ระบบ CNC ของเครื่องมือกล CNC
มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อกระบวนการของเครื่องมือกลซีเอ็นซี และเมื่อวิเคราะห์กระบวนการของชิ้นงาน ควรพิจารณาคุณลักษณะเฉพาะของเครื่องมือกลซีเอ็นซี โดยพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น การจัดเรียงเส้นทางการผลิตชิ้นส่วน การเลือกเครื่องมือกล การเลือกเครื่องมือตัด และการจับยึดชิ้นส่วน เครื่องมือกลซีเอ็นซีแต่ละชนิดจะสอดคล้องกับกระบวนการและชิ้นงานที่แตกต่างกัน การเลือกเครื่องมือกลที่เหมาะสมจึงกลายเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพและลดการลงทุนสำหรับองค์กร ระบบซีเอ็นซีของเครื่องมือกลซีเอ็นซีประกอบด้วยอุปกรณ์ซีเอ็นซี ระบบขับเคลื่อนป้อน (ชุดควบคุมอัตราป้อนและมอเตอร์เซอร์โว) ระบบขับเคลื่อนแกนหมุน (ชุดควบคุมความเร็วแกนหมุนและมอเตอร์แกนหมุน) และส่วนประกอบตรวจจับ เมื่อเลือกระบบซีเอ็นซี ควรพิจารณาเนื้อหาข้างต้นด้วย
1、การเลือกอุปกรณ์ CNC
(1) การเลือกประเภท
เลือกอุปกรณ์ CNC ให้เหมาะสมกับประเภทของเครื่องมือกล CNC โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์ CNC เหมาะสำหรับการกลึง การเจาะ การคว้าน การกัด การเจียร การปั๊ม และการตัดด้วยไฟฟ้า จึงควรเลือกให้เหมาะสม
(2) การเลือกประสิทธิภาพ
ประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ CNC ที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกันอย่างมาก เช่น จำนวนแกนควบคุม ได้แก่ แกนเดี่ยว, 2 แกน, 3 แกน, 4 แกน, 5 แกน และมากกว่า 10 หรือ 20 แกน มีแกนเชื่อมโยงตั้งแต่ 2 แกนขึ้นไป และความเร็วป้อนสูงสุดคือ 10 เมตร/นาที, 15 เมตร/นาที, 24 เมตร/นาที, 240 เมตร/นาที ความละเอียดคือ 0.01 มม., 0.001 มม. และ 0.0001 มม. ตัวบ่งชี้เหล่านี้แตกต่างกันและราคาก็แตกต่างกัน ควรขึ้นอยู่กับความต้องการที่แท้จริงของเครื่องมือกล ตัวอย่างเช่น สำหรับการกลึงทั่วไป ควรเลือกการควบคุม 2 หรือ 4 แกน (ตัวจับยึดเครื่องมือคู่) และสำหรับการกลึงชิ้นส่วนแบน ควรเลือกการเชื่อมต่อ 3 แกนหรือมากกว่า อย่ายึดติดกับระดับสูงสุดหรือใหม่ล่าสุด เลือกอย่างชาญฉลาด
(3) การเลือกฟังก์ชั่น
ระบบ CNC ของเครื่องมือกล CNC มีฟังก์ชันมากมาย ซึ่งรวมถึงฟังก์ชันพื้นฐาน ซึ่งเป็นฟังก์ชันสำคัญของอุปกรณ์ CNC และฟังก์ชันการเลือก (Selection Function) ซึ่งเป็นฟังก์ชันที่ผู้ใช้สามารถเลือกใช้ได้ ฟังก์ชันบางอย่างถูกเลือกเพื่อแก้ปัญหางานตัดเฉือนต่างๆ บางอย่างเพื่อปรับปรุงคุณภาพงานตัดเฉือน บางอย่างเพื่ออำนวยความสะดวกในการเขียนโปรแกรม และบางอย่างเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานและการบำรุงรักษา ฟังก์ชันการเลือกบางอย่างมีความเกี่ยวข้องกัน ซึ่งการเลือกตัวเลือกนี้จำเป็นต้องเลือกตัวเลือกอื่น ดังนั้น การเลือกควรพิจารณาจากข้อกำหนดการออกแบบของเครื่องมือกล อย่าเลือกฟังก์ชันมากเกินไปโดยไม่วิเคราะห์ และละเว้นฟังก์ชันที่เกี่ยวข้อง ซึ่งจะลดประสิทธิภาพของเครื่องมือกล CNC และทำให้เกิดความสูญเสียที่ไม่จำเป็น
ฟังก์ชันการเลือกมีตัวควบคุมแบบตั้งโปรแกรมได้สองประเภท ได้แก่ แบบในตัวและแบบแยกอิสระ ควรเลือกแบบภายในที่มีรุ่นแตกต่างกัน ประการแรก การเลือกควรพิจารณาจากจำนวนจุดสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตระหว่างอุปกรณ์ CNC และเครื่องมือกล จำนวนจุดที่เลือกควรมากกว่าจำนวนจุดจริงเล็กน้อย และอาจต้องใช้ประสิทธิภาพการควบคุมเพิ่มเติมและปรับเปลี่ยน ประการที่สอง จำเป็นต้องประมาณขนาดของโปรแกรมแบบต่อเนื่องและเลือกความจุของหน่วยความจำ ขนาดของโปรแกรมจะเพิ่มขึ้นตามความซับซ้อนของเครื่องมือกล และความจุของหน่วยความจำก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ควรเลือกให้เหมาะสมกับสถานการณ์ นอกจากนี้ยังมีข้อกำหนดทางเทคนิคต่างๆ เช่น เวลาประมวลผล ฟังก์ชันคำสั่ง ตัวจับเวลา ตัวนับ รีเลย์ภายใน ฯลฯ และปริมาณควรตรงตามข้อกำหนดการออกแบบด้วย
(4) การเลือกราคา
แต่ละประเทศและผู้ผลิตอุปกรณ์ CNC ต่างก็ผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันและมีราคาที่แตกต่างกันอย่างมาก การวิเคราะห์อัตราส่วนราคาประสิทธิภาพอย่างละเอียดโดยพิจารณาจากการเลือกประเภทการควบคุม ประสิทธิภาพ และฟังก์ชันการทำงาน เพื่อเลือกอุปกรณ์ CNC ที่มีอัตราส่วนราคาประสิทธิภาพสูงกว่า เพื่อลดต้นทุน
(5) การเลือกใช้บริการด้านเทคนิค
เมื่อเลือกอุปกรณ์ CNC ที่ตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิค ควรพิจารณาชื่อเสียงของผู้ผลิต คำแนะนำการใช้งานผลิตภัณฑ์และเอกสารอื่นๆ ครบถ้วนหรือไม่ และมีความเป็นไปได้ที่จะให้การฝึกอบรมแก่ผู้ใช้เกี่ยวกับการเขียนโปรแกรม การใช้งาน และการบำรุงรักษาหรือไม่ มีแผนกบริการทางเทคนิคเฉพาะทางที่ให้บริการอะไหล่ระยะยาวและบริการบำรุงรักษาที่ตรงเวลาเพื่อให้เกิดประโยชน์ทางเทคนิคและเศรษฐกิจสูงสุดหรือไม่
2、 การเลือกไดรฟ์ฟีด
(1) ควรให้ความสำคัญกับการใช้มอเตอร์เซอร์โว AC
เนื่องจากเมื่อเทียบกับมอเตอร์ DC แล้ว มอเตอร์ชนิดนี้จะมีแรงเฉื่อยของโรเตอร์น้อยกว่า ตอบสนองไดนามิกได้ดีกว่า มีกำลังเอาต์พุตสูงกว่า ความเร็วสูงกว่า โครงสร้างเรียบง่ายกว่า ต้นทุนต่ำกว่า และมีสภาพแวดล้อมการใช้งานที่ไม่จำกัด
(2) คำนวณเงื่อนไขโหลด
เลือกคุณลักษณะของมอเตอร์เซอร์โวที่เหมาะสมโดยคำนวณเงื่อนไขโหลดที่ใช้กับเพลามอเตอร์อย่างถูกต้อง
(3) เลือกหน่วยควบคุมความเร็วที่สอดคล้องกัน
ผู้ผลิตไดรฟ์ฟีดจัดเตรียมชุดผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์สำหรับหน่วยควบคุมอัตราการป้อนและมอเตอร์เซอร์โวที่ผลิต ดังนั้นหลังจากเลือกมอเตอร์เซอร์โวแล้ว ให้เลือกหน่วยควบคุมความเร็วที่สอดคล้องกันตามคู่มือผลิตภัณฑ์
3、 การเลือกไดรฟ์แกนหมุน
(1) ควรให้ความสำคัญกับมอเตอร์สปินเดิลกระแสหลัก
เนื่องจากไม่มีข้อจำกัดด้านการสับเปลี่ยน ความเร็วสูง และความจุขนาดใหญ่เหมือนมอเตอร์สปินเดิลแบบ DC จึงสามารถควบคุมความเร็วคงที่ได้หลากหลาย เสียงรบกวนต่ำ และราคาถูก ปัจจุบัน เครื่องมือกลซีเอ็นซีทั่วโลกกว่า 85% ใช้ระบบขับเคลื่อนสปินเดิลแบบ AC
(2) เลือกมอเตอร์แกนหมุนตามความต้องการ
① คำนวณกำลังตัดตามเครื่องมือกลต่าง ๆ และมอเตอร์ที่เลือกควรตรงตามข้อกำหนดนี้ ② คำนวณตามเวลาเร่งและลดความเร็วของแกนหมุนที่ต้องการว่ากำลังมอเตอร์ไม่ควรเกินกำลังขับสูงสุดของมอเตอร์ ③ ในสถานการณ์ที่ต้องสตาร์ทและเบรกแกนหมุนบ่อยครั้ง จะต้องคำนวณกำลังเฉลี่ย และค่าของกำลังเฉลี่ยจะต้องไม่เกินกำลังขับที่กำหนดอย่างต่อเนื่องของมอเตอร์ ④ ในสถานการณ์ที่ต้องควบคุมพื้นผิวอย่างต่อเนื่อง ผลรวมของกำลังตัดที่จำเป็นสำหรับการควบคุมความเร็วพื้นผิวอย่างต่อเนื่องและกำลังที่จำเป็นสำหรับการเร่งความเร็วควรอยู่ในช่วงกำลังที่มอเตอร์สามารถให้ได้
(3) เลือกหน่วยควบคุมความเร็วแกนหมุนที่สอดคล้องกัน
ผู้ผลิตไดรฟ์แกนหมุนมีชุดผลิตภัณฑ์ครบชุดสำหรับชุดควบคุมความเร็วแกนหมุนและมอเตอร์แกนหมุนที่ผลิต ดังนั้น หลังจากเลือกมอเตอร์แกนหมุนแล้ว เราจึงเลือกชุดควบคุมความเร็วแกนหมุนที่เหมาะสมตามคู่มือผลิตภัณฑ์
(4) เลือกวิธีการควบคุมทิศทาง
เมื่อต้องการควบคุมทิศทางของแกนหมุน สามารถเลือกตัวเข้ารหัสตำแหน่งหรือเซนเซอร์แม่เหล็กได้ตามสถานการณ์จริงของเครื่องมือกลเพื่อให้ควบคุมทิศทางของแกนหมุนได้
4、 การเลือกส่วนประกอบการตรวจจับ
(1) เลือกวิธีการวัด
ตามรูปแบบการควบคุมตำแหน่งของระบบ CNC การเคลื่อนที่เชิงเส้นของเครื่องมือกลจะถูกวัดโดยตรงหรือโดยอ้อม และเลือกใช้อุปกรณ์ตรวจจับเชิงเส้นหรือแบบหมุน ปัจจุบันเครื่องมือกล CNC ใช้ระบบควบคุมแบบกึ่งปิดวงกว้าง โดยใช้อุปกรณ์วัดมุมแบบหมุน (หม้อแปลงแบบหมุน และตัวเข้ารหัสพัลส์)
(2) พิจารณาความแม่นยำและความเร็วในการตรวจจับ
ตามความต้องการของเครื่องมือกลซีเอ็นซี ไม่ว่าจะเป็นการตรวจจับความแม่นยำหรือความเร็ว การเลือกอุปกรณ์ตรวจจับตำแหน่งหรือความเร็ว (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทดสอบ, เอ็นโค้ดเดอร์พัลส์) โดยทั่วไป เครื่องมือกลขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบให้ตรงตามข้อกำหนดด้านความเร็ว ในขณะที่เครื่องมือกลที่มีความแม่นยำสูงและเครื่องมือกลขนาดเล็กและขนาดกลางส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบให้ตรงตามข้อกำหนดด้านความแม่นยำ ความละเอียดของส่วนประกอบตรวจจับที่เลือกโดยทั่วไปจะสูงกว่าความแม่นยำของการตัดเฉือนหนึ่งลำดับ
(3) เลือกตัวเข้ารหัสพัลส์ที่มีข้อกำหนดที่สอดคล้องกัน
เลือกคุณลักษณะเฉพาะที่สอดคล้องกันของตัวเข้ารหัสพัลส์ตามระยะพิทช์ของบอลสกรูของเครื่องมือกล CNC ความเร็วการเคลื่อนที่ขั้นต่ำของระบบ CNC ตัวคูณคำสั่ง และตัวคูณการตรวจจับ
(4) พิจารณาวงจรอินเทอร์เฟซ
เมื่อเลือกส่วนประกอบการตรวจจับ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่าอุปกรณ์ CNC นั้นมีวงจรอินเทอร์เฟซที่สอดคล้องกัน