En la industria del molde CNC: ¿Qué son NC, DNC y CNC respectivamente? Déme una introducción detallada y agregaré puntos.

NC

(Control Numérico, denominado CNC) se refiere al uso de información digital discreta para controlar el funcionamiento de maquinaria y otros dispositivos, que solo puede ser programado por el operador. él mismo

DNC

Sistema de control numérico directo (DNC)

Un sistema que utiliza una computadora de propósito general para controlar y administrar directamente un grupo de máquinas herramienta CNC para procesamiento o ensamblaje de piezas

CNC

Aplicación de tecnología CNC

La tecnología CNC se ha desarrollado muy rápidamente, lo que ha mejorado enormemente la productividad del procesamiento de moldes. La CPU con una velocidad de cálculo más rápida es el núcleo del desarrollo de la tecnología CNC. La mejora de la CPU no es solo la mejora de la velocidad de computación, sino que la velocidad en sí también implica la mejora de la tecnología CNC en otros aspectos. Precisamente porque la tecnología CNC ha sufrido grandes cambios en los últimos años, merece la pena hacer un repaso de la aplicación actual de la tecnología CNC en la industria de fabricación de moldes.

Tiempo de procesamiento de bloques y otros A medida que aumenta la velocidad de procesamiento de la CPU y los fabricantes de CNC aplican CPU de alta velocidad a sistemas CNC altamente integrados, el rendimiento del CNC ha mejorado significativamente. Un sistema con mayor capacidad de respuesta logra algo más que velocidades de procesamiento de programas más altas. De hecho, un sistema que puede procesar programas de piezas a una velocidad relativamente alta también puede funcionar como un sistema de procesamiento lento, porque incluso un sistema CNC completamente funcional tiene algunos problemas potenciales que pueden convertirse en limitaciones de la velocidad de procesamiento.

Actualmente, la mayoría de las fábricas de moldes se dan cuenta de que el mecanizado de alta velocidad requiere algo más que un corto tiempo de procesamiento. En muchos sentidos, la situación es similar a conducir un coche de carreras. ¿El coche más rápido siempre gana la carrera? Incluso un espectador ocasional de una carrera de coches sabe que, además de la velocidad, hay muchos factores que influyen en el resultado de una carrera.

En primer lugar, el conocimiento de la pista por parte del conductor es importante: debe saber dónde están las curvas cerradas para poder reducir la velocidad adecuadamente y tomar las curvas de forma segura y eficiente. En el proceso de procesamiento de moldes a altas velocidades de avance, la tecnología de monitoreo de trayectoria a procesar en el CNC puede obtener información sobre la apariencia de curvas cerradas de antemano, y esta función desempeña el mismo papel.

Del mismo modo, la sensibilidad del conductor a las acciones de otros conductores y a los factores inciertos es similar al número de retroalimentaciones del servo en el CNC. La retroalimentación servo en CNC incluye principalmente retroalimentación de posición, retroalimentación de velocidad y retroalimentación de corriente.

Cuando un conductor conduce por la pista, la consistencia de sus movimientos y si puede frenar y acelerar con habilidad tienen un impacto muy importante en el rendimiento sobre el terreno del conductor. De manera similar, las funciones de aceleración/desaceleración en forma de campana y monitoreo de trayectoria a procesar del sistema CNC utilizan una aceleración/desaceleración lenta en lugar de cambios repentinos de velocidad para garantizar una aceleración suave de la máquina herramienta.

Además, los coches de carreras y los sistemas CNC tienen otras similitudes. La potencia del motor de carreras es similar al dispositivo de accionamiento CNC y al motor. El peso del coche de carreras es comparable al peso de los componentes móviles de la máquina herramienta. La rigidez y la resistencia del coche de carreras son similares a la fuerza y ​​​​la fuerza. rigidez de la máquina herramienta. La capacidad del CNC para corregir errores específicos de la ruta es muy similar a la capacidad de un conductor para mantener un automóvil en su carril.

Otra situación similar a la actual CNC es que aquellos coches de carreras que no son los más rápidos suelen requerir conductores con unas habilidades integrales. En el pasado, sólo el CNC de alta gama podía garantizar una alta precisión de mecanizado mientras se cortaba a alta velocidad. Hoy en día, los CNC de gama media y baja tienen la capacidad de realizar el trabajo de forma satisfactoria. Aunque el CNC de gama alta tiene el mejor rendimiento disponible actualmente, también existe la posibilidad de que el CNC de gama baja que utilice tenga las mismas características de procesamiento que el CNC de gama alta en productos similares. En el pasado, el factor que limitaba la velocidad máxima de avance para el procesamiento de moldes era el CNC, pero hoy es la estructura mecánica de la máquina herramienta. Cuando la máquina herramienta ya está en su límite de rendimiento, un mejor CNC no mejorará más el rendimiento.

Características intrínsecas del sistema CNC

Las siguientes son algunas características básicas del CNC en el proceso de procesamiento de moldes actual:

1. Muestras B racionales no uniformes. de interpolación de barras de superficies curvas (NURBS)

Esta tecnología utiliza la interpolación a lo largo de una curva en lugar de utilizar una serie de líneas rectas cortas para ajustarse a la curva. La aplicación de esta tecnología se ha vuelto bastante común. Muchos software CAM utilizados actualmente en la industria del molde ofrecen una opción para generar programas de piezas en formato de interpolación NURBS. Al mismo tiempo, el potente CNC también proporciona funciones de interpolación de cinco ejes y características relacionadas. Estas propiedades aumentan la calidad de los acabados superficiales, mejoran el funcionamiento más suave del motor, aumentan las velocidades de corte y permiten programas de piezas más pequeñas.

2. Unidades de instrucción más pequeñas

La mayoría de los sistemas CNC transmiten instrucciones de movimiento y posicionamiento al husillo de la máquina herramienta en unidades de no menos de 1 micrón. Después de aprovechar al máximo la mejora en la potencia de procesamiento de la CPU, la unidad de instrucción más pequeña de algunos sistemas CNC puede alcanzar incluso 1 nanómetro (0,000001 mm). Después de reducir la unidad de comando 1000 veces, se puede obtener una mayor precisión de procesamiento y el motor puede funcionar con mayor suavidad. El suave funcionamiento del motor permite que algunas máquinas herramienta funcionen a mayores aceleraciones sin aumentar la vibración de la plataforma.

3. Aceleración/desaceleración en curva de campana

También conocida como aceleración/desaceleración en curva S o control de avance lento. En comparación con el método de aceleración lineal, este método puede lograr un mejor efecto de aceleración de la máquina herramienta. En comparación con otros métodos de aceleración, incluidos los métodos lineales y exponenciales, el método de curva en forma de campana puede lograr errores de posicionamiento más pequeños.

4. Monitoreo de trayectoria a procesar

Esta tecnología se ha utilizado ampliamente. Esta tecnología tiene muchas diferencias de rendimiento, lo que la hace funcionar en sistemas de control de gama baja y en sistemas de alta gama. Se pueden distinguir los sistemas de control final. En términos generales, el CNC implementa el preprocesamiento del programa mediante el monitoreo de la trayectoria de mecanizado para garantizar un mejor control de aceleración/desaceleración. Dependiendo del rendimiento de los diferentes CNC, el número de bloques de programa necesarios para monitorear la trayectoria a procesar varía de dos a cientos, lo que depende principalmente del tiempo mínimo de procesamiento del programa de pieza y de la constante de tiempo de aceleración/deceleración. En términos generales, para cumplir con los requisitos de procesamiento, se necesitan al menos quince bloques del programa de seguimiento de trayectoria para procesar.

5. Servocontrol digital

El desarrollo de los servosistemas digitales es tan rápido que la mayoría de fabricantes de máquinas herramienta eligen este sistema como sistema de servocontrol para máquinas herramienta. Después de usar este sistema, el CNC puede controlar el servosistema de manera más oportuna y el control de la máquina herramienta por parte del CNC también se vuelve más preciso.

Las funciones del servosistema digital son las siguientes:

1) Aumentará la velocidad de muestreo del bucle actual, junto con la mejora del control del bucle actual, reduciendo así el aumento de temperatura del motor. De esta manera, no sólo se puede prolongar la vida útil del motor, sino que también se puede reducir el calor transferido al husillo de bolas, mejorando así la precisión del husillo. Además, aumentar la velocidad de muestreo también puede aumentar la ganancia del bucle de velocidad, lo que ayuda a mejorar el rendimiento general de la máquina herramienta.

2) Dado que muchos CNC nuevos utilizan secuencias de alta velocidad para conectarse a servo loops, los CNC pueden obtener más información de funcionamiento de los motores y dispositivos de accionamiento a través de enlaces de comunicación. Esto mejora el rendimiento de mantenimiento de la máquina herramienta.

3) La retroalimentación continua de la posición permite un mecanizado de alta precisión a altas velocidades. La aceleración de la velocidad de operación del CNC hace que la tasa de retroalimentación de posición se convierta en un cuello de botella que restringe la velocidad de funcionamiento de las máquinas herramienta. En el método de retroalimentación tradicional, a medida que cambia la velocidad de muestreo del codificador externo del CNC y del equipo electrónico, la velocidad de retroalimentación está restringida por el tipo de señal. Utilizando retroalimentación en serie, este problema se resolverá bien. Se logra una precisión de retroalimentación precisa incluso cuando la máquina herramienta funciona a velocidades muy altas.

6. Motor lineal

En los últimos años, el rendimiento y la popularidad de los motores lineales han mejorado significativamente, por lo que muchos centros de mecanizado han adoptado este dispositivo. Hasta la fecha, Fanuc ha instalado al menos 1.000 motores lineales.

Algunas de las tecnologías avanzadas de GE Fanuc permiten que el motor lineal de la máquina herramienta tenga una fuerza de salida máxima de 15.500 N y una aceleración máxima de 30 g. La aplicación de otras tecnologías avanzadas ha reducido el tamaño y el peso de las máquinas herramienta y ha mejorado enormemente la eficiencia de la refrigeración. Todos estos avances tecnológicos confieren a los motores lineales mayores ventajas que los motores rotativos: mayores tasas de aceleración/desaceleración; control de posicionamiento más preciso, mayor rigidez y mayor confiabilidad del movimiento de frenado dinámico interno;

Características adicionales externas: Sistema CNC abierto

Las máquinas herramienta que utilizan sistemas CNC abiertos se están desarrollando muy rápidamente. Las velocidades de comunicación de los sistemas de comunicación disponibles actualmente son relativamente altas, lo que da como resultado la aparición de varios tipos de estructuras CNC abiertas. La mayoría de los sistemas abiertos combinan la apertura de una PC estándar con la funcionalidad de un CNC tradicional. El mayor beneficio de esto es que incluso si el hardware de la máquina herramienta se vuelve obsoleto, el CNC abierto aún permite que su rendimiento cambie con la tecnología y los requisitos de procesamiento existentes. Se pueden agregar otras funciones a Open CNC con la ayuda de otro software. Estas propiedades pueden estar estrechamente relacionadas con el procesamiento del molde o pueden tener poco que ver con el procesamiento del molde. Por lo general, el sistema CNC abierto utilizado en el taller de moldes tiene las siguientes opciones de funciones comunes:

Comunicación de red económica

Ethernet

Funciones de control adaptables; /p>

Interfaces para lectores de códigos de barras, lectores de números de serie de herramientas y/o sistemas de números de serie de paletas

Capacidad para guardar y editar una gran cantidad de programas de piezas

Colección de información de control del programa almacenado;

Función de procesamiento de archivos;

Integración de tecnología CAD/CAM y planificación del taller;

Interfaz operativa general.

El último punto es sumamente importante. Porque existe una demanda cada vez mayor de CNC de fácil manejo en el procesamiento de moldes. En este concepto, lo más importante es que diferentes CNC tengan la misma interfaz operativa. En general, los operadores de diferentes máquinas herramienta deben capacitarse por separado porque los diferentes tipos de máquinas herramienta, así como las máquinas herramienta producidas por diferentes fabricantes, utilizan diferentes interfaces CNC. Los sistemas CNC abiertos crean la oportunidad para que todo el taller utilice la misma interfaz de control CNC.

Ahora, los propietarios de máquinas herramienta pueden diseñar su propia interfaz para operaciones CNC incluso si no entienden el lenguaje C. Además, el controlador del sistema abierto permite configurar diferentes modos de funcionamiento de la máquina según las necesidades individuales. Esto permite a los operadores, programadores y personal de mantenimiento configurar los ajustes según sus propios requisitos. Cuando está en uso, solo aparece en la pantalla la información específica que necesitan. La adopción de este método puede reducir la visualización de páginas innecesarias y ayudar a simplificar las operaciones del CNC.

Mecanizado en cinco ejes

En el proceso de fabricación de moldes complejos, la aplicación del mecanizado en cinco ejes está cada vez más extendida. Al utilizar el mecanizado de cinco ejes, se puede reducir la cantidad de herramientas y/o máquinas herramienta necesarias para procesar una pieza, se minimizará la cantidad de equipos necesarios para el proceso de mecanizado y también se reducirá el tiempo total de mecanizado. Los CNC son cada vez más capaces, lo que permite a los fabricantes de CNC ofrecer más funciones de cinco ejes.

Funciones que antes sólo estaban disponibles en CNC de alta gama ahora también se utilizan en productos de gama media. Para aquellos fabricantes que nunca han utilizado la tecnología de mecanizado de cinco ejes, la aplicación de estas características facilita el mecanizado de cinco ejes. La aplicación de la tecnología CNC actual al mecanizado de cinco ejes proporciona al mecanizado de cinco ejes las siguientes ventajas:

Reduce la necesidad de herramientas especiales

Permite establecer la configuración de la herramienta después de completar el programa de pieza; Offset;

Apoyar el diseño de programas universales para que los programas postprocesados ​​puedan usarse indistintamente entre diferentes máquinas herramienta

Mejorar la calidad del acabado

se puede utilizar para máquinas herramienta con diferentes estructuras, por lo que no es necesario indicar en el programa si el husillo o la pieza gira alrededor del punto central. Porque esto lo solucionarán los parámetros del CNC.

Podemos utilizar el ejemplo de la compensación de la fresa de bolas para ilustrar por qué el sistema de cinco ejes es especialmente adecuado para el procesamiento de moldes.

Para compensar con precisión el desplazamiento de la fresa esférica cuando la pieza y la herramienta giran alrededor del eje de pivote central, el CNC debe poder ajustar dinámicamente la cantidad de compensación de la herramienta en las direcciones X, Y y Z. Asegurar la continuidad de los puntos de contacto de corte de la herramienta es beneficioso para mejorar la calidad del acabado.

Además, el uso del CNC de cinco ejes también se refleja en: características relacionadas con la rotación de la herramienta alrededor del husillo, características relacionadas con la rotación de la pieza alrededor del husillo y características que permiten al operador manualmente cambiar el vector de la herramienta.

Cuando el eje central de la herramienta se utiliza como eje de rotación, el desplazamiento de longitud original de la herramienta en la dirección del eje Z se dividirá en componentes en las direcciones X, Y y Z. Además, el desplazamiento del diámetro original de la herramienta en las direcciones de los ejes X e Y también se divide en tres componentes en las direcciones de los ejes X, Y y Z. Dado que en la ingeniería de corte, la herramienta puede realizar movimientos de avance a lo largo de la dirección del eje de rotación, todas estas compensaciones deben actualizarse dinámicamente para tener en cuenta la orientación de la herramienta que cambia continuamente.

Otra característica del CNC llamada "programación del punto central de la herramienta" permite a los programadores definir la trayectoria y la velocidad del punto central de la herramienta. El CNC garantiza que la herramienta siga el programa a través de comandos para la dirección del eje de rotación y. eje lineal. Esta característica evita que el punto central de la herramienta cambie con el cambio de herramienta. Esto también significa que en el mecanizado de cinco ejes, el desplazamiento de la herramienta se puede ingresar directamente como en el mecanizado de tres ejes, y también se puede explicar. otro post-programa. Cambio en la longitud de la herramienta. Esta característica de girar el husillo para realizar el eje de movimiento simplifica el posprocesamiento de la programación de herramientas.

Utilizando la misma función para girar la pieza de trabajo alrededor del eje de pivote central, la máquina herramienta también puede obtener movimiento de rotación. El CNC recientemente desarrollado puede ajustar dinámicamente compensaciones fijas y ejes de coordenadas giratorios para adaptarse al movimiento de la pieza. Cuando los operadores utilizan métodos manuales para lograr un avance lento de las máquinas herramienta, el sistema CNC también juega un papel importante. El sistema CNC recientemente desarrollado también permite que el eje avance lentamente en la dirección del vector de la herramienta y también permite cambiar la dirección del vector de la punta de la herramienta sin cambiar la posición de la punta de la herramienta (consulte la ilustración anterior).

Estas características permiten a los operadores utilizar fácilmente el método de programación 3 2 ampliamente utilizado actualmente en la industria del molde cuando utilizan máquinas herramienta de cinco ejes. Sin embargo, a medida que se desarrollan y aceptan gradualmente nuevas capacidades de mecanizado de cinco ejes, las verdaderas máquinas de procesamiento de moldes de cinco ejes pueden volverse más comunes.