Instrucciones de programación de la máquina perforadora CNC p
Además, se dice que la ventaja del estándar de programación STEP-NC es que "acciona directamente la máquina herramienta para su procesamiento sin posprocesamiento". ¿Cómo explicar esto?
Finalmente, ¿el código g de una máquina herramienta CNC general de cinco ejes contiene el vector normal de la superficie en el punto de procesamiento?
Los sistemas CNC se utilizan en procesamiento mecánico, como máquinas herramienta. El ámbito de aplicación es diferente. Las funciones de los productos también son diferentes.
SIMOTION es un nuevo sistema de control de movimiento de Siemens. Es el primer sistema de control del mundo diseñado específicamente para maquinaria de producción. Integra funciones de control de movimiento, control lógico y control de procesos para proporcionar una solución completa para maquinaria de producción. .
——Los movimientos mecánicos son cada vez más complejos y los requisitos de velocidad y precisión también son cada vez mayores. Las industrias de SIMOTION se encuentran principalmente en los campos de maquinaria de producción, como maquinaria de embalaje, maquinaria de caucho y plástico, maquinaria de forja y maquinaria textil. Este es un nuevo sistema de control de movimiento para control de movimiento complejo.
- Sistema de control de movimiento SIMOTION:
Todas las tareas de control de movimiento se realizan mediante un solo sistema.
Adecuado para máquinas con muchas piezas móviles.
- El sistema SIMOTION consta de tres componentes.
Sistema de desarrollo de ingeniería
El sistema de desarrollo de ingeniería puede resolver todos los problemas de control de movimiento, lógica y control de procesos a través de un solo sistema. También puede proporcionar todas las herramientas necesarias, desde la programación hasta la configuración de parámetros. , desde pruebas y depuración hasta diagnóstico de fallas.
Módulos de software en tiempo real
: estos módulos proporcionan una variedad de funciones de control de movimiento y control de procesos. Seleccione de manera flexible los módulos relevantes según las funciones requeridas por máquinas específicas.
Plataforma de hardware
-La plataforma de hardware es la base del sistema de control de movimiento SIMOTION. Las aplicaciones desarrolladas por Engineering Development Systems utilizando módulos de software en tiempo real pueden ejecutarse en diferentes plataformas de hardware y los usuarios pueden elegir la plataforma de hardware que mejor se adapte a sus máquinas.
El concepto de sistema CNC
Sistema CNC es la abreviatura de sistema de control digital, y su nombre en inglés es Numerical Control System. Al principio se llamaba NC duro y consistía en circuitos de hardware. Después de la década de 1970, los componentes de los circuitos de hardware fueron reemplazados gradualmente por computadoras especiales y se convirtieron en sistemas de control numérico por computadora.
El sistema de control numérico por computadora es un sistema que utiliza computadoras para controlar las funciones de procesamiento y realizar el control numérico. El sistema CNC ejecuta parte o todas las funciones del CNC de acuerdo con el programa de control almacenado en la memoria de la computadora y está equipado con un sistema informático dedicado con circuitos de interfaz y servoaccionamientos.
El sistema CNC consta de un programa CNC, un dispositivo de entrada, un dispositivo de salida, un dispositivo de control numérico por computadora (dispositivo CNC), un controlador lógico programable (PLC), un dispositivo de accionamiento del husillo y un dispositivo de accionamiento de alimentación (servo) (incluida la detección). dispositivo). El núcleo del sistema CNC es el dispositivo CNC. Debido al uso de computadoras, el sistema tiene funciones de software que se utilizan para reemplazar los dispositivos de control lógico tradicionales de máquinas herramienta y aparatos eléctricos, lo que hace que el sistema sea más pequeño, más flexible, universal y confiable, fácil de implementar funciones CNC complejas y fáciles. de usar y mantener, y tiene las mismas funciones de conexión al ordenador Host y comunicación remota.
Clasificación de los sistemas CNC
Existen muchos tipos de sistemas CNC. Cuando los miramos desde diferentes ángulos, existen diferentes formas de clasificarlos. Por lo general, existen los siguientes métodos de clasificación diferentes:
(1) Clasificación por función de control
1) Máquinas herramienta CNC con control de punto
Máquina CNC con control de punto herramientas, la pieza de trabajo se mueve en relación con la herramienta hasta que alcanza la posición especificada en el programa de pieza y no se realiza ningún procesamiento durante el movimiento. La herramienta realiza tareas de corte en los puntos de anclaje. El sistema CNC de control punto a punto solo controla con precisión la posición final del movimiento de coordenadas y no requiere control de la trayectoria. Para posicionar con precisión y mejorar la productividad, el sistema primero funciona a alta velocidad y luego disminuye la velocidad para acercarse lentamente al punto de posicionamiento para reducir los errores de posicionamiento. Las máquinas herramienta CNC de control de puntos incluyen principalmente perforadoras CNC, perforadoras de PCB, perforadoras CNC, punzonadoras CNC, máquinas de medición de tres coordenadas, etc.
2) Máquinas herramienta CNC de control de contorno
En las máquinas herramienta CNC de control de contorno (trayectoria continua), el sistema CNC controla varios ejes de coordenadas para coordinar el movimiento al mismo tiempo (enlace de coordenadas) , de modo que la pieza de trabajo siga el programa. La trayectoria y velocidad especificadas son relativas al movimiento de la herramienta, y se realiza un corte continuo durante el movimiento.
La realización de mecanizados encadenados es la característica esencial de este tipo de máquinas herramienta CNC. Estas máquinas herramienta CNC incluyen tornos CNC, fresadoras CNC, centros de mecanizado y otras máquinas herramienta CNC utilizadas para procesar piezas curvas y curvas. Las máquinas herramienta CNC modernas son básicamente de este tipo. Según el número de ejes de varillaje, se puede subdividir en: máquinas herramienta CNC de varillaje de 2 ejes, máquinas herramienta CNC de varillaje de 3 ejes, máquinas herramienta CNC de varillaje de 4 ejes y máquinas herramienta CNC de varillaje de 5 ejes.
Entre ellos, cuanto mayor sea el número de ejes de enlace, más completas serán las funciones de la máquina herramienta CNC, más complejos serán los contornos de la superficie que se pueden procesar y mayor será la precisión y eficiencia del procesamiento. , el control y la programación del sistema también son más complejos y solo se pueden utilizar el sistema de programación automática para preparar.
Tendencia de desarrollo de los sistemas CNC
Ha pasado medio siglo desde que el primer sistema CNC experimental fue desarrollado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts en Estados Unidos en 1952. Con el rápido desarrollo de la tecnología electrónica y la tecnología de control, las funciones de los sistemas CNC actuales se han vuelto muy poderosas. Al mismo tiempo, el desarrollo de la tecnología de procesamiento y otras tecnologías relacionadas también ha planteado nuevos requisitos para el desarrollo y progreso de los sistemas CNC.
Una tendencia: los sistemas CNC se están desarrollando hacia una arquitectura abierta.
Desde la década de 1990, debido al rápido desarrollo de la tecnología informática, la tecnología CNC se ha actualizado más rápidamente. Muchos fabricantes de sistemas CNC en el mundo utilizan los ricos recursos de software y hardware de las PC para desarrollar una nueva generación de sistemas CNC con arquitectura abierta. La arquitectura abierta hace que el sistema CNC sea más versátil, flexible, adaptable y escalable, y puede ser fácilmente inteligente y conectado en red. En los últimos años, muchos países han estado investigando y desarrollando tales sistemas, como la "Arquitectura de controlador de máquinas herramienta/estación de trabajo de próxima generación" liderada por NGC, NCMS y la Fuerza Aérea, la "Arquitectura abierta en sistemas de automatización" de Europa y el plan OSEC de Japón. La arquitectura abierta puede adoptar una gran cantidad de tecnologías de microcomputadoras de uso general, lo que hace que la programación, el funcionamiento y las actualizaciones tecnológicas sean más fáciles y rápidas. Las especificaciones de hardware, software y bus del sistema CNC de nueva generación con arquitectura abierta están abiertas al mundo exterior. Los fabricantes y usuarios de sistemas CNC pueden integrar el sistema basándose en estos recursos abiertos. Al mismo tiempo, también brinda gran comodidad a los usuarios para configurar de manera flexible los sistemas CNC de acuerdo con las necesidades reales, promueve el desarrollo y la aplicación generalizada de sistemas CNC de múltiples niveles y variedades y acorta en gran medida el ciclo de desarrollo y producción. Al mismo tiempo, este sistema CNC se puede actualizar con la actualización de la CPU, mientras que la estructura puede permanecer sin cambios.
La segunda tendencia: los sistemas CNC están evolucionando hacia el CNC suave.
Actualmente existen cuatro tipos principales de sistemas CNC que se utilizan en sitios industriales, que representan diferentes etapas de desarrollo de la tecnología CNC. Después de analizar diferentes tipos de sistemas CNC, se descubrió que los sistemas CNC no solo se están desarrollando desde una arquitectura cerrada a una arquitectura abierta, sino también desde un CNC duro a un CNC blando.
Sistemas CNC tradicionales, como sistema FANUC 0, sistema Mitsubishi M50, sistema SINUMERIK 810M/T/G, etc. Este es un sistema CNC especial con una arquitectura cerrada. Actualmente, estos sistemas todavía representan la mayor parte del mercado manufacturero. Sin embargo, debido al desarrollo de sistemas CNC de arquitectura abierta, el mercado de los sistemas CNC tradicionales se está viendo desafiado y se ha reducido gradualmente.
Sistemas CNC abiertos con estructura "PC embebido NC", como FANUC18i, 16i, SINUMERIK 840D, Num1060, AB 9/360 y otros sistemas CNC. Este es un producto desarrollado por algunos fabricantes de sistemas CNC combinando la tecnología de software CNC acumulada a lo largo de los años con los ricos recursos de software de las computadoras actuales. Tiene un cierto grado de apertura, pero debido a que su parte CNC sigue siendo un sistema CNC tradicional, los usuarios no pueden involucrarse en el núcleo del sistema CNC. Este tipo de sistema tiene una estructura compleja, funciones potentes y un precio elevado.
Un sistema CNC abierto con estructura de "PC embebido NC" consta de una tarjeta de control de movimiento abierta y un PC. Este tipo de tarjeta de control de movimiento generalmente utiliza DSP de alta velocidad como CPU y tiene fuertes capacidades de control de movimiento y control PLC. Es un sistema CNC en sí mismo y puede usarse solo. Su biblioteca de funciones abierta permite a los usuarios desarrollar y construir sus propios sistemas de control bajo la plataforma WINDOWS. Por lo tanto, esta tarjeta de control de movimiento de estructura abierta se usa ampliamente en diversos campos del control de automatización de fabricación.
Por ejemplo, el sistema CNC PMAC-NC construido por la empresa estadounidense Delta Tau utilizando una tarjeta de control de movimiento multieje PMAC, y el sistema CNC MAZATROL 640 construido por la empresa japonesa MAZAK utilizando MELDASMAGIC 64 de Mitsubishi Electric.
Sistema CNC abierto suave Este es un sistema CNC con la última arquitectura abierta. Proporciona a los usuarios la mayor elección y flexibilidad. Todo su software CNC está instalado en la computadora, mientras que la parte de hardware es solo una interfaz universal estandarizada entre la computadora, el servodrive y las E/S externas, como una computadora que puede instalar varios. Las marcas de tarjetas de sonido y los controladores correspondientes son las mismas. Los usuarios pueden utilizar el kernel CNC abierto en la plataforma WINDOWS NT para desarrollar varias funciones necesarias para formar varios tipos de sistemas CNC de alto rendimiento. En comparación con los sistemas CNC anteriores, los sistemas CNC de apertura suave tienen el mayor rendimiento de costos y, por lo tanto, la mayor vitalidad. Reemplazar hardware complejo con inteligencia de software se está convirtiendo en una tendencia importante en el desarrollo de sistemas CNC contemporáneos. Entre sus productos típicos se encuentran el CNC abierto de la empresa estadounidense MDSI y el PA8000 NT de la empresa alemana de automatización de energía eléctrica.
La tercera tendencia: el rendimiento del control de los sistemas CNC se está desarrollando hacia la inteligencia.
La inteligencia es una dirección general para el desarrollo de la tecnología de fabricación en el siglo XXI. Con la penetración y desarrollo de la inteligencia artificial en el campo informático, los mecanismos de control de control adaptativo, sistemas difusos y redes neuronales se introducen en los sistemas CNC, que no solo tienen programación automática, control anticipativo, control difuso, control de aprendizaje, control adaptativo, Parámetros del proceso Generación automática, compensación de herramientas tridimensional, compensación dinámica de parámetros de movimiento y otras funciones. También cuenta con una interfaz hombre-máquina amigable y un sistema experto en diagnóstico de fallas, que mejora las funciones de autodiagnóstico y monitoreo de fallas. El accionamiento de CA del husillo inteligente y el servodispositivo de alimentación inteligente del servosistema pueden identificar automáticamente la carga y optimizar y ajustar los parámetros automáticamente.
Hay muchos sistemas de procesamiento inteligente que se están estudiando en el mundo, entre los cuales es representativa la solución de procesamiento inteligente de perforación de la Asociación de Investigación de Dispositivos CNC Inteligentes de Japón.
Tendencia 4: Los sistemas CNC evolucionan hacia la interconexión.
La red de sistemas CNC se refiere principalmente a la conexión de red y el control de red entre el sistema de control de índice y otros sistemas de control externos o computadoras host. Generalmente, los sistemas CNC se orientan primero al sitio de producción y a la LAN interna de la empresa, y luego se conectan al exterior de la empresa a través de Internet, que es la llamada tecnología Internet/Intranet.
Con la madurez y el desarrollo de la tecnología de redes, la industria ha propuesto recientemente el concepto de fabricación digital. La fabricación digital, también conocida como "e-manufacturing", es uno de los símbolos de la modernización de las empresas fabricantes de maquinaria y es también el modelo de suministro estándar para los actuales fabricantes internacionales de máquinas herramienta avanzadas. Con la aplicación generalizada de la tecnología de la información, cada vez más usuarios nacionales requieren servicios de comunicación remota al importar máquinas herramienta CNC.
La conexión en red de sistemas CNC promueve aún más el desarrollo de tecnología de fabricación automatizada flexible. Los sistemas de fabricación flexibles modernos se han desarrollado desde puntos (máquinas CNC independientes, centros de mecanizado, máquinas herramienta de procesamiento compuesto CNC) y líneas (FMC, FMS, FTL, FML) hasta superficies (islas de fabricación independiente de taller, FA) y entidades (CIMS, sistema de fabricación integrado de red distribuida). La tecnología de automatización flexible tiene como objetivo facilitar la conexión en red y la integración, mientras se centra en el desarrollo y la mejora de la tecnología unitaria. Las máquinas herramienta CNC y sus sistemas de fabricación flexibles se pueden conectar fácilmente a CAD, CAM, CAPP y MTS, y se están desarrollando en la dirección de la integración de la información, y los sistemas de red se están desarrollando en la dirección de la apertura, la integración y la inteligencia.
La quinta tendencia: los sistemas CNC evolucionan hacia una alta fiabilidad.
Con la aplicación cada vez más extendida de las máquinas herramienta CNC, la alta confiabilidad de los sistemas CNC se ha convertido en el objetivo perseguido por los fabricantes de sistemas CNC. Para una fábrica sin personal con dos turnos al día, si se requiere trabajar continuamente dentro de 16 horas, la tasa sin fallas es superior a p (t) = 99%, y el tiempo medio de funcionamiento sin problemas MTBF de las máquinas herramienta CNC debe ser superior a 3000 horas. Tomando como ejemplo una determinada máquina herramienta CNC, la relación de tasa de falla entre la máquina principal y el sistema CNC es 10:1 (la confiabilidad de la máquina CNC es un orden de magnitud mayor que la de la máquina principal). En este momento, el MTBF del sistema CNC será superior a 33.333,3 horas, y el MTBF del dispositivo CNC, el husillo y el variador debe ser superior a 65.438+ millones de horas. Si se trata de una línea de producción completa, los requisitos de confiabilidad son aún mayores.
En la actualidad, el valor MTBF de los dispositivos CNC extranjeros ha alcanzado más de 6.000 horas y el dispositivo de accionamiento ha alcanzado más de 30.000 horas. Sin embargo, podemos ver que todavía hay una brecha con respecto al objetivo ideal.
La sexta tendencia: los sistemas CNC se están convirtiendo en sistemas complejos.
En el proceso de procesamiento de piezas, se dedica mucho tiempo inútil al transporte, carga y descarga de piezas de trabajo, instalación y ajuste, cambio de herramientas y subida y bajada de velocidad del husillo. Para reducir al máximo esta pérdida de tiempo, se quiere integrar diferentes funciones de mecanizado en la misma máquina herramienta. Por tanto, las máquinas herramienta con funciones compuestas se han convertido en un tipo de máquina que se ha desarrollado rápidamente en los últimos años.
El concepto de procesamiento compuesto de máquina herramienta en el campo de la fabricación flexible significa que después de sujetar la pieza de trabajo una vez, la máquina herramienta puede realizar automáticamente un procesamiento multiproceso con el mismo método de proceso o diferentes métodos de proceso según el programa de mecanizado CNC, completando así una forma compleja. El proceso de procesamiento principal o completo de torneado, fresado, taladrado, taladrado, rectificado, roscado, escariado y escariado de piezas.
El software del sistema CNC común utiliza diferentes versiones de software para diferentes tipos de máquinas herramienta. Por ejemplo, el sistema 810M y el sistema 802D de Siemens se pueden dividir en versión de torno y versión de fresado. Los requisitos compuestos promueven la integración de las funciones del sistema CNC. Actualmente, los principales desarrolladores de sistemas CNC pueden proporcionar sistemas CNC de alto rendimiento para máquinas herramienta compuestas.
La séptima tendencia: los sistemas CNC se están desarrollando hacia el varillaje multieje.
Al procesar superficies de forma libre, la máquina herramienta controlada por un varillaje de tres ejes no puede evitar el extremo de la fresa de punta esférica con una velocidad de corte cercana a cero, lo que tendrá un efecto destructivo en la Calidad de procesamiento de la pieza de trabajo. La programación CNC de la fresa de punta de bola con control de varillaje de 5 ejes es relativamente simple. La fresa de punta de bola siempre puede mantener una velocidad de corte razonable durante el fresado de superficies curvas 3D, mejorando así significativamente la rugosidad de la superficie mecanizada y mejorando en gran medida la eficiencia del procesamiento. . Los principales desarrolladores de sistemas no escatiman esfuerzos para desarrollar sistemas CNC de 5 y 6 ejes. Con la madurez y la creciente popularidad de los sistemas CNC de cinco ejes y el software de programación, los centros de mecanizado y las fresadoras CNC controladas por varillaje de cinco ejes se han convertido en los puntos calientes del desarrollo actual.
Recientemente, importantes desarrolladores de sistemas extranjeros han logrado grandes avances en la investigación de sistemas de control de varillaje de seis ejes. En un centro de mecanizado de varillaje de 6 ejes, cualquier superficie curva tridimensional se puede procesar con herramientas no giratorias y la profundidad de corte puede ser muy fina, pero la eficiencia del procesamiento es demasiado baja y poco práctica.
El desarrollo de la tecnología electrónica, la tecnología de la información, la tecnología de redes y la tecnología de control difuso ha mejorado enormemente el nivel técnico de la nueva generación de sistemas CNC, ha promovido el vigoroso desarrollo de la industria de las máquinas herramienta CNC y ha promovido la Se desarrolla el rápido desarrollo de la tecnología de fabricación moderna. El rendimiento de las máquinas herramienta CNC ha logrado grandes avances en términos de alta velocidad, alta precisión, alta confiabilidad, compuestos, en red, inteligentes, flexibles y ecológicos. La fabricación moderna está marcando el comienzo de una nueva revolución tecnológica.