數控系統的好壞對機床控制以及零件加工方面到底有何影響?
我們所知的國外的數控系統有發那科,西門子,三菱等,國產的有廣數,凱恩帝,華中等,國產比起國外的不穩定是一方面,但是數控系統的好壞到底有何影響?又是怎樣起影響的?
這是一個很大的問題,本人工作正好涉及這一塊,就挑幾點說說好了,個人水平有限,只能點到為止了。
1.首先是代碼解釋與優化,客戶給的g代碼或者加工代碼不一定合理,離散過的代碼會引入誤差,好的數控系統可以把加工路徑在一定程度上還原會曲面,再根據曲面形狀做軌跡優化,為後面的伺服控制做準備。
2.下一步是軌跡規劃和速度規劃,好的系統插值出的軌跡更光順,速度更平滑,根據軌跡形態進行速度規劃更合理,避免不合理加減速導致的振動。
3.規劃完之後還需要針對具體機械結構進行各種補償,如螺距補償反向補償溫度補償交叉補償等,修正機械結構的不足,大部分與幾何結構材料特性以及動力學模態有關。
4.接下來如果系統還可以做伺服控制的話,就該是伺服控制演算法了,包括控制演算法,以及濾波器,還有針對控制參數的自整定,參數自整定這個我是特別有體會,好的系統應該有各種輔助工具,盡量降低用戶的學習難度。能做到這一步估計連控制器硬體也做了,各種電路優化抗干擾還有高速通訊也不在話下。
5.穩定與否,一個是加工穩定,控制重複性好,精度高,這個主要與控制演算法有關。另外一個是操作系統及界面穩定,保證客戶正常使用下以及大部分不正常操作不會死機或者出現異常情況。前者是對控制邏輯的梳理,後者是對程序業務邏輯的梳理,都需要經驗的積累。
綜上,好的系統就兩個目標,一個是好用,一個是易用。國產系統能做到好用已是不易,再做到易用更是難上加難,國產控制器在這方面其實可以有後發優勢,可以參考已有的系統設計出更合理更好用的系統,避開成熟系統帶來的前向兼容問題。然而參考歸參考,內功修鍊是避不開的,成熟系統通常做到了易用,很多參數調整都近乎黑盒調整,這方面國產系統需要有自己的積累。各個部分舉一個例子簡單說
從源頭說起
伺服馬達磁體的設計和工藝會影響馬達的性能
馬達內部的光學感測器原件會影響精度馬達信號在傳遞到cnc處理器處理器的性能會影響信號處理效率和響應
但是最直接的影響往往來自PMC、PMC對各個信號的處理方法以及CNC處理器給出的指令(可以理解為運動指令和對應參數)一同決定馬達運動狀態、馬達的運動狀態以及機體機械結構(剛性等)影響了最終刀具和工作台的坐標位置、排除夾具和刀具精度影響、這些坐標位置最終影響加工品質
以上任何一個環節出現問題都會影響品質以上各個大部分里包含若干細化技術細節謝邀,這個問題我覺得是個好問題,只是一直不敢回答。
今天試著說一下自己的淺顯理解,還是不敢詳細展開。其實就是要說一下不同檔次的數控系統有啥區別,憑什麼值這個價錢。
數控系統基本上就是屬於軟硬體結合的產品,只是附加值基本上主要體現在軟體方面。- 功能:好的系統功能更多,例如能不能做五軸加工、同步軸(常用於龍門)、有沒有針對磨床的震蕩磨削指令等,比較好理解。對比一下功能規格表就行了。
- 性能:包括效率、精度、表面光潔度等。同樣的工件,即使採用了相同工藝、相同的FSα(切削三要素:進給速度、主軸轉速、吃刀量),好的系統能以更快的速度加工完,同時精度符合出廠要求,粗糙度控制得更好。雖然單一方面的性能有可能超過傳統強者,但這三者的綜合水平還是不容易全面超過的。
- 可靠性、易恢復性、可維護性:平均無故障時間更久(包括軟體及硬體兩部分),是否更適合殘酷環境下工作;對各類外部故障模型是否有預防、應急措施;遇到故障之後,是否比較容易恢復至正常狀態。也許具有更多的功能或更佳的性能,但是日久見人心,大家還是不希望買到一台要經常小修小補的設備,這無端增加了停機時間,影響了生產。雖然是產品總會有故障,但只有這時候,好的系統才能體現出其背後所下的功夫有多深:是否提供了足夠的診斷信息、工具、支持,是否提供了必要的維護措施,是否能儘快幫客戶恢復生產。
- 用戶體驗(易操作性、易學習性):是否更方面新用戶學習,是否更易於對刀、編程,提示信息是否更友好,運行是否流暢等。參照生活消費品,大家都有一定認識。一般認為,歐系產品更注重界面美觀,操作更人性化;日系顯得死板些,但略顯簡潔;而國貨似乎更懂人心,能更快按照國人需求完善。不過這一方面的差距正在減小。
- 可擴展性:就像比較程序員誰的架構能力強一樣:當需求只是要蓋一層樓的時候,不同人的響應速度差不了太多;一旦需求忽然變更為三層樓甚至高層的時候,功底強的廠家能夠迅速響應,功底差的只能全拆了重新來過、或者乾脆放棄。創新往往源自微創新,完全顛覆性地設計比較難,部分所謂的新產品,實際都是原有組件的重新整合和擴展。
- 兼容性:好的系統會考慮對現行多種介面、標準、協議、格式等進行支持;差的能支持好某一種就已經不錯了。
- 性價比:怎麼說呢,這要回過頭來重新問一下自己「好」的標準是什麼。大廠的性價比往往不是最優的,但貴一定有貴的道理。只有當某個檔次的產品競爭達到白熱化的時候,才會考慮性價比。
- 品牌認知度:iPhone 評價高,你自然會相信蘋果的其他產品也足夠好。既然別人都說 iPhone 好用,那多花一點錢買一台肯定不會差太多。
- 售後服務:產品好壞和服務質量好壞不一定正相關,但服務質量一定是不少用戶不得不考慮的一點。出了問題,有沒有人第一時間理你,有沒有人願意幫助你度過難關,都會影響到是否願意再合作的心情。這一方面主要是看口碑。
- 理論功底、機理研究:產品同質化嚴重的今天,規格很容易抄出來,但是否對某一領域研究夠深夠踏實,參加幾次展會就能看出來了。而且還可以就某一熟悉的功能,從各家的說明書厚度、詳細程度方面對比出差距來,也可以從同一廠家、不同時間推出的有關同一功能的說明書變化中看出其發展潛力和技術積累來。
越往後,越泛泛而談。也許有說得不對的地方,還望指正。
目前數控系統的核心是SOC,這點可以看看手機。先有硬體再有軟體。走匯流排,提高數據的帶寬。光柵尺的解析度可以到納米了。帶寬和運算速度都要跟上,演算法不是問題。這樣才能真正實現高速高精。
要走的又快又穩,需要控制好運動過程中所有時刻的加加速,小了就慢,大了就抖。加速和速度同樣需要控制。這裡的演算法就複雜了。
機床各個軸的電機,不是你讓它怎麼走,它就怎麼走。不同的軸由於功率負載等差異,走法還不一樣。數控系統需要對輸出做複雜的調整,使各個軸按要求運動,並精確配合。國產的相對容易死機,黑屏以及數據容易丟失,硬體上比如伺服驅動什麼的維修率比較高。但是國產的數控系統相對性價比高,所以相對加工精度要求比較低的產品還是會使用國產系統。 當然啦,我是作為一個只會簡單使用數控系統的外行來答題的,我還是希望大家能支持國產的。
雖然我學的就是數控,不過真心沒用過國產的系統。老師的原話是,還差的太遠!
數控機床中比較關鍵的技術有高速的插補演算法和高精度的伺服控制,這兩個都和數控系統有關。
對於簡單的銑鑽來說,我覺得國內數控系統不穩定也就是死機黑屏模塊易損等等。如果出現加工精度的問題,一定是機床機械上出現了問題。如果要加工一個曲面,幾軸需要插補運動,既要保證精度又要保證光潔度的前提下,國內系統相對於國外還是差些。畢竟國內數控系統也是剛發展沒幾年,從演算法到控制都需要慢慢摸索積累經驗。
前些天那材料去做激光切割,結果材料拿回來後感覺尺寸不對,在對方的軟體中結果發現了這種情況,對應的是第一張圖的紅色圓圈中部分,橢圓邊線與直線無法相切,後來在一台進口的機上沒有問題,恩,可能跑題了。
如果NURBS插補支持算的話。
同一輛車在新手和熟手裡開是天差地別的好嗎。
比如一些曲面的演算法什麼的,高端系統跑出來的效果明顯強於普通系統,我那個西門子的808d甚至會跑跑停停,明顯是算不過來.
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