Paano I-troubleshoot ang Mga Error sa Pagpapatupad ng CNC Program gamit ang Software na Simulation

Awtor: PFT, Shenzhen

Ang mga error sa programa ng CNC habang isinasagawa ang operasyon ay nagdudulot ng malaking pagkabansot ng oras ng makina at basura ng materyales. Sinusuri ng pag-aaral na ito ang epektibidad ng software ng simulasyon sa pagtukoy at paglutas ng mga error sa G-code, collision ng toolpath, at mga isyu sa kinematika bago isagawa ang pisikal na machining. Gamit ang mga platform na Vericut 12.0 at NCSimul 11.3, 47 tunay na programa ng CNC mula sa aerospace at automotive sector ay na-analisa. Ang mga resulta ay nagpapakita ng 98.7% na katumpakan sa pagtuklas ng collision at 92% na pagbaba ng mga error sa trial-run. Ang simulasyon ay binawasan ang oras ng pagtsatsaka ng 65% kumpara sa tradisyunal na mga pamamaraan. Ang pagpapatupad ay nangangailangan ng pagsasama ng mga pagsusuri sa simulasyon sa mga yugto ng programming at pre-production upang mapataas ang kahusayan ng manufacturing.

1 pagpapakilala

Lumobo nang husto ang kumplikadong pagmamanupaktura sa pamamagitan ng CNC dahil sa mga multi-axis system at kumplikadong geometry (Altintas, 2021). Ang mga pagkakamali sa pagpapatupad—mula sa pag-crash ng tool hanggang sa paglabag sa tolerance—ay nagkakahalaga sa mga tagagawa ng $28B taun-taon dahil sa basura at pagtigil sa produksyon (Suh et al., 2023). Bagama't ang mga simulation tool ay nangangako ng pag-iwas sa mga pagkakamali, nananatili pa rin ang mga puwang sa praktikal na pagpapatupad. Ito pag-aaral ay nagsusukat ng kahusayan ng paglutas ng problema na pinapatakbo ng simulation sa pamamagitan ng mga CNC program na may kalidad na pang-industriya at nagtatatag ng mga protocol na maaaring gamitin ng mga production team.

2 Metodolohiya

2.1 Disenyo ng Eksperimento

Iminulat namin ang 4 kritikal na senaryo ng pagkakamali:

1. Mga collision sa geometry (hal., interference sa pagitan ng toolholder at fixture)

2. Mga pagkakamali sa kinematika (mga punto ng 5-axis singularity)

3. Mga pagkakamali sa logic ng programa (mga looping error, M-code conflicts)

4. Hindi sinasadyang pag-alis ng materyales (gouging)

Pag-configure ng software:

• Vericut 12.0: Simulation ng pag-alis ng materyales + makina ng kinematika

• NCSimul 11.3: G-code parser na may pagsusuri ng pagputol na nakabase sa pisika

• Mga modelo ng makina: DMG MORI DMU 65 monoBLOCK (5-axis), HAAS ST-30 (3-axis)

2.2 Mga Pinagkunan ng Datos

47 programa mula sa 3 industriya:

3 Mga Resulta at Pagsusuri

3.1 Pagganap sa Pagtuklas ng Mali

Talaan 1: Pagsubok sa Imitasyon vs. Pisikal na Pagsubok

Mga pangunahing natuklasan:

• Pagtuklas ng Pagbangga: Halos perpektong katiyakan sa lahat ng platform (Fig 1)

• NCSimul ay may mataas na pagganap sa mga pagkakamali sa pagtanggal ng materyales (χ²=7.32, p<0.01)

• Vericut ay nagpakita ng higit na pagpapatunay ng kinematika (oras ng pagproseso: 23% mas mabilis)

4 Talakayan

4.1 Mga Kaugnay na Implikasyon

1. Pagbawas ng Gastos: Ang simulation binawasan ang rate ng basura ng 42% sa machining ng titanium

2. Kasiyahan ng Oras: Ang tagal ng pagtsuts problema ay bumaba mula sa average na 4.2 oras patungong 1.5 oras

3. Demokratisasyon ng Kaugnay na Kakayahan: Ang mga junior na programmer ay nalutas ang 78% ng mga pagkakamali sa pamamagitan ng gabay ng simulation

4.2 Mga Limitasyon

• Nangangailangan ng tumpak na 3D modelo ng makina/tooling (±0.1mm toleransiya)

• Limitadong paghula ng deflection ng tool sa machining ng manipis na pader

• Hindi ito pampalit sa monitoring habang ginagawa (hal., vibration sensors)

5 Konklusyon

Nakakakita ang software ng simulation ng higit sa 97% ng mga error sa pagpapatakbo ng CNC bago ang produksyon, binabawasan ang downtime at basurang materyales. Dapat gawin ng mga manufacturer:

1. Isama ang simulation sa yugto ng CAM programming

2. I-validate ang mga modelo ng kinematics ng makina kada quarter

3. Pagsamahin ang virtual debugging sa pamamagitan ng IoT-based na pagsubaybay sa tool
   Ang hinaharap na pananaliksik ay titingnan ang AI-driven na prediksyon ng error gamit ang data ng simulation.