tidak
(Kontrol Numerik, disebut sebagai CNC) mengacu pada penggunaan informasi digital diskrit untuk mengontrol pengoperasian mesin dan perangkat lain, yang hanya dapat diprogram oleh operator sendiri.
CNC
Aplikasi teknologi CNC
Perkembangan teknologi CNC yang cukup pesat telah sangat meningkatkan produktivitas pengolahan cetakan. Diantaranya, CPU dengan kecepatan komputasi yang lebih cepat merupakan inti dari perkembangan teknologi CNC. Peningkatan CPU tidak hanya peningkatan kecepatan komputasi, tetapi kecepatan itu sendiri juga melibatkan peningkatan teknologi CNC di aspek lainnya. Justru karena teknologi CNC telah mengalami perubahan besar dalam beberapa tahun terakhir, maka patutlah kita meninjau penerapan teknologi CNC saat ini dalam industri pembuatan cetakan.
Waktu Pemrosesan Blok Program dan Lainnya Seiring dengan meningkatnya kecepatan pemrosesan CPU dan produsen CNC menerapkan CPU berkecepatan tinggi pada sistem CNC yang sangat terintegrasi, kinerja CNC telah meningkat secara signifikan. Sistem yang lebih responsif dan responsif menghasilkan lebih dari sekedar kecepatan pemrosesan program yang lebih tinggi. Faktanya, sistem yang dapat memproses program bagian dengan kecepatan yang relatif tinggi juga dapat beroperasi seperti sistem pemrosesan yang lambat, karena bahkan sistem CNC yang berfungsi penuh memiliki beberapa potensi masalah yang mungkin menjadi keterbatasan. Kemacetan kecepatan pemrosesan.
Saat ini, sebagian besar pabrik cetakan menyadari bahwa pemesinan berkecepatan tinggi memerlukan lebih dari sekadar waktu pemrosesan program pemesinan yang singkat. Dalam banyak hal, situasinya mirip dengan mengendarai mobil balap. Apakah mobil tercepat selalu memenangkan perlombaan? Bahkan penonton sesekali balapan mobil mengetahui bahwa ada banyak faktor selain kecepatan yang mempengaruhi hasil balapan.
Pertama-tama, pengetahuan pengemudi tentang lintasan itu penting: ia harus mengetahui di mana letak tikungan tajam agar dapat memperlambat kecepatan dengan tepat dan melewatinya dengan aman dan efisien. Dalam proses pemrosesan cetakan dengan kecepatan umpan tinggi, teknologi pemantauan lintasan yang akan diproses di CNC dapat memperoleh informasi tentang munculnya kurva tajam terlebih dahulu, dan fungsi ini memainkan peran yang sama.
Demikian pula, respons pengemudi terhadap pergerakan dan ketidakpastian pengemudi lainnya serupa dengan jumlah umpan balik servo di CNC. Umpan balik servo di CNC terutama mencakup umpan balik posisi, umpan balik kecepatan, dan umpan balik saat ini.
Saat seorang pengemudi berkendara di trek, konsistensi gerakannya dan apakah ia dapat mengerem dan berakselerasi dengan baik mempunyai pengaruh yang sangat penting terhadap performa pengemudi di tempat. Demikian pula, fungsi akselerasi/deselerasi berbentuk lonceng dan fungsi pemantauan lintasan yang akan diproses pada sistem CNC menggunakan akselerasi/deselerasi lambat alih-alih perubahan kecepatan mendadak untuk memastikan akselerasi mulus pada peralatan mesin.
Selain itu, terdapat kesamaan lain antara mobil balap dan sistem CNC. Kekuatan mesin balap mirip dengan perangkat penggerak CNC dan motor. Bobot mobil balap sebanding dengan bobot komponen bergerak pada peralatan mesin. Kekakuan dan kekuatan mobil balap mirip dengan kekuatan dan kekakuan peralatan mesin. Kemampuan CNC untuk memperbaiki kesalahan spesifik jalur sangat mirip dengan kemampuan pengemudi untuk menjaga mobil tetap pada jalurnya.
Situasi lain yang serupa dengan CNC saat ini adalah bahwa mobil balap yang bukan yang tercepat seringkali membutuhkan pengemudi dengan keterampilan yang komprehensif. Di masa lalu, hanya CNC kelas atas yang dapat memastikan akurasi pemesinan tinggi saat memotong dengan kecepatan tinggi. Saat ini, CNC kelas menengah dan bawah memiliki kemampuan untuk menyelesaikan pekerjaan dengan memuaskan. Meskipun CNC kelas atas memiliki performa terbaik yang ada saat ini, ada kemungkinan juga bahwa CNC kelas bawah yang Anda gunakan memiliki karakteristik pemrosesan yang sama dengan CNC kelas atas pada produk serupa. Di masa lalu, faktor yang membatasi kecepatan pengumpanan maksimum untuk pemrosesan cetakan adalah CNC, namun saat ini faktor tersebut adalah struktur mekanis peralatan mesin. Ketika peralatan mesin sudah berada pada batas kinerjanya, CNC yang lebih baik tidak akan meningkatkan kinerja lebih jauh lagi. Karakteristik Intrinsik Sistem Gambar CNC
Berikut ini adalah beberapa karakteristik dasar CNC pada proses pengolahan cetakan saat ini:
1. Interpolasi B-spline rasional tidak seragam (NURBS) pada permukaan lengkung
Teknologi ini menggunakan interpolasi sepanjang kurva, bukan menggunakan rangkaian garis lurus pendek agar sesuai dengan kurva. Penerapan teknologi ini sudah menjadi hal yang lumrah. Banyak perangkat lunak CAM yang saat ini digunakan dalam industri cetakan menyediakan opsi untuk menghasilkan program bagian dalam format interpolasi NURBS. Pada saat yang sama, CNC yang kuat juga menyediakan fungsi interpolasi lima sumbu dan fitur terkait. Properti ini meningkatkan kualitas penyelesaian permukaan, meningkatkan pengoperasian motor yang lebih halus, meningkatkan kecepatan pemotongan, dan memungkinkan program komponen yang lebih kecil.
2. Unit instruksi yang lebih kecil
Kebanyakan sistem CNC mengirimkan instruksi gerakan dan posisi ke spindel peralatan mesin dalam satuan tidak kurang dari 1 mikron. Setelah memanfaatkan sepenuhnya peningkatan kekuatan pemrosesan CPU, unit instruksi terkecil dari beberapa sistem CNC bahkan dapat mencapai 1 nanometer (0.000001mm). Setelah unit perintah dikurangi 1000 kali lipat, akurasi pemrosesan yang lebih tinggi dapat diperoleh dan motor dapat berjalan lebih lancar. Kelancaran pengoperasian motor memungkinkan beberapa peralatan mesin bekerja pada akselerasi yang lebih tinggi tanpa meningkatkan getaran unggun.
3. Akselerasi/deselerasi kurva lonceng
Disebut juga akselerasi/deselerasi kurva S, atau kontrol perayapan. Dibandingkan dengan metode percepatan linier, metode ini dapat mencapai efek percepatan peralatan mesin yang lebih baik. Dibandingkan dengan metode percepatan lainnya, termasuk metode linier dan eksponensial, metode kurva berbentuk lonceng dapat menghasilkan kesalahan penentuan posisi yang lebih kecil.
4. Pemantauan track yang akan diproses
Teknologi ini digunakan secara luas dan memiliki banyak perbedaan kinerja yang membedakan cara kerjanya pada sistem kendali kelas bawah dengan cara kerjanya pada sistem kendali kelas atas. Secara umum, CNC menerapkan pra-pemrosesan program melalui pemantauan lintasan pemesinan untuk memastikan kontrol akselerasi/deselerasi yang lebih baik. Bergantung pada kinerja CNC yang berbeda, jumlah blok program yang diperlukan untuk memantau lintasan yang akan diproses berkisar antara dua hingga ratusan, yang terutama bergantung pada waktu pemrosesan minimum program bagian dan konstanta waktu akselerasi/deselerasi. Secara umum, untuk memenuhi persyaratan pemrosesan, diperlukan setidaknya lima belas blok program pemantauan lintasan yang akan diproses.
5. Kontrol servo digital
Perkembangan sistem servo digital begitu pesat sehingga sebagian besar produsen peralatan mesin memilih sistem ini sebagai sistem kendali servo pada peralatan mesin. Setelah menggunakan sistem ini, CNC dapat mengontrol sistem servo lebih tepat waktu, dan kendali CNC terhadap peralatan mesin juga menjadi lebih tepat.
Fungsi sistem servo digital adalah sebagai berikut:
1) Kecepatan pengambilan sampel loop arus akan ditingkatkan, ditambah dengan peningkatan kontrol loop arus, sehingga mengurangi kenaikan suhu motor. Dengan cara ini, umur motor tidak hanya dapat diperpanjang, tetapi panas yang ditransfer ke sekrup bola juga dapat dikurangi, sehingga meningkatkan keakuratan sekrup. Selain itu, meningkatkan kecepatan pengambilan sampel juga dapat meningkatkan perolehan putaran kecepatan, yang membantu meningkatkan kinerja peralatan mesin secara keseluruhan.
2) Karena banyak CNC baru menggunakan urutan kecepatan tinggi untuk terhubung ke loop servo, CNC dapat memperoleh lebih banyak informasi kerja tentang motor dan perangkat penggerak melalui tautan komunikasi. Hal ini meningkatkan kinerja pemeliharaan peralatan mesin.
3) Umpan balik posisi berkelanjutan memungkinkan pemesinan presisi tinggi pada kecepatan tinggi. Percepatan kecepatan operasi CNC membuat tingkat umpan balik posisi menjadi hambatan yang membatasi kecepatan pengoperasian peralatan mesin. Dalam metode umpan balik tradisional, seiring dengan perubahan kecepatan pengambilan sampel encoder eksternal CNC dan peralatan elektronik, kecepatan umpan balik dibatasi oleh jenis sinyal. Dengan menggunakan umpan balik serial, masalah ini akan terpecahkan dengan baik. Akurasi umpan balik yang tepat dapat dicapai bahkan ketika peralatan mesin bekerja pada kecepatan yang sangat tinggi.
6. Motor linier
Dalam beberapa tahun terakhir, kinerja dan popularitas motor linier telah meningkat secara signifikan, sehingga banyak pusat permesinan yang mengadopsi perangkat ini. Hingga saat ini, Fanuc telah memasang setidaknya 1,000 motor linier. Beberapa teknologi canggih GE Fanuc memungkinkan motor linier pada peralatan mesin memiliki gaya keluaran maksimum sebesar 15.500N dan akselerasi maksimum sebesar 30g. Penerapan teknologi canggih lainnya telah mengurangi ukuran dan berat peralatan mesin serta meningkatkan efisiensi pendinginan secara signifikan. Semua kemajuan teknologi ini memberikan keuntungan yang lebih besar pada motor linier dibandingkan motor putar: tingkat akselerasi/deselerasi yang lebih tinggi; kontrol posisi yang lebih akurat, kekakuan yang lebih tinggi; keandalan yang lebih tinggi; gerakan pengereman dinamis internal.
Fitur tambahan eksternal: Buka sistem CNC
Peralatan mesin yang menggunakan sistem CNC terbuka berkembang pesat. Kecepatan komunikasi sistem komunikasi yang tersedia saat ini relatif tinggi, mengakibatkan munculnya berbagai jenis struktur CNC terbuka. Kebanyakan sistem terbuka menggabungkan keterbukaan PC standar dengan fungsionalitas CNC tradisional. Manfaat terbesar dari hal ini adalah meskipun perangkat keras peralatan mesin menjadi usang, CNC terbuka masih memungkinkan kinerjanya berubah seiring dengan teknologi dan persyaratan pemrosesan yang ada. Fungsi lain dapat ditambahkan ke Open CNC dengan bantuan perangkat lunak lain. Sifat-sifat ini mungkin terkait erat dengan pemrosesan cetakan, atau tidak ada hubungannya dengan pemrosesan cetakan. Biasanya, sistem CNC terbuka yang digunakan di toko cetakan memiliki opsi fungsi umum berikut:
Komunikasi online yang murah;
Ethernet;
Fungsi kontrol adaptif;
Antarmuka untuk pembaca kode batang, pembaca nomor seri alat dan/atau sistem nomor seri palet;
Kemampuan untuk menyimpan dan mengedit sejumlah besar bagian program;
Pengumpulan informasi pengendalian program yang tersimpan;
Fungsi pemrosesan file;
Integrasi teknologi CAD/CAM dan perencanaan lokakarya;
Antarmuka operasi universal.
Poin terakhir ini sangatlah penting. Karena ada peningkatan permintaan akan CNC yang mudah dioperasikan dalam pemrosesan cetakan. Dalam konsep ini, hal terpenting adalah CNC yang berbeda memiliki antarmuka operasi yang sama. Secara umum, operator peralatan mesin yang berbeda harus dilatih secara terpisah karena jenis peralatan mesin yang berbeda, serta peralatan mesin yang diproduksi oleh pabrikan yang berbeda, menggunakan antarmuka CNC yang berbeda. Sistem CNC terbuka menciptakan peluang bagi seluruh bengkel untuk menggunakan antarmuka kontrol CNC yang sama.
Sekarang, pemilik peralatan mesin dapat merancang antarmuka mereka sendiri untuk pengoperasian CNC meskipun mereka tidak mengetahui bahasa C. Selain itu, pengontrol sistem terbuka memungkinkan mode pengoperasian mesin yang berbeda diatur sesuai kebutuhan individu. Hal ini memungkinkan operator, pemrogram, dan personel pemeliharaan untuk mengonfigurasi pengaturan sesuai dengan kebutuhan mereka. Saat digunakan, hanya informasi spesifik yang mereka perlukan yang muncul di layar. Mengadopsi metode ini dapat mengurangi tampilan halaman yang tidak perlu dan membantu menyederhanakan pengoperasian CNC.
Pemesinan lima sumbu
Dalam proses pembuatan cetakan yang kompleks, penerapan pemesinan lima sumbu semakin meluas. Dengan menggunakan pemesinan lima sumbu, jumlah perkakas atau/dan peralatan mesin yang diperlukan untuk memproses suatu komponen dapat dikurangi. Jumlah peralatan yang diperlukan untuk proses pemesinan akan diminimalkan, sementara total waktu pemesinan juga berkurang. CNC menjadi semakin mampu, memungkinkan produsen CNC menawarkan lebih banyak fitur lima sumbu.
Fungsi-fungsi yang sebelumnya hanya tersedia pada CNC kelas atas kini juga digunakan pada produk kelas menengah. Bagi pabrikan yang belum pernah menggunakan teknologi pemesinan lima sumbu, penerapan fitur ini membuat pemesinan lima sumbu menjadi lebih mudah. Penerapan teknologi CNC terkini pada pemesinan lima sumbu memberikan keuntungan berikut pada pemesinan lima sumbu:
Mengurangi kebutuhan akan alat khusus;
Memungkinkan offset pahat diatur setelah menyelesaikan program bagian;
Mendukung desain program universal sehingga program pasca-pemrosesan dapat digunakan secara bergantian antara peralatan mesin yang berbeda;
Meningkatkan kualitas hasil akhir;
Dapat digunakan untuk peralatan mesin dengan struktur berbeda, sehingga tidak perlu menunjukkan dalam program apakah spindel atau benda kerja berputar mengelilingi titik tengah. Karena ini akan diselesaikan dengan parameter CNC.
Kita dapat menggunakan contoh kompensasi pemotong penggilingan bola untuk mengilustrasikan mengapa lima sumbu sangat cocok untuk pemrosesan cetakan. Untuk mengkompensasi offset pemotong penggilingan bola secara akurat ketika bagian dan pahat berputar di sekitar sumbu poros tengah, CNC harus dapat secara dinamis menyesuaikan jumlah kompensasi pahat dalam arah X, Y, dan Z. Menjamin kesinambungan titik kontak pemotongan alat bermanfaat untuk meningkatkan kualitas finishing.
Selain itu, penggunaan CNC lima sumbu mencakup fitur yang terkait dengan memutar pahat di sekitar poros, fitur yang terkait dengan memutar bagian di sekitar poros, dan fitur yang memungkinkan operator mengubah vektor pahat secara manual.
Jika sumbu tengah pahat digunakan sebagai sumbu putaran, maka offset panjang pahat asli pada arah sumbu Z akan dibagi menjadi komponen-komponen pada arah X, Y, dan Z. Selain itu, offset diameter pahat asli pada arah sumbu X dan Y juga dibagi menjadi tiga komponen pada arah sumbu X, Y dan Z. Karena dalam teknik pemotongan, pahat dapat melakukan pergerakan umpan sepanjang arah sumbu rotasi, semua offset ini harus diperbarui secara dinamis untuk memperhitungkan orientasi pahat yang terus berubah.
Fitur CNC lainnya yang disebut "pemrograman titik pusat alat" memungkinkan pemrogram menentukan jalur dan kecepatan titik pusat alat. CNC memastikan pahat bergerak sesuai program melalui perintah searah sumbu rotasi dan sumbu linier. Fitur ini mencegah titik tengah pahat berubah seiring pergantian pahat. Artinya, pada pemesinan lima sumbu, offset pahat dapat langsung dimasukkan seperti pemesinan tiga sumbu, dan juga dapat dijelaskan melalui program pasca lainnya. Perubahan panjang alat. Fitur memutar spindel untuk mewujudkan sumbu gerak menyederhanakan pasca-pemrosesan pemrograman alat.
Dengan menggunakan fungsi yang sama, perkakas mesin juga dapat memperoleh gerak rotasi dengan memutar benda kerja di sekitar sumbu poros tengah. CNC yang baru dikembangkan dapat secara dinamis menyesuaikan offset tetap dan memutar sumbu koordinat agar sesuai dengan pergerakan bagian. Ketika operator menggunakan metode manual untuk mencapai pengumpanan peralatan mesin yang lambat, sistem CNC juga memainkan peran penting. Sistem CNC yang baru dikembangkan juga memungkinkan sumbu untuk bergerak perlahan ke arah vektor pahat, dan juga memungkinkan arah vektor ujung pahat diubah tanpa mengubah posisi ujung pahat (lihat ilustrasi di atas).
Fitur-fitur ini memungkinkan operator dengan mudah menggunakan metode pemrograman 3+2 yang saat ini banyak digunakan dalam industri cetakan saat menggunakan peralatan mesin lima sumbu. Namun, seiring dengan dikembangkan dan diterimanya kemampuan pemesinan lima sumbu baru secara bertahap, mesin pengolah cetakan lima sumbu yang sebenarnya mungkin menjadi lebih umum.
