CNC фрезерлік машинасының құрылымы мен жұмыс принципі

Ең негізгі компоненттері CNC ФРЕЗЕРЛЕУ МАШИНАСЫ алты бөліктен тұрады: I/O құрылғысы, CNC құрылғысы, серво жетегі, өлшеу кері байланыс құрылғысы, қосымша құрылғы және станоктың денесі. Төменде біз осы алты бөлікті егжей-тегжейлі таныстырамыз.

1. I/O құрылғысы

I/O құрылғылары сандық басқару өңдеу немесе қозғалыс басқару бағдарламалары, өңдеу және басқару деректері, машина параметрлері, координат осьтері позициялары және детектор қосқыштарының күйі сияқты деректерді енгізу/шығару үшін қолданылады. Пернетақта мен монитор CNC жабдықтары үшін маңызды және негізгі I/O құрылғылары болып табылады. CNC жүйелерінің перифериялық құрылғылары ретінде үстел компьютерлері мен портативті компьютерлер қазіргі уақытта кеңінен қолданылатын I/O құрылғыларының бірі болып табылады.

2. Сандық басқару құрылғысы

Сандық басқару құрылғысы сандық басқару жүйесінің негізгі бөлігі болып табылады, ол I/O интерфейс схемаларынан, контроллерлерден, арифметикалық блоктардан және жадтан тұрады. Сандық басқару құрылғысының функциясы - енгізу құрылғысымен енгізілген деректерді ішкі логикалық схемалар немесе басқару бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы жинақтау, есептеу және өңдеу, сондай-ақ машиналық құралдың әртүрлі бөліктерін басқару үшін әртүрлі ақпараттар мен нұсқауларды шығару, белгіленген әрекеттерді орындау.

Осы басқару ақпараттары мен нұсқауларының арасында ең негізгілері - координат осінің беру жылдамдығы, беру бағыты және интерполяция операциясы арқылы алынған беру орын ауыстыруы, олар сервопривод құрылғысына беріледі. Драйвер арқылы күшейтілгеннен кейін, координат осінің орын ауыстыруы ақырында басқарылатын болады. Бұл басқару ақпараттары мен нұсқаулары құралдың немесе координат осінің қозғалыс траекториясын тікелей анықтайды.

сервоқозғалтқыш құрылғысы

Серво жетегі құрылғылары әдетте серво күшейткіштерден (драйверлер немесе серво блоктар деп те аталады) және орындаушылардан тұрады. CNC станоктарында AC серво қозғалтқыштары әдетте орындаушылар ретінде қолданылады. Қазіргі уақытта сызықтық қозғалтқыштар озық жоғары жылдамдықты өңдеу машиналарында қолданылды. Сонымен қатар, 20-шы ғасырда DC серво қозғалтқыштарын, сондай-ақ орындаушылар ретінде қадамдық қозғалтқыштарды пайдаланған қарапайым CNC станоктары да болды. Серво күшейткішті драйв қозғалтқышымен бірге пайдалану қажет.

4. Өлшеу кері байланыс құрылғысы

Өлшеу кері байланыс құрылғысы жабық контурлы (жартылай жабық контурлы) CNC станоктарының анықтау буыны болып табылады. Оның функциясы - заманауи өлшеу компоненттері (мысалы, импульс кодерлері, ротациялық трансформаторлар, индукциялық синхронизаторлар, гратиктер, магниттік сызғыштар, лазерлік өлшеу құралдары және т.б.) арқылы орындаушы немесе жұмыс үстелінің нақты жылдамдығы мен орын ауыстыруын анықтау және оны сервопривод құрылғысына немесе CNC құрылғысына кері байланыс беру, орындаушының беріліс жылдамдығы немесе қозғалыс қатесін өтемдеу үшін, қозғалыс механизмінің дәлдігін арттыру. Өлшеу құрылғысымен анықталған сигналдың кері байланыс орны CNC жүйесінің құрылымдық формасына байланысты. Серводағы кіріктірілген импульс кодерлері, жылдамдық өлшеу машиналары және сызықтық гратиктер жиі қолданылатын анықтау компоненттері болып табылады.

Жетілдірілген сервожүргізгіш құрылғы цифрлық сервожүргізгіш технологиясын (цифрлық сервожүргізгіш деп аталады) қолданады, ал сервожүргізгіш құрылғы сандық басқару құрылғысына автобус арқылы қосылады. Кері байланыс сигналдары көбінесе сервожүргізгіш құрылғысына қосылып, автобус арқылы сандық басқару құрылғысына жіберіледі. Кері байланыс құрылғысы тек бірнеше жағдайларда немесе аналогтық басқарылатын сервожүргізгіш құрылғыларын (аналогтық сервожүргізгіштер деп аталады) қолданғанда тікелей сандық басқару құрылғысына қосылуы қажет.

5. Көмекші басқару механизмі

Көмекші басқару механизмі сандық басқару құрылғысы мен станоктың механикалық және гидравликалық компоненттері арасындағы басқару элементтерін білдіреді. Оның негізгі функциясы - CNC құрылғысынан шыққан шпиндельдің жылдамдығы, бағыт, және бастау-тоқтату командаларын, құралды таңдау және алмастыру командаларын, салқындату және майлау құрылғыларының бастау-тоқтату командаларын, жұмыс бөлшектері мен станок бөлшектері үшін босату және қысу командаларын, жұмыс үстелінің индексациясы үшін көмекші командалық сигналдарды, сондай-ақ станоктағы детектор қосқыштарының күйі туралы сигналдарды қабылдау. Қажетті компиляция, логикалық бағалау және қуатты күшейтуден кейін, ол тікелей сәйкес орындаушы компоненттерді қозғап, станоктың механикалық компоненттерін, гидравликалық және пневматикалық көмекші құрылғыларын командаларда көрсетілген әрекеттерді орындауға итермелейді. Әдетте, ол PLC және жоғары ток басқару схемасынан тұрады. PLC құрылым бойынша CNC-мен біріктірілуі мүмкін (интеграцияланған PLC) немесе салыстырмалы түрде тәуелсіз болуы мүмкін (сыртқы PLC).

6. Машина құралдарының корпусы

Машина құралдарының корпусы - CNC машина құралдарының механикалық құрылымдық компоненті, ол негізгі беріліс жүйесінен, беріліс беру жүйесінен, төсек корпусынан, жұмыс үстелінен, сондай-ақ қосымша қозғалыс құрылғыларынан, гидравликалық/пневматикалық жүйелерден, майлау жүйелерінен, салқындату құрылғыларынан, чиптерді жою, қорғау жүйелерінен және басқа бөліктерден тұрады. CNC технологиясының талаптарына сәйкес келу және машина құралдарының өнімділігін толық пайдалану үшін CNC машина құралдары жалпы жоспарлау, сыртқы түрі, беріліс жүйесінің құрылымы, құрал жүйесі және жұмыс өнімділігі бойынша кәдімгі машина құралдарына қарағанда елеулі өзгерістерге ұшырады.

CNC фрезерлік машинасының жұмыс принципі

Дәстүрлі металл кесу машина құралдарында оператор бөлшектерді өңдеу кезінде сызба талаптарына сәйкес құралдың қозғалыс траекториясы мен жылдамдығын үнемі өзгертуі қажет, осылайша құрал жұмыс бөлігін кесіп, ақырында білікті бөлшектерді өндіре алады.

CNC фрезерлік машиналарын өңдеу шын мәнінде "дифференциация" принципін қолданады, ал оның жұмыс принципі мен процесі қысқаша төмендегідей сипатталады.

1. Өңдеу бағдарламасы талап ететін құрал жолына негізделе отырып, CNC құрылғысы машиналық құралдың сәйкес координаттық осі бойынша жолды дифференциалдайды, ең аз қозғалыс мөлшерін (импульс эквиваленті) бірлік ретінде пайдаланып, әр координатқа жылжу үшін қажетті импульстар санын есептейді.

2. Сандық басқару құрылғысының "интерполяция" бағдарламалық қамтамасыз етуін немесе "интерполяция" операторын пайдаланып, қажетті траекторияны "ең аз қозғалыс" бірліктерінде эквивалентті сызықпен сәйкестендіріп, теориялық траекторияға ең жақын сәйкестендірілген сызықты табады.

3. Сандық басқару құрылғысы сәйкестендірілген сызықтың траекториясына негізделе отырып, сәйкес координаттық осьтерге үздіксіз беріліс импульстарын тағайындайды және серво жетегі арқылы тағайындалған импульстарға сәйкес машиналық құрал координаттық осьтерін қозғалтады.

Жоғарыда келтірілгендерден мынадай қорытынды жасауға болады:

① CNC станоктарының минималды қозғалыс мөлшері (импульс эквиваленті) жеткілікті түрде аз болған жағдайда, қолданылатын сәйкес сызық теориялық қисықты тиімді түрде алмастыра алады.

② Координат осінің импульс бөлінісін өзгерту арқылы, сәйкес полилинияның пішінін өзгертуге болады, осылайша өңдеу траекториясын өзгерту мақсатына жетуге болады.

③ Бөлінген импульстардың жиілігін өзгерту арқылы, координат осінің (құралдың) жылдамдығын өзгертуге болады

Бұл CNC станоктарының құрал қозғалыс траекториясын басқарудың негізгі мақсатына жетуді қамтамасыз етеді.

Идеал траекториясының (контур) белгілі нүктелері арасындағы аралық нүктелерді есептеу және анықтау әдісі берілген математикалық функция негізінде деректер нүктелерін тығыздату арқылы интерполяция деп аталады; Интерполяцияға бір уақытта қатыса алатын координат осьтерінің саны байланыс осьтерінің саны деп аталады. Айқын, CNC станоктарының неғұрлым көп байланыс осьтері болса, контурларды өңдеудегі өнімділігі соғұрлым жоғары болады. Сондықтан, байланыс осьтерінің саны CNC станоктарының өнімділігін өлшеудің маңызды техникалық көрсеткіші болып табылады.