CNC Машин Тоног: PROFINET Серво Хөдөлгүүр Олон Тэнхлэгт Машинчлалын Нарийвчлалыг Дээшлүүлнэ
CNC Олон Тэнхлэгийн Боловсруулалтын Тойм ба Серво Хөдөлгүүрийн Шаардлага
CNC Олон Тэнхлэгийн Боловсруулалтын Хөгжил ба Үндсэн Шаардлага
Совремын үйлдвэрлэлийн үндсийг бүрдүүлэгч CNC төвөөс, нэг тэнхлэгтэйгоос олон тэнхлэгт машинд эрэлхигдэлтэй болох хүртэл дахин давтан шинэчлэгдсэн. Олон тэнхлэгт машин (ихэвчлэн 3-5 тэнхлэг, эсвэл түүнээс дээш) нь нисэх онгоцны бүтэц, нарийн загвар зэрэг нарийн хэсгүүдийг нэг удаагийн барих, нэгэн зэрэг хэлбэржүүлэх боломжийг олгодог. Энэ технологи нь боловсруулалтын үр ашгийг эрс сайжруулахад нэмэлтээр серво хөдөлгүүрийн системийн координаци, нарийвчлал, тогтвортой байдлын хувьд илүү өндөр шаардлагыг тавьдаг. Гурван чухал шаардлага: олон тэнхлэгт хөдөлгөөний цаг хугацааны зөрүүг зогсоохын тулд маш хурдан холбооны хариу үйлдэл, микрон түвшний нарийвчлал шаардсан боловсруулалтанд нийцэх өндөр нарийвчлалтай хөдөлгөөний удирдлага, тасралтгүй үйлдвэрлэлийг хангах найдвартай алдаа тэсвэрт чадал.
Яагаад PROFINET серво хөдөлгүүр өндөр түвшний CNC-ийн төв болсон бэ
CNC машин тоноглолын хувьд уламжлалт серво хөдөлгүүрийн системүүд нь ихэвчлэн импульсийн удирдлагын горимыг ашигладаг бөгөөд холбооны саатал их, зэрэгцээ удирдаж чадах тэнхлэгийн тоо хязгаарлагдмал, нарийн огтлолцолтыг хэрэгжүүлэхэд хэцүү зэрэг дутагдалтай талуудтай. Industry 4.0-ийн хөгжил, иргэний интернетийн тархалттай зэрэгцэж PROFINET нь өндөр үзүүлэлттэй цаг үедээ ажиллах Ethernet стандарт болон хөдөлгүүрийн системд өргөнөөр хэрэглэгдэж эхэлсэн. PROFINET серво хөдөлгүүрүүд өндөр нийцэлтэй (highcompatibility) ба гайхалтай цаг үедээ ажиллах чадварын благодаряс уламжлалт системийн асуудлуудыг бүрэн шийдвэрлэдэг. Эдгээр нь гол CNC контроллертэй урвуугүй холбогдох боломжтой бөгөөд олон тэнхлэгийн зэрэгцээ удирдлагыг дэмждэг бөгөөд өндөр түвшний CNC машин тоноглолын цөм хүчний бүрэлдэхүүн хэсэг болсон.
CNC боловсруулалтанд зориулсан PROFINET серво хөдөлгүүрийн үндсэн давуу талууд
Өндөр түвшний CNC машинд PROFINET серво хөдөлгүүр нь олон тэнхлэгт координатын удирдлагыг шинэчилсэн. Маш богино 250μs-ийн холбооны мөчлөгтэй байх нь 8 тэнхлэг болон түүнээс дээш тэнхлэгийн хамгийн нарийвчлалтай зэрэгцээ хөдөлгөөнийг дэмждэг бөгөөд уламжлалт импульсийн удирдлагын онцлог дутагдал болох дохионы саатлыг арилгадаг. DS402 стандартын телеграммыг ашиглан эдгээр хөдөлгүүрүүд нарийвчлалтай интерполяцийн хөдөлгөөнийг гүйцэтгэж, фрезерлэх нарийвчлалыг ±0.005 мм-ийн дотор багасгадаг. Цагираг топологийн загвар нь автоматаар доголдол солих боломжийг олгох бөгөөд машинд суурилсан төвүүдийн 24/7 тасралтгүй ажиллагааг хангана. PLCopen хөдөлгөөний удирдлагын нөөцийн хамт цаг үеийн тэнхлэгийн хөдөлгөөний өгөгдлүүд нь таван тэнхлэгт фрезерлэх гадаргуугийн нарийвчлалыг 30%-иар сайжруулдаг бөгөөд энэ нь агаарын болон нисэх онгоцны деталийг үйлдвэрлэх үндсэн шийдэл болсон.
CNC-д зориулсан PROFINET серво хөдөлгүүрийн гол үзүүлэлт
Маш хурдан цаг үеийн холбоо: Олон тэнхлэгт зэрэгцээ ажиллах үндэс
Коммуникацийн мөчлөг нь CNC төхөөрөмжийн олон тэнхлэгийн синхрончлолд нөлөөлөх гол хүчин зүйл юм. Традицийн импульсийн удирдлагаар холбооны хугацаа алдалт нь аравтын миллисекундын хэмжээтэй байдаг бөгөөд хэд хэдэн тэнхлэг зэрэг хөдлөх үед хуримтлагдсан алдаа үүсгэж, боловсруулалтын гадаргуугийн чанарыг муутгахад хүргэдэг. PROFINET серво хөдөлгүүрүүд нь IEEE 1588 PTP нарийвчлалтай цагийн синхрончлол дээр суурилсан бодит цагийн холбооны механизмийг ашиглан 250μs-ийн маш богино холбооны мөчлөгийг хангана. Энэхүү маш хурдан хариу үйлдэл нь 8-аас дээш тэнхлэгийн удирдлагын дохиог зэрэгцээ дамжуулах, гүйцэтгэх боломжийг олгох бөгөөд дохионы хугацаа алдалтаас үүдэлтэй хэрэгсэлийн замын хазайлт зэрэг асуудлыг саатуулна. Жишээлбэл, турбины шовууг 5 тэнхлэгтэй боловсруулах үед эргэх тэнхлэг ба шулуун тэнхлэгийн хоорондох синхрончлолын алдааг 1μs-д хянах боломжтой бөгөөд шовгууны хэлбэрийн нарийвчлалыг хангана.
Өндөр нарийвчлалтай хөдөлгөөний удирдлага: Микро зөрүүтэй боловсруулалтын баталгаа
PROFINET сервожоны хөдөлгүүрийн нарийвчлалын удирдлага нь гол төлөв хоёр аспектад илэрдэг: стандартын нийцлийн хангамж болон алгоритмын үр дүнтэй болгох ажил. Эдгээр нь DS402 стандартын телеграммыг (сервожоны хөдөлгүүрийн холбооны олон улсын стандарт) ашиглан CNC удирдлагын систем болон хөдөлгүүрүүдийн хооронд өндөр нарийвчлалтай зааварчилгаа дамжуулах боломжийг олгодог бөгөөд хөдөлгөөний зааврын нарийвчлалыг хангана. Мөн зэрэгцээ урьдчилан тооцох удирдлагын алгоритм, үрэлтийн компенсац зэрэг дэвшилтэт удирдлагын алгоритмуудыг ашиглан хөдөлгөөний хэлбэлзлийг үр дүнтэй дарах боломжтой. Бодит хэмжээгээр энэ нь фрезерлэхийн дутагдалтыг ±0.005 мм-ийн дотор багасгах боломжийг олгох бөгөөд энэ нь уламжлалт хөдөлгүүрүүдийн ±0.01 мм-ийн дутагдалтаас хамаагүй давуу талтай. Энэ нарийвчлалын давуу тал нь хэмжээний шаардлага ихтэй нарийн загвар, авиаци, огторгуйн деталиудыг үйлдвэрлэхэд ялангуяа чухал.
Өндөр нийцэл: Үйлдвэрлэлийн экосистемтэй сайн интеграци
Өндөр нийцэлт чадал (highcompatibility) нь PROFINET серво хөдөлгүүрийн үндсэн өрсөлдөх чадварын нэг юм. Нэг талаас, тэд PROFINET RT (бодит цаг), PROFINET IRT (изохрон бодит цаг) гэх мэт олон холбооны протоколуудыг дэмждэг бөгөөд Siemens, Fanuc болон дотоодын голчуулан үзүүлэгч CNC хяналтын төхөөрөмжүүдтэй урвуустай холбогдох боломжийг олгодог. Нөгөө талаас, тэд янз бүрийн энкодеруудтай (инкрементал ба абсолют энкодеруудыг хамарсан) нийцдэг бөгөөд байршил, хурдны өгөгдлийг бодит цагт цуглуулж, хаалттай хяналтын системийг бий болгох боломжийг олгодог. Гэхдээ PROFINET серво хөдөлгүүрүүд PLCopen хөдөлгөөний удирдлагын ном сангуудыг дэмждэг тул машиний PLC системтэй амархан интеграцлах боломжтой бөгөөд кам хяналт, цахилгаан шатны зэрэг нарийн хөдөлгөөний функцуудыг хэрэгжүүлж, CNC машин тоног төхөөрөмжийн хяналтын системийн хөгжүүлэлтийн хэцүү байдлыг бууруулдаг.
Итгэлтэй алдаа тэсвэрт чадал: Тасралтгүй үйлдвэрлэлийг дэмждэг
Компьютерийн удирдлагатай төхөөрөмжийг үйлдвэрлэх үйлдвэрүүдэд CNC төхөөрөмжийн тасралтгүй ажиллах хурд нь шууд нөлөөлдөг бөгөөд үйлдвэрлэлийн үр ашгийг болон зардлыг шууд нөлөөлдөг. PROFINET серво хөдөлгүүрүүд цагийн зүүний дагуу гурвалжин бүтэцтэй байдаг—энэ нь уламжлалт одны бүтцээс ялгаатай ба хэрэв цагийн зүүний дагуу сүлжээнд нэг зангилаа гэмтвэл систем 10мс-ийн дотор автоматаар холболтын замыг шилжүүлж чаддаг тул ганц газраас үүдэлтэй гэмтэлд бүх машиний төв зогсохыг саатуулдаг. Мөн эдгээр хөдөлгүүрүүд бүрэн гэмтлийн оношилгооны функцтэй бөгөөд гүйдэл, хүчдэл, температур зэрэг параметрийг бодит цагт хянах боломжийг олгодог. Хэрэв ямар нэгэн хэвийн бус үзэгдэл гарвал CNC системд дохио илгээж, гэмтлийн мэдээллийг бичиж авдаг тул засвар үйлчилгээний ажилтнуудад асуудлыг хурдан олж засахад тохиромжтой болгодог. Энэ төрлийн гэмтэл тэсвэрт чадвар нь машиний төв 24 цаг тасралтгүй ажиллах боломжийг олгодог бөгөөд үйлдвэрлэлийн үр ашгийг ихэд сайжруулдаг.
CNC машинд PROFINET серво хөдөлгүүрийн хэрэглээний жишээнүүд
Агаарын нисэх тоноглолын хэсгийг машинд ойрхой болгох ажиллагаанд хэрэглээ
Агаарын нисэх тоноглолын хэсгүүд (жишээ нь: онгоцны хөдөлгүүрийн багтацын хэсэг, бөмбөгийн удирдлагын хэсэг гэх мэт) нь нарийн бүтэцтэй бөгөөд нарийвчлалын хувьд энгийн шаардлага тавьдаг бөгөөд тэдгээрийн гадаргуугийн нарийвчлал, хэмжээний дутагдал нь шууд нислэгийн аюулгүй байдлыг нөлөөлдөг. Нэгэн дотоодын агаарын нисэх тоноглол үйлдвэрлэгч компани PROFINET серво хөдөлгүүрийг таван тэнхлэгийн CNC машинд хэрэглэж, PLCopen хөдөлгөөний удирдлагын сангийн хамт ашигласнаар хөдөлгүүрийн багтацын гадаргуугийн нарийвчлалыг 30%-иар сайжруулсан бөгөөд ойрхой болгох явцад хэмжээний хазайлтыг ±0.003 мм-д тогтвортой хянасан байна. Цагирган топологийн загвар нь үйлдвэрийн шугамыг 30 хоног тасралтгүй ажиллуулах боломжийг олгож, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг хуучин хөдөлгүүртэй харьцуулахад 40%-иар нэмэгдүүлсэн.
Наалдацын нарийн үйлдвэрлэлд хэрэглээ
Наалд хэвнүүдийн гадаргуугийн төгсгөл болон хэмжээсийн нийцлийн шаардлага өндөр байдаг бөгөөд машинд овохлох үйл явц нь олон тэнхлэг дээрх нарийн давхар хөдөлгөөнийг хамардаг. Нэг наалд хэвний үйлдвэрт PROFINET серво хөдөлгүүрийг ашиглан 3 тэнхлэгийн CNC фрезерийн машиндаа шинэчилэг хийсэн. Хөдөлгүүрийн DS402 стандартын телеграмын удирдлага нь муруй гадаргуугийн давхар хөдөлгөөнийг нарийвчлалтай гүйцэтгэх боломжийг олгох бөгөөд машинд овохлох үед наалд хэвний цоорхойн гадаргуугийн нарийн чанар Ra0.4μm хүртэл хүрч, анхны Ra0.8μm-ээс хагасаар буурсан. Мөн маш богино холбооны мөч нь олон тэнхлэгийн зэрэгцээ бус байдалд үүссэн наалд хэвний гадаргуун дээрх "алхам" үзэгдлийг саатуулж, наалд хэвний бүтээгдэхүүний шалгалтын амжилт 85%-с 99% хүртэл нэмэгдсэн.
Автомашины хэсгүүдийн багцлах машинд овохлох үйлдвэрлэлд хэрэглэх
Автомашины хэсгүүд (жишээ нь, шилжүүлэгч буюу трансмисси, моторын поршень) их хэмжээний боловсруулалтын нэг төрлийг шаарддаг бөгөөд хурдан машинд орох шаардлагатай. Нэг томоохон автомашины хэсгийн үйлдвэрлэгч 8 тэнхлэгтэй CNC эргэлтийн-боловсруулах нийлмэл машиндаа PROFINET серво драйв суурилав. Эдгээр драйвууд нь 8 тэнхлэгийн зэрэгцээ хөдөлгөөнийг дэмждэг бөгөөд шилжүүлэгчийн эргэлт, фрезерлэх, нүхлэх зэрэг боловсруулалтыг нэг удаагийн барьж бэхлэх замаар гүйцэтгэх боломжийг олгодог. Тэнхлэгүүдийн хоорондын харилцах хугацаа 250μс-аас бага байхад шилжүүлэгчийн нүхнүүдийн ижил тэнхлэгийн нарийвчлал ±0.005 мм-д хүрч чаддаг. Ийм арга нь харьцуулахад хуучин олон машин ашиглан боловсруулах арга замаас 50% илүү үр өгөөжтэй бөгөөд багц бүтээгдэхүүний нэг төрлийн алдааг 0.002 мм-д хүртэл хянах боломжийг олгодог.
CNC салбарт зориулсан PROFINET серво драйвын ирээдүйн хөгжлийн чиг хандлага
CNC тоног төхөөрөмжийг илүү нарийн, хурдан, оюунлаг болгох чиг хандлагаар PROFINET серво хөдөлгүүр гурван том технологийн шилжилтийг хэрэгжүүлэх болно. Эхлээд дижитал хослох технологийн нэгдэл — серво хөдөлгүүрийн виртуаль загвар бий болгох замаар хөдөлгөөний параметрүүдийг бодит цагт зурах, гэмтлийг урьдчилан таамаглах боломжийг олгох бөгөөд үйл ажиллагаа удирдах хугацааг 50%-иас дээш хэмжээгээр бууруулна. Хоёрт, их чадалтай, жижиг хэмжээний бүтээгдэхүүнүүдийг хөгжүүлэх нь том хэмжээний CNC машин, жижиг нарийн CNC тоног төхөөрөмжийн хэрэгцээг зэрэг хангана. Гуравт, хиймэл оюуны алгоритмуудын гүнзгий нэгдэл — янз бүрийн материал, үйлдвэрлэлийн процессийн дагуу хөдөлгөөний удирдлагын параметрүүдийг хиймэл оюунаар бодит цагт тохируулан, боловсруулалтын нарийвчлал, үр ашгийг илүү сайжруулна. Үүнээс гадна, илүү олон индустрийн интернетийн протоколтой нийцэх чадвар нь чухал хөгжлийн чиглэл болох бөгөөд CNC машинуудыг оюунлаг үйлдвэрийн экосистемд илүү сайн нэгдүүлэхэд тусална.
Халуун мэдээ
EN
