Den grundläggande sammansättningen av ett CNC-verktyg innehåller en bearbetningsprogrambärare, en CNC-enhet, en servodrivningsenhet, maskinens huvudkropp och andra hjälpenheter. De grundläggande arbetsprinciperna för varje komponent sammanfattas nedan.
Bärare av bearbetningsprogram
Höghastighets CNC-verktygsmaskiner
När ett CNC-verktyg fungerar behöver arbetstagarna inte direkt använda maskinen. För att styra CNC-maskinverktyget är det nödvändigt att sammanställa ett bearbetningsprogram. Delbearbetningsprogrammet inkluderar verktygets relativa rörelsebana och arbetsstycket på maskinens verktyg, processparametrar (matningsmängd, spindelhastighet etc.) och hjälprörelse. Delbehandlingsprogrammet lagras i en programbärare med ett visst format och kod, till exempel stansad tejp, kassettband, diskett etc., och programinformationen matas in till CNC-enheten genom ingångsenheten i CNC-maskinverktyget.
CNC-enhet
Den numeriska styranordningen är kärnan i det numeriska styrmaskinsverktyget. Moderna numeriska styrenheter antar alla formen av CNC (Computer Numerical Control). Denna typ av CNC-enhet använder i allmänhet flera mikroprocessorer för att realisera numeriska kontrollfunktioner i form av programmerad programvara, så det kallas också Software NC (Software NC). CNC-systemet är ett slags positionsstyrningssystem, det är baserat på indata för att interpolera den ideala rörelsebanan och sedan mata ut till exekveringskomponenten för att bearbeta de nödvändiga delarna. Därför består den numeriska styranordningen huvudsakligen av tre grundläggande delar: ingång, bearbetning och utgång. Och alla dessa uppgifter är rimligt organiserade av datorsystemprogrammet, så att hela systemet kan fungera på ett samordnat sätt.
1) Ingångsanordning: Mata in den numeriska styrinstruktionen till den numeriska styranordningen. Enligt den olika programbäraren finns det olika inmatningsenheter. Det finns främst tangentbordsingång, diskinmatning, CAD / CAM-system direktkommunikationsingång och DNC (direkt numerisk kontroll) ingång ansluten till en dator på högre nivå. Det finns fortfarande många system som fortfarande behåller pappersbandsinmatningsformen av fotoelektriska läsare.
(1) Ingångsmetod för pappersband. Delprogrammet kan läsas in med en fotoelektrisk pappersbandsläsare för att direkt styra maskinens rörelse, eller innehållet i pappersbandet kan läsas in i minnet, och delprogrammet som lagras i minnet kan användas för att styra maskinens rörelse.
(2) MDI-manuellt datainmatningsläge. Operatören kan använda tangentbordet på driftpanelen för att mata in instruktionerna för bearbetningsprogrammet, som är lämpligt för relativt korta program.
I redigeringstillståndet för styrenheten (EDIT) använder du programvaran för att mata in bearbetningsprogrammet och lagra det i kontrollenhetens minne. Den här indatametoden kan återanvända programmet. Denna metod används vanligtvis för manuell programmering.
På den numeriska styrenheten med konversationsprogrammeringsfunktion kan du välja olika menyer enligt de frågor som uppmanas på displayen, använda metoden för man-maskin-dialog och mata in relevanta storleksnummer för att automatiskt generera bearbetningsprogrammet.
(3) Anta DNC direkt numerisk kontrollinmatningsmetod. Spara delprogrammet i datorn på den övre nivån, och CNC-systemet tar emot efterföljande programsegment från datorn medan du bearbetar. DNC-metoden används oftast när du använder CAD / CAM-programvara för att designa komplexa arbetsstycken och direkt generera delprogram.
2) Informationsbehandling: Indataenheten överför behandlingsinformationen till CNC-enheten och sammanställer den till information som kan kännas igen av datorn. Informationsbehandlingsdelen lagrar och bearbetar den steg för steg i enlighet med kontrollprogrammets föreskrifter och skickar sedan ut positions- och hastighetskommandon till servoet genom utgångsenheten System och huvudrörelsestyrningsdelen. Indata från CNC-systemet inkluderar: delens konturinformation (startpunkt, slutpunkt, rak linje, båge etc.), bearbetningshastighet och annan hjälpbehandlingsinformation (t.ex. verktygsbyte, hastighetsändring, kylvätskebrytare etc.). Syftet med databehandlingen är att slutföra insättningspreparaten före komplementoperationen. Databehandlingsprogrammet innehåller även ersättning för verktygsradie, hastighetsberäkning och bearbetning av hjälpfunktioner.
3) Utgångsanordning: Utgångsenheten är ansluten till servomekanismen. Utgångsenheten tar emot utgångspulsen för den aritmetiska enheten enligt styrenhetens kommando och skickar den till servostyrsystemet för varje koordinat. Efter effektförstärkning drivs servosystemet för att styra maskinverktyget att röra sig efter behov.
Servo- och mätåterkopplingssystem
Servo-systemet är en viktig del av CNC-verktygsmaskiner, som används för att realisera matningsservvokontrollen och spindelservvokontrollen av CNC-verktygsmaskiner. Servosystemets funktion är att konvertera kommandoinformationen som tas emot från den numeriska styranordningen till den linjära förskjutningen eller vinkelförskjutningsrörelsen hos maskinens exekveringsdelar efter effektförstärkning och formning. Eftersom servosystemet är den sista länken i CNC-maskinverktyget kommer dess prestanda direkt att påverka noggrannheten och hastigheten hos CNC-maskinverktyget och andra tekniska indikatorer. Därför kräver servodrivningsanordningen i CNC-maskinverktyget god snabb responsprestanda och noggrann och känslig spårning av CNC-enheten. Den digitala kommandosignalen som skickas ut kan troget köra kommandot från den numeriska styrenheten för att förbättra systemets dynamiska följande egenskaper och statiska spårningsnoggrannhet.
Servosystemet innehåller två delar, drivanordningen och ställdonet. Drivenheten består av en spindeldrivningsenhet, en matardrivningsenhet, en spindel servomotor och en matnings servomotor. Stegmotorer, DC-servomotorer och AC-servomotorer används ofta för att köra enheter.
Mätelementet detekterar det faktiska deplacementvärdet för varje koordinataxel i CNC-maskinverktyget och matar in det till CNC-enheten i maskinverktyget genom återkopplingssystemet. CNC-enheten jämför återkopplingens faktiska deplacementvärde med kommandovärdet och matar ut till servosystemet för att nå det inställda värdet Det nödvändiga förskjutningskommandot.
Maskinkropp
Maskinverktygsvärden är huvudkroppen i CNC-maskinen. Den innehåller maskindelar som säng, bas, pelare, balk, skjutsäte, arbetsbord, huvudstock, matningsmekanism, verktygsstolpe och automatisk verktygsväxlare. Det är en mekanisk del som automatiskt slutför olika skärprocesser på ett CNC-verktyg. Jämfört med traditionella verktygsmaskiner har huvudkroppen av CNC-verktygsmaskiner följande strukturella egenskaper:
1) Anta en ny verktygsstruktur med hög styvhet, hög stöttålighet och mindre termisk deformation. I allmänhet används metoder som att förbättra struktursystemets statiska styvhet, öka dämpningen, justera kvaliteten på de strukturella delarna och den naturliga frekvensen för att förbättra styvheten och seismisk resistans hos maskinverktygsvärden, så att maskinens verktygskropp kan anpassa sig till behoven hos CNC-verktygsverktyg för kontinuerlig och automatisk skärning. Att vidta åtgärder som att förbättra maskinens layout, minska värmegenereringen, kontrollera temperaturökningen och anta termisk deplacementkompensation kan minska effekten av termisk deformation på maskinens värdmaskin.
2) Den omfattande användningen av högpresterande spindel servodrivnings- och matningsservettdrivningsenheter förkortar överföringskedjan för CNC-verktygsmaskiner och förenklar maskinverktygens mekaniska transmissionssystems struktur.
3) Användning av hög transmissionseffektivitet, hög precision, inga gapöverföringsanordningar och rörliga delar, såsom kulskruvmutterpar, skjutguider i plast, linjära rullstyrningar, statiska tryckguider etc.
Numeriskt styrd maskinverktygshjälpanordning
Hjälpanordningar är nödvändiga stödanordningar för att säkerställa full användning av funktionerna hos CNC-verktygsmaskiner. Vanliga hjälpanordningar inkluderar: pneumatiska, hydrauliska anordningar, spånborttagningsanordningar, kylnings- och smörjanordningar, roterande bord och CNC-indexeringshuvud, skydd, belysning etc. hjälputrustning
