектның позициясен, юнәлешен һәм торышын контроль күләме итеп ала һәм максатчан бәянең үзгәрүен күзәтә." Кыскасы, бу контроль җайланма, ул максатчан позиция кебек физик күләмнәргә иярә ала.
CNC машина коралларында серво дискның роле нигездә ике аспектта чагыла: Беренчедән, ул координаталар балларын санлы контроль җайланмасы биргән тизлектә эшләргә мөмкинлек бирә; икенчедән, ул координаталар күчәрен санлы контроль җайланмасы биргән позиция буенча урнаштырырга мөмкинлек бирә.
Серво саклагычның контроль объектлары, гадәттә, машина коралының координаталар күчәренең күчүе һәм тизлеге. актуатор - серво мотор; кертү командалы сигналын контрольдә тотучы һәм көчәйтүче өлеш серво саклагычның үзәге булган серво көчәйткеч дип атала (шулай ук драйвер, көчәйткеч, серво берәмлеге һ.б.).
Серво дискны санлы контроль җайланма белән берлектә генә кулланып булмый, шулай ук позиция (тизлек) озатучы система буларак кына кулланырга мөмкин. Шуңа күрә ул еш кына серво системасы дип атала. Баштагы санлы контроль системаларында позиция белән идарә итү өлеше гадәттә CNC белән интеграцияләнде, һәм серво диск тизлекне контрольдә тотты. Шуңа күрә серво дискны тизлек белән идарә итү берәмлеге дип атыйлар.
PLC: PC - программалаштырыла торган контроллерның инглизчә кыскартылышы. Персональ санакларның популярлыгы арту белән, шәхси санаклар (шулай ук компьютерлар дип тә атала), программалаштырыла торган контроллерлар гадәттә программалаштырыла торган логик контроллерлар (Programmalbe Logic Controller - PLC) яки программалаштырыла торган машина контроллерлары (Programmable Machine Controller - PMC) дип атала. Шуңа күрә, CNC машина коралларында, PC, PLC, PMC бер үк мәгънәгә ия.
PLC тиз җавап, ышанычлы эш, уңайлы куллану, җиңел программалаштыру һәм көйләү өстенлекләренә ия, һәм кайбер машина коралларын электр приборларын турыдан-туры йөртә ала. Шуңа күрә ул санлы контроль җиһазлары өчен ярдәмче контроль җайланма буларак киң кулланыла. Хәзерге вакытта санлы контроль системаларның күбесендә CNC машина коралларының ярдәмче күрсәтмәләрен эшкәртү өчен эчке PLC бар, шуның белән машина коралының ярдәмче контроль җайланмасын бик гадиләштерәләр. Моннан тыш, күп очракларда, күчәр белән идарә итү модуле һәм ПЛКның позиция модуле кебек махсус функциональ модульләр аша, ПЛК шулай ук нокта позициясен контрольдә тоту, сызыклы контроль һәм гади контур контроле, махсус CNC машина кораллары яки CNC җитештерү линияләрен формалаштыру өчен кулланыла ала.
CNC машина коралларының составы һәм эшкәртү принцибы
CNC машина коралларының төп составы
CNC машина кораллары - иң санлы контроль җайланмалар. CNC машина коралларының төп составын ачыклау өчен, башта частьларны эшкәртү өчен CNC машина коралларының эш процессын анализларга кирәк. CNC машина коралларында, өлешләрне эшкәртү өчен, түбәндәге адымнарны тормышка ашырырга мөмкин:
Эшкәртеләчәк өлешләрнең рәсемнәре һәм процесс планнары буенча, билгеләнгән кодлар һәм программа форматларын кулланып, коралларның хәрәкәт траекториясен, эшкәртү процессын, процесс параметрларын, кисү параметрларын һ.б. санлы контроль системасы таный торган күрсәтмә формасына языгыз, ягъни эшкәртү программасын языгыз.
Язма эшкәртү программасын санлы контроль җайланмага кертегез.
Санлы контроль җайланма кертү программасын (код) декодлый һәм эшкәртә һәм серво диск җайланмаларына һәм машина коралының һәр компонентының хәрәкәтен контрольдә тоту өчен, һәр координаталар күчәренең ярдәмче функция контроль җайланмаларына тиешле контроль сигналлар җибәрә.
Хәрәкәт вакытында санлы контроль системасы теләсә кайсы вакытта машина коралының координаталар күчәренең торышын, сәяхәт ачкычларының торышын һ.б. ачыкларга һәм квалификацияле өлешләр эшкәртелгәнче киләсе эшне билгеләү өчен программа таләпләре белән чагыштырырга тиеш.
Оператор машина коралының эшкәртү шартларын һәм эш торышын күзәтә һәм тикшерә ала. Кирәк булса, машина коралының куркынычсыз һәм ышанычлы эшләвен тәэмин итү өчен, машина коралының эшләренә һәм эшкәртү программаларына үзгәрешләр кертү дә таләп ителә.
Моннан күренгәнчә, CNC машинасы коралының төп составы буларак, ул үз эченә алырга тиеш: кертү / чыгу җайланмалары, санлы контроль җайланмалары, серво саклагычлар һәм кире элемтә җайланмалары, ярдәмче контроль җайланмалар һәм машина кораллары органы.
CNC машина коралларының составы
Санлы контроль системасы машина коралының хуҗасын эшкәртү контроленә ирешү өчен кулланыла. Хәзерге вакытта сан белән идарә итү системаларының күбесе сан белән идарә итүне кабул итәләр (ягъни CNC). Керү / чыгу җайланмасы, санлы контроль җайланма, серво диск, һәм фигурада кире элемтә җайланмасы машина коралының сан белән идарә итү системасын тәшкил итә, һәм аның роле югарыда тасвирланган. Түбәндә кыскача бүтән компонентлар кертелә.
Feedbackлчәү өчен кире элемтә җайланмасы: Бу ябык әйләнешле (ярым ябык-цикллы) CNC машинасы коралын ачыклау. Аның роле - актуаторның (корал тотучы кебек) яки эш таблицасының импульс кодлагычлары, резолюцияләр, индукция синхронизаторлары, подшипниклар, магнит таразалары, лазер үлчәү кораллары кебек тизлекне һәм күчерүне тизләтү, һәм серво диск җайланмасына яки санлы контроль җайланманың тизлеген яхшырту өчен компенсацияләү. Ачыклау җайланмасының урнаштыру позициясе һәм ачыклау сигналының туклану урыны санлы контроль системасы структурасына бәйле. Серво эчендәге импульс кодлаучылары, такометрлар, сызыклы подшипниклар гадәттә ачыклау компонентлары кулланыла.
Алга киткән сервисларның барысы да санлы серво диск технологиясен үзләштергәнгә (санлы серво дип атала), автобус гадәттә серво диск белән санлы контроль җайланмасы арасында тоташу өчен кулланыла; күпчелек очракта кире сигнал серво саклагычка тоташтырылган һәм автобус аша санлы контроль җайланмага җибәрелә. Берничә очракта гына яки аналог серво саклагычларны кулланганда (гадәттә аналог серво дип атала), кире элемтә җайланмасы санлы контроль җайланмасына турыдан-туры тоташырга тиеш.
Ярдәмче контроль механизм һәм азык җибәрү механизмы: Санлы контроль җайланма белән машина коралының механик һәм гидротехник компонентлары арасында урнашкан. Аның төп роле - шакмак тизлеген, юнәлешен алу, һәм санлы контроль җайланмасы тарафыннан күрсәтмәләр чыгаруны башлау / туктату. корал сайлау һәм алмашу күрсәтмәләре; суыту һәм майлау җайланмаларының күрсәтмәләрен башлау / туктату; эш кисәкләрен һәм машина корал компонентларын йомшарту, кысу, эш таблицасын индексацияләү, машина коралында ачыклау ачкычларының статус сигналлары кебек ярдәмче күрсәтмә сигналлары. Кирәкле компиляция, логик хөкем итү һәм көч көчәйтүдән соң, тиешле актуаторлар турыдан-туры механик компонентларны, гидротехник һәм пневматик ярдәмче җайланмаларны инструкциядә күрсәтелгән эшләрне тәмамлау өчен йөртәләр. Ул гадәттә ПЛК һәм көчле ток белән идарә итү схемасыннан тора. ПЛК CNC белән структурада интеграцияләнергә мөмкин (урнаштырылган ПЛК) яки чагыштырмача мөстәкыйль (тышкы ПЛК).
Машина коралы органы, ягъни CNC машина коралының механик структурасы, шулай ук төп саклагыч системалардан, азык йөртүче системаларыннан, караватлар, эш өстәлләре, ярдәмче хәрәкәт җайланмалары, гидротехник һәм пневматик системалар, майлау системалары, суыту җайланмалары, чип чыгару, саклау системалары һәм башка өлешләрдән тора. Ләкин, санлы контроль таләпләрен канәгатьләндерү һәм машина коралының эшләвен тулысынча уйнау өчен, ул гомуми урнашу, тышкы кыяфәт дизайны, тапшыру системасы структурасы, корал системасы, эш башкару ягыннан зур үзгәрешләр кичерде. Машина коралының механик компонентларына карават, тартма, багана, юл тимер юлы, эш урыны, шакмак, туклану механизмы, корал алмашу механизмы һ.б. керә.
CNC машинасы принцибы
Традицион металл кисү машиналары коралларында, детальләрне эшкәрткәндә, оператор рәсем таләпләренә туры китереп, коралның хәрәкәт траекториясе һәм хәрәкәт тизлеге кебек параметрларны өзлексез үзгәртергә тиеш, шулай итеп корал эш кисәгендә кисүне эшкәртә һәм ахыр чиктә квалификацияле өлешләрне эшкәртә.
CNC машина коралларын эшкәртү “дифференциаль” принципны куллана. Аның эш принцибы һәм процессы кыскача сурәтләнергә мөмкин:
Эшкәртү программасы таләп иткән корал траекториясе буенча, санлы контроль җайланма минималь хәрәкәт күләме (импульс эквиваленты) (△ X, △ Y) белән машина коралының тиешле координаталар күчәре буенча траекторияне аера һәм һәр координаталар күчәре кирәк булган импульс санын исәпли.
Сан интерполяциясе "интерполяциясе" яки "интерполяция" калькуляторы ярдәмендә кирәкле траектория "минималь хәрәкәт берәмлеге" берәмлекләренә эквивалент полилина белән урнаштырылган һәм теоретик траекториягә иң якын урнаштырылган полилин табыла.
Fиһазландырылган полилин траекториясе буенча, санлы контроль җайланма туклану импульсларын тиешле координаталар күчәренә бүлеп бирә һәм машина коралының координаталар күчәрен серво диск аша бүлеп бирелгән импульс буенча хәрәкәт итәргә мөмкинлек бирә.
Моны күреп була: Беренчедән, CNC машинасы коралының минималь хәрәкәт күләме (импульс эквиваленты) җитәрлек булмаса, кулланылган җиһазланган полилин теоретик сызык өчен бертигез алыштырылырга мөмкин. Икенчедән, координаталар күчәренең импульс бүлеп бирү ысулы үзгәртелсә, урнаштырылган полилинаның формасы үзгәрергә мөмкин, шуның белән эшкәртү траекториясен үзгәртү максатына ирешергә мөмкин. Өченчедән, ешлыгы булганда…