它并不像您想象的那么可怕
与大多数制造业的数字架构一样，计算机数字控制器 (CNC) 近年来发展迅速，产生了更快的处理速度并实施了先进的算法，同时提供更简单、更直观的用户界面。那么如何在不同类型的 CNC 之间进行选择呢？需要定一个吗？您将如何介绍新版本或全新的 CNC？
大型触摸屏是新一代机械师的首选 CNC 界面，例如 Heidenhain 的这个例子。让我们开始吧一开始就有一个关键问题：可能有比人们想象的更多的选择。正如伊利诺斯州绍姆堡海德汉公司机床业务发展总监 Gisbert Ledvon 所解释的那样，许多人认为他们只能获得他们在机器演示中看到的控件，或者销售人员提供的控件。但通常情况并非如此。他举了 DMG Mori 的例子，DMG Mori 是一家大型精密机械制造商。 “你可以购买带有 Heidenhain 控制系统的 DMG 机床，”他说，“[或] 使用西门子或 FANUC 来获得它。机械、铸件、滚珠丝杠、服务支持等等都是一样的。”或者正如伊利诺伊州霍夫曼庄园发那科美国公司的 CNC 工程经理保罗韦伯斯特所说：“机床制造商决定 [其机器] 将进行何种控制。但最终用户通过指定他们想要的东西在很大程度上影响了该决定。”
易用性注意事项
许多商店在选择 CNC 控制器时最重要的考虑因素是易用性，可能是由于难以找到足够的熟练劳动力。 “大多数时候，”韦伯斯特说，“他们想要什么他们已经在工厂里了。回到 70 年代、80 年代和 90 年代初，FANUC 拥有最可靠的控制和最一致的控制。”虽然关于 FANUC 控件的用户友好性存在一些争论（稍后会详细介绍），但它们肯定无处不在。 “FANUC 的用户界面已经发展了 40 多年，”韦伯斯特说。 “许多工厂仍然拥有 30 多年历史的 FANUC 6M、6T 和 10T 控制器。”这也表明一个事实，即工厂中几乎所有需要 CNC 的东西都有合适的 FANUC 控制，无论它是用于辅助设备的运动控制器，如传送带、冲床、五轴加工中心，还是具有八个独立主轴的索引车床，每个主轴运行不同的过程。 “它们是不同类型的控制系统，但它们的作用和感觉都相似，”韦伯斯特解释道。 “所以跑 t 的人机床可以跳到辅助设备上并运行它、排除故障并进行维护，而不会出现任何问题。”
Todd Drane，美国伊利诺伊州埃尔克格罗夫村 Fagor Automation 区域销售经理认为将不同制造领域的控制标准化是有帮助的。 Fagor 在不同应用程序之间实现相同的用户界面。 “通过 Fagor Automation，如果您了解我们的车削 CNC，那么您也了解我们的铣削 CNC，因为创建和执行程序的菜单和方法是相同的，”Drane 说。 “当然，在车床上调用的固定循环与在铣床上调用的固定循环不同，但调用它们的方法是相同的。明显的好处是您的车间人员更容易互换和多才多艺。” Drane 补充说，法格还为超越传统铣削和车削的各种应用开发了 CNC，包括“磨削、激光、刳刨机、水刀和通用运动控制应用。我们还能够在我们的所有 CNC 平台上快速轻松地创建自定义编辑器、屏幕、页面和例程，因此，无论客户需要什么，我们都可以完成。”
60 多年来，Cox Manufacturing 一直服务于包括航空航天、国防、枪支、石油和天然气、电子和医疗在内的各种行业提供高质量的加工服务。公司所有者兼总裁 Bill Cox，如图所示，在机器控制中，将他的机器标准化为 FANUC CNC。Webster 和 Drane 都指出用户界面或 HMI（人机界面）是一个关键考虑因素。但严格来说，HMI 与 CNC 是不同的，在某些情况下，机床制造商会覆盖自己定制的 HMI。建造者更有可能为 spe 这样做化的应用程序，如磨削，有时他们这样做是为了创造他们希望比更“通用”的界面更具竞争优势的东西。 （Ledvon 指出 Heidenhain 用户是个例外，因为“整个界面、键盘和触摸屏本身始终显示 Heidenhain 的功能。除了他们自己的一些周期之外，我们真的没有任何人覆盖它。”）探索那些变体及其创建方式超出了本文的范围。相反，我们将专注于主要 CNC 供应商提供的产品之间的区别。
从广义上讲，我们之前提到的无处不在的 FANUC 控件提供了键盘上的 M&G 代码编程，并且不是很华丽。您可以说它易于使用，因为“每个人”都知道如何使用它。当谈到五轴加工时，一位工程师使用 CAD/CAM 软件包创建了一个加工程序，并使用后处理器生成了 M&G 代码t在机器上运行。用户没有，通常仍然不会，在控制器上对五轴工作进行编程。 Ledvon 说，世界正在超越用抽象语言定义直线或半径的方法。我们正在转向对话式编程，使用“更短、更清晰的指令，比如‘我想运行钻孔循环’或‘我想运行刮削循环’。您只需回答几个问题，剩下的由控制器完成你。这就是我们现在的处境。它将更具交互性和更简单。”而且——毫不奇怪——机上编程将通过更大的触摸屏进行，这些触摸屏具有类似智能手机的功能（如捏合收缩和触摸滑动）来标记和复制，等等。
这些变化部分是由进入该领域的年轻一代机械师推动的，但 Ledvon 表示，年长的操作员也接受了这些技术，但可能会慢一些。 “根据我们的经验，三到六个月后，他们通常不想回到另一种方式，”他说。
Heidenhain 长期以来一直采用对话方式，但 FANUC 一直没有睡。它在 2016 年推出了一个名为 iHMI 的更友好的触摸屏界面，并在过去几个月推出了重大改进。例如，FANUC America 的全国销售经理 Jody Michaels 表示，早期的接口使得运动学校准非常困难，需要 FANUC 专家。现在它是 HMI 上的一个图标。 “你只需填写空白并按下循环开始，”Michaels 解释道。 “很明显，你必须先确定测头和测针直径之类的东西，但就是这么简单。”
FANUC也打破了一些测头套路，所以用户无需通过旧菜单即可应用它们。它还添加了导入工具数据（进给、速度、涂层信息和其他信息）的功能ol 描述）来自外部来源，这是 FANUC 抵制的一种常见行业做法。
Michaels 还表示，FANUC 的 iHMI 现在可以将实际零件几何形状直接导入对话程序。 “我们从来没有这样做的可能性。现在您可以导入 DXF 或 IGES 文件或实体模型，因此您无需在控件上绘制零件即可进行编程。这对我们来说是一个很大的改变。” Ledvon 说，这种能力在欧洲得到广泛使用，在北美也很流行，特别是对于较简单的零件和中型加工车间。 “利用 CAM 导入器将 DXF 或 IGES 文件转换为可加工程序，对在控制器上，比回到 CAD/CAM 人员那里排队等候更有效率，因为他必须为五台、六台、七台、八台或十台机器送料。” Ledvon 还认为这是一种为采用这种方法的年轻运营商提供支持的方式，并从理论上讲这将有助于提高整个行业的保留率。
不过，Webster 告诫不要对用户界面进行根本性的改变，使用在汽车中切换油门和刹车踏板的类比将是灾难性的。 “我们被拉向两个方向，因为工厂里满是 FANUC 的人不想改变，”他说。 “所以我们需要保持一切相似。但是从学校出来的新操作员已经习惯了智能手机和类似的东西，他们想使用触摸屏并简化它。 iHMI 允许采用一些较新的样式，但不会让我们与现有界面相去甚远，以至于人们会感到恐慌。”他补充说，广大的主要大多数运行 FANUC CNC 的机器都使用 FANUC HMI，“针对机床的具体情况，例如维护屏幕和刀具更换器或 CNC 本身未定义的其他部件等”进行有限的定制。
就其本身而言，Fagor 已将 G 代码和对话式编程系统整合到同一个 CNC 上，“加上机载 CAD/CAM 系统、交互式编辑器和帮助模式，结合简单的触摸直接进入车间的手册从键盘上，”Drane 说。 “一旦程序员或操作员学习并理解了这些 CNC（速度很快且通常不到一天），我们便会在同一平台上叠加其他新技术功能。因此，车间操作员只需要在他们已经熟悉的平台上学习新技术功能。舒适因素显而易见，我们看到运营商正在使用更多新技术。”
边缘计算将大部分计算和处理保留在边缘设备而非 CNC 上，同时机器继续实时运行。这扩展了 CNC 的能力并降低了选择特定 CNC 的重要性.精度和其他性能考虑因素
除了易用性之外，其他关键考虑因素包括加工精度、速度和可靠性。据说海德汉和发格是唯一可以提供整个运动的控制制造商控制系统。正如 Ledvon 所说，“您从我们这里获得驱动器、秤、编码器、电机和控制装置。从第三方购买东西总是会在您进入微精度和超表面时遗漏一些东西完成。他将 Heidenhain 在要求严苛的模具制造行业中的领先地位归功于此因素，并补充说“99% 的时间”，当机床制造商选择 Heidenhain 控制器时，他们将它们用于整个系统。 “有时我们不出售电机，”Ledvon 说，“但所有西门子电机都有海德汉编码器。”
Webster 指出，所有 FANUC 控制器“都可以做到纳米级。大多数尺度在纳米附近的任何地方都不准确。分辨率的损失不在 CNC 中。它肯定是在机器端，而不是在控制端。秤制造商说他们的秤比机械秤准确得多，我同意这一点。机器专家说他们的机器比工件夹具更精确。工装人员说 [他们的设备] 比工具更准确。它滴下来。但 CNC 不是任何限制因素。它甚至不接近。”他补充说，FANUC 制造自己的电机和编码器，而电机编码器每转有高达 3200 万个脉冲。 “当你谈论将滚珠丝杠的单次旋转增加到 3200 万次时，这需要很高的分辨率。”答案是什么？与您信任的用户交谈并获得全面的演示！
在速度方面，顶级 CNC 都使用最先进的 CPU 和更多内存来更快地处理程序。这使得高速加工之类的东西比过去几年要好得多。但除了更多的原始处理能力外，还需要考虑控制是否利用其他巧妙的方法来提高效率。这包括自适应控制（根据工具负载自动调整进给速率）和自动伺服调整等功能。
后者通常依赖于 CNC 制造商的专家。但是 FANUC、Fagor 和其他公司的 CNC 现在更擅长“检查所有驱动器和电机的所有反馈并自动将它们调整到最佳设置，”解释说编辑迈克尔斯。如果您在机器工作台上放置了不寻常的重量，或者以其他方式更改了您的设置，这可以带来显着的改进。
当今 CNC 越来越受欢迎的功能是能够将 DXF 或 IGES 文件转换为可加工的程序，就在控件上。
Ledvon 强调了 Heidenhain 在其对话式菜单中添加功能的努力。 “例如，夹具磨削现在是控制的功能之一。我们可以用摆线铣削加工凹槽。您通常在 CAM 系统上做的事情现在可以直接在控制器上完成。”目标是在一次设置中在五轴机器上做更多的事情。 “您不必从五轴机床转到坐标磨床来磨削特定零件的某个部分，&rdq哦；他说。 “您现在可以在五轴机床上完成这两项工作，因为现在可以使用一台 CNC 管理来自不同技术的多功能性。” Ledvon 还观察到，配备海德汉光栅尺的良好、稳定的机床“从精度的角度来看几乎就像 CMM，您至少可以在零件脱落前对机器进行预检查。”在 Ledvon 看来，这是机床充当“神经中枢”的众多方式之一，可为工厂提供大量有用的信息。
Tiansu Jing，Elk 西门子工业公司产品经理伊利诺伊州格罗夫村提供了一个不同的角度：边缘计算。边缘计算在边缘设备而非 CNC 上进行大部分计算和处理，同时机器继续实时运行。 “过去，不同的 CNC 专注于不同的应用，包括硬件在内的所有相关功能均由控制供应商相应开发，”他解释道。 “由于这种差异，许多商店选择了特定的控件。”边缘计算打破了这一边界并扩展了 CNC 的能力。 “通过边缘计算，可以使用不同的应用程序来提供更多的机器性能，以提高切割质量和生产率。” Jing 补充说，通过将 CNC 连接到边缘设备、本地服务器和云端，“不同的实体有可能通过云端的应用程序向最终客户提供他们自己的专业知识。”
On与此相关，Jing 表示，“远程服务正变得越来越可靠和便宜。借助完整的数字双胞胎解决方案，其中不仅包括虚拟 CNC，还包括虚拟机器机械师，机床制造商和 CNC 供应商可以拥有一个全面的解决方案来复制机加工车间正在使用的内容并解决客户问题。这种方法可以显着减少问题造成的停机时间并增加提高最终用户的生产力。同时，这将显着降低机器制造商的服务成本。”
让 CNC 专家疯狂的事情
事实证明，主要的 CNC 供应商经常发现他们的客户不是充分利用他们已经支付的惊人技术。根据 Michaels 的说法，在五轴加工中继续使用反时限法就是一个很好的例子。 “我们终于让人们使用工具中心点控制、公差控制和加工条件功能，您可以在程序中独立地加速粗加工和减慢精加工，”他说。 “但这已经过去了很多年，仍然有人要求他们的现代 CAM 软件生成带有 G93 反时限代码的程序，”而更新的方法产生的切削速度更快，精加工效果更好。
Ledvon 说用户通常不会充分利用控制系统中的集成加工循环，这h 可以更有效地制造零件。他举了一个客户的例子，他忘记了他的触摸屏有一个右箭头键可以到达另一个循环。客户想在他的程序中添加一个钻孔循环，因此他使用 CAM 软件创建了大约 200 行代码来执行此操作，而他本可以简单地按下箭头并回答几个问题来创建钻孔循环。
“许多人认为控制系统只做另一台机器一年前或三年前做的事情，”他观察到，“但事实并非如此。这就是我们推动培训的原因。”
Webster 表示，不愿接受现代 CAM 编程可能是导致生产力下降的最大原因。有时只是未能使用最新的后处理器。 “有一些有用的 G 代码功能人们没有使用，要么是因为他们不知道它们的存在，要么是因为他们的 CAD/CAM 系统不支持它，”他解释道。 “我们仍然看到很多人用直接的 G-1 从他们的 CAD/CAM 系统中发布程序。 [他们] 只是非常小的线段线性移动，尽管有许多新的编程技术和功能。许多 CAM 系统和后处理器并不像该领域的 CNC 那样最新，但 CAD/CAM 现在非常便宜并且更容易使用。”有时，最好的投资是充分利用您已经进行的投资。
那么应该得到什么？
Ledvon 建议，在选择 CNC 时，请认真审视您的商业模式. “要完成大批量的生产工作，操作人员并不那么熟练，那么肯定会在控制上标准化。但我认为这不再是赚钱的方式。要发展到新的细分市场，或以更小的批量获得更高利润的业务，您需要在设置上具有灵活性。”这意味着多功能机器和应用程序的最佳控制公司决定追求的阳离子。 “因为如果你继续购买与路边商店相同的控件，那么你唯一的竞争方式就是价格。你需要找到一种让自己与众不同的方法，这就是一种方法。”
