选择合适的 CNC 控制系统：机器购买者指南

如何选择合适的CNC控制系统

选择合适的控制系统是购买新数控机床时最重要的选择之一。控制系统引导机器的运动和操作。因此，做出适当的选择可能会显着影响机器的性能、功能、可靠性和拥有成本。然而，鉴于众多制造商提供的解决方案范围广泛，选择适合您需求的理想控制系统可能具有挑战性。

鉴于他们的应用和财务限制，本指南旨在为机器购买者和其他感兴趣的读者提供他们需要的知识，以制造最好的 数控系统 决定。通过明智的选择，您的 CNC 机器的生产率和成功率可以提高多年。现在，让我们检查一下！

什么是CNC控制系统

CNC控制系统-CNC控制器

CNC控制系统，也称为 数控系统, 是计算机数控 (CNC) 机器的心脏和大脑。它负责解释指令，将其转化为精确的运动，并协调各种机器功能以准确高效地执行加工操作。

本质上，CNC 控制系统将所需的加工指令转化为机器的物理运动和动作。它允许机器精确且可重复地进行切割、铣削、钻孔、弯曲和执行其他自动化制造任务。

CNC 控制系统的组成部分

基本CNC控制系统

CNC控制系统的主要组成部分是：

● 中央处理器/控制器： 这是解释和执行 G 代码程序的“大脑”。它包含微处理器、存储器、编程逻辑和控制机器的电子设备。

● 放大器和驱动器： 这些电力电子元件根据来自 CPU 的命令生成电信号来控制电机和执行器。它们放大小的控制信号以提供足够的功率。

● 电机和执行器： 线性电机或滚珠丝杠驱动的致动器，它们根据来自放大器的控制信号物理移动和定位机器的轴。

● 反馈装置： 向控制系统提供有关机器实际位置和运动的反馈的传感器。这包括编码器、秤、限位开关、探头等。

● 操作界面： 操作员用来控制机器的面板显示器、按钮和输入设备。这包括轻推手柄、编程键和一个用于查看状态、参数和程序的屏幕。

● 记忆： 控制系统需要存储空间来存放G代码程序、刀具表、参数和其他数据。内存选项包括 RAM、闪存和硬盘。

● 通讯接口： 用于连接外围设备和联网的端口。这包括 USB、以太网、RS-232、现场总线和无线接口。

● 软件： 控制系统软件包含解释 G 代码、处理工具偏移、坐标转换和执行所有机器功能的逻辑。

注意：这些是 CNC 机器控制系统的主要电子设备、机构和组件。这些部分的具体配置因不同制造商的控制系统设计而异。

CNC控制系统类型

自 1950 年代首次创建以来，CNC 系统经历了大量的研究和开发。这使得它被广泛应用于各个领域，并产生了几个品种。不同数控机床的一般功能或工作方向不同。

工业工程师现在有多种 CNC 系统可供选择。这些是目前市场上一些最畅销的产品。

运动数控系统

运动数控系统

运动型 CNC 系统有两个基本类别：

轮廓控制系统：

机床连续运行，旨在切割由此提供给它们的材料。 CNC 铣床、车床和铣床是采用轮廓加工系统的常见机器。

工具和工作位置的模拟运动是仿形机的工作方式。控制系统调节产品和机器的位置。

点对点运动控制系统：

在使用点对点控制系统时，工件和工具都保持静止，同时工具完成其必要的任务。 钻床, 攻牙机, 镗床, 和其他设备是通常通过点对点过程运行的机器的例子。

这些机器确保安全和正确地完成工作，并通过在整个工作过程中不移动不必要的零件来大大减少错误幅度。

回路控制数控系统

回路控制数控系统

根据过程中使用的循环方法，数控系统可分为两种类型的控制回路：

闭环系统：

这种 CNC 系统运行的技术被称为“闭环系统”，其中反馈从控制系统的计划输入。在使用伺服机构的 CNC 系统的情况下，可以使用模拟或数字系统来测量反馈。

由于其全面的路由和监控功能，闭环系统提供了强大的功能和精度。

开环系统：

在开环系统中，控制器接收来自输入设备的指令。然后控制器将命令转换为信号，发送到伺服放大器，伺服放大器为电机供电。

轴型数控系统

轴型数控系统

根据轴的数量，在此区域中对几种 CNC 系统类型进行了分类。轴的数量是这些控制系统彼此差异最大的地方。然而，这种区别显着改变了 CNC 机床对贵公司的适用性。

一般来说，您对 CNC 系统的需求和期望直接反映在您机器的轴数上。每个程序都有很大的变化潜力。

二轴控制系统：

您只能使用机器访问两个轴。仅使用 X 轴和 Y 轴的车床就是一个合适的例子。

二轴半控制系统：

机器上有三个轴。但是，这三个轴不能一致移动。对于双轴控制系统，X 轴和 Y 轴首先起作用，然后是第三轴。

三轴控制系统：

机器使用的三个轴——X、Y 和 Z——由它们的名称表示。当三个轴同时运行时，可实现高精度和高精度。然而，三轴控制系统只适用于简单的任务和简单的应用。

四轴控制系统：

除了三个常规轴 X、Y 和 Z 之外，该过程还采用了一个称为 B 轴的额外旋转轴。具有四个轴的系统可以控制水平或垂直机器。

五轴控制系统：

与名称所暗示的相反，在 Y 和 Z 方向上具有不同旋转轴的三轴机器被称为五轴控制系统。 A 轴和 B 轴是这两个额外轴的别称。这些额外的轴增加了对五轴控制系统的底切和深口袋的访问。

如何选择合适的 CNC 控制系统：详细步骤？

按照以下步骤，您可以做出明智的决定并选择合适的 CNC 控制系统来满足您的机器要求并最大限度地提高您的生产力和效率：

第 1 步：评估机器要求

在了解特定机器和工作流程的精确性能特征、功能、可靠性标准和其他功能要求之前，您无法正确评估控制系统选项。这些要求作为判断给定控制系统是否满足您需求的标准。

以下是您可以参考的一些参考机器要求：

● 机器的预期用途和应用。

● 所需的加工能力和规格。

● 其他因素，如机器尺寸、轴数、主轴类型和换刀器要求。

● 未来的扩展或升级。

第 2 步：研究各种类型的 CNC 控制系统

您需要了解各种 CNC 控制系统类型

通过研究可用的各种控制系统——包括基于 PC 的、专有的、开放式架构、多轴和单轴选项——您将更好地了解哪些选项适合您的机器，哪些不适合您的机器。这项研究构成了做出明智决策的基础，从而最大限度地满足您的需求。

此步骤涉及研究每种类型的特性、优势、局限性和应用。例如，您可以探索以简单性和成本效益着称的开环控制系统，但精度可能低于闭环系统。相反，闭环系统通过结合反馈机制提供更高的精度。

第 3 步：考虑控制系统功能

每个控制系统的特定特性和功能代表了评估和比较选项的重要部分。超越基本规格，考虑影响机器在其生命周期内使用、维护和支持能力的“软”特性。

此步骤涉及：

● 确定加工操作所需的基本特征，例如进给率控制、刀具补偿、螺纹加工和刚性攻丝。

● 考虑自适应加工、高速加工、刀具寿命管理和图形仿真等高级功能。

● 评估控制系统的定制和可扩展性选项。

第 4 步：检查兼容性和集成

兼容性和集成对于在复杂的自动化生产环境中使用的控制系统尤为重要。评估并确保与您所需的机器配置、软件工具和制造系统的完全兼容性有助于避免代价高昂的问题。

这一步涉及评估控制系统是否与您现有的机器和制造设置兼容。兼容性包括机器中使用的电机、驱动器和传感器类型等因素。还应评估与外围设备（如探头、传感器和自动化组件）的集成。

第 5 步：审查用户界面和编程

选择 CNC 控制系统时，用户界面和编程很重要

用户界面和编程软件是操作员和控制系统之间的主要交互点。通过精心设计的界面易于学习、配置、故障排除和编程的系统将使您的机器在操作员手中实现更高的性能和正常运行时间。

评估用户界面的可用性、直接导航和信息清晰度至关重要。此外，控制系统必须提供通用且强大的编程环境，以便于创建、修改和优化 数控程序.

第 6 步：评估性能和准确性

性能是指控制系统的整体能力和效率。精度是指控制系统实现精确定位和重复精度的能力。要评估性能和准确性，您可以参考控制系统制造商提供的技术规范，进行性能测试，并收集其他用户或行业专家的反馈。

适当的性能和精度是 CNC 机器最关键的因素之一。通过全面评估和比较各种控制系统如何评价吞吐量、精度、可重复性、运动控制和环境阻力，您可以确定最适合您机器的目标规格和未来增长潜力的系统。

第 7 步：计算预算和成本

准确估算在整个生命周期内拥有和管理控制系统的总体成本（不仅仅是购买价格）对于做出适合您预算的明智购买决定至关重要。您可以通过仔细检查和评估与影响总拥有成本的许多方面中的每一个相关的费用来确定哪种选择是最经济的。

以下是您在选择 CNC 控制系统时应该了解的一些预算和成本：

● CNC控制系统预算（初始采购成本和长期费用）

● 投资回报率 (ROI)

● 与控制系统相关的维护和支持成本

第 8 步：研究和比较控制系统供应商

比较不同的 CNC 供应商以选择最好的

进行彻底的研究以确定信誉良好的控制系统供应商。浏览他们的网站、产品手册和技术文档，了解他们提供的控制系统范围及其专业领域。寻找在为您的行业或应用提供 CNC 控制系统方面具有良好记录和经验的供应商。

通过研究和比较各种控制系统供应商，您将更全面地了解可用选项，从而确定能够根据您的要求提供功能、成本、支持和专业知识的最佳组合的制造商。考虑多个提供商可以做出更明智的购买决定。

第 9 步：选择一个 CNC 控制系统

虽然在选择 CNC 控制系统时研究所有可用选项很有价值，但在购买时，您需要承诺根据您的定制机器要求定制一个特定的解决方案。针对一个控制系统设计优化的集成方法将为该特定机器提供最佳的长期价值和性能。

第 10 步：实施和测试

在机器上正确安装、配置和全面测试所选控制系统对于确保系统满足要求并按预期运行至关重要。

在机器投入生产之前，可以纠正实施过程中发现的任何问题。综合测试验证整个系统作为一个集成整体正常运行。

买机器的人应该知道的一些CNC参数

机器购买者应该知道一些基本的 CNC 参数

几乎所有与 CNC 相关的问题都涉及参数设置。事实上，如果系统行为不当，不准确的参数设置很可能会导致故障。每一个 数控用户 应该了解一些提高机器效率、安全性和可用性的因素。

固定循环

这些变量中的大多数都会影响有效性。例如，用于加工中心的断屑 G73 啄钻循环包含一个参数，用于调节啄之间的回缩量。加工孔所需的时间越长，这个数字就会增加。

与浅孔啄钻循环一样，深孔啄钻循环具有调节啄孔间距的参数。此外，G71 粗车和镗孔多次重复循环包含一个设置来调节如何刀具在粗加工走刀之间缩回（同时仍在进给）很远。

初始化状态

当您打开机床时，将自动激活几种 G 代码模式。参数可以设置的G代码模式包括公制或英制（G21/G20）、增量或绝对（G91/G90）、英制或公制（G21/G20）、平面选择XZ、XY或YZ（G17/18/19） )、快速或直线运动 (G00/G01)、每转进给或每分钟进给 (G95/G94) 等。

数据输入

如果一个值缺少小数点，则由一个参数决定是将其视为整数还是固定格式。如果设置为完整数字，英寸模式会将坐标值 10 解释为 10 英寸。在固定格式模式下，它将四舍五入到最接近的 0.0010 英寸。

进行尺寸修改时，这可能会影响机器和操作员输入之间的程序兼容性。另一个参数控制磨损偏移调整的最大尺寸。例如，将此值设置为 0.02 英寸有助于减少操作员输入错误。

用户定义的 G 和 M 代码

可以用参数声明某个 G 或 M 代码（如 G101 或 M87）将执行预定义的 CNC 程序。这对于为具有固定循环的应用程序创建独特的宏至关重要。使用自定义宏相关选项，您可以选择单个块是跳过还是一次执行一个逻辑和算术指令。

通信和文件加载

如何将程序传输到 CNC 和从 CNC 传输以及所使用的设备或介质由参数控制。流行的选项包括闪存驱动器、存储卡、以太网或串行端口。程序字的结尾（如 M30）或文件结尾分隔符 (%) 是另外两个控制 CNC 何时完成加载程序的参数。

程序保护

有一些参数可用于防止某些应用程序被更改、破坏或显示。这使您能够保护关键应用程序，包括自定义宏、子程序和探测程序。

英制换算

切换测量系统模式时发生的情况由参数控制。 CNC 有一个用于放置小数点的选项：右边或左边（没有真正的转换）。 10.0000 英寸转换为 100.000 毫米。所有数据都相互转换，包括偏移设置和轴位置。 10.0000 英寸转换为 254.000 毫米。

奖励：顶级 CNC 控制系统供应商

扬森被认为是最好的数控机床供应商之一

业内有几家顶级 CNC 控制系统供应商，以其质量、创新和客户满意度而闻名。每个人都以其在提供 CNC 机器方面的不同优势而闻名。

制定行业质量标准， 杨森 被称为具有高效 CNC 控制系统的 CNC 机器的顶级供应商之一。他们通过提供具有优质 CNC 机器和尖端控制技术的综合解决方案而建立了良好的声誉。

的整合 扬森数控机床 优化的 CNC 控制系统进一步使他们成为领先的供应商。他们的控制系统经过专门设计，旨在最大限度地发挥其 CNC 机器的潜力。 Yangsen 的 CNC 通过利用先进的算法、实时反馈机制和高分辨率传感器实现精确定位、精确工具控制和高效机器操作。

最后的话

为您的机器选择合适的 CNC 控制系统是您做出的最重要的购买决定之一。控制系统直接影响性能、能力、可靠性和拥有成本，并最终决定您的机器投资价值。

本指南旨在为您提供必要的知识，以便您做出符合您的要求和预算的明智选择。希望本指南中提供的指导可以帮助您获得成功的机器购买结果。