سیستم CNC ماشین‌های ابزار CNC
عوامل زیادی بر فرآیند ماشین‌های ابزار CNC تأثیر می‌گذارند و هنگام تجزیه و تحلیل فرآیند قطعات کار، باید ویژگی‌های ماشین‌های ابزار CNC در نظر گرفته شود. در نظر گرفتن مجموعه‌ای از عوامل مانند چیدمان مسیرهای فرآیند قطعه، انتخاب ماشین ابزار، انتخاب ابزار برش و بستن قطعات. ماشین‌های ابزار CNC مختلف با فرآیندها و قطعات کار مختلف مطابقت دارند و نحوه انتخاب یک ماشین ابزار معقول، به کلید بهبود کارایی و کاهش سرمایه‌گذاری برای شرکت‌ها تبدیل شده است. سیستم CNC یک ماشین ابزار CNC شامل یک دستگاه CNC، درایو تغذیه (واحد کنترل نرخ تغذیه و موتور سروو)، درایو اسپیندل (واحد کنترل سرعت اسپیندل و موتور اسپیندل) و اجزای تشخیص است. هنگام انتخاب یک سیستم CNC، محتوای فوق باید در نظر گرفته شود.
۱. انتخاب دستگاه‌های CNC
انتخاب نوع (1)
دستگاه CNC مربوطه را بر اساس نوع ماشین ابزار CNC انتخاب کنید. به طور کلی، دستگاه‌های CNC برای انواع ماشینکاری مانند تراشکاری، سوراخکاری، سوراخکاری، فرزکاری، سنگ‌زنی، پرسکاری و برش تخلیه الکتریکی مناسب هستند و باید بر اساس آنها انتخاب شوند.
(2) انتخاب عملکرد
عملکرد دستگاه‌های CNC مختلف بسیار متفاوت است، مانند تعداد محورهای کنترل شامل تک محور، دو محور، سه محور، چهار محور، پنج محور و حتی بیش از 10 یا 20 محور؛ وجود 2 یا بیشتر محور اتصال و حداکثر سرعت پیشروی 10 متر در دقیقه، 15 متر در دقیقه، 24 متر در دقیقه، 240 متر در دقیقه؛ وضوح تصویر 0.01 میلی‌متر، 0.001 میلی‌متر و 0.0001 میلی‌متر. این شاخص‌ها متفاوت هستند و قیمت‌ها نیز متفاوت است. آنها باید بر اساس نیازهای واقعی ابزار ماشین انتخاب شوند. به عنوان مثال، برای ماشینکاری تراشکاری عمومی، باید کنترل 2 یا 4 محور (نگهدارنده ابزار دوتایی) انتخاب شود و برای ماشینکاری قطعات تخت، باید اتصال 3 یا بیشتر محور انتخاب شود. به دنبال آخرین و بالاترین سطح نباشید، عاقلانه انتخاب کنید.
(3) انتخاب توابع
سیستم CNC ماشین‌های ابزار CNC دارای عملکردهای زیادی است، از جمله عملکردهای اساسی - عملکردهای ضروری دستگاه‌های CNC؛ عملکرد انتخاب - عملکردی برای انتخاب کاربران. برخی از عملکردها برای حل مسائل مختلف ماشینکاری، برخی برای بهبود کیفیت ماشینکاری، برخی برای تسهیل برنامه‌نویسی و برخی برای بهبود عملکرد عملیاتی و نگهداری انتخاب می‌شوند. برخی از عملکردهای انتخاب مرتبط هستند و انتخاب این گزینه مستلزم انتخاب گزینه دیگری است. بنابراین، انتخاب باید بر اساس الزامات طراحی ماشین ابزار باشد. بدون تجزیه و تحلیل، عملکردهای زیادی را انتخاب نکنید و عملکردهای مرتبط را حذف نکنید، که این امر باعث کاهش عملکرد ماشین ابزار CNC و ایجاد ضررهای غیرضروری می‌شود.
دو نوع کنترل‌کننده قابل برنامه‌ریزی در تابع انتخاب وجود دارد: داخلی و مستقل. بهتر است نوع داخلی را انتخاب کنید که مدل‌های مختلفی دارد. اولاً، انتخاب باید بر اساس تعداد نقاط سیگنال ورودی و خروجی بین دستگاه CNC و ابزار ماشین باشد. تعداد نقاط انتخاب شده باید کمی بیشتر از تعداد واقعی نقاط باشد و یک فنجان ممکن است به عملکرد کنترل اضافی و اصلاح شده نیاز داشته باشد. ثانیاً، لازم است اندازه برنامه‌های متوالی تخمین زده شود و ظرفیت ذخیره‌سازی انتخاب شود. اندازه برنامه با پیچیدگی ابزار ماشین افزایش می‌یابد و ظرفیت ذخیره‌سازی نیز افزایش می‌یابد. باید با توجه به شرایط خاص، به طور منطقی انتخاب شود. همچنین مشخصات فنی مانند زمان پردازش، تابع دستورالعمل، تایمر، شمارنده، رله داخلی و غیره وجود دارد و مقدار آن نیز باید الزامات طراحی را برآورده کند.
(4) انتخاب قیمت
کشورهای مختلف و تولیدکنندگان دستگاه‌های CNC، مشخصات متفاوتی از محصولات را با تفاوت‌های قیمتی قابل توجه تولید می‌کنند. بر اساس انتخاب انواع کنترل، عملکرد و توابع، باید یک تحلیل جامع از نسبت قیمت به عملکرد انجام شود تا دستگاه‌های CNC با نسبت قیمت به عملکرد بالاتر انتخاب شوند تا هزینه‌ها کاهش یابد.
(5) انتخاب خدمات فنی
هنگام انتخاب دستگاه‌های CNC که الزامات فنی را برآورده می‌کنند، باید به اعتبار سازنده، کامل بودن دستورالعمل‌های استفاده از محصول و سایر اسناد و امکان ارائه آموزش به کاربران در مورد برنامه‌نویسی، بهره‌برداری و نگهداری پرسنل نیز توجه شود. آیا یک بخش خدمات فنی اختصاصی وجود دارد که قطعات یدکی بلندمدت و خدمات نگهداری به موقع را برای به حداکثر رساندن مزایای فنی و اقتصادی ارائه دهد؟
2، انتخاب درایو تغذیه
(1) اولویت باید به استفاده از سروو موتورهای AC داده شود
زیرا در مقایسه با موتورهای DC، اینرسی روتور کوچکتر، پاسخ دینامیکی بهتر، توان خروجی بالاتر، سرعت بالاتر، ساختار ساده‌تر، هزینه کمتر و محیط کاربردی نامحدودی دارد.
(2) شرایط بار را محاسبه کنید
با محاسبه صحیح شرایط بار اعمال شده بر شفت موتور، مشخصات سروو موتور مناسبی را انتخاب کنید.
(3) واحد کنترل سرعت مربوطه را انتخاب کنید
تولیدکننده‌ی درایو تغذیه، مجموعه‌ی کاملی از محصولات را برای واحد کنترل نرخ تغذیه و سروو موتور تولید شده ارائه می‌دهد، بنابراین پس از انتخاب سروو موتور، واحد کنترل سرعت مربوطه طبق دفترچه‌ی راهنمای محصول انتخاب می‌شود.
۳. انتخاب درایو اسپیندل
(1) اولویت باید به موتورهای اسپیندل رایج داده شود
از آنجا که محدودیت‌های کموتاسیون، سرعت بالا و ظرفیت زیاد مانند موتورهای اسپیندل DC را ندارد، طیف گسترده‌ای از تنظیم سرعت توان ثابت، سر و صدای کم و ارزان را داراست. در حال حاضر، ۸۵٪ از ماشین‌های ابزار CNC در سطح بین‌المللی از درایو اسپیندل AC استفاده می‌کنند.
(2) موتور اسپیندل را در صورت نیاز انتخاب کنید
① توان برش را بر اساس ماشین ابزارهای مختلف محاسبه کنید و موتور انتخاب شده باید این الزام را برآورده کند؛ ② با توجه به زمان شتاب‌گیری و کاهش سرعت مورد نیاز اسپیندل، محاسبه کنید که توان موتور نباید از حداکثر توان خروجی موتور تجاوز کند؛ ③ در شرایطی که راه‌اندازی و ترمزگیری مکرر اسپیندل مورد نیاز است، توان متوسط باید محاسبه شود و مقدار آن نمی‌تواند از توان خروجی نامی مداوم موتور تجاوز کند؛ ④ در شرایطی که کنترل سطح ثابت مورد نیاز است، مجموع توان برشی مورد نیاز برای کنترل سرعت سطح ثابت و توان مورد نیاز برای شتاب‌گیری باید در محدوده توانی باشد که موتور می‌تواند ارائه دهد.
(3) واحد کنترل سرعت اسپیندل مربوطه را انتخاب کنید
سازنده درایو اسپیندل، مجموعه کاملی از محصولات را برای واحد کنترل سرعت اسپیندل و موتور اسپیندل تولید شده ارائه می‌دهد. بنابراین، پس از انتخاب موتور اسپیندل، واحد کنترل سرعت اسپیندل مربوطه طبق دفترچه راهنمای محصول انتخاب می‌شود.
(4) روش کنترل جهت‌دار را انتخاب کنید
هنگامی که کنترل جهت اسپیندل مورد نیاز است، می‌توان یک انکودر موقعیت یا سنسور مغناطیسی را مطابق با وضعیت واقعی ابزار ماشین انتخاب کرد تا کنترل جهت اسپیندل حاصل شود.
۴. انتخاب اجزای تشخیص
(1) روش اندازه‌گیری را انتخاب کنید
طبق طرح کنترل موقعیت سیستم CNC، جابجایی خطی ابزار ماشین به طور مستقیم یا غیرمستقیم اندازه‌گیری می‌شود و اجزای تشخیص خطی یا چرخشی انتخاب می‌شوند. در حال حاضر، ابزارهای ماشین CNC به طور گسترده از کنترل حلقه نیمه بسته با استفاده از اجزای اندازه‌گیری زاویه چرخشی (ترانسفورماتورهای چرخشی، رمزگذارهای پالس) استفاده می‌کنند.
(2) دقت و سرعت تشخیص را در نظر بگیرید
با توجه به الزامات ماشین‌های ابزار CNC، چه برای تشخیص دقت و چه برای تشخیص سرعت، اجزای تشخیص موقعیت یا سرعت (ژنراتورهای تست، انکودرهای پالس) را انتخاب کنید. به طور کلی، ماشین‌های ابزار بزرگ عمدتاً برای برآورده کردن الزامات سرعت طراحی شده‌اند، در حالی که ماشین‌های ابزار با دقت بالا و کوچک و متوسط عمدتاً برای برآورده کردن الزامات دقت طراحی شده‌اند. وضوح جزء تشخیص انتخاب شده عموماً یک مرتبه بزرگتر از دقت ماشینکاری است.
(3) انکودرهای پالس با مشخصات مربوطه را انتخاب کنید
مشخصات مربوط به انکودرهای پالس را بر اساس گام پیچ ساچمه‌ای ماشین ابزار CNC، حداقل سرعت حرکت سیستم CNC، ضریب فرمان و ضریب تشخیص انتخاب کنید.
(4) مدارهای رابط را در نظر بگیرید
هنگام انتخاب اجزای تشخیص، مهم است که در نظر بگیرید که دستگاه CNC دارای مدارهای رابط مربوطه است.