CNC 시스템이란 무엇인가요?
CNC 시스템은 Digital Control System의 약어로, 영문 명칭은 Numerical Control System으로 초기에는 Hard NC라는 하드웨어 회로로 구성되었다. 대신에 컴퓨터 수치 제어 시스템이라고 합니다.
CNC (Computerized Numerical Control) 시스템은 컴퓨터를 사용하여 처리 기능을 제어하고 수치 제어를 구현하는 시스템입니다. CNC 시스템은 컴퓨터 메모리에 저장된 제어 프로그램에 따라 수치제어 기능의 일부 또는 전부를 실행하며, 인터페이스 회로와 서보 드라이브를 갖춘 전용 컴퓨터 시스템이다.
CNC 시스템은 CNC 프로그램, 입력 장치, 출력 장치, 컴퓨터 수치 제어 장치(CNC 장치), 프로그래밍 가능한 논리 컨트롤러(PLC), 스핀들 구동 장치 및 피드(서보) 구동 장치(감지 포함)로 구성됩니다. 장치) 및 기타 구성 요소.
CNC 시스템의 핵심은 CNC 장치입니다. 컴퓨터 사용으로 인해 시스템에는 소프트웨어 기능이 있으며 PLC를 사용하여 기존 공작 기계 전기 논리 제어 장치를 대체하여 시스템을 더 작게 만들고 유연성, 다양성 및 신뢰성을 높이고 복잡한 CNC 기능을 쉽게 구현합니다. 또한 편리하며, 호스트 컴퓨터와 연결하여 원격 통신을 할 수 있는 기능을 가지고 있습니다.
공작기계 기술의 14가지 주요 발전 동향
1. 고속 공작기계
자동차, 산업 등 경합금 소재의 광범위한 적용으로 항공우주, 고속 가공은 제조 기술의 중요한 발전 추세가 되었습니다. 고속가공은 가공시간 단축, 가공정밀도, 표면품질 향상 등의 장점이 있어 금형제작 등 분야에서 활용도가 높아지고 있다. 공작 기계의 고속화에는 새로운 CNC 시스템, 고속 전기 스핀들, 고속 서보 피드 드라이브뿐만 아니라 공작 기계 구조의 최적화 및 경량화가 필요합니다. 고속 가공은 장비 자체뿐만 아니라 공작 기계, 절삭 공구, 공구 홀더, 고정 장치 및 CNC 프로그래밍 기술과 인력 품질의 통합이기도 합니다. 고속의 궁극적인 목표는 높은 효율성입니다. 공작 기계는 높은 효율성을 달성하는 열쇠 중 하나일 뿐이지만, 생산 효율성과 이점이 모두 "팁"에 있는 것은 아닙니다.
2. 공작기계의 정밀도
공작기계는 가공정도에 따라 일반공작기계, 정밀공작기계, 초정밀 공작기계로 나눌 수 있으며 가공정도는 약 2배 정도 됩니다. 8년마다. CNC 공작기계의 위치결정 정밀도는 이제 미크론 시대를 떠나 서브미크론 시대로 접어들고 있습니다. 초정밀 CNC 공작기계는 나노미터를 향해 나아가고 있습니다. 향후 10년 안에는 정밀성과 고속성, 지능성과 소형화가 융합되어 차세대 공작기계가 탄생할 것입니다. 공작기계의 정밀도는 자동차, 전자, 의료기기 등 산업에 있어서 절실한 요구일 뿐만 아니라, 항공우주, 미사일 위성, 신무기 등 국방산업의 현대화와 직결됩니다.
3. 공정조합에서 완성가공까지
1970년대 등장한 머시닝센터는 최초로 여러 공정을 통합한 것이었는데 지금은 완전가공, 즉 완성형으로 발전했다. 하나의 공작 기계에서 복잡한 작업을 수행합니다. 부품의 모든 가공 단계. 전체 가공은 공정을 통해 통합되며, 부품의 전체 가공이 하나의 척에서 완료됩니다. 클램핑 설치 횟수를 줄이고 가공 정확도를 향상시킴으로써 공정의 높은 신뢰성을 쉽게 확보하고 무결점 생산을 달성할 수 있습니다. 또한, 완전한 가공은 가공 공정 체인 및 보조 시간을 단축하고 공작 기계 수를 줄이고 자재 흐름을 단순화하며 생산 장비의 유연성을 향상시키고 전체 생산 면적이 작아 투자가 더 효과적입니다.
4. 공작기계 정보화
공작기계 정보화의 대표적인 사례가 바로 Mazak410H이다. 이 공작기계에는 정보타워를 탑재해 작업현장의 자율관리를 실현하고 있다. 정보타워에는 음성, 문자, 영상 등 커뮤니케이션 기능이 갖춰져 있다. 생산계획 및 스케줄링 시스템에 접속하여 작업지침 및 처리절차를 다운로드할 수 있습니다. 공작물을 시험 절단할 때 가공 과정을 화면에서 관찰할 수 있습니다. 정보타워에는 공작기계의 작업현황과 가공진행상황이 실시간으로 반영되며, 휴대폰을 통해 조회가 가능합니다. 정보 타워는 작업 현장 데이터의 통계 분석, 공구 수명 관리, 결함 경보 표시 및 온라인 도움말 문제 해결을 동시에 수행합니다. 공작기계 조작 권한은 지문으로 확인해야 합니다.
5. 공작 기계 지능 - 측정, 모니터링 및 보상
공작 기계 지능에는 온라인 측정, 모니터링 및 보상이 포함됩니다. CNC 공작 기계의 위치 감지 및 폐쇄 루프 제어는 간단한 적용 사례입니다. 가공 정확도를 더욱 향상시키기 위해 공작 기계의 원운동 정확도와 공구 헤드 지점의 공간 위치를 볼바와 레이저로 측정한 후 CNC 시스템에 입력하여 보정할 수 있습니다. 미래의 CNC 공작기계에는 다양한 마이크로 센서가 장착되어 절삭력, 진동, 열변형 등으로 인한 오차를 모니터링하고 공작기계의 작동 상태를 자동으로 보정하거나 조정하여 기계의 작업 정확도와 안정성을 향상시킵니다. 도구.
6. 공작기계의 소형화
나노기술과 미세전자기계시스템의 급속한 발전으로 미세부품 가공을 위한 공작기계의 개발이 화두로 떠올랐다. 마이크로 공작기계는 빠른 속도와 정밀함을 동시에 갖고 있다. 가장 작은 마이크로 공작기계는 손바닥 안에 들어갈 수 있고, 마이크로 팩토리는 여행가방에 들어갈 수 있다. 운영자는 조이스틱과 모니터링 화면을 통해 전체 플랜트 운영을 제어합니다.
7. 새로운 병렬 메커니즘 원리
기존 공작 기계는 직교 좌표를 사용하여 세 개의 좌표축을 따라 X, Y, Z를 이동하고 세 개의 좌표축을 중심으로 회전합니다. A, B 및 C는 순차적으로 이루어집니다. 필요한 공구 동작 궤적을 형성하기 위해 직렬로 중첩됩니다. 평행 운동 기계 공구는 다양한 유형의 로드 메커니즘을 사용하여 공간에서 스핀들 구성 요소를 이동하여 필요한 공구 동작 궤적을 형성합니다. 평행 운동 공작 기계는 간단하고 컴팩트한 구조, 높은 강성, 우수한 동적 성능과 같은 일련의 장점을 가지며 광범위한 적용 가능성을 가지고 있습니다.
8. 새로운 공정
금속의 절단, 단조 외에도 새로운 가공방법과 공정이 속속 등장하며 공작기계의 개념도 변화하고 있다. 레이저 가공 분야는 날로 확대되고 있으며, 레이저 절단, 레이저 용접 외에도 레이저 홀 가공, 레이저 3차원 가공, 레이저 열처리, 레이저 직접 금속 가공 등 다양한 응용 분야가 점점 더 확산되고 있습니다. 전기 가공, 초음파 가공, 적층 밀링, 쾌속 프로토타이핑 기술, 3차원 프린팅 기술 모두가 그들의 재능을 보여줍니다.
9. 새로운 구조와 새로운 재료
공작기계의 빠른 속도와 정밀도는 기계의 운동 관성의 부정적인 영향을 줄이기 위해 공작기계의 구조를 단순화하고 경량화하는 것을 요구합니다. 공작 기계의 동적 성능을 크게 향상시키는 가공 정확도에 대한 공작 기계 구성 요소. 예를 들어, 유한요소해석을 통한 공작기계 부품의 토폴로지 최적화, 박스인박스(box-in-box) 구조 설계, 중공 용접 구조 또는 납 합금 재료의 사용이 실험실에서 실용화되기 시작했습니다.
10. 새로운 설계 방법 및 수단
우리나라의 공작 기계 설계 및 개발 방법은 가능한 한 빨리 2차원 CAD에서 3차원 CAD로 전환해야 합니다. 3차원 모델링 및 시뮬레이션은 현대 디자인의 기초이자 기업의 기술적 이점의 원천입니다. 이러한 3차원 설계를 기반으로 CAD/CAM/CAE/PDM이 통합되어 신제품 개발 속도를 높이고 신제품의 원활한 출시를 보장하며 점진적으로 제품 수명주기 관리를 실현합니다.
11. 직접 구동 기술
기존 공작 기계에서는 모터와 공작 기계 구성 요소가 벨트, 기어, 커플링과 같은 커플링 요소를 통해 연결되어 부품의 필수 기능을 이동하거나 회전할 때 기계 장치와 전기 장치가 분리됩니다. 직접 구동 기술은 모터와 기계 구성 요소를 선형 모터, 전기 스핀들, 전기 볼 나사, 토크 모터와 같은 메카트로닉 기능 구성 요소에 통합합니다. 다이렉트 드라이브 기술은 공작기계 구조를 단순화하고 공작기계의 강성과 동적 성능, 이동 속도 및 가공 정확도를 향상시킵니다.
12. 개방형 CNC 시스템
CNC 시스템의 개방성은 대세입니다. 현재 개방형 CNC 시스템에는 세 가지 형태가 있습니다. 1) 완전 개방형 시스템, 즉 마이크로컴퓨터를 플랫폼으로 사용하고 실시간 운영 체제를 사용하여 CNC 시스템의 다양한 기능을 개발하는 마이크로컴퓨터 기반 CNC 시스템입니다. 서보 카드를 통해 데이터를 전송하고 좌표축 모터를 제어합니다. 2) 임베디드 시스템, 즉 CNC PC, CNC는 좌표축 모터의 움직임을 제어하며, PC는 인간-기계 인터페이스 및 네트워크 통신 역할을 합니다. 3) Siemens840Di 및 Fanuc210i와 같이 키보드 작동을 제공하고 인간-기계 인터페이스 기능을 향상시키기 위해 PC 마더보드를 CNC에 추가하는 퓨전 시스템입니다.
13. 재구성 가능한 제조 시스템
제품 교체가 가속화됨에 따라 특수 공작 기계의 재구성 가능성과 제조 시스템의 재구성 가능성이 점점 더 중요해지고 있습니다. CNC 가공 장치 및 기능 구성 요소의 모듈화를 통해 제조 시스템을 신속하게 재구성하고 변형 제품의 생산 요구 사항에 맞게 구성할 수 있습니다. 기계, 전기 및 전자, 유체 및 가스, 제어 소프트웨어에 대한 인터페이스의 표준화 및 표준화는 재구성 가능성을 달성하는 데 핵심입니다.
14. 가상 공작 기계 및 가상 제조
새로운 공작 기계의 개발 속도와 품질을 높이기 위해 설계 단계에서 가상 현실 기술을 활용하여 공작기계를 제작하기 전에 제작이 가능하며, 공작기계 설계의 정확성과 성능을 평가하고, 설계 과정의 다양한 오류를 조기에 발견하여 손실을 줄이고, 새로운 공작기계 개발의 품질을 향상시킵니다.
주요 개발 영역
1. 4개 이상의 축을 갖춘 고속, 정밀 CNC 선반, 터닝 센터 및 복합 가공 공작 기계. 주로 항공우주, 항공, 계측기, 전자 정보 및 생명공학 산업의 요구를 충족합니다.
2. 고속, 고정밀 CNC 밀링 및 보링 머신과 고속, 고정밀 수직 및 수평 머시닝 센터. 주로 크고 복잡한 구조용 브래킷, 쉘, 상자, 경금속 재료 부품 및 정밀 부품에 대한 자동차 엔진 실린더 헤드, 항공 우주, 하이테크 및 기타 산업의 가공 요구를 충족합니다.
3. 대형 및 초중형 CNC 공작 기계: CNC 플로어 스탠딩 밀링 및 보링 기계, 대형 CNC 갠트리 보링 및 밀링 기계 및 갠트리 머시닝 센터, 대형 CNC 수평 선반 및 수직 선반, CNC 중형 호빙 머신 등 에너지, 항공우주, 군사 산업, 선박 주 엔진 제조, 중장비 제조, 대형 금형 가공, 증기 터빈 실린더 블록과 같은 산업의 부품 가공 요구를 충족시킵니다. .
4. CNC 연삭기 : CNC 초정밀 연삭기, 고속·고정밀 크랭크샤프트 연삭기 및 캠샤프트 연삭기, 각종 고정밀·고속 특수 연삭기 등을 수요에 맞춰 준비 정밀, 초정밀 가공의 중심입니다.
5. CNC 전기 가공 공작 기계: 대형 정밀 CNC EDM 성형 공작 기계, CNC 저속 와이어 EDM 절단 공작 기계, 정밀 소형 구멍 EDM 공작 기계 등 주로 크고 작은 요구 사항을 충족합니다. 정밀 금형 가공, 정밀 부품 가공, 테이퍼 구멍 또는 특수 형상 구멍 가공 및 항공우주, 항공 및 기타 산업의 특수 요구 사항.
6. CNC 금속 성형 공작 기계(단조 장비): CNC 고속 정밀 플레이트 스탬핑 장비, 레이저 절단 복합 기계, CNC 강력한 회전 기계 등은 주로 자동차, 오토바이, 전자정보 산업, 가전제품 자동차 바퀴 등 산업에서는 판금의 고효율 대량생산이 요구되고, 자동차 바퀴 허브 및 군수산업에서는 각종 박판, 고강도, 고정밀 회전부품 가공이 요구됩니다. .
7. CNC 특수 공작기계 및 생산 라인: 유연 가공 자동 생산 라인(FMS/FMC) 및 다양한 특수 CNC 공작 기계 이러한 유형의 생산 라인은 실린더 블록, 실린더 헤드 및 자동차, 가전 제품 및 기타 산업의 기어박스, 캐비닛 등의 처리 요구 사항과 다양한 배치 하우징 및 캐비닛 부품.