Controllers (MCU) εργαλειομηχανών: Ποιες είναι οι δυνατότητές τους

Στο σημερινό άρθρο θα παρουσιάσουμε τις δυνατότητες των σύγχρονων controllers των εργαλειομηχανών CNC και το κατά πόσο οι πραγματικές ανάγκες ενός μηχανουργείου μπορούν να καλυφθούν από τον controller ή απαιτείται η αγορά και εγκατάσταση ενός εξωτερικού συστήματος CAD/CAM.

Με τον όρο controller (έτσι όπως έχει επικρατήσει να λέγεται στην αγορά σήμερα) εννοούμε την μονάδα ελέγχου μιας εργαλειομηχανής CNC (Machine Control Unit ή MCU). Ουσιαστικά, πρόκειται για την «καρδιά» της εργαλειομηχανής.

Με άλλα λόγια, πρόκειται για τον ηλεκτρονικό υπολογιστή που αποθηκεύει και διαβάζει τα προγράμματα μηχανουργικής κατεργασίας, καθώς και για την μονάδα που ελέγχει όλα τα επιμέρους συστήματα της εργαλειομηχανής.

Το controller επίσης λειτουργεί και σαν διεπαφή (user interface) μεταξύ του χείριστή και της εργαλειομηχανής μέσω των συστημάτων εισόδου και εξόδου που διαθέτει.

Έτσι, μέσω του controller ο χειριστής μπορεί να προετοιμάσει και να προγραμματίσει τη μηχανή για να εκτελέσει την επιθυμητή μηχανουργική κατεργασία, υποβοηθούμενος από τις εκάστοτε δυνατότητες του controller.

Δυνατότητες των συγχρόνων controllers (MCU)

Τα σύγχρονα controller των περισσότερων σε κυκλοφορία εργαλειομηχανών CNC είναι πλέον εξοπλισμένα με μια τεράστια γκάμα δυνατοτήτων και τυποποιημένων εντολών, οι οποίες δίνουν την δυνατότητα στον προγραμματιστή της εργαλειομηχανής να εκτελέσει τον προγραμματισμό της ζητούμενης μηχανουργικής κατεργασίας με πολύ πιο εύκολο και άμεσο τρόπο.

Πολύ συχνά, υπάρχει η λανθασμένη εντύπωση ότι ο μονός τρόπος για να εκμεταλλευτεί ένας μηχανουργός το 100% των δυνατοτήτων της εργαλειομηχανής του είναι να καταφύγει σε ένα εξωτερικό ολοκληρωμένο σύστημα CAD/CAM.

Είναι αλήθεια ότι για πολύ σύνθετες γεωμετρίες, ειδικότερα όταν περιέχουν επιφάνειες ελευθέρας μορφής (free form surfaces), ένα ολοκληρωμένο σύστημα CAD/CAM είναι ο μόνος τρόπος για τον προγραμματισμό της ζητούμενης κατεργασίας.

Όμως, το μεγαλύτερο μέρος όμως των κλασικών μηχανολογικών δοκιμίων, συνήθως είναι γεωμετρίες με απλά γεωμετρικά χαρακτηριστικά που ουσιαστικά μπορούν να προγραμματιστούν απευθείας σε G κώδικα μέσω του editor του εκάστοτε controller.

Συγκεκριμένα, τα σύγχρονα controller είναι εξοπλισμένα:

  • Με τους βασικούς τύπους παρεμβολών (γραμμική, κυκλική, ενώ σε κάποιες περίπτωσης διατίθεται ακόμα και παρεμβολή δημιουργίας έλλειψης).
  • Με δυναμικά συστήματα συντεταγμένων.
  • Με μια μεγάλη γκάμα κύκλων ρουτίνας (canned cycles), όπως Drilling, Tapping, Circular Pocketing, General Purpose Pocketing, Boring κ.ά.
  • Με δυναμική αντιστάθμιση ύψους και ακτίνας εργαλείου.
  • Με τυποποιημένους κύκλους ξεχονδρίσματος και φινιρίσματος (ανάλογα πάντα με τον τύπο της εργαλειομηχανής).
  • Με δυνατότητα χρήσης υπο-προγραμμάτων και παραμετρικού προγραμματισμού με δυνατότητα ελέγχου υποθέσεων και μεταβλητών.

Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι αρκετοί κατασκευαστές εργαλειομηχανών παρέχουν την δυνατότητα (με το ανάλογο κόστος) το controller να μπορεί να διαβάσει αρχεία .dxf και να οδηγεί τον χρήστη με συστήματα υποβοήθησης προς τον επιθυμητό προγραμματισμό.

Επιπλέον, σε ορισμένες περίπτωσης κάποιοι τύποι controller έρχονται εξοπλισμένοι με ένα δικό τους σύστημα CAM, πλήρως εναρμονισμένο με το controller της εργαλειομηχανής και προσβάσιμο μέσα από την διεπαφή χρήστη.

Έτσι, καθίσταται σαφές ότι σε περίπτωση που οι παραγωγικές διαδικασίες του εκάστοτε μηχανουργείου το επιτρέπουν, πρώτα πρέπει να εξαντλούνται οι ήδη αποκτημένες δυνατότητες του εκάστοτε controller και μετά να καταφεύγουμε σε εξωτερικά συστήματα υποβοήθησης προγραμματισμού.

Πότε απαιτείται η αγορά ενός συστήματος CAD/CAM

Λαμβάνοντας υπόψη και αξιοποιώντας πλήρως τις δυνατότητες των σύγχρονων controllers, η πραγματική ανάγκη αγοράς και εγκατάστασης ενός εξωτερικού συστήματος CAD/CAM δημιουργείται όταν:

  • το controller της εργαλειομηχανής δεν μας δίνει την δυνατότητα να προγραμματίσουμε μέσω υποβοήθησης κάποια σύνθετη κατεργασία, παρόλο που η εργαλειομηχανή μπορεί να την εκτελέσει (full 3 axis free form surfaces κλπ).
  • ο προγραμματισμός μιας συγκεκριμένης γεωμετρίας, παρόλο που είναι εφικτός μέσω των δυνατοτήτων του controller, κρίνεται ασύμφορος και χρονοβόρος, σε σχέση με τον προγραμματισμό μέσω ενός ολοκληρωμένου εξωτερικού συστήματος CAD/CAM.