Podstawowy skład obrabiarki CNC obejmuje nośnik programu przetwarzania, urządzenie CNC, serwonapęd, główny korpus obrabiarki i inne urządzenia pomocnicze. Podstawowe zasady działania każdego komponentu są podsumowane poniżej.
Nośnik programu przetwarzania
Szybkie obrabiarki CNC
Gdy obrabiarka CNC pracuje, pracownicy nie muszą bezpośrednio obsługiwać obrabiarki. Aby sterować obrabiarka CNC, konieczne jest skompilowanie programu przetwarzania. Program przetwarzania części obejmuje względną trajektorię ruchu narzędzia i przedmiotu obrabianego na obrabiarce, parametry procesu (ilość posuwu, prędkość wrzeciona itp.) i ruch pomocniczy. Program do przetwarzania części jest przechowywany w nośniku programu z określonym formatem i kodem, takim jak taśma dziurkowana, kaseta magnetofonowa, dyskietka itp., a informacje o programie są wprowadzane do jednostki CNC za pośrednictwem urządzenia wejściowego obrabiarki CNC.
Urządzenie CNC
Numeryczne urządzenie sterujące jest rdzeniem numerycznego narzędzia sterującego. Nowoczesne numeryczne urządzenia sterujące wszystkie przyjmują formę CNC (Computer Numerical Control). Ten rodzaj urządzenia CNC zazwyczaj wykorzystuje wiele mikroprocesorów do realizacji funkcji sterowania numerycznego w postaci zaprogramowanego oprogramowania, więc jest również nazywany Software NC (Software NC). System CNC jest rodzajem systemu kontroli położenia, opiera się na danych wejściowych do interpolacji idealnej trajektorii ruchu, a następnie wyprowadza do komponentu wykonania do przetwarzania wymaganych części. Dlatego numeryczne urządzenie sterujące składa się głównie z trzech podstawowych części: wejściowej, przetwarzania i wyjścia. Wszystkie te zadania są rozsądnie zorganizowane przez program komputerowy, dzięki czemu cały system może działać w skoordynowany sposób.
1) Urządzenie wejściowe: Wprowadź instrukcję sterowania numerycznego do numerycznego urządzenia sterującego. Według różnych nośników programu istnieją różne urządzenia wejściowe. Istnieją głównie wejście klawiatury, wejście dysku, wejście bezpośredniej komunikacji systemu CAD / CAM i wejście DNC (bezpośrednie sterowanie numeryczne) podłączone do komputera wyższego poziomu. Nadal istnieje wiele systemów, które nadal zachowują papierową formę wprowadzania taśmy czytników fotoelektrycznych.
(1) Metoda wprowadzania taśmy papierowej. Program części można odczytać za pomocą papierowej taśmy fotoelektrycznej czytnika do bezpośredniego sterowania ruchem obrabiarki, lub zawartość taśmy papierowej mogą być odczytywane do pamięci, a program części przechowywane w pamięci może być używany do sterowania ruchem obrabiarki.
(2) Tryb ręcznego wprowadzania danych MDI. Operator może użyć klawiatury na panelu operacyjnym, aby wprowadzić instrukcje programu przetwarzania, który nadaje się do stosunkowo krótkich programów.
W stanie edycji urządzenia sterującego (EDIT) użyj oprogramowania do wprowadzenia programu przetwarzania i przechowywania go w pamięci urządzenia sterującego. Ta metoda wprowadzania może ponownie użyć programu. Ta metoda jest zwykle używana do programowania ręcznego.
Na numerycznym urządzeniu sterującym z funkcją programowania konwersacyjnego można wybrać różne menu zgodnie z pytaniami wyświetlanymi na wyświetlaczu, użyć metody dialogu człowiek-maszyna i wprowadzić odpowiednie numery rozmiaru, aby automatycznie wygenerować program przetwarzania.
(3) Przyjęcie metody wprowadzania bezpośredniego sterowania numerycznego DNC. Zapisz program części w komputerze wyższego poziomu, a system CNC odbiera kolejne segmenty programu z komputera podczas przetwarzania. Metoda DNC jest najczęściej używana przy użyciu oprogramowania CAD/CAM do projektowania złożonych przedmiotów i bezpośredniego generowania programów części.
2) Przetwarzanie informacji: urządzenie wejściowe przesyła informacje o przetwarzaniu do jednostki CNC i kompiluje je w informacje, które mogą być rozpoznawane przez komputer. Część przetwarzająca informacje przechowuje i przetwarza ją krok po kroku zgodnie z przepisami programu sterowania, a następnie wysyła polecenia pozycji i prędkości do serwa za pośrednictwem jednostki wyjściowej System i głównej części sterowania ruchem. Dane wejściowe systemu CNC obejmują: informacje o konturze części (punkt początkowy, punkt końcowy, linia prosta, łuk itp.), szybkość przetwarzania i inne informacje dotyczące przetwarzania pomocniczego (takie jak zmiana narzędzia, zmiana prędkości, przełącznik chłodziwa itp.). Celem przetwarzania danych jest zakończenie wprowadzania Preparatów przed operacją dopełniacza. Program przetwarzania danych obejmuje również kompensację promienia narzędzia, obliczanie prędkości i przetwarzanie funkcji pomocniczych.
3) Urządzenie wyjściowe: Urządzenie wyjściowe jest podłączone do mechanizmu serwo. Urządzenie wyjściowe odbiera impuls wyjściowy jednostki arytmetycznej zgodnie z poleceniem sterownika i wysyła je do systemu sterowania serwomechatyki każdej współrzędnej. Po wzmocnieniu mocy system serwomechomisty jest napędzany w celu sterowania obrabiarkią w celu poruszania się zgodnie z wymaganiami.
Serwomas i system sprzężenia zwrotnego pomiaru
Serwonapamięt jest ważną częścią obrabiarek CNC, wykorzystywanych do realizacji sterowania serwomechalnością podawania i sterowania serwokrętem wrzecionowym obrabiarek CNC. Za pomocą systemu serwomechanizm polega na przeliczeniu informacji o poleceniach otrzymanych z numerycznego urządzenia sterującego na liniowy przemieszczenie lub ruch przemieszczenia kątowego części wykonawczych obrabiarki po wzmocnieniu i kształtowaniu mocy. Ponieważ serwosystem jest ostatnim ogniwem obrabiarki CNC, jego wydajność będzie miała bezpośredni wpływ na dokładność i szybkość obrabiarki CNC i innych wskaźników technicznych. Dlatego urządzenie serwonapędowe obrabiarki CNC wymaga dobrej szybkiej reakcji oraz dokładnego i wrażliwego śledzenia urządzenia CNC. Wysłany cyfrowy sygnał poleceń może wiernie wykonać polecenie z numerycznego urządzenia sterującego, aby poprawić dynamiczne następujące cechy systemu i dokładność śledzenia statycznego.
Serwonapęd składa się z dwóch części, urządzenia napędowego i siłownika. Urządzenie napędowe składa się z jednostki napędowej wrzeciona, jednostki napędowej podajnika, serwosilnika wrzeciona i silnika serwokarżenia. Silniki krokowe, serwomotory DC i serwomotory AC są powszechnie stosowanymi urządzeniami napędowymi.
Element pomiarowy wykrywa rzeczywistą wartość przemieszczenia każdej osi współrzędnych obrabiarki CNC i wprowadza ją do urządzenia CNC obrabiarki za pośrednictwem systemu sprzężenia zwrotnego. Urządzenie CNC porównuje sprzężenie zwrotne rzeczywistą wartość przemieszczenia z wartością polecenia i wyprowadza do systemu serwo, aby osiągnąć ustawioną wartość Wymagane polecenie przemieszczenia.
Korpus maszyny
Host obrabiarek jest główną częścią obrabiarki CNC. Obejmuje części maszyn, takie jak łóżko, podstawa, kolumna, belka, siedzenie przesuwne, stół roboczy, zagłówek, mechanizm posuwu, słup narzędziowy i automatyczny zmieniacz narzędzi. Jest to część mechaniczna, która automatycznie kończy różne procesy cięcia na obrabieniu CNC. W porównaniu z tradycyjnymi obrabiarkami, główna część obrabiarek CNC ma następujące cechy konstrukcyjne:
1) Przyjęcie nowej konstrukcji obrabiarek o wysokiej sztywności, wysokiej odporności na wstrząsy i mniejszym deformacji termicznej. Ogólnie rzecz biorąc, metody takie jak poprawa sztywności statycznej układu konstrukcyjnego, zwiększenie tłumienia, dostosowanie jakości części konstrukcyjnych i naturalnej częstotliwości są stosowane w celu poprawy sztywności i odporności sejsmicznej hosta obrabiarek, tak aby korpus obrabiarki mógł dostosować się do potrzeb obrabiarek CNC do ciągłego i automatycznego cięcia. Podjęcie środków, takich jak poprawa układu obrabiarki, zmniejszenie wytwarzania ciepła, kontrolowanie wzrostu temperatury i przyjęcie kompensacji przemieszczenia termicznego, może zmniejszyć wpływ deformacji termicznej na maszynę hostową obrabiarki.
2) Szerokie zastosowanie wysokowydajnych serwonapędów wrzecionowych i urządzeń serwonapędowych skraca łańcuch transmisji obrabiarek CNC i upraszcza strukturę mechanicznego systemu transmisji obrabiarek.
3) Zastosowanie wysokiej wydajności transmisji, wysokiej precyzji, bez urządzeń transmisji szczeliny i ruchomych części, takich jak pary nakrętek śrubowych kulkowych, prowadnice przesuwne z tworzywa sztucznego, prowadnice toczne liniowe, prowadnice ciśnienia statycznego itp.
Sterowane numerycznie urządzenie pomocnicze obrabiarki
Urządzenia pomocnicze są niezbędnymi urządzeniami wspomagającymi, aby zapewnić pełne wykorzystanie funkcji obrabiarek CNC. Powszechnie stosowane urządzenia pomocnicze to: urządzenia pneumatyczne, hydrauliczne, urządzenia do usuwania wiórów, urządzenia chłodzące i smarujące, stół obrotowy i głowica indeksująca CNC, ochrona, oświetlenie itp.
