금형 프로그래밍이란 무엇입니까? 구체적으로 CNC 가공이란 무엇입니까?

(Numerical Control, numerical control, NC) 는 개별 디지털 정보로 기계 등의 장치 작동을 제어하며 운영자가 직접

DNC

direct digital control system (DNC) 만 프로그래밍할 수 있습니다 CPU 의 개선은 연산 속도의 향상뿐만 아니라 속도 자체도 다른 방면의 CNC 기술 개선을 포함한다. 최근 몇 년 동안 CNC 기술이 이렇게 큰 변화를 겪었기 때문에 현재 CNC 기술이 금형 제조업에 어떻게 적용되었는지 종합해 볼 만한 가치가 있다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), CNC 기술명언) < P > 프로그램 블록 처리 시간 및 기타 CPU 처리 속도 향상 및 CNC 제조업체가 고도로 통합된 CNC 시스템에 고속 CPU 를 적용함으로써 CNC 성능이 크게 향상되었습니다. 반응이 더 빠르고 예민한 시스템은 더 빠른 프로그램 처리 속도만이 아니다. 사실, 상당히 높은 속도로 부품 가공 프로그램을 처리할 수 있는 시스템은 실행 중에도 저속 처리 시스템처럼 보일 수 있습니다. 기능이 완전한 CNC 시스템에도 잠재적인 문제가 있기 때문입니다. 이러한 문제는 가공 속도를 제한하는 병목 현상이 될 수 있습니다. < P > 현재 대부분의 금형 공장은 고속 가공을 위해 더 짧은 처리 절차 처리 시간이 필요하다는 것을 인식하고 있습니다. 여러 방면에서, 이 상황은 경주용 자동차의 운전과 매우 비슷하다. 가장 빠른 경주용 자동차가 반드시 경기에서 이길 수 있을까? 가끔 자동차 경기를 관람하는 관객조차도 속도 외에 경기 결과에 영향을 미치는 요소가 많다는 것을 알고 있다. < P > 우선, 운전자가 트랙에 대한 이해도가 중요하다. 그는 정확히 속도를 낮춰 안전하게 커브길을 통과할 수 있도록 급커브가 어디에 있는지 알아야 한다. 고진 피드 속도로 금형을 가공하는 동안 CNC 의 미처리 궤적 모니터링 기술은 예리한 곡선의 정보를 미리 얻을 수 있으며, 이 기능도 같은 역할을 합니다. < P > 마찬가지로 운전자가 다른 운전자 동작 및 불확실성에 반응하는 정도는 CNC 의 서보 피드백 횟수와 유사합니다. CNC 의 서보 피드백은 주로 위치 피드백, 속도 피드백 및 전류 피드백을 포함합니다. < P > 운전자가 트랙 주위를 운전할 때 동작의 일관성이 능숙하게 브레이크를 밟거나 가속할 수 있는지 여부는 운전자의 현장 표현에 매우 중요한 영향을 미친다. 마찬가지로 CNC 시스템의 종형 가속/감속 및 미처리 궤적 모니터링 기능은 갑작스러운 변속 대신 느린 가속/감속을 사용하여 기계의 부드러운 가속을 보장합니다. < P > 이 외에도 경주용 자동차와 CNC 시스템에는 다른 유사점이 있다. 경주용 자동차의 동력은 CNC 의 구동장치와 모터와 비슷하며, 경주용 자동차의 무게는 공작기계의 운동 구성요소의 무게와 비교할 수 있으며, 경주용 자동차의 강성과 강도는 공작기계의 강도와 강성과 비슷하다. CNC 가 특정 경로 오차를 수정할 수 있는 능력은 운전자가 차를 차도 안에서 통제할 수 있는 능력과 매우 비슷하다. < P > 현재 CNC 와 비슷한 또 다른 경우는 속도가 가장 빠르지 않은 경주용 자동차들이 종종 기술 전반의 운전자가 필요하다는 점이다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언) 과거에는 고급 CNC 만이 고속 절삭과 동시에 높은 가공 정확도를 보장할 수 있었다. 오늘날 중저가 CNC 의 기능도 만족스럽게 작업을 완성할 수 있다. 고급 CNC 는 현재 얻을 수 있는 최고의 성능을 갖추고 있지만, 당신이 사용하는 저급 CNC 는 동종 제품 중 고급 CNC 와 같은 가공 특성을 가지고 있다는 가능성도 있습니다. 과거에는 몰드 가공의 최대 이송 속도를 제한하는 요인이 CNC 였고 오늘은 작업셀의 기계 구조였습니다. 작업셀이 이미 성능 한계에 있는 경우 더 나은 CNC 는 성능을 다시 향상시키지 않습니다.

CNC 시스템의 고유 특성

다음은 현재 금형 머시닝 중 몇 가지 기본 CNC 특성입니다.

1. 곡선 표면의 NURBS (non-uniform rational b-spline) 보간

이 기술은 일련의 짧은 선 대신 곡선을 따라 보간하는 방법을 사용합니다. 이 기술의 응용은 이미 상당히 보편적이다. 많은 금형 산업에서 현재 사용 중인 CAM 소프트웨어는 NURBS 보간 형식의 부품 프로그램을 생성하는 옵션을 제공합니다. 또한 강력한 CNC 는 5 축 보간 기능 및 이와 관련된 기능을 제공합니다. 이러한 성능은 표면 마무리의 품질을 향상시키고, 모터 작동의 부드러움을 향상시키고, 절삭 속도를 높이고, 부품 가공 프로그램을 더 작게 만듭니다.

2. 더 작은 명령 단위

대부분의 CNC 시스템은 기계 스핀들에 동작 및 위치 지정 명령을 전달하는 단위가 1 미크론 이상이어야 합니다. CPU 처리 능력을 최대한 활용함으로써 일부 CNC 시스템의 최소 명령 단위는 1 나노미터 (.1mm) 에 이를 수 있습니다. 명령어 단위가 1 배 줄어든 후, 더 높은 가공 정확도를 얻을 수 있어 모터가 더 부드럽게 작동할 수 있다. 모터 작동의 안정성으로 인해 일부 공작 기계는 침대의 진동이 증가하지 않고 더 높은 가속도로 작동할 수 있습니다.

3. 벨 곡선 가속/감속

은 s 곡선 가속/감속 또는 크롤링 컨트롤이라고도 합니다. 이 방법을 사용하면 직선 가속 방법을 사용하는 것보다 작업셀에 더 나은 가속 효과를 얻을 수 있습니다. 다른 가속 방법보다 직선과 지수 방법도 포함되어 있어 종형 곡선을 사용하면 위치 오차가 줄어듭니다.

4. 미처리 궤적 모니터링 < P > 이 기술은 저수준 제어 시스템에서 작동하는 방식과 고급 제어 시스템에서 작동하는 방식을 구별할 수 있는 다양한 성능 차이를 가지고 널리 사용되고 있습니다. 일반적으로 CNC 는 더 나은 가속/감속 제어를 보장하기 위해 가공 궤적 모니터링을 통해 프로그램을 사전 처리하는 것입니다. CNC 성능에 따라 가공할 궤적 모니터링에 필요한 프로그램 블록 수가 2 개에서 1 개로 다양합니다. 이는 주로 부품 프로그램의 최소 가공 시간과 가속/감속 시간 상수에 따라 달라집니다. 일반적으로 가공 요구 사항을 충족하려면 최소한 15 개의 미처리 궤적 모니터 블록이 필요합니다.

5. 디지털 서보 제어 < P > 디지털 서보 시스템이 너무 빠르게 발전하여 대부분의 작업셀 제조업체는 시스템을 작업셀의 서보 제어 시스템으로 선택했습니다. 이 시스템을 사용하면 CNC 가 서보 시스템을 더 적시에 제어할 수 있으며 CNC 가 작업셀을 더 정확하게 제어할 수 있습니다. < P > 디지털 서보 시스템은 다음과 같이 작동합니다.

1) 전류 루프의 샘플링 속도를 높이고 전류 루프 제어 개선을 추가하여 모터 온도 상승을 줄입니다. 이렇게 하면 모터의 수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 볼 스크류로 전달되는 열을 줄여 스크류의 정확도를 높일 수 있습니다. 또한 샘플링 속도가 빨라지면 속도 회로의 이득이 향상되어 작업셀의 전반적인 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

2) 많은 새로운 CNC 가 고속 시퀀스를 사용하여 서보 루프에 연결되므로 통신 링크를 통해 CNC 는 모터 및 구동 장치에 대한 작업 정보를 더 많이 얻을 수 있습니다. 이렇게하면 공작 기계의 유지 보수 성능이 향상됩니다.

3) 연속 위치 피드백을 통해 고속 이송 시 고정밀 가공을 수행할 수 있습니다. CNC 연산 속도의 가속화로 위치 피드백 속도가 작업셀의 작동 속도를 제한하는 병목 현상이 됩니다. 기존의 피드백 방식에서는 CNC 및 전자 장치의 외부 인코더 샘플링 속도가 변경됨에 따라 피드백 속도가 신호 유형에 의해 제한됩니다. 직렬 피드백을 사용하면 이 문제가 잘 해결될 것이다. 작업셀이 매우 빠른 속도로 작동해도 정밀한 피드백 정밀도를 얻을 수 있습니다.

6. 직선모터 < P > 는 최근 몇 년 동안 직선모터의 성능과 환영도가 크게 높아졌기 때문에 많은 머시닝 센터에서 이 장치를 채택하고 있습니다. 지금까지 Fanuc 은 적어도 1 대의 직선모터를 설치했다. GE Fanuc 의 일부 첨단 기술로 인해 공작 기계의 직선 모터의 최대 출력력은 15,5N 이고 최대 가속도는 3g 입니다. 또 다른 선진 기술의 응용은 공작기계의 크기를 줄이고, 무게를 줄이고, 냉각 효율을 크게 높였다. 이러한 모든 기술적 진보로 인해 직선 모터는 회전 모터에 비해 더 많은 장점을 얻을 수 있습니다. 즉, 더 높은 가속/감속 속도입니다. 더 정확한 위치 제어, 더 높은 강성; 더 높은 신뢰성 내부의 동적 제동.

외부 추가 기능: 오픈 CNC 시스템

오픈 CNC 시스템을 사용하는 작업셀은 빠르게 성장하고 있습니다. 현재 선택할 수 있는 통신 시스템은 통신 속도가 높기 때문에 다양한 유형의 개방형 CNC 구조가 나타납니다. 대부분의 오픈 시스템은 표준 PC 의 개방성과 기존 CNC 의 기능을 결합합니다. 이렇게 하는 가장 큰 장점은 작업셀의 하드웨어가 시대에 뒤떨어진 경우에도 개방형 CNC 를 통해 기존 기술 및 머시닝 요구 사항에 따라 성능을 변경할 수 있다는 것입니다. 다른 소프트웨어를 사용하면 개방형 CNC 에 다른 기능을 추가할 수도 있습니다. 이러한 성능은 금형 가공과 밀접한 관련이 있거나 금형 가공과 관계가 없을 수 있습니다. 일반적으로 금형 공장에서 사용되는 개방형 CNC 시스템에는 다음과 같은 일반적인 기능 옵션이 있습니다. < P > 저렴한 네트워크 통신

이더넷 ：

적응 제어 기능; < P > 바코드 리더, 공구 일련 번호 리더 및/또는 트레이 일련 번호 시스템을 연결하는 인터페이스입니다.

많은 수의 부품 프로그램을 저장하고 편집하는 기능;

저장 프로그램 제어 정보 수집;

파일 처리 기능 ：

CAD/CAM 기술 통합 및 공장 계획

공통 운영 인터페이스.

마지막 점은 매우 중요합니다. 금형 가공으로 인해 조작이 간단한 CNC 에 대한 수요가 갈수록 커지고 있기 때문이다. 이 개념에서 가장 중요한 것은 서로 다른 CNC 가 같은 조작 인터페이스를 가지고 있다는 것이다. 일반적으로 작업셀에 따라 작업자마다 별도로 교육해야 합니다. 작업셀 유형과 제조업체에 따라 제조되는 작업셀에 따라 CNC 인터페이스가 다르기 때문입니다. 개방형 CNC 시스템은 전체 작업장에서 동일한 CNC 제어 인터페이스를 사용할 수 있는 기회를 제공합니다. < P > 이제 작업셀 소유자는 C 언어를 몰라도 CNC 작업을 위한 자체 인터페이스를 설계할 수 있습니다. 또한 오픈 시스템의 컨트롤러를 사용하면 개인의 필요에 따라 서로 다른 기계 작동 방식을 설정할 수 있습니다. 이렇게 하면 운영자, 프로그래머 및 수리업자가 자신의 요구에 따라 설정할 수 있습니다. 사용 시 화면에 필요한 특정 정보만 나타납니다. 이러한 방식으로 불필요한 페이지 표시를 줄여 CNC 작업을 단순화할 수 있습니다. < P > 5 축 가공 < P > 복잡한 금형을 만드는 과정에서 5 축 가공이 점점 더 널리 사용되고 있습니다. 5 축 머시닝을 사용하면 한 부품을 가공하는 데 필요한 공구 또는 작업셀의 수를 줄일 수 있으며, 가공 프로세스에 필요한 장비 수를 최소화하는 동시에 총 가공 시간을 줄일 수 있습니다. CNC 의 기능이 점점 더 강해지면서 CNC 제조업체는 더 많은 5 축 기능을 제공할 수 있게 되었습니다. < P > 이전에는 고급 CNC 에서만 가능했던 기능이 현재 중급 제품에도 사용되고 있습니다. 5 축 가공 기술을 사용한 적이 없는 제조업체의 경우 이러한 기능을 적용하면 5 축 가공이 더 쉬워집니다. 현재 CNC 기술을 5 축 머시닝에 사용하면 5 축 머시닝에 다음과 같은 이점이 있습니다. < P > 전용 공구의 수요를 줄입니다.

부품 절차를 완료한 후 공구의 오프셋을 설정할 수 있습니다. < P > 사후 처리 프로그램을 서로 다른 작업셀 간에 교환할 수 있도록 일반 프로그램 설계를 지원합니다.

마무리의 품질을 향상시킵니다.

는 다른 구조의 작업셀에 사용할 수 있으므로 프로그램에서 주 축인지 가공소재가 중심점을 중심으로 회전하고 있는지 설명할 필요가 없습니다. 이는 CNC 의 매개변수로 해결되기 때문입니다. < P > 구형 밀링 커터 보정의 예를 사용하여 5 축이 몰드 가공에 특히 적합한 이유를 설명할 수 있습니다. 부품과 커터가 피봇을 중심으로 회전할 때 구형 밀링 커터의 오프셋을 정확하게 보정하려면 CNC 가 x, y, z 의 세 방향으로 공구 보정량을 동적으로 조정할 수 있어야 합니다. 커터 접점의 연속성을 보장하면 마무리의 품질을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

또한 5 축 CNC 는 주 축을 중심으로 공구를 회전하는 것과 관련된 특성, 주 축을 중심으로 부품을 회전하는 것과 관련된 특성, 작업자가 공구 벡터를 수동으로 변경할 수 있도록 하는 특성에도 사용됩니다.

공구의 중심 축을 회전 축으로 사용하면 원래 z 축 방향의 공구 길이 오프셋이 x, y, z 의 세 방향 컴포넌트로 나누어집니다. 또한 원래 x 축, y 축 방향의 공구 지름 오프셋도 x 축, y 축, z 축 세 방향의 컴포넌트로 나뉩니다. 절삭 엔지니어링에서 공구는 회전 축 방향으로 이송 동작을 수행할 수 있으므로 연속적으로 변경되는 공구의 위치를 설명하기 위해 이러한 모든 오프셋을 동적으로 업데이트해야 합니다.

CNC 의 또 다른 공구 중심 프로그래밍이라는 특성을 통해 프로그래머는 공구의 경로와 중심 속도를 정의할 수 있으며 CNC 는 회전 축과 직선 축 방향의 명령을 통해 공구가 프로그램 동작을 따르도록 합니다. 이 특성을 사용하면 커터의 중심점이 더 이상 커터에 따라 변경되지 않습니다. 즉, 5 축 머시닝에서 3 축 머시닝처럼 공구 오프셋을 직접 입력할 수 있으며 후위 절차를 다시 한 번 수행하여 공구 길이 변경을 설명할 수 있습니다. 이렇게 하면 스핀들을 회전하여 샤프트의 동작 특성을 실현하여 공구의 프로그래밍 후처리를 단순화할 수 있습니다.

같은 기능을 사용하여 가공소재를 피봇하면 작업셀도 회전 동작을 얻을 수 있습니다. 새로 개발된 CNC 는 고정 오프셋과 회전 축을 동적으로 조정하여 부품의 동작에 맞출 수 있습니다. CNC 시스템은 작업자가 수동 방식으로 작업셀의 느린 이송을 실현하는 경우에도 중요한 역할을 합니다. 새로 개발된 CNC 시스템은 또한 축이 공구 벡터의 방향을 따라 천천히 이송할 수 있도록 허용하며 팁 위치 변경 없이 팁 벡터의 방향을 변경할 수 있습니다 (위 그림 참조). < P > 이러한 기능을 통해 운영자는 5 축 가공 기계를 사용하는 과정에서 현재 금형 업계에서 널리 사용되고 있는 3+2 프로그래밍 방법을 쉽게 사용할 수 있습니다. 그러나, 새로운 5 축 가공 기능이 점차 발전하고 이 기능이 절강에 의해 수용됨에 따라, 진정한 5 축 금형 가공 기계가 더욱 보편화될 수 있다.