요청: CNC 전문 논문

CNC 기술 발전 동향 - 지능형 CNC 시스템

1 국내외 CNC 시스템 개발 개요

컴퓨터 기술의 급속한 발전과 함께, 전통 제조업 근본적인 변화가 시작되었고 산업 선진국들은 현대 제조 기술의 연구 개발에 막대한 투자를 하고 새로운 제조 모델을 제안했습니다. 현대 제조 시스템에서 CNC 기술은 마이크로 전자 공학, 컴퓨터, 정보 처리, 자동 감지, 자동 제어 및 기타 첨단 기술을 통합하는 핵심 기술로 고정밀, 고효율, 유연한 자동화 등의 특성을 가지고 있습니다. 자동화, 통합 및 인텔리전스는 제조 산업에 큰 영향을 미치며 결정적인 역할을 합니다. 현재 CNC 기술은 전용 폐쇄형 개방 루프 제어 모드에서 범용 개방형 실시간 동적 완전 폐쇄 루프 제어 모드로 발전하는 등 근본적인 변화를 겪고 있습니다. CNC 시스템은 통합을 기반으로 지능을 기반으로 초박형 및 초소형화를 달성했으며 컴퓨터, 멀티미디어, 퍼지 제어, 신경망 및 기타 다분야 기술을 통합했으며 CNC 시스템이 달성되었습니다. 고속, 고정밀도 및 효율성 제어, 가공 공정 중에 다양한 매개변수를 자동으로 수정, 조정 및 보상할 수 있어 네트워킹을 기반으로 한 온라인 진단 및 지능형 오류 처리가 실현되며 CAD/CAM 및 CNC 시스템이 하나로 통합됩니다. 공작 기계는 중앙 집중식 제어 처리를 위해 네트워크로 연결됩니다.

오랫동안 우리나라의 CNC 시스템은 전통적인 폐쇄형 아키텍처를 갖고 있어 CNC는 비지능형 공작기계 모션 컨트롤러로만 사용할 수 있었습니다. 가공 공정 변수는 경험을 바탕으로 고정된 매개변수 형태로 미리 설정되며, 가공 프로그램은 실제 가공에 앞서 수동으로 또는 CAD/CAM 및 자동 프로그래밍 시스템을 통해 컴파일됩니다. CAD/CAM과 CNC 사이에는 피드백 제어 링크가 없습니다. 전체 제조 공정에서 CNC는 폐쇄형 개방 루프 액추에이터일 뿐입니다. 복잡한 환경과 변화하는 조건에서 공구 조합, 피삭재 재질, 스핀들 속도, 이송 속도, 공구 경로, 절삭 깊이, 스텝 크기, 가공 중 가공 여유와 같은 가공 매개변수는 현장 환경의 외부 간섭에 따라 결정될 수 없습니다. .및 무작위 요소는 실시간으로 동적으로 조정될 수 있으며 피드백 제어 링크를 통해 CAD/CAM의 설정을 무작위로 수정할 수 없으므로 CNC의 작업 효율성과 제품 처리 품질에 영향을 미칩니다. 기존 CNC 시스템의 고정 프로그램 제어 모드와 폐쇄형 시스템 구조는 CNC의 다변수 지능형 제어 개발을 제한했으며 점점 더 복잡해지는 제조 프로세스에 더 이상 적합하지 않다는 것을 알 수 있습니다. CNC 기술의 변화.

2CNC 기술 개발 동향

2.1 성능 개발 방향

(1) 고속, 고정밀, 고효율 속도, 정밀도 및 효율성은 기계 제조 기술 지수의 주요 성과. 고속 CPU 칩, RISC 칩, 다중 CPU 제어 시스템 및 고해상도 절대 검출 구성 요소를 갖춘 AC 디지털 서보 시스템의 채택과 공작 기계의 동적 및 정적 특성을 개선하기 위한 효과적인 조치로 인해 기계 도구는 고속, 고정밀, 효율성을 크게 향상시켰습니다.

(2) 유연성에는 두 가지 측면이 포함됩니다. CNC 시스템 자체의 유연성은 다양한 사용자의 요구 사항을 충족하기 위해 광범위한 기능 적용 범위와 강력한 맞춤성을 갖춘 모듈식 설계를 채택합니다. 제어 시스템, 동일한 그룹 제어 시스템은 다양한 생산 프로세스의 요구 사항에 따라 자재 흐름과 정보 흐름을 자동으로 동적으로 조정할 수 있으므로 그룹 제어 시스템의 효율성을 극대화할 수 있습니다.

(3) 공정 복잡도와 다축 복합가공은 공정 단축과 보조시간 단축을 주목적으로 삼아 다축, 다계열 제어기능 방향으로 발전하고 있다. CNC 공작 기계의 프로세스 복합은 공작물이 공작 기계에 한 번 고정된 후 자동 공구 교환, 회전 스핀들 헤드 또는 턴테이블과 같은 다양한 조치를 통해 다중 프로세스 및 다중 표면 복합 가공을 완료할 수 있음을 의미합니다. CNC 기술 축, Siemens 880 시스템은 최대 24개의 축을 제어합니다.

(4) 실시간 인텔리전스 초기 실시간 시스템은 일반적으로 상대적으로 단순하고 이상적인 환경을 목표로 했으며, 그 역할은 지정된 기한 내에 작업이 완료되도록 작업을 예약하는 것이었습니다. 인공지능은 인간의 다양한 지능적 행동을 실현하기 위해 계산 모델을 사용하려고 시도합니다. 오늘날 과학기술의 발달로 실시간 시스템과 인공지능이 결합되어 인공지능은 실시간 응답이 가능한 보다 현실적인 분야로 발전하고 있으며, 실시간 시스템 역시 지능을 갖춘 더욱 복잡한 응용분야로 발전하고 있습니다. 결과적으로 이 새로운 분야에 대한 실시간 지능형 제어가 가능해졌습니다. CNC 기술 분야에서는 적응 제어, 퍼지 제어, 신경망 제어, 전문가 제어, 학습 제어, 피드포워드 제어 등 여러 주요 분야에서 실시간 지능형 제어의 연구 및 응용이 발전하고 있습니다. 예를 들어 CNC 시스템에는 프로그래밍 전문가 시스템, 결함 진단 전문가 시스템, 자동 매개변수 설정, 자동 공구 관리 및 보상 등과 같은 적응형 조정 시스템이 장착되어 있으며 고급 예측 및 예산 기능과 동적 피드포워드가 포괄적으로 도입됩니다. 고속 가공 중 모션 제어 기능, 퍼지 제어는 압력, 온도, 위치, 속도 제어 등에 사용되어 CNC 시스템의 제어 성능을 크게 향상시켜 최적의 제어 목적을 달성합니다.

2.2 기능 개발 방향

(1) 그래픽 사용자 인터페이스 사용자 인터페이스는 CNC 시스템과 사용자 간의 대화 인터페이스입니다. 사용자마다 인터페이스에 대한 요구 사항이 다르기 때문에 사용자 인터페이스 개발 작업량이 엄청나며 사용자 인터페이스는 컴퓨터 소프트웨어 개발에서 가장 어려운 부분 중 하나가 되었습니다. 인터넷, 가상 현실, 과학 컴퓨팅 시각화 및 멀티미디어와 같은 최신 기술 역시 사용자 인터페이스에 대한 더 높은 요구 사항을 제시합니다.

그래픽 사용자 인터페이스는 비전문 사용자의 사용을 크게 촉진합니다. 사람들은 창과 메뉴를 통해 작업할 수 있으므로 청사진 프로그래밍과 빠른 프로그래밍, 3차원 컬러 스테레오 동적 그래픽 디스플레이 및 그래픽 시뮬레이션이 가능합니다.

( 2) 사이언티픽 컴퓨팅(Scientific Computing) 비주얼 사이언스 컴퓨팅(Visual science Computing) 시각화는 데이터를 효율적으로 처리하고 해석하는 데 활용될 수 있어 정보소통이 더 이상 말이나 언어의 표현에 국한되지 않고 그래픽, 이미지, 애니메이션 등의 시각적 정보를 직접적으로 활용할 수 있게 된다. 시각화 기술과 가상 환경 기술의 결합으로 도면 없는 설계, 가상 프로토타입 기술 등 응용 분야가 더욱 확대되었으며, 이는 제품 설계 주기를 단축하고 제품 품질을 향상시키며 제품 비용을 절감하는 데 큰 의미가 있습니다. .

CNC 기술 분야에서는 자동 프로그래밍 설계, 자동 매개변수 설정, 공구 보상 및 공구 관리 데이터의 동적 처리 및 표시, 가공 공정의 시각적 시뮬레이션 시연과 같은 시각화 기술을 CAD/CAM에 사용할 수 있습니다.