La composizione di base di una macchina utensile CNC comprende un supporto del programma di elaborazione, un dispositivo CNC, un dispositivo di servoazionamento, il corpo principale della macchina utensile e altri dispositivi ausiliari. I principi di funzionamento di base di ogni componente sono riassunti di seguito.
Portante del programma di elaborazione
Macchine utensili CNC ad alta velocità
Quando una macchina utensile CNC è in funzione, i lavoratori non devono azionare direttamente la macchina utensile. Per controllare la macchina utensile CNC è necessario compilare un programma di lavorazione. Il programma di elaborazione del pezzo include la traiettoria del movimento relativo dell'utensile e del pezzo da lavorare sulla macchina utensile, i parametri di processo (quantità di avanzamento, velocità del mandrino, ecc.) E il movimento ausiliario. Il programma di elaborazione delle parti è memorizzato in un supporto del programma con un certo formato e codice, come nastro perforato, cassetta, floppy disk, ecc., E le informazioni sul programma vengono immesse nell'unità CNC tramite il dispositivo di input della macchina utensile CNC .
Dispositivo CNC
Il dispositivo di controllo numerico è il cuore della macchina utensile a controllo numerico. I moderni dispositivi di controllo numerico adottano tutti la forma di CNC (Computer Numerical Control). Questo tipo di dispositivo CNC utilizza generalmente più microprocessori per realizzare funzioni di controllo numerico sotto forma di software programmato, quindi è anche chiamato Software NC (Software NC). Il sistema CNC è una sorta di sistema di controllo della posizione, si basa sui dati di input per interpolare la traiettoria di movimento ideale e quindi sull'uscita al componente di esecuzione per elaborare le parti richieste. Pertanto, il dispositivo di controllo numerico è composto principalmente da tre parti fondamentali: input, elaborazione e output. E tutte queste attività sono organizzate ragionevolmente dal programma del sistema informatico, in modo che l'intero sistema possa funzionare in modo coordinato.
1) Dispositivo di input: immettere l'istruzione di controllo numerico nel dispositivo di controllo numerico. A seconda del vettore di programma diverso, ci sono diversi dispositivi di input. Sono presenti principalmente input da tastiera, input da disco, input di comunicazione diretta del sistema CAD / CAM e input DNC (direct numerical control) collegati a un computer di livello superiore. Esistono ancora molti sistemi che conservano ancora la forma di input del nastro di carta dei lettori fotoelettrici.
(1) Metodo di inserimento del nastro di carta. Il programma pezzo può essere letto con un lettore fotoelettrico di nastro di carta per controllare direttamente il movimento della macchina utensile, oppure il contenuto del nastro di carta può essere letto nella memoria e il programma di parte immagazzinato nella memoria può essere usato per controllare il movimento della macchina utensile.
(2) Modalità di immissione manuale dei dati MDI. L'operatore può utilizzare la tastiera sul pannello operativo per inserire le istruzioni del programma di elaborazione, adatto per programmi relativamente brevi.
Nello stato di modifica del dispositivo di controllo (EDIT), utilizzare il software per inserire il programma di elaborazione e salvarlo nella memoria del dispositivo di controllo. Questo metodo di input può riutilizzare il programma. Questo metodo viene generalmente utilizzato per la programmazione manuale.
Sul dispositivo di controllo numerico con funzione di programmazione conversazionale, è possibile selezionare diversi menu in base alle domande visualizzate sul display, utilizzare il metodo del dialogo uomo-macchina e inserire i relativi numeri di taglia per generare automaticamente il programma di elaborazione.
(3) Adottare il metodo di immissione del controllo numerico diretto DNC. Salvare il programma pezzo nel computer di livello superiore e il sistema CNC riceve i segmenti di programma successivi dal computer durante l'elaborazione. Il metodo DNC viene utilizzato principalmente quando si utilizza il software CAD / CAM per progettare pezzi complessi e generare direttamente programmi pezzo.
2) Elaborazione delle informazioni: il dispositivo di input trasmette le informazioni di elaborazione all'unità CNC e le compila in informazioni che possono essere riconosciute dal computer. La parte di elaborazione delle informazioni le memorizza e le elabora passo dopo passo in conformità con le regolazioni del programma di controllo, quindi invia i comandi di posizione e velocità al servo attraverso l'unità di uscita Sistema e la parte principale di controllo del movimento. I dati di input del sistema CNC includono: le informazioni sul profilo del pezzo (punto iniziale, punto finale, linea retta, arco, ecc.), Velocità di elaborazione e altre informazioni di elaborazione ausiliarie (come cambio utensile, cambio velocità, interruttore refrigerante, eccetera.). Lo scopo del trattamento dei dati è quello di completare i Preparativi di inserimento prima dell'operazione di complemento. Il programma di elaborazione dati include anche la compensazione del raggio utensile, il calcolo della velocità e l'elaborazione delle funzioni ausiliarie.
3) Dispositivo di uscita: il dispositivo di uscita è collegato al servomeccanismo. Il dispositivo di uscita riceve l'impulso di uscita dell'unità aritmetica in base al comando del controller e lo invia al sistema di servocomando di ciascuna coordinata. Dopo l'amplificazione della potenza, il servosistema viene azionato per controllare che la macchina utensile si muova come richiesto.
Sistema di feedback servo e misura
Il sistema servo è una parte importante delle macchine utensili CNC, utilizzato per realizzare il servocontrollo dell'avanzamento e il servocomando del mandrino delle macchine utensili CNC. La funzione del servosistema è quella di convertire le informazioni di comando ricevute dal dispositivo di controllo numerico nello spostamento lineare o nel movimento di spostamento angolare delle parti di esecuzione della macchina utensile dopo l'amplificazione di potenza e la sagomatura. Poiché il servosistema è l'ultimo anello della macchina utensile CNC, le sue prestazioni influenzeranno direttamente l'accuratezza e la velocità della macchina utensile CNC e altri indicatori tecnici. Pertanto, il dispositivo di servoazionamento della macchina utensile CNC richiede buone prestazioni di risposta rapida e un tracciamento accurato e sensibile del dispositivo CNC. Il segnale di comando digitale inviato può eseguire fedelmente il comando dal dispositivo di controllo numerico per migliorare le caratteristiche di inseguimento dinamico del sistema&e la precisione di inseguimento statico.
Il servosistema comprende due parti, il dispositivo di azionamento e l'attuatore. Il dispositivo di azionamento è composto da un'unità di azionamento del mandrino, un'unità di azionamento di alimentazione, un servomotore del mandrino e un servomotore di alimentazione. I motori passo-passo, i servomotori CC e i servomotori CA sono dispositivi di azionamento comunemente usati.
L'elemento di misurazione rileva il valore di spostamento effettivo di ciascun asse delle coordinate della macchina utensile CNC e lo immette nel dispositivo CNC della macchina utensile tramite il sistema di feedback. Il dispositivo CNC confronta il valore di spostamento effettivo del feedback con il valore di comando e invia al servosistema per raggiungere il valore impostato. Il comando di spostamento richiesto.
Corpo macchina
L'host della macchina utensile è il corpo principale della macchina utensile CNC. Comprende parti della macchina come letto, base, colonna, trave, sedile scorrevole, piano di lavoro, paletta, meccanismo di alimentazione, portautensili e cambio utensile automatico. È una parte meccanica che completa automaticamente vari processi di taglio su una macchina utensile CNC. Rispetto alle macchine utensili tradizionali, il corpo principale delle macchine utensili a controllo numerico presenta le seguenti caratteristiche strutturali:
1) Adottare una nuova struttura della macchina utensile con elevata rigidità, elevata resistenza agli urti e minore deformazione termica. In generale, metodi come migliorare la rigidità statica del sistema strutturale, aumentare lo smorzamento, regolare la qualità delle parti strutturali e la frequenza naturale vengono utilizzati per migliorare la rigidità e la resistenza sismica della macchina utensile ospite, in modo che il corpo macchina utensile può adattarsi alle esigenze delle macchine utensili a controllo numerico per il taglio continuo e automatico. L'adozione di misure quali il miglioramento del layout della macchina utensile, la riduzione della generazione di calore, il controllo dell'aumento di temperatura e l'adozione della compensazione dello spostamento termico possono ridurre l'impatto della deformazione termica sulla macchina ospite della macchina utensile.
2) L'uso estensivo di servoazionamento mandrino ad alte prestazioni e servoazionamento avanzamento accorcia la catena di trasmissione delle macchine utensili CNC e semplifica la struttura del sistema di trasmissione meccanica della macchina utensile.
3) L'uso di dispositivi di trasmissione ad alta efficienza di trasmissione, alta precisione, senza gioco e parti mobili, come coppie di dadi con viti a ricircolo di sfere, guide di scorrimento in plastica, guide lineari a rotolamento, guide a pressione statica, ecc.
Dispositivo ausiliario macchina utensile a controllo numerico
I dispositivi ausiliari sono dispositivi di supporto necessari per garantire il pieno utilizzo delle funzioni delle macchine utensili CNC. I dispositivi ausiliari comunemente usati includono: dispositivi pneumatici, idraulici, dispositivi di rimozione dei trucioli, dispositivi di raffreddamento e lubrificazione, tavola rotante e testa di indexaggio CNC, protezione, illuminazione, ecc.
