Wat is een CNC-besturingssysteem?
Voordat we de soorten CNC-besturingssystemen bespreken, moeten we eerst begrijpen wat een CNC is;
"De term CNC staat voor Computer Numerical Control, wat betekent dat een machine wordt bestuurd door computersoftware om deze automatisch te laten werken, zonder dat er een menselijke operator aan te pas komt. Software en hardware die het hele proces besturen wordt dus een CNC-besturingssysteem genoemd." Meer informatie wat CNC productie is.
CNC machines worden meestal gebruikt in de industrie, maar sinds kort zijn ze erg bekend onder jongeren in de vorm van 3D printers, die worden gebruikt om verschillende producten te maken van filamenten.
Het is belangrijk op te merken dat het CNC-besturingssysteem de behoefte aan menselijke operators minimaliseert, maar tot op zekere hoogte hangt dit af van de machine. Sommige machines hebben bijvoorbeeld af en toe een menselijke hulp nodig, terwijl andere machines al het werk zelf doen.
Soorten CNC-besturingssystemen
In de wereld van CNC machines variëren hun structuur en functie. Ze worden gebruikt om carrosserieplaten te buigen, producten te verven, dingen op te tillen en neer te zetten, voorwerpen te extruderen, bouten aan te draaien en nog veel meer.
Het CNC-besturingssysteem of de software die wordt gebruikt om deze machines te besturen, is dus ook zeer wijdverspreid. De drie belangrijkste parameters die in elk besturingssysteem zijn geïntegreerd, worden hieronder besproken;
- Terugkoppellus CNC-besturingssysteem
- CNC-besturingssysteem op basis van motion
- Aantal CNC-besturingssystemen op basis van assen
1. Terugkoppellus CNC-besturingssysteem
Het eerste wat logisch is, is dat een machine via een instructie ( G-code bestand ) moet worden geïnstrueerd om aan een specifieke taak of product te werken.
Dus wanneer een operator een instructiebestand naar het moederbord van de machine stuurt, stuurt het de commando's naar de gereedschappen om hun beweging en snelheid te regelen. Nu wordt het lussysteem erbij betrokken;
- Open-lussysteem: In dit type besturingssysteem krijgt het moederbord van de machine slechts enkele instructies en stuurt het moederbord vervolgens de signalen naar de machineonderdelen zonder de toestand van de machine te kennen, zoals een defect, ontbrekende onderdelen, enz. Er is geen terugkoppelingsmechanisme in het Open-lus systeem.
- Gesloten lussysteem: In dit besturingssysteem krijgt het moederbord, nadat het G-code-bestand naar het moederbord is gestuurd, feedback van de machine en maakt dan realtime aanpassingen in het programma, zodat het uiteindelijke werk foutloos is. In een gesloten-lussysteem is er een analoge/digitale sensor die de beweging en snelheid van het gereedschap tijdens de bewerking in de gaten houdt.
2. Op beweging gebaseerd CNC-besturingssysteem
Je moet dus begrijpen hoe het G-codebestand/de instructie in de machine wordt ingevoerd en hoe het lussysteem helpt om die opdrachten op te leggen. Nu is het tijd om te leren welk pad een gereedschap kiest voor een specifieke bewerking.
Laten we bijvoorbeeld zeggen dat we tussen de punten A en B willen snijden, dus de vraag is welk pad het gereedschap kiest, omdat dit ook aan het systeem verteld moet worden.
In het CNC-besturingssysteem op basis van motion zijn er 2 bekende gereedschapspaden;
- Contouren: In dit besturingssysteem worden kleine punten gespecificeerd tussen het begin- en eindpunt, zodat de machine een vooraf gedefinieerd pad volgt en ons de vereiste vorm en precisie geeft. We kunnen elk pad toewijzen, zoals een rechte lijn, kromme, onregelmatig punt enzovoort, en het besturingssysteem zorgt ervoor dat de machine dat pad volgt. Een baanpad wordt gebruikt voor complexe bewerkingen, zoals snijden, lassen, frezen en doseren.
- Point-to-Point: Zoals de naam al aangeeft, bepaalt de operator in het G-code bestand het begin- en eindpunt van het Point-to-Point besturingssysteem, maar het pad dat het gereedschap kiest, wordt bepaald door de machine (meestal de kortste lijn tussen deze punten). Het Point-to-Point systeem wordt gebruikt voor eenvoudige taken zoals pick & place en doseren.
3. Aantal CNC-besturingssystemen op basis van assen
Het laatste dat de CNC-besturing dus moet regelen, is de beweging van de gereedschapskop en soms het werkstuk.
Afhankelijk van het aantal assen dat het gereedschap beweegt, wordt ook het besturingssysteem gewijzigd. Bijvoorbeeld,
- 2-assig besturingssysteem: In deze modus beweegt het gereedschap langs slechts 2 assen, namelijk X en Y; dit betekent dat op een vlak oppervlak het gereedschap van punt A naar B beweegt (X-as) en vervolgens van B naar C (Y-as).
- 2-en-halfassig besturingssysteem: In deze modus beweegt het gereedschap de X- en Y-as op dezelfde manier als in een 2-assig systeem, maar krijgt het ook een extra verticale as Z. Het is vermeldenswaard dat de Z-as in dit systeem de halve as wordt genoemd omdat deze niet tegelijkertijd met de X- en Y-as beweegt.
- 3-assig besturingssysteem: Zoals de naam al zegt, kunnen bij een 3-assig besturingssysteem de horizontale X- en Y-as en de verticale Z-as gelijktijdig werken.
- 4-assig besturingssysteem: X-, Y- en Z-as kent iedereen. In een 4-assig besturingssysteem krijgt een van de assen de mogelijkheid tot rotatie of hoekverplaatsing.
- 5-assig besturingssysteem: Op dezelfde manier geeft het programma in de 5-assige besturing het gereedschap de mogelijkheid om te bewegen langs de X-, Y- en Z-as met rotaties langs twee van de drie assen ( X-as rotatie = C-as, Y-as rotatie = B-as en Z-as rotatie = A-as ).
Hoe meer assen een machine heeft, hoe beter ze complexe bewerkingen kan uitvoeren en precieze producten kan maken.
Maar de keerzijde is dat het invoerprogramma complexer wordt en er meer bewegende delen zijn om voor te zorgen. Zie de verschil tussen 3-assen en 5-assig.
Conclusie
Kortom, een CNC-besturingssysteem is een combinatie van software en hardware die de gegevensinvoer beheert, het pad dat het gereedschap aflegt en de beweging langs de verschillende assen coördineert - het beheert alle 3 tegelijk.
Verder geven de soorten besturingssystemen aan hoe de machine dat allemaal doet en hoe complex het besturingssysteem is op basis van het werk. Gebruikt de machine bijvoorbeeld een open of gesloten lus, is het gereedschapspad contourrijk of point-to-point en hoeveel assen heeft de machine?