Sayısal kontrol teknolojisinin uygulanması, özellikle son yıllarda geleneksel imalat endüstrisine niteliksel değişiklikler getirmiştir. Mikroelektronik teknolojisinin ve bilgisayar teknolojisinin gelişimi, sayısal kontrol teknolojisine yeni bir canlılık getirdi. Sayısal kontrol teknolojisi ve sayısal kontrol ekipmanı, çeşitli ülkelerde endüstriyel modernizasyon için önemli temellerdir.

Sayısal kontrol takım tezgahları, modern imalat endüstrisinin ana akım ekipmanı, hassas işleme için gerekli ekipman, modern takım tezgahlarının ve modern makine imalat endüstrisinin teknik seviyesinin önemli bir sembolü ve ulusal ekonomi ve halkın geçimi ile ilgili stratejik bir malzemedir. ve ulusal savunmanın en son inşası. Bu nedenle, dünyadaki tüm sanayileşmiş ülkeler kendi sayısal kontrol teknolojilerini ve endüstrilerini geliştirmek için büyük önlemler almıştır.

CNC sayısal kontrol işleme

CNC, İngilizce ‘de Bilgisayar Sayısal Kontrolünün kısaltmasıdır, bu da basitçe "sayısal kontrol işleme" olan "bilgisayar veri kontrolü" anlamına gelir.

Sayısal kontrol işleme, günümüz makine imalatında gelişmiş bir işleme teknolojisidir. Yüksek verimlilik, yüksek hassasiyet ve yüksek esnekliğe sahip otomatik bir işleme yöntemidir. İş parçasının sayısal kontrol programını takım tezgahına girmek ve takım tezgahı, harika ürünler üretmek için bu verilerin kontrolü altında insanların isteklerini karşılayan iş parçasını otomatik olarak işler.

Sayısal kontrol işleme teknolojisi, kalıplar gibi karmaşık, hassas ve küçük parti değişken işleme sorunlarını etkili bir şekilde çözebilir ve modern üretim ihtiyaçlarına tam olarak uyum sağlayabilir. Hızla gelişen sayısal kontrol işleme teknolojisi, ülkemizin ekonomik kalkınmayı hızlandırması ve bağımsız yenilik yeteneklerini geliştirmesi için önemli bir yol haline geldi. Şu anda ülkemizde sayısal kontrol tezgahlarının kullanımı giderek daha yaygın hale geliyor ve sayısal kontrol tezgahı programlamasında ustalaşabilmek, işlevlerini tam olarak yerine getirmenin önemli bir yoludur.

Sayısal kontrol takım tezgahı, tipik bir mekatronik ürünüdür, mikroelektronik teknolojisi, bilgisayar teknolojisi, ölçüm teknolojisi, sensör teknolojisi, otomatik kontrol teknolojisi ve yapay zeka teknolojisi ve diğer ileri teknolojileri entegre eder ve işleme teknolojisi ile yakından birleştirilir, yeni nesil mekanik üretim teknolojisi ve ekipmanı.

CNC sayısal kontrol makinesinin bileşimi

Sayısal kontrol makinesi, takım tezgahlarını, bilgisayarları, motorları ve sürükleme, dinamik kontrol ve algılama gibi teknolojileri bütünleştiren bir otomasyon ekipmanıdır. Sayısal kontrol tezgahlarının temel bileşenleri, Şekil 2 ‘de gösterildiği gibi kontrol ortamı, sayısal kontrol cihazı, servo sistemi, geri besleme cihazı ve takım tezgahı gövdesini içerir.

1. Kontrol ortamı

Kontrol ortamı, sayısal kontrol işleme için gerekli olan iş parçası konum bilgilerine göre tüm eylem aletini depolayan ortamdır. Parçanın işleme programını kaydeder. Bu nedenle, kontrol ortamı, parçanın işleme bilgilerini sayısal kontrol cihazına ileten bilgi taşıyıcısını ifade eder. Sayısal kontrol cihazının tipine göre değişen birçok kontrol ortamı türü vardır. Yaygın olarak kullanılanlar delikli bant, delikli kart, manyetik bant, manyetik disk vb. Sayısal kontrol teknolojisinin gelişmesiyle delikli bant ve delikli kart elenme eğilimindedir. Bir bilgisayarda programlamak ve ardından programı ve verileri sayısal kontrol cihazına doğrudan iletmek için sayısal kontrol sistemi ile iletişim kurmak için CAM yazılımını kullanma yöntemi giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır.

2, sayısal kontrol cihazı

Sayısal kontrol cihazı, "merkezi sistem" olarak adlandırılan sayısal kontrol makinesi aracının çekirdeğidir. Modern sayısal kontrol tezgahları, bilgisayarın sayısal kontrol cihazı CNC ‘yi kullanır. Sayısal kontrol cihazı, giriş cihazını, Merkezi İşlemciyi (CPU) ve çıkış cihazını vb. içerir. Sayısal kontrol cihazı, bilgi girişi, depolama, dönüşüm, interpolasyon işlemini tamamlayabilir ve çeşitli kontrol işlevlerini gerçekleştirebilir.

3. Sunucu sistemleri

Servo sistem, sayısal kontrol cihazının talimatlarını alan ve takım tezgahının aktüatörünün hareketini çalıştıran bir tahrik parçasıdır. Mili tahrik ünitesini, besleme tahrik ünitesini, mil motorunu ve besleme motorunu içerir. Çalışırken, servo sistem sayısal kontrol sisteminin komut bilgilerini kabul eder ve bunu komut bilgilerinin gereksinimlerine göre konum ve hız geri bildirim sinyalleriyle karşılaştırır, hareket eden parçaları veya takım tezgahının yürütme parçalarını çalıştırır ve çizimlerin gerekliliklerini karşılayan parçaları işler.

4. Geri bildirim cihazı

Geri besleme cihazı, ölçüm elemanlarından ve karşılık gelen devrelerden oluşur. İşlevi, bir kapalı döngü kontrolü oluşturmak için hızı ve yer değiştirmeyi tespit etmek ve bilgileri geri beslemektir. Düşük doğruluk gereksinimlerine sahip ve geri bildirim cihazı olmayan bazı sayısal kontrol takım tezgahlarına açık döngü sistemleri denir.

5. Takım tezgahı gövdesi

Makine gövdesi, yatak gövdesi, taban, masa, yatak eyeri, mil vb. Dahil olmak üzere gerçek kesme işlemini tamamlayan mekanik parça olan sayısal kontrol tezgahı aracının varlığıdır.

CNC işleme teknolojisinin özellikleri

CNC sayısal kontrollü işleme süreci, kabaca sıradan takım tezgahlarının işleme süreciyle aynı olan işleme yasasını da takip eder. Bilgisayar kontrol teknolojisini işlemeye uygulayan otomatik bir işleme olduğundan, yüksek işleme verimliliği ve yüksek hassasiyet özelliklerine sahiptir. İşleme sürecinin kendine özgü özellikleri vardır. Süreç daha karmaşıktır ve iş adımı düzenlemesi daha ayrıntılı ve titizdir.

CNC sayısal kontrol işleme süreci, takımların seçimini, kesme parametrelerinin belirlenmesini ve kesme işlemi rotasının tasarımını içerir. CNC sayısal kontrol işleme süreci, sayısal kontrol programlamasının temeli ve çekirdeğidir. Sadece süreç makul olduğunda, yüksek verimli ve yüksek kaliteli bir sayısal kontrol programı derlenebilir. Sayısal kontrol programlarının kalitesini ölçme standartları şunlardır: minimum işleme süresi, minimum takım kaybı ve en iyi iş parçası.

Sayısal kontrol işleme işlemi, iş parçasının genel işleme sürecinin bir parçasıdır, hatta bir süreçtir. Nitelikli parçaları işlemek için nihayet genel makine veya kalıbın montaj gereksinimlerini karşılamak için diğer ön ve arka süreçlerle işbirliği yapmalıdır.

Sayısal kontrol işleme prosedürleri genellikle kaba işleme, orta ve pürüzlü açı işleme, yarı bitirme ve bitirme adımlarına ayrılır.

CNC sayısal kontrol programlama

Sayısal kontrol programlama, parça çiziminden sayısal kontrol işleme programına kadar tüm süreçtir. Ana görevi, işlemede kesici kontrol noktasını (CL noktası olarak adlandırılan kesici konum noktası) hesaplamaktır. Kesici kontrol noktası genellikle takım ekseni ve takım yüzeyinin kesişimi olarak alınır ve takım ekseni vektörü de çok eksenli işlemede verilir.

Sayısal kontrol tezgahı, iş parçası modelinin ve işleme sürecinin gereksinimlerine dayanmaktadır ve kullanılan aletin ve çeşitli bileşenlerin hareket miktarı, hızı ve hareket sırası, iş mili hızı, iş mili dönüş yönü, kesici kafa kenetleme, kesici kafa gevşetme ve soğutma işlemleri bir program sayfası halinde derlenir. takım tezgahı özel bilgisayarına girilen belirli bir sayısal kontrol kodu şeklinde. Ardından, sayısal kontrol sistemi giriş talimatlarına göre derledikten, hesapladıktan ve mantıksal olarak işledikten sonra, çeşitli sinyaller ve talimatlar verir ve her parçayı, belirtilen yer değiştirme ve sıralı eylemlere göre çeşitli iş parçalarını işlemek için kontrol eder. Bu nedenle, programlamanın sayısal kontrol tezgahı aracının etkinliği üzerinde büyük bir etkisi vardır.

Sayısal kontrol tezgahı, çeşitli işlevleri temsil eden talimat kodlarını bir program şeklinde sayısal kontrol cihazına girmeli ve ardından sayısal kontrol cihazı hesaplama işlemini gerçekleştirmeli ve ardından, çeşitli hareketli parçaların çalışmasını kontrol etmek için darbe sinyalleri gönderir. parçaların kesilmesini tamamlamak için sayısal kontrol tezgahı aleti.

Şu anda sayısal kontrol programları için iki standart vardır: uluslararası standart kuruluşunun ISO ‘su ve Amerikan Elektronik Endüstrisi Derneği‘ nin ÇED ‘si. Ülkemizde ISO kodları kullanılmaktadır.

Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte, 3D sayısal kontrol programlaması genellikle nadiren manuel olarak programlanır ve ticari CAM yazılımı kullanılır.

CAM, bilgisayar destekli programlama sisteminin çekirdeğidir ve ana işlevleri arasında veri girişi / çıkışı, işleme izi hesaplama ve düzenleme, süreç parametreleri ayarı, işleme simülasyonu, sayısal kontrol programı son işleme ve veri yönetimi yer alır.

Şu anda ülkemizde sayısal kontrol programlama güçlü yazılımları Mastercam, UG, Cimatron, PowerMILL, CAXA gibi kullanıcılar tarafından kullanılmaktadır. Sayısal kontrol programlama ilkeleri, grafik işleme yöntemleri ve işleme yöntemleri için her yazılım benzerdir, ancak her birinin kendine has özellikleri vardır.

İşleme parçalarının CNC sayısal kontrol adımları

1. İş parçasının genel durumunu anlamak için parça çizimlerini analiz edin (geometri, iş parçası malzemesi, işlem gereksinimleri vb.)

2. Parçaların sayısal kontrol işleme teknolojisini belirleyin (işleme içeriği, işleme rotası)

3, gerekli sayısal hesaplamaları yapın (temel nokta, düğüm koordinat hesaplaması)

4. Program sayfasını yazın (farklı takım tezgahları farklı olacaktır, kullanım kılavuzunu takip edin)

5. Program doğrulaması (programı takım tezgahına girin ve programlamanın doğruluğunu doğrulamak için grafik simülasyon yapın)

6. İş parçasının işlenmesi (iyi proses kontrolü zaman kazandırabilir ve işleme kalitesini artırabilir)

7. İş parçası kabulü ve kalite hatası analizi (iş parçası incelenir ve nitelikli olan bir sonrakine akar. Başarısız olursa, hatanın nedeni ve düzeltme yöntemi kalite analizi yoluyla bulunur).

Sayısal kontrol tezgahlarının geliştirme geçmişi

İkinci Dünya Savaşı ‘ndan sonra imalat endüstrisindeki üretimlerin çoğu manuel çalışmaya dayanıyordu. İşçiler çizimleri okuduktan sonra takım tezgahlarını ve işlenmiş parçaları manuel olarak çalıştırdılar. Bu sayede ürünlerin üretimi pahalı, verimsiz ve kalite garanti edilmedi.

1940 ‘ların sonlarında, Amerika Birleşik Devletleri‘ nde bir mühendis olan John Parsons, işlenecek parçaların geometrisini temsil etmek için bir karton karta delik delme ve takım tezgahının hareketini kontrol etmek için bir sert kart kullanma yöntemi tasarladı. O zamanlar bu sadece bir fikirdi.

1948 ‘de Parsons fikrini ABD Hava Kuvvetleri‘ ne gösterdi. Bunu gördükten sonra ABD Hava Kuvvetleri büyük ilgi gösterdi, çünkü ABD Hava Kuvvetleri uçak şekli modellerinin işleme problemini çözmeyi umarak gelişmiş bir işleme yöntemi arıyordu. Modelin karmaşık şekli, yüksek hassasiyet gereksinimleri ve genel ekipmana uyum sağlamanın zorluğu nedeniyle ABD Hava Kuvvetleri, bu cardboard-controlled takım tezgahını araştırmak ve geliştirmek için hemen Massachusetts Institute of Technology ‘yi (MİT) görevlendirdi ve sponsor oldu. Son olarak, 1952‘ de MİT ve Parsons ilk gösteri makinesini işbirliği yaptı ve başarıyla geliştirdi. 1960 ‘a gelindiğinde, nispeten basit ve ekonomik nokta kontrollü delme makinesi ve doğrusal sayısal kontrollü freze makinesi hızla geliştirildi ve bu da imalat endüstrisinin çeşitli sektörlerinde sayısal kontrol makinesini kademeli olarak tanıttı.

CNC işlemenin geçmişi yarım asırdan fazla bir süre geçmiştir ve NC sayısal kontrol sistemi, en eski analog sinyal devresi kontrolünden son derece karmaşık bir entegre işleme sistemine kadar gelişmiştir ve programlama yöntemi de manuel olarak akıllı ve güçlü bir hale getirilmiştir.

Ülkemiz söz konusu olduğunda, sayısal kontrol teknolojisinin gelişimi nispeten yavaştır. Çin ‘deki çoğu atölye için ekipman nispeten geri ve teknik seviye ve personel kavramı geri, bu da düşük işleme kalitesi ve işleme verimliliği olarak kendini gösteriyor ve genellikle teslimat süresini geciktiriyor.

İlk nesil NC sistemi 1951 ‘de tanıtıldı ve Kontrol Ünitesi esas olarak çeşitli valfler ve analog devrelerden oluşuyordu. 1952‘ de ilk CNC takım tezgahı doğdu ve bir freze makinesinden veya tornadan bir işleme merkezine kadar gelişerek modern imalatta önemli bir ekipman haline geldi.

İkinci nesil NC sistemi 1959 ‘da üretildi ve esas olarak bireysel transistörler ve diğer bileşenlerden oluşuyordu.

1965 yılında, ilk olarak entegre devre kartlarını benimseyen üçüncü nesil NC sistemi tanıtıldı.

Aslında 1964 yılında çok aşina olduğumuz bilgisayar sayısal kontrol sistemi (CNC kontrol sistemi) olan dördüncü nesil NC sistemi geliştirildi.

1975 ‘te NC sistemi, NC sisteminin beşinci nesli olan güçlü bir mikroişlemciyi benimsedi.

6. Altıncı nesil NC sistemi, mevcut entegre üretim sistemini (MIS) + DNC + esnek işleme sistemini (FMS) kullanır.

Sayısal kontrol tezgahlarının geliştirme eğilimi

1. Yüksek hız

Otomobil, ulusal savunma, havacılık, uzay ve diğer endüstrilerin hızlı gelişimi ve alüminyum alaşımları gibi yeni malzemelerin uygulanmasıyla, sayısal kontrol takım tezgahı işleme için yüksek hızlı gereksinimler giderek artıyor.

A. İş mili hızı: Makine bir elektrikli iş mili (yerleşik iş mili motoru) kullanır ve maksimum iş mili hızı 200000r / dakikadır;

B. Besleme hızı: 0,01 um çözünürlükte, maksimum besleme hızı 240 m / dak ‘dır ve karmaşık hassas işleme mümkündür.

C. Bilgi işlem hızı: Mikroişlemcilerin hızlı gelişimi, sayısal kontrol sistemlerinin yüksek hız ve yüksek hassasiyete geliştirilmesi için bir garanti sağlamıştır. CPU, 32 bit ve 64 bit sayısal kontrol sistemlerine geliştirildi ve frekans birkaç yüz Mhz ve gigahertz ‘e çıkarıldı. Bilgi işlem hızındaki büyük gelişme nedeniyle, çözünürlük 0,1 mikron ve 0,01 mikron olduğunda, besleme hızı hala 24 ~ 240m / dk kadar yüksek olabilir;

D. Takım değiştirme hızı: Şu anda, yabancı gelişmiş işleme merkezlerinin takım değiştirme süresi genellikle 1 saniye civarındadır ve yüksek 0,5 ‘e ulaşmıştır. Alman Chiron şirketi, takım dergisini, iş mili eksen olarak bir sepet stili olarak tasarlar ve aletler bir daire halinde düzenlenir. Bıçaktan bıçağa takım değiştirme süresi sadece 0,9‘ dur.

2. Yüksek hassasiyet

Sayısal kontrol takım tezgahı doğruluğunun gereksinimleri artık statik geometrik doğrulukla sınırlı değil ve takım tezgahlarının hareket doğruluğu, termal deformasyon ve titreşim izleme ve telafisi giderek daha fazla dikkat çekiyor.

A. CNC sisteminin kontrol doğruluğunu geliştirin: küçük program segmentleriyle sürekli besleme elde etmek için yüksek hızlı interpolasyon teknolojisinin kullanılması, CNC kontrol ünitesinin rafine edilmesi ve konum algılama doğruluğunu artırmak için yüksek çözünürlüklü konum algılama cihazlarının kullanılması. Pozisyon servosu sistemi, ileri beslemeli kontrol ve doğrusal olmayan kontrol yöntemlerini kullanır.

B. Hata telafisi teknolojisini benimseyin: ekipmanın termal deformasyon hatasını ve mekansal hatasını kapsamlı bir şekilde telafi etmek için ters boşluk telafisi, vida aralığı hata telafisi ve takım hatası telafisi kullanmak.

C. Izgara teknolojisini kullanarak işleme merkezinin hareket izi doğruluğunu kontrol edin ve iyileştirin: takım tezgahının konumlandırma doğruluğunu ve tekrarlanan konumlandırma doğruluğunu sağlamak için simülasyon yoluyla takım tezgahının işleme doğruluğunu tahmin edin, böylece performansı uzun süre sabit kalabilir ve farklı çalışma koşullarında çeşitli işleme görevlerini tamamlayabilir.

3. İşlevsel entegrasyon

Kompozit takım tezgahının anlamı, bir takım tezgahında pürüzden bitmiş ürüne kadar çeşitli öğelerin gerçekleştirilmesi veya tamamlanmasıdır. Yapısal özelliklerine göre, proses kompozit tipi ve proses kompozit tipi olmak üzere iki kategoriye ayrılabilir. İşleme merkezleri, tornalama, frezeleme, delme, kesme, taşlama, lazer ısıl işlem vb. Gibi çeşitli işlemleri tamamlayabilir ve karmaşık parçaların tüm işlemlerini tamamlayabilir. Modern işleme gereksinimlerinin sürekli iyileştirilmesiyle, çok sayıda çok eksenli bağlantı sayısal kontrol tezgahı, büyük işletmeler tarafından giderek daha fazla memnuniyetle karşılanmaktadır.

4. Akıllı kontrol

Yapay zeka teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, üretim esnekliği ve üretim otomasyonunun geliştirme ihtiyaçlarını karşılamak için, sayısal kontrol takım tezgahlarının zekası sürekli gelişmektedir. Özellikle aşağıdaki yönlere yansımıştır:

A. Süreç uyarlamalı kontrol teknolojisi;

B. Akıllı optimizasyon ve işleme parametrelerinin seçimi;

C. Akıllı arıza kendi kendine teşhis ve kendi kendini onarma teknolojisi;

D. Akıllı hata oynatma ve hata simülasyon teknolojisi;

E. Akıllı AC servo tahrik cihazı;

F. Akıllı 4M sayısal kontrol sistemi: Üretim sürecinde, ölçüm, modelleme, işleme ve makine işletimi tek bir sisteme entegre edilmiştir.

5. Açık sistem

Gelecekteki teknolojilere açık: Hem yazılım hem de donanım arayüzleri kabul edilmiş standart protokollere uygun olduğundan, yeni nesil genel amaçlı yazılım ve donanımlarla benimsenebilir, emilebilir ve uyumlu olabilirler.

B. Kullanıcıların özel gereksinimlerine açık: ürünleri güncelleyin, işlevleri genişletin ve belirli uygulama gereksinimlerini karşılamak için çeşitli donanım ve yazılım ürünleri kombinasyonları sağlayın.

C. Sayısal kontrol standartlarının oluşturulması: Kullanıcılar için uygun olan standartlaştırılmış programlama dili, doğrudan operasyon verimliliği ile ilgili emek tüketimini kullanır ve azaltır.

6. Paralel bağlantıyı sürün

Çok koordinatlı bağlantı sayısal kontrol işleme, montaj ve ölçümünün birden fazla işlevini gerçekleştirebilir ve karmaşık özel parçaların işlenmesini daha iyi karşılayabilir. Paralel takım tezgahları, "sayısal kontrol teknolojisinin icadından bu yana takım tezgahı endüstrisindeki en anlamlı ilerleme" ve "21. yüzyılda yeni nesil sayısal kontrol işleme ekipmanı" olarak kabul edilir.

7. Aşırı (büyük ve minyatür)

Ulusal savunma, havacılık ve uzay endüstrilerinin gelişimi ve enerji gibi temel endüstriyel ekipmanların büyük ölçekli gelişimi, büyük ölçekli ve yüksek performanslı sayısal kontrol takım tezgahlarının desteğini gerektirir. Ultra hassas işleme teknolojisi ve mikro-nano teknoloji, 21. yüzyıldaki stratejik teknolojilerdir ve mikro boyut ve mikro-nano işleme doğruluğuna uyum sağlayabilen yeni üretim süreçleri ve ekipmanlarının geliştirilmesi gerekir.

8. Bilgi alışverişi ağı

Sadece ağ kaynaklarının paylaşımını gerçekleştirmekle kalmaz, aynı zamanda sayısal kontrol takım tezgahlarının uzaktan izlenmesi, kontrolü, uzaktan teşhisi ve bakımını da gerçekleştirir.

9. Yeşil işleme

Son yıllarda, kuru kesim ve yarı kuru kesim için enerji tasarrufu ve çevre koruması sağlamak için daha az soğutucu gerektirmeyen veya daha az soğutucu kullanan takım tezgahları ortaya çıktı ve yeşil üretim eğilimi, çeşitli enerji tasarruflu ve çevre dostu takım tezgahlarının gelişimini hızlandırdı.

10. Multimedya teknolojisinin uygulanması

Multimedya teknolojisi, bilgisayar, ses görüntüsü ve iletişim teknolojisini entegre ederek, bilgisayarın ses, metin, görüntü ve video bilgilerini kapsamlı bir şekilde işleme yeteneğine sahip olmasını sağlar. Bilgi işlemede entegre ve akıllı olabilir ve gerçek zamanlı izleme, sistemlerde hata teşhisi ve üretim alanı ekipmanı, üretim süreci parametrelerinin izlenmesi vb. için uygulanır, bu nedenle büyük bir uygulama değerine sahiptir.