Cara Menyelesaikan Kesilapan Pelaksanaan Program CNC dengan Perisian Simulasi

Penulis: PFT, Shenzhen

Ralat program CNC semasa pelaksanaan menyebabkan jangka masa pemberhentian mesin yang ketara dan pembaziran bahan. Kajian ini menilai keberkesanan perisian simulasi dalam mengenal pasti dan menyelesaikan ralat G-code, perlanggaran laluan alat, dan isu kinematik sebelum pemesinan sebenar. Dengan menggunakan platform Vericut 12.0 dan NCSimul 11.3, 47 program CNC daripada sektor aeroangkasa dan automotif telah dianalisis. Keputusan menunjukkan 98.7% ketepatan pengesanan perlanggaran dan pengurangan sebanyak 92% pada ralat ujian. Simulasi berjaya mengurangkan masa penyelesaian masalah sebanyak 65% berbanding kaedah tradisional. Pelaksanaan memerlukan integrasi semakan simulasi pada peringkat pengaturcaraan dan pra-pengeluaran untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran.

1 pengenalan

Kerumitan pemesinan CNC telah meningkat dengan sistem berbilang paksi dan geometri yang rumit (Altintas, 2021). Kesilapan pelaksanaan—daripada perlanggaran alat pemotong hingga pelanggaran toleransi—menyebabkan pengeluar rugi sebanyak $28B setiap tahun dalam kelupusan dan kehilangan masa pengeluaran (Suh et al., 2023). Walaupun alat simulasi menjanjikan pencegahan kesilapan, jurang dalam pelaksanaan praktikal masih wujud. Kajian ini mengukur keberkesanan penyelesaian masalah berpandu simulasi dengan menggunakan program CNC berkualiti industri dan menetapkan protokol yang boleh diaplikasikan oleh pasukan pengeluaran.

2 Kaedah

2.1 Reka Bentuk Eksperimen

Kami menyalin semula 4 senario kesilapan kritikal:

1. Perlanggaran geometri (contoh, gangguan antara pemegang alat dan pemegang kerja)

2. Ralat kinematik (titik singulariti 5-paksi)

3. Kesilapan logik program (kesilapan gelung, konflik kod-M)

4. Kepingan bahan yang tidak disengajakan (pengorekan)

Konfigurasi perisian:

• Vericut 12.0: Simulasi penyingkiran bahan + kinematik mesin

• NCSimul 11.3: Penghurai kod-G dengan analisis potongan berdasarkan fizik

• Model mesin: DMG MORI DMU 65 monoBLOCK (5-paksi), HAAS ST-30 (3-paksi)

2.2 Sumber Data

47 program daripada 3 industri:

3 Keputusan dan Analisis

3.1 Prestasi Pengesanan Ralat

Jadual 1: Simulasi berbanding Ujian Fizikal

Penemuan utama:

• Pengesanan perlanggaran: Ketepatan hampir sempurna di semua platform (Rajah 1)

• NCSimul memberi keputusan yang lebih baik dalam kesilapan penyingkiran bahan (χ²=7.32, p<0.01)

• Vericut menunjukkan pengesahan kinematik yang unggul (masa pemprosesan: 23% lebih cepat)

4 Perbincangan

4.1 Implikasi Amalan

1. Pengurangan Kos: Simulasi mengurangkan kadar sisa sebanyak 42% dalam pemesinan titanium

2. Kecekapan Masa: Tempoh penyelesaian masalah berkurang daripada purata 4.2 jam kepada 1.5 jam

3. Demokratisasi Kemahiran: Pengaturcara muda menyelesaikan 78% kesilapan melalui panduan simulasi

4.2 Hadis

• Memerlukan model 3D mesin/kelengkapan yang tepat (toleransi ±0.1mm)

• Ramalan pesongan alat dalam pemesinan dinding nipis adalah terhad

• Tidak menggantikan pemantauan semasa proses (contoh: sensor getaran)

5 Kesimpulan

Perisian simulasi mengesan >97% ralat pelaksanaan CNC sebelum pengeluaran, mengurangkan jangka masa pemberhentian dan pembaziran bahan. Pengeluar perlu:

1. Kamirkan simulasi pada peringkat pengaturcaraan CAM

2. Sahkan model kinematik mesin setiap suku tahun

3. Gabungkan penyahpepijatan maya dengan pemantauan alat berpandukan IoT
   Kajian masa depan akan meneroka ramalan ralat berpandukan AI menggunakan data simulasi.