Was sind die verschiedenen Arten von CNC-Steuerungssystemen?

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Was ist ein CNC-Steuerungssystem?

Bevor wir die Arten von CNC-Steuerungssystemen erörtern, sollten wir zunächst verstehen, was eine CNC ist;

"Der Begriff CNC steht für Computer Numerical Control, was bedeutet, dass eine Maschine von einer Computersoftware gesteuert wird, um sie automatisch arbeiten zu lassen, ohne dass ein menschlicher Bediener erforderlich ist. Die Soft- und Hardware, die den gesamten Prozess steuert, wird daher als CNC-Steuerungssystem bezeichnet." Lernen Sie was CNC-Fertigung ist.

CNC-Maschinen werden vor allem in der Industrie eingesetzt, aber in letzter Zeit sind sie in Form von 3D-Druckern, mit denen verschiedene Produkte aus Filamenten hergestellt werden können, auch bei Jugendlichen sehr beliebt.

Es ist wichtig zu wissen, dass das CNC-Steuerungssystem den Bedarf an menschlichem Bedienpersonal minimiert, aber inwieweit dies der Fall ist, hängt von der Maschine ab. Manche Maschinen benötigen zum Beispiel von Zeit zu Zeit einen menschlichen Helfer, während andere Maschinen die gesamte Arbeit selbst erledigen.

Arten von CNC-Steuerungssystemen

In der Welt der CNC-Maschinen sind Aufbau und Funktion unterschiedlich. Sie werden verwendet, um Karosseriebleche zu biegen, Produkte zu lackieren, Dinge zu heben und zu setzen, Gegenstände zu extrudieren, Schrauben festzuziehen und vieles mehr.

Das CNC-Steuerungssystem oder die Software, die zur Steuerung dieser Maschinen verwendet wird, ist ebenfalls sehr weit verbreitet. Im Folgenden werden jedoch die drei wichtigsten Parameter, die in jedes Steuerungssystem integriert sind, erläutert;

CNC-Kontrollsystem mit Rückkopplungsschleife
Bewegungsbasiertes CNC-Steuerungssystem
Anzahl der achsbasierten CNC-Steuerungssysteme

1. CNC-Kontrollsystem mit Rückkopplungsschleife

Das erste, was allgemein bekannt ist, ist, dass eine Maschine über eine Anweisung (G-Code-Datei) angewiesen werden muss, eine bestimmte Aufgabe oder ein bestimmtes Produkt zu bearbeiten.

Wenn also ein Bediener eine Befehlsdatei an die Hauptplatine der Maschine sendet, sendet diese die Befehle an die Werkzeuge, um deren Bewegung und Geschwindigkeit zu steuern. Jetzt kommt das Schleifensystem ins Spiel;

Offenes Regelsystem: Bei dieser Art von Steuerungssystem erhält die Hauptplatine der Maschine lediglich einige Anweisungen, und die Hauptplatine sendet dann die Signale an die Maschinenteile, ohne den Zustand der Maschine zu kennen, z. B. ob sie kaputt ist oder einige Teile fehlen usw. Im Open-Loop-System gibt es keinen Rückkopplungsmechanismus.
Geschlossener Regelkreis: Bei diesem Steuerungssystem erhält die Hauptplatine, nachdem die G-Code-Datei an die Hauptplatine gesendet wurde, eine Rückmeldung von der Maschine und nimmt dann in Echtzeit Anpassungen im Programm vor, so dass die endgültige Arbeit ohne Fehler ist. In einem Closed-Loop-System gibt es einen analogen/digitalen Sensor, der die Bewegung und Geschwindigkeit des Werkzeugs während des Vorgangs überwacht.

2. Bewegungsbasiertes CNC-Steuerungssystem

Sie müssen also verstehen, wie die G-Code-Datei/der Befehl in die Maschine eingegeben wird und wie das Schleifensystem dabei hilft, diese Befehle umzusetzen. Nun ist es an der Zeit zu lernen, welchen Weg ein Werkzeug für eine bestimmte Operation wählt.

Nehmen wir an, wir wollen zwischen den Punkten A und B schneiden. Dann stellt sich die Frage, welchen Weg das Werkzeug wählt, denn auch dieser muss dem System mitgeteilt werden.

Im CNC-Motion-basierten Steuerungssystem gibt es 2 bekannte Werkzeugwege;

Konturbahn: Bei diesem Steuersystem werden kleine Punkte zwischen dem Start- und dem Zielpunkt festgelegt, so dass die Maschine einer vordefinierten Bahn folgt und uns die gewünschte Form und Präzision liefert. Es ist erwähnenswert, dass wir jede beliebige Bahn zuweisen können, wie z. B. eine gerade Linie, eine Kurve, einen unregelmäßigen Punkt usw., und das Steuerungssystem sorgt dafür, dass die Maschine dieser Bahn folgt. Eine Kurvenbahn wird für komplexe Vorgänge wie Schneiden, Schweißen, Fräsen und Dosieren verwendet.
Punkt-zu-Punkt: Wie der Name schon sagt, legt der Bediener bei der Punkt-zu-Punkt-Steuerung in der G-Code-Datei den Start- und Endpunkt fest, aber der Weg, den das Werkzeug wählt, wird von der Maschine bestimmt (meist die kürzeste Linie zwischen diesen Punkten). Das Punkt-zu-Punkt-System wird für einfache Aufgaben wie Pick & Place und Dispensen verwendet.

3. Anzahl der achsbasierten CNC-Steuerungssysteme

Das letzte, was das CNC-Steuerungssystem verwalten muss, ist die Bewegung des Werkzeugkopfes und manchmal des Werkstücks.

Je nach Anzahl der Achsen, die das Werkzeug bewegt, ändert sich auch das Steuerungssystem. Zum Beispiel,

2-Achsen-Kontrollsystem: In diesem Modus bewegt sich das Werkzeug nur entlang von 2 Achsen, nämlich X und Y; das bedeutet, dass sich das Werkzeug auf einer ebenen Fläche von Punkt A nach B (X-Achse) und dann von B nach C (Y-Achse) bewegt.
2-und-eine-halbe-Achse-Steuerungssystem: In diesem Modus bewegt das Werkzeug die X- und Y-Achse wie in einem 2-Achsen-System, erhält aber zusätzlich eine vertikale Achse Z. Es ist erwähnenswert, dass die Z-Achse in diesem System als halbe Achse bezeichnet wird, da sie sich nicht gleichzeitig mit der X- und Y-Achse bewegt.
3-Achsen-Steuerungssystem: Wie der Name schon sagt, können bei einem 3-Achsen-Steuerungssystem die horizontale X- und Y-Achse und die vertikale Z-Achse gleichzeitig arbeiten.
4-Achsen-Steuerungssystem: X-, Y- und Z-Achse, jeder kennt sie. Bei einer 4-Achsen-Steuerung wird eine der Achsen mit der Fähigkeit zur Drehung oder Winkelbewegung ausgestattet.
5-Achsen-Steuerungssystem: Auch bei der 5-Achsen-Steuerung gibt das Programm dem Werkzeug die Möglichkeit, sich entlang der X-, Y- und Z-Achse zu bewegen, wobei zwei der drei Achsen gedreht werden können (Drehung der X-Achse = C-Achse, Drehung der Y-Achse = B-Achse und Drehung der Z-Achse = A-Achse).

Je mehr Achsen eine Maschine hat, desto besser kann sie komplexe Vorgänge bearbeiten und präzise Produkte herstellen.

Die Kehrseite der Medaille ist, dass das Eingabeprogramm komplexer wird und es mehr bewegliche Teile gibt, um die man sich kümmern muss. Siehe die Unterschied zwischen 3-Achse und 5-Achse.

Schlussfolgerung

Kurz gesagt, ein CNC-Steuerungssystem ist eine Kombination aus Software und Hardware, die das Dateneingabeschleifensystem und den Weg des Werkzeugs verwaltet und die Bewegung entlang verschiedener Achsen koordiniert - es verwaltet alle drei gleichzeitig.

Darüber hinaus geben die Arten von Steuerungssystemen an, wie die Maschine all das macht und wie komplex das Steuerungssystem in Abhängigkeit von der Arbeit ist. Wird zum Beispiel ein offener oder ein geschlossener Regelkreis verwendet, ist der Werkzeugweg konturiert oder Punkt-zu-Punkt, und wie viele Achsen hat die Maschine?