Sistem CNC pada mesin perkakas CNC
Ada banyak faktor yang memengaruhi proses mesin perkakas CNC, dan ketika menganalisis proses benda kerja, karakteristik mesin perkakas CNC harus dipertimbangkan. Mempertimbangkan serangkaian faktor seperti pengaturan rute proses bagian, pemilihan mesin perkakas, pemilihan alat potong, dan penjepitan bagian. Mesin perkakas CNC yang berbeda sesuai dengan proses dan benda kerja yang berbeda, dan bagaimana memilih mesin perkakas yang tepat telah menjadi kunci untuk meningkatkan efisiensi dan mengurangi investasi bagi perusahaan. Sistem CNC dari mesin perkakas CNC mencakup perangkat CNC, penggerak umpan (unit kontrol laju umpan dan motor servo), penggerak spindel (unit kontrol kecepatan spindel dan motor spindel), dan komponen deteksi. Ketika memilih sistem CNC, konten di atas harus disertakan.
1、 Pemilihan perangkat CNC
（1） Pemilihan jenis
Pilih perangkat CNC yang sesuai dengan jenis mesin perkakas CNC. Secara umum, perangkat CNC cocok untuk jenis pemesinan seperti pembubutan, pengeboran, pemboran, penggilingan, penggerindaan, pencetakan, dan pemotongan debit listrik, dan harus dipilih sesuai dengan kebutuhan.
（2） Pemilihan kinerja
Performa berbagai perangkat CNC sangat bervariasi, seperti jumlah sumbu kontrol yang mencakup sumbu tunggal, 2 sumbu, 3 sumbu, 4 sumbu, 5 sumbu, bahkan lebih dari 10 atau 20 sumbu; terdapat 2 atau lebih sumbu penghubung, dan kecepatan umpan maksimum adalah 10m/menit, 15m/menit, 24m/menit, 240m/menit; resolusinya adalah 0,01mm, 0,001mm, dan 0,0001mm. Indikator-indikator ini berbeda, dan harganya juga berbeda. Indikator-indikator ini harus didasarkan pada kebutuhan aktual mesin perkakas. Misalnya, untuk pemesinan bubut umum, kontrol 2 atau 4 sumbu (pemegang pahat ganda) harus dipilih, dan untuk pemesinan komponen datar, kontrol 3 atau lebih sumbu penghubung harus dipilih. Jangan mengejar level terbaru dan tertinggi, pilihlah dengan bijak.
（3） Pemilihan fungsi
Sistem CNC pada mesin perkakas CNC memiliki banyak fungsi, termasuk fungsi dasar – fungsi esensial perangkat CNC; fungsi seleksi – fungsi yang dapat dipilih pengguna. Beberapa fungsi dipilih untuk menyelesaikan berbagai objek pemesinan, beberapa untuk meningkatkan kualitas pemesinan, beberapa untuk memfasilitasi pemrograman, dan beberapa untuk meningkatkan kinerja operasional dan pemeliharaan. Beberapa fungsi seleksi saling terkait, dan pemilihan opsi ini memerlukan pemilihan opsi lain. Oleh karena itu, pemilihan harus didasarkan pada persyaratan desain mesin perkakas. Jangan memilih terlalu banyak fungsi tanpa analisis, dan mengabaikan fungsi yang relevan, karena akan mengurangi fungsionalitas mesin perkakas CNC dan menyebabkan kerugian yang tidak perlu.
Ada dua jenis pengontrol yang dapat diprogram dalam fungsi pemilihan: terintegrasi dan independen. Sebaiknya pilih jenis internal, yang memiliki model berbeda. Pertama, pemilihan harus didasarkan pada jumlah titik sinyal input dan output antara perangkat CNC dan mesin perkakas. Jumlah titik yang dipilih harus sedikit lebih tinggi dari jumlah titik sebenarnya, dan satu cangkir mungkin memerlukan kinerja kontrol tambahan dan yang dimodifikasi. Kedua, perlu memperkirakan ukuran program sekuensial dan memilih kapasitas penyimpanan. Ukuran program meningkat seiring dengan kompleksitas mesin perkakas, dan kapasitas penyimpanan juga meningkat. Itu harus dipilih secara wajar sesuai dengan situasi spesifik. Ada juga spesifikasi teknis seperti waktu pemrosesan, fungsi instruksi, pengatur waktu, penghitung, relai internal, dll., dan jumlahnya juga harus memenuhi persyaratan desain.
（4） Pemilihan harga
Berbagai negara dan produsen perangkat CNC menghasilkan spesifikasi produk yang berbeda-beda dengan perbedaan harga yang signifikan. Berdasarkan pemilihan jenis kontrol, kinerja, dan fungsi, analisis komprehensif mengenai rasio harga-kinerja perlu dilakukan untuk memilih perangkat CNC dengan rasio harga-kinerja yang lebih tinggi guna mengurangi biaya.
（5） Pemilihan layanan teknis
Saat memilih perangkat CNC yang memenuhi persyaratan teknis, pertimbangan juga harus diberikan pada reputasi produsen, kelengkapan petunjuk penggunaan produk dan dokumen lainnya, serta ketersediaan pelatihan bagi pengguna mengenai pemrograman, pengoperasian, dan pemeliharaan. Apakah terdapat departemen layanan teknis khusus yang menyediakan suku cadang jangka panjang dan layanan pemeliharaan tepat waktu untuk memaksimalkan manfaat teknis dan ekonomis?
2、 Pemilihan penggerak umpan
（1） Prioritas harus diberikan pada penggunaan motor servo AC
Karena dibandingkan dengan motor DC, ia memiliki inersia rotor yang lebih kecil, respons dinamis yang lebih baik, daya keluaran yang lebih tinggi, kecepatan yang lebih tinggi, struktur yang lebih sederhana, biaya yang lebih rendah, dan lingkungan aplikasi yang tidak terbatas.
（2） Hitung kondisi beban
Pilih spesifikasi motor servo yang sesuai dengan menghitung dengan tepat kondisi beban yang diterapkan pada poros motor.
（3） Pilih unit kontrol kecepatan yang sesuai
Produsen penggerak umpan menyediakan seperangkat produk lengkap untuk unit pengendali laju umpan dan motor servo yang diproduksi, jadi setelah memilih motor servo, unit pengendali kecepatan yang sesuai dipilih menurut manual produk.
3、 Pemilihan penggerak spindel
（1） Prioritas harus diberikan pada motor spindel arus utama
Karena tidak memiliki batasan komutasi, kecepatan tinggi, dan kapasitas besar seperti motor spindel DC, motor ini memiliki rentang pengaturan kecepatan daya konstan yang luas, kebisingan rendah, dan murah. Saat ini, 85% mesin perkakas CNC di seluruh dunia menggunakan penggerak spindel AC.
（2） Pilih motor spindel sesuai kebutuhan
① Hitung daya potong berdasarkan peralatan mesin yang berbeda, dan motor yang dipilih harus memenuhi persyaratan ini; ② Menurut waktu akselerasi dan deselerasi spindel yang diperlukan, hitung bahwa daya motor tidak boleh melebihi daya keluaran maksimum motor; ③ Dalam situasi di mana spindel sering dihidupkan dan direm, daya rata-rata harus dihitung, dan nilainya tidak dapat melebihi daya keluaran pengenal motor yang berkelanjutan; ④ Dalam situasi di mana kontrol permukaan konstan diperlukan, jumlah daya potong yang diperlukan untuk kontrol kecepatan permukaan konstan dan daya yang diperlukan untuk akselerasi harus berada dalam rentang daya yang dapat disediakan oleh motor.
（3） Pilih unit kontrol kecepatan spindel yang sesuai
Produsen penggerak spindel menyediakan rangkaian produk lengkap untuk unit kontrol kecepatan spindel dan motor spindel yang diproduksi. Oleh karena itu, setelah memilih motor spindel, unit kontrol kecepatan spindel yang sesuai dipilih sesuai dengan manual produk.
（4） Pilih metode kontrol arah
Bila pengendalian arah spindel diperlukan, enkoder posisi atau sensor magnetik dapat dipilih berdasarkan situasi aktual mesin perkakas untuk mencapai pengendalian arah spindel.
4、 Pemilihan komponen deteksi
（1） Pilih metode pengukuran
Berdasarkan skema kontrol posisi sistem CNC, perpindahan linier mesin perkakas diukur secara langsung maupun tidak langsung, dan komponen deteksi linier atau putar dipilih. Saat ini, mesin perkakas CNC banyak menggunakan kontrol loop semi-tertutup, menggunakan komponen pengukur sudut putar (transformator putar, enkoder pulsa).
（2） Pertimbangkan akurasi dan kecepatan deteksi
Sesuai dengan kebutuhan mesin perkakas CNC, baik untuk mendeteksi akurasi maupun kecepatan, komponen deteksi posisi atau kecepatan (generator uji, enkoder pulsa) dipilih. Secara umum, mesin perkakas besar dirancang terutama untuk memenuhi persyaratan kecepatan, sementara mesin perkakas presisi tinggi, kecil, dan menengah dirancang terutama untuk memenuhi persyaratan akurasi. Resolusi komponen deteksi yang dipilih umumnya satu orde magnitudo lebih tinggi daripada akurasi pemesinan.
（3） Pilih encoder pulsa dengan spesifikasi yang sesuai
Pilih spesifikasi enkoder pulsa yang sesuai berdasarkan pitch sekrup bola mesin perkakas CNC, kecepatan gerakan minimum sistem CNC, pengali perintah, dan pengali deteksi.
（4） Pertimbangkan sirkuit antarmuka
Saat memilih komponen deteksi, penting untuk mempertimbangkan bahwa perangkat CNC memiliki sirkuit antarmuka yang sesuai.