NC
(CNC로 불리는 수치 제어)는 개별 디지털 정보를 사용하여 기계 장치의 작동을 제어하는 것을 의미하며, 이는 작업자만이 프로그래밍할 수 있습니다.
CNC
CNC 기술 응용
CNC 기술이 급속히 발전하여 금형 가공의 생산성이 크게 향상되었습니다. 그 중에서도 CPU 속도가 빨라지는 것이 CNC 기술 발전의 핵심이다. CPU의 향상은 컴퓨팅 속도의 향상일 뿐만 아니라 속도 자체에도 CNC 기술의 다른 측면의 향상이 포함됩니다. 최근 몇 년 동안 CNC 기술이 큰 변화를 겪었기 때문에 금형 제조 산업에서 현재 CNC 기술을 적용하는 방법을 검토할 가치가 있습니다.
CPU 처리 속도의 증가와 고집적 CNC 시스템에 고속 CPU를 적용하는 CNC 제조업체로 인해 블록 처리 시간 및 기타 CNC 성능이 크게 향상되었습니다.{0}} 더 빠르고 민감한 시스템은 단지 더 빠른 프로그램 처리 속도 이상의 것을 달성합니다. 실제로, 상대적으로 빠른 속도로 부품 가공 프로그램을 처리할 수 있는 시스템은 작동 중에 저속 처리 시스템과 같을 수도 있습니다. 왜냐하면 완전한 기능을 하는 CNC 시스템이라 할지라도 처리 속도를 제한하는 병목 현상이 될 수 있는 몇 가지 잠재적인 문제가 있기 때문입니다. 이제 대부분의 금형 공장에서는 고속-가공 가공에 짧은 처리 시간 이상의 것이 필요하다는 사실을 인식하고 있습니다. 여러 면에서 상황은 경주용 자동차를 운전하는 것과 유사합니다. 가장 빠른 차가 경주에서 승리하나요? 평범한 경주 관찰자라도 경주 결과에 영향을 미치는 속도 외에도 많은 요소가 있다는 것을 알고 있습니다. 첫째, 운전자의 트랙에 대한 지식이 중요합니다. 운전자는 적절하게 속도를 늦추고 안전하고 효율적으로 코너를 통과할 수 있도록 급커브가 어디에 있는지 알아야 합니다. CNC가 보유하고 있는 궤적 모니터링 기술은 고이송으로 금형을 가공하는 과정에서 급격한 곡선의 발생에 대한 정보를 미리 얻을 수 있는 것과 비슷한 역할을 한다. 마찬가지로, 다른 운전자의 행동과 불확실한 요인에 대한 운전자의 민감도는 CNC의 서보 피드백 수와 유사합니다. CNC의 서보 피드백에는 주로 위치 피드백, 속도 피드백 및 전류 피드백이 포함됩니다. 운전자가 트랙을 따라 운전할 때 동작의 일관성, 능숙하게 제동하고 가속할 수 있는지 여부 등은 운전자의 -현장 성능에 매우 중요한 영향을 미칩니다. 마찬가지로 CNC 시스템에서 종- 형태의 가감속 및 가공경로 모니터링은 급격한 속도 변화 대신 느린 가감속을 사용하여 공작기계의 원활한 가속을 보장합니다.
이 외에도 경주용 자동차와 CNC 시스템 사이에는 다른 유사점이 있습니다. 경주용 자동차 엔진의 힘은 CNC의 구동 장치 및 모터와 유사하고, 경주용 자동차의 무게는 공작 기계의 움직이는 부품의 무게와 비교할 수 있으며, 경주용 자동차의 강성과 강도는 공작 기계의 강도와 강성과 유사합니다. 특정 경로 오류를 수정하는 CNC의 능력은 운전자가 차선 내에서 차량을 제어하는 능력과 매우 유사합니다.
현재 CNC와의 또 다른 유사점은 가장 빠르지 않은 경주용 자동차에는 다재다능한 운전자가 필요한 경우가 많다는 것입니다.- 과거에는 고급-CNC만이 빠른 속도로 절단하면서 높은 가공 정확도를 달성할 수 있었습니다. 오늘날 중급{4}}및 저가형-CNC의 기능도 만족스럽게 작업을 완료할 수 있습니다. 고급-CNC가 현재 사용 가능한 최고의 성능을 갖고 있지만 사용하는 저가-CNC가 동일한 제품군의 고급 CNC와 동일한 가공 특성을 가질 수도 있습니다.- 과거에는 금형가공의 최대 이송속도를 제한하는 요인이 CNC였다면, 오늘날에는 공작기계의 기계적 구조입니다. 공작 기계가 이미 성능 한계에 도달하면 더 나은 CNC가 성능을 향상시키지 않습니다.
CNC 시스템의 본질적인 특징
현재 금형 가공에 사용되는 몇 가지 기본 CNC 기능은 다음과 같습니다.
1. 곡선과 표면의 비-균일 유리수 B-스플라인(NURBS) 보간
이 기술은 일련의 짧은 직선으로 곡선을 맞추는 대신 곡선을 따라 보간을 사용합니다. 이 기술의 적용은 매우 보편화되었습니다. 현재 금형 산업에서 사용되는 많은 CAM 소프트웨어는 NURBS 보간 형식으로 부품 프로그램을 생성하는 옵션을 제공합니다. 동시에 강력한 CNC는 5{3}}축 보간 기능과 관련 기능도 제공합니다. 이러한 기능은 표면 마감 품질을 향상시키고, 모터 작동의 부드러움을 향상시키며, 절삭 속도를 높이고, 부품 가공 프로그램을 더 작게 만듭니다.
2. 더 작은 명령어 단위
대부분의 CNC 시스템은 1미크론 이상의 단위로 공작 기계 스핀들에 동작 및 위치 지정 명령을 전송합니다. CPU 처리 능력의 증가를 최대한 활용하면 일부 CNC 시스템의 최소 명령 단위는 1나노미터(0.000001mm)에 도달할 수도 있습니다. 명령 단위를 1000배로 줄이면 더 높은 가공 정확도를 얻을 수 있어 모터가 더 원활하게 작동할 수 있습니다. 모터의 원활한 작동으로 일부 공작 기계는 베드의 진동을 증가시키지 않고 더 높은 가속도에서 작동할 수 있습니다.
3. 벨커브 가속/감속
S-곡선 가속/감속 또는 크리프 제어라고도 합니다. 선형 가속을 사용하는 것과 비교하여 이 방법은 공작 기계의 더 나은 가속 효과를 얻을 수 있습니다. 선형 및 지수 방법을 포함한 다른 가속 방법과 비교하여 종형 곡선 방법은 더 작은 위치 오류를 달성할 수 있습니다.
4. 처리 궤적 모니터링
이 기술은 널리 사용되어 왔으며 저가형 제어 시스템에서 작동하는 방식과 고급형 제어 시스템에서 작동하는 방식을 구별하는 많은 성능 차이가 있습니다.- 일반적으로 CNC는 더 나은 가속/감속 제어를 보장하기 위해 가공 궤적 모니터링을 사용하여 프로그램을 사전 처리합니다.{3}} 다양한 CNC의 성능에 따라 가공 궤적 모니터링에 필요한 프로그램 블록 수는 2개에서 수백 개까지이며, 이는 주로 부품 프로그램의 최소 가공 시간과 가속/감속 시간 상수에 따라 달라집니다. 일반적으로 처리 요구 사항을 충족하려면 처리 궤적에 대한 모니터링 프로그램의 최소 15개 블록이 필요합니다.5. 디지털 서보 제어 디지털 서보 시스템의 개발이 너무 빨라 대부분의 공작 기계 제조업체가 이 시스템을 공작 기계의 서보 제어 시스템으로 선택합니다. 이 시스템을 사용하면 CNC는 서보 시스템을 보다 적시에 제어할 수 있으며 공작 기계의 CNC 제어가 더욱 정밀해집니다. 디지털 서보 시스템의 역할은 다음과 같습니다. 1) 전류 루프의 샘플링 속도가 증가하고 전류 루프 제어의 개선으로 모터의 온도 상승이 감소됩니다. 이를 통해 모터의 수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 볼스크류에 전달되는 열을 줄여 스크류의 정밀도를 향상시킬 수 있습니다. 또한 샘플링 속도가 빨라지면 속도 루프의 게인도 증가하여 공작 기계의 전반적인 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다.2) 많은 최신 CNC는 고속-속도 시퀀스를 사용하여 서보 루프에 연결하므로 CNC는 통신 링크를 통해 모터 및 구동 장치의 더 많은 작동 정보를 얻을 수 있습니다. 이는 공작기계의 유지보수 성능을 향상시킬 수 있습니다.3) 지속적인 위치 피드백은 고속 이송에서 고정밀 가공을 가능하게 합니다.- CNC 작동 속도가 빨라지면 위치 피드백 속도가 공작 기계의 작동 속도를 제한하는 병목 현상이 됩니다. 기존의 피드백 방식에서는 CNC 및 전자기기의 외부 엔코더의 샘플링 속도가 변화함에 따라 신호 종류에 따라 피드백 속도가 제한되었습니다. 직렬 피드백을 사용하면 이 문제가 잘 해결됩니다. 공작기계가 매우 빠른 속도로 작동하더라도 정확한 피드백 정확도를 얻을 수 있습니다.6. 리니어 모터 최근에는 리니어 모터의 성능과 대중성이 크게 향상되면서 많은 머시닝 센터에서 이 장치를 채택하고 있습니다. 현재까지 Fanuc은 최소 1,000개의 선형 모터를 설치했습니다. GE Fanuc의 일부 첨단 기술을 통해 공작 기계의 선형 모터의 최대 출력 힘은 15,500N, 최대 가속도는 30g이 되었습니다. 다른 첨단 기술을 적용해 공작기계의 크기를 줄이고 무게를 줄였으며 냉각 효율을 크게 향상시켰습니다. 이러한 모든 기술적 진보로 인해 선형 모터는 회전 모터보다 더 유리해졌습니다. 즉, 더 높은 가속/감속률; 보다 정확한 위치 제어, 더 높은 강성; 더 높은 신뢰성; 내부 동적 제동. 외부 추가 기능: 개방형 CNC 시스템 개방형 CNC 시스템을 사용하는 공작 기계는 매우 빠르게 발전하고 있습니다. 현재 사용 가능한 통신 시스템의 통신 속도는 상대적으로 높기 때문에 다양한 개방형 CNC 구조가 발생합니다. 대부분의 개방형 시스템은 표준 PC의 개방성과 기존 CNC의 기능을 결합합니다. 가장 큰 이점은 기계 하드웨어가 오래된 경우에도 개방형 CNC를 사용하면 현재 기술 및 처리 요구 사항에 따라 성능을 변경할 수 있다는 것입니다. 다른 소프트웨어의 도움으로 개방형 CNC에 다른 기능을 추가할 수 있습니다. 이러한 기능은 금형 가공과 밀접한 관련이 있을 수도 있고 금형 가공과 거의 관련이 없을 수도 있습니다. 일반적으로 금형 공장에서 사용되는 개방형 CNC 시스템에는 다음과 같은 공통 기능 옵션이 있습니다. 저비용-네트워크 통신; 이더넷; 적응 제어 기능; 바코드 판독기, 도구 일련 번호 판독기 및/또는 팔레트 일련 번호 시스템을 연결하기 위한 인터페이스; 다수의 부품 프로그램을 저장하고 편집하는 기능; 저장된 프로그램 제어 정보 수집; 파일 처리 기능; CAD/CAM 기술 통합 및 워크샵 계획; 일반적인 작업 인터페이스. 마지막 사항은 매우 중요합니다. 금형 가공에서는 조작하기 쉬운 CNC에 대한 수요가 증가하고 있기 때문입니다. 이 개념에서는 서로 다른 CNC가 동일한 작동 인터페이스를 갖는 것이 가장 중요합니다. 일반적으로, 다양한 유형의 공작 기계와 여러 제조업체에서 생산한 기계는 서로 다른 CNC 인터페이스를 사용하므로 다양한 공작 기계의 작업자는 별도로 교육을 받아야 합니다. 개방형 CNC 시스템은 작업장 전체에서 동일한 CNC 제어 인터페이스를 사용할 수 있는 기회를 제공합니다. 이제 기계 소유자는 C 언어를 모르더라도 CNC 작동을 위한 자체 인터페이스를 설계할 수 있습니다. 또한 개방형 시스템 컨트롤러를 사용하면 개별 요구에 따라 다양한 기계 작동 설정을 설정할 수 있습니다. 이를 통해 운영자, 프로그래머 및 유지 관리 담당자는 요구 사항에 따라 설정할 수 있습니다. 사용 중에는 필요한 특정 정보만 화면에 나타납니다. 이 접근 방식은 불필요한 페이지 표시를 줄이고 CNC 작업을 단순화하는 데 도움이 됩니다. 5{51}}축 가공 5{52}}축 가공은 복잡한 금형 제조 과정에서 점점 더 널리 사용되고 있습니다. 5개-축 가공을 사용하면 부품 가공에 필요한 툴링 및/또는 공작 기계의 수를 줄일 수 있고 가공 공정에 필요한 장비 수를 최소화하며 전체 가공 시간을 단축할 수 있습니다. CNC 기능은 점점 더 강력해지고 있으며, 이로 인해 CNC 제조업체는 더 많은 5개{56}}축 기능을 제공할 수 있습니다. 한때 고급 CNC에서만 사용할 수 있었던 기능은-이제 중급 CNC 제품에도 사용됩니다.- 5{61}}축 가공 기술을 사용해 본 적이 없는 제조업체의 경우 이러한 기능을 적용하면 5-축 가공이 더 쉬워집니다. 5-축 가공에 최신 CNC 기술을 적용하면 5-축 가공에 다음과 같은 이점이 있습니다. 특수 공구의 필요성이 줄어듭니다. 부품 프로그램이 완료된 후 공구 오프셋을 설정할 수 있습니다. 후처리 프로그램이 서로 다른 공작 기계 간에 상호 교환적으로 사용될 수 있도록 범용 프로그램 설계를 지원합니다.- 마무리 품질을 향상시킵니다. 다양한 구조의 공작기계에 사용 가능하므로 프로그램에서 스핀들인지, 중심점을 중심으로 회전하는 공작물인지를 지정할 필요가 없습니다. 이는 CNC 매개변수로 해결될 것이기 때문입니다. 구형 밀링 커터에 대한 보상의 예를 사용하여 5-축이 특히 금형 가공에 적합한 이유를 설명할 수 있습니다. 부품과 공구가 중심축을 중심으로 회전할 때 구형 밀링 커터의 오프셋을 정확하게 보정하려면 CNC가 X, Y, Z 방향의 공구 보정량을 동적으로 조정할 수 있어야 합니다. 공구 접촉점의 연속성을 보장하면 마무리 품질을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 또한 5-축 CNC의 사용은 스핀들을 중심으로 공구를 회전시키는 특성, 스핀들을 중심으로 부품을 회전시키는 특성, 작업자가 공구 벡터를 수동으로 변경할 수 있는 특성에서도 나타납니다. 공구의 중심축이 회전축으로 사용되는 경우 Z-축 방향의 원래 공구 길이 오프셋은 X, Y, Z 세 방향의 구성요소로 나뉩니다. 또한 X 및 Y-축 방향의 원래 공구 직경 오프셋도 X, Y, Z 세 방향의 구성요소로 나뉩니다. 공구는 절삭 과정에서 회전축을 따라 이송할 수 있으므로 이러한 모든 오프셋은 지속적으로 변화하는 공구 위치를 고려하여 동적으로 업데이트되어야 합니다. "공구 중심점 프로그래밍"이라고 불리는 CNC의 또 다른 기능을 통해 프로그래머는 공구의 경로와 중심점 속도를 정의할 수 있습니다. CNC는 회전축 및 선형축 방향의 명령을 통해 공구가 프로그램에 따라 이동하는지 확인합니다. 이 기능을 사용하면 공구 변경으로 인해 공구의 중심점이 더 이상 변경되지 않습니다. 즉, 5-축 가공에서 공구 오프셋을 3-축 가공처럼 직접 입력할 수 있고 공구 길이 변경을 사후 프로그래밍으로 다시-설명할 수 있습니다. 스핀들을 회전하여 축의 이러한 동작 특성을 통해 공구 프로그래밍의-후처리가 단순화됩니다. 동일한 기능을 사용하여 공작기계는 중심축을 중심으로 공작물을 회전시켜 회전 운동을 얻을 수도 있습니다. 새로운 CNC는 부품 동작에 맞게 고정 오프셋과 회전 축을 동적으로 조정할 수 있습니다. CNC 시스템은 작업자가 수동으로 기계를 천천히 이송할 때도 중요한 역할을 합니다. 또한 새로운 CNC 시스템을 사용하면 축이 공구 벡터 방향으로 천천히 이송되고 공구 팁 위치를 변경하지 않고도 공구 팁 벡터의 방향을 변경할 수 있습니다(위 그림 참조). 이러한 기능을 통해 작업자는 5축 기계를 사용할 때 현재 금형 산업에서 널리 사용되는 - 프로그래밍 방법을 쉽게 사용할 수 있습니다. 그러나 새로운 5{95}}축 가공 기능이 점차 개발되고 수용됨에 따라 진정한 5{96}}축 금형 및 다이 기계가 더욱 보편화될 수 있습니다.
