5.3. CNC és DNC vezérlésű gépek

Az NC gépek programjainak elkészítésekor igen sok számítási feladatot kell megoldani, hogy a munkadarab felfogási, geometriai adatait, szerszámmozgási adatokat, szerszámadatokat, a technológiai adatokat olyan formába hozzuk, hogy azt a szerszámgép vezérlőberendezése megértse és az utasításoknak megfelelően a feladatot egyértelműen végrehajtsa. Ilyen számítási feladat lehet - a munkadarab pontjainak pl. furatközéppontjai koordinátáinak meghatározása-, a munkadarab körvonalának egyenes és körív szakaszokra bontása -, a technológiai adatoknak pl. a forgácsolási sebességnek, előtolásnak kiszámítása. Mindezek a számítási feladatok elvégezhetők hagyományos módon, de számítógép segítségével is. Pályavezérlésű gépeknél gépbe beépített interpolátor mint ismeretes egyidőben a vezérlési adatok betáplálásával (lyukszalag leolvasásakor) elvégzi a támaszpontoknak megfelelő sűrűségben a megmunkált pályavonal koordinátáinak kiszámítását, illetve a pályaegyenes vagy valamilyen görbe szakaszokra való bontását. Az interpolátor általában azonos módon számítja a pályaelemeket, tehát viszonylag egyszerű berendezés. Az egyéb számítási feladatok viszont a munkadarab adataitól függően változóak és a számítási feladatok az általános célra épült számítógépekkel oldhatók meg. A számítógép alkalmazásával takarékoskodni lehet az idővel, a szakképzett munkaerővel és a számítási hibák valószínűsége is kisebb. A számítógépre rábízható programhordozó (lyukszalag, mágnesszalag elkészítése is úgy, hogy az a gép vezérlésére már közvetlenül felhasználható. Kezdetben a számítógép szerszámgépbe való beépítése igen költséges volt. Ma azonban a mikroprocesszorok kifejlesztésével lehetőség nyílt a megfelelő kapacitású és gyorsaságú számítógép beépítésére [ 6] .

Azokat a számvezérlésű gépeket, amelyek számítógéppel működnek, számítógépes vagy röviden CNC (Computer Numerical Control) szerszámgépeknek nevezik. A CNC vezérlésű gépek előnyösek, mert:

- - Rugalmasok, a vezérlés megfelelő programokkal megváltoztatható anélkül, hogy a vezérlő berendezés elektronikáján valamit is kelljen változtatni.

  - A számítógép tároló, memóriaegysége a különféle munkadarab programok tárolására felhasználható. A program bármikor lehívható, így nem kell a gépnek mindig az adatokat beolvasnia.

- Egyszerre több program is tárolható a memóriában.

A tárban lévő programot kijelzőn meg lehet jeleníteni.

- - A már tárolt programok könnyen javíthatók, módosíthatók, a javított programok lyukszalagra kiírhatók.

  - Lehetőség van programok láncolására, programciklusok kialakítására.

  - Egyszerűbbé válhat a gép kezelése, a szövegesen megjelenő kijelzések lehetővé teszik a "beszélgetést" a számítógéppel.

- Szerszámkorrekciós mezők száma nagy.

- - Lehetőség van a távadatközlésre vagy DNC rendszerhez való csatlakozásra.

  - A számítógép lehetővé teszi szerszámgép egyes részeinek hibáiból származó pontatlanságok kompenzálását (pl. orsók menetemelkedési hibái).

  - Megfelelő hajtás esetén az adaptív szabályozás megfelelő szoftverrel megoldható.

  - A CNC rendszerű gépek megbízhatósága jobb, az NC gépek négy-ötszöröse.

  - A CNC vezérlés lehetővé teszi a diagnosztikai és tesztprogramok használatát. Az ellenőrző programokkal az kezelő személyzet könnyen megállapíthatja a CNC vezérlés hibáját, annak helyét (öndiagnosztika). A korszerű modulelemek részegységek cseréjével a hiba gyorsan kijavítható.

  - A gép elavulása viszonylag lassú, mert új programokkal az új szolgáltatások beilleszthetők.

  - A gép karbantartási igénye minimális, viszont magasan kvalifikált szakembereket követel [ 6] .

A CNC rendszerű szerszámgépek számítógépre is kapcsolhatók. Ilyenkor a gép vezérlését biztosító programot a szerszámgép memóriájában, az irányítási, felügyeleti és adatbank jellegű adatok programjait a központi számítógép memóriájában tárolják.

Lehetőség nyílik a központi számítógép elhagyásával arra is, hogy néhány CNC szerszámgépet összekapcsoljanak. Az összekapcsolt vezérlés, az alkatrész gyártási folyamatának megfelelően a manipulációs műveletek elvégzésére is lehetőséget ad. Egy munkás ilyenkor az egész gépcsoport irányítását, felügyeletét ellátja. Takarékossági okokból az összekapcsolt CNC vezérlőberendezések közül gyakran csak egyet látnak el leolvasó ,berendezéssel. Ez a vezér CNC gép adja a programot a többi gépnek is [ 6] .

A NC gépeknek igen sok fajtáját dolgozták ki. Készülnek olyan CNC szerszámgépek is, amelyek teljes kézi szervo vezérléssel is működtethetők. Ezeknél a gépeknél tulajdonképpen elvégezhető a programozás egy mintadarab legyártásával. Ezek a CMC (Computer Manuál Control) gépek.

Ha sok, esetleg egy egész üzemrész NC gépei egy nagy számítógép, mint folyamatirányító vezérlőegység irányítja, akkor a szerszámgépek közvetlen (direkt) úton innen kapják az utasításokat. A gépkezelő a szerszámgépen egy központi számítógépről tud programokat behívni, ezért ezt a rendszert DNC (Direct Numerical Control) nevezik. A központi számítógép és szerszámgépek között kábel-összeköttetésen keresztül áramlik az információ, a rendszert On-line üzemnek is nevezik. A vezérlőegység vezérelhet hagyományos NC gépeket kiiktatott szalagolvasóval, CNC gépeket, manipulátorokat, különféle szervo hajtásokat. Az alkatrészek programja - az NC gépek DNC kiegészítő berendezésének segítségével - a központi vezérlőberendezéstől hívható le. Az egyes gépeken próbafutások végezhetők, a programok kinyomtathatók, változtathatók.

A DNC rendszer előnyei, hogy a központi folyamatirányító számítógép összekapcsolható a gyár központi számítógépével, így a technológiai folyamatot beépíthetik a vállalat adat-feldolgozási rendszerébe. Az egész gyártási folyamat integrálható és automatizálható [ 6] .

A tárprogramozott vezérlőberendezések olyan számítógépes készülékek, amelyeket programozható ipari vezérlési feladatokra fejlesztettek ki. Teljesítőképességüket döntően a szoftver határozza meg. A tárprogramozott vezérlések feldolgozóegységként PLC-t, (programozható logikai vezérlőt = Programmable Logic Controller) mikroszámítógépet vagy folyamatterminált használnak. A PLC-k olyan elektronikus üzemi eszközök, amelyek egy alkalmazás-orientált nyelven programozhatók, és csak vezérlésre alkalmasak. A mikroprocesszorhoz tartozó assemblyben vagy magas szintű programnyelven (pl. PASCAL) programozhatók. A program nem más, mint utasítások sorozata, amelyeket folyamatosan egymás után (szekvenciálisan) hajt végre a mikroprocesszor. A PLC működését a programozás határozza meg. A vezérlőlogikát három különböző módon határozhatjuk meg (utasításlista = Statement list: STL, létradiagram = Ladder diagram: LAD, funkcionális terv = Control system flowchart: CSF). A három programozási mód ugyanannak a vezérlőprogramnak ( vezérlőlogikának ) a különböző meghatározási módja. Ha a kezelő létradiagrammal vagy funkcionális tervvel adja meg a programot, a beviteli egység általában akkor is átalakítja utasítás-listává és betölti azt a PLC programtárolójába [ 16.] .