CNC技术开发帮助工程师以正确的方式削减角落

计算机数控(CNC)技术的起源可以追溯到20世纪50年代，但这项技术至今仍与机械相关。现代cnc的选择不断增加，为所有需要这种控制级别的行业提供了更广泛的工具集。先进的不同切割头类型，以及更快的控制硬件和软件，允许工程师在更短的时间内完成更精确的切割。CNC的好处包括更大的吞吐量和精度，更少的废品和更少的精加工。

随着切割头和多轴伺服系统的更高性能选择的出现，数控应用迫使软件平台进行改进。等离子、水射流和激光切割机以及路由器和刀片的应用需求越来越复杂，传统的CNC软件达到了极限，使得控制工程师寻求更灵活的选择。基于pc的控制平台集成了cnc、运动控制和可编程逻辑控制器(plc)在同一平台上。这在很大程度上是由于多用途工业pc (ipc)的更高处理能力，通过消除以前单独的硬件设备，有助于提高数控性能和精度。移除用于相互通信的多个设备可以提高周期时间。

今天的基于pc的控制平台也可以在相同的工程环境中轻松集成仿真和计算机辅助设计(CAD)软件。例如，仿真软件程序可以直接与PC控制软件连接，结合现有的CAD和CNC模型，以更快地进行机器设计。它还可以帮助以低成本的方式加快原型部件的开发。整个机器设计也可以调整以适应部分原型的变化，这在以前是不可能的。

系统集成运动设计软件可以推动这种主动的机器设计，甚至进一步扩大工具的范围，更容易规范所需的电机和驱动设备，精确匹配他们在机器中的所有机械部件。

欺骗轴，消除偏转

即使是最佳设计的机器也必须根据调试后观察到的真实条件来精制和优化。这些条件，特别是对于CNC应用，可以根据行业，应用和材料类型而变化。在切割应用中，用户可以看到可能需要对不同速度和不同材料进行系统调整的刀片偏转。这需要实时软件可以从高级传感器读取数据。

这个过程被描述为通过向前看和监控实时传感器来“欺骗”一个轴。它允许工程师围绕或工作刀片偏转，以提高切割性能。在数控应用中创建一种有效的欺骗轴的算法可以消除偏转，从而在不牺牲精度的情况下提高吞吐量。这通过最大限度地减少原材料的浪费和废料来提高整体效率。

无论应用类型如何，高级CNC都可以利用3-D CAD模型，可视化切割缺陷，因此工程师可以在软件中纠正它们。具有CNC库的基于PC的控制软件可以运行插值以比较轴并基于样条控制和成品部分的确切尺寸计算最佳矢量。利用此信息，仿真软件可以使用来自轴的观察到的轨迹及其定义的速度的数据洞察来确定最佳部分切割路径。使用CNC设计模拟可以增强熟悉的工件材料的现有运营。它还可以在使用新的和原型材料时提供宝贵的好处。这确保在部署和调试机器时取得更大的成功。

CNC遇见IOT.

然而，这种级别的CNC精炼，产生了大量必须管理的数据。幸运的是，基于pc的控制架构在这方面也提供了优势，通过硬件、软件和网络标准来实现更高级别的数据库、结构化查询语言(SQL)服务器、物联网(IoT)概念和云服务。无论是现场还是离线管理数据，这都不需要添加另一层控制技术，因为在标准软件中添加了新功能。一个IPC可以在一个CPU上多任务处理CNC和IoT任务，而无需添加特殊网关或托管交换机。

云通信通过诸如消息队列遥测传输(MQTT)、高级消息队列协议(AMQP)和开放平台通信统一架构(OPC UA)等标准直接在ipc上实现。在基于pc的控制背景下，物联网编程在与数控、PLC、机器人、机器安全等编程相同的工程环境中进行。多用途PC控制生态系统还可以帮助工程师发展他们的技能，模糊谁是CNC程序员，谁是PLC程序员或物联网程序员之间的界限。

好消息是用户不需要修复代码来将数据推向云。简单的IOT总线耦合器通过配置页而不是编程建立云通信。IOT和云的这种方法对于改造应用是好的应用，因为可以利用可能具有传统现场总线（如DeviceNet（ODVA）或Profibus（PI North America）的机器数据。这提供了具有可操作信息的分析和仪表板，可以由制造商或CNC机器构建器在房屋或全球范围内查看。

CNCS学习新技巧

虽然cnc在半个多世纪前就已经出现了，但许多现代系统已经跟上了主要自动化技术的发展。基于pc的数控控制技术的出现加速了这些发展。以前分离的硬件和软件平台的融合成倍地提高了从设计、编程到调试和运行时的效率。

在数控机床设计的开始阶段，在基于pc的工程环境中的仿真提供了尽可能快的开发时间和尽可能少的错误和重新设计。模拟还通过剔除之前在调试阶段发现的最耗时的惊喜，加快了上市和安装的时间。

基于pc的控制平台巩固了机器控制功能，提高了性能和准确性，同时在CNC的整个生命周期中增加了云连接等最新功能。在IPC硬件和软件的支持下，cnc将对未来的自动化和运动控制发展保持开放。

马特•Prellwitz驱动技术应用专家，Beckhoff自动化。由Chris Vavra编辑，生产编辑，控制工程，CFE媒体，cvavra@cfemedia.com。

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关键词:CNC，计算机数控，工业pc机

选项为现代计算机数控(cnc)的持续增长，为需要更大控制水平的工业提供了更广泛的工具集。

数控进展产生大量数据，这些数据可以通过云和物联网(IoT)进行控制、利用和聚焦。

出现基于pc的技术加速了数控自动化技术的发展。

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