CNC frezavimo staklių struktūra ir veikimo principas

Pagrindiniai komponentai a CNC frezavimo mašina jį sudaro šešios dalys: įvesties / išvesties įrenginys, CNC įrenginys, servo pavaros įtaisas, matavimo grįžtamojo ryšio įtaisas, pagalbinis įtaisas ir staklių korpusas. Žemiau pateiksime išsamų šių šešių dalių įvadą.

1. I/O įrenginys

I/O įrenginiai naudojami duomenims, tokiems kaip skaitmeninio valdymo apdirbimas ar judėjimo valdymo programos, apdirbimo ir valdymo duomenys, staklių parametrai, koordinačių ašių padėtys ir detekcijos jungiklių būsenos, įvesti/išvesti. Klaviatūra ir monitorius yra būtini ir pagrindiniai I/O įrenginiai CNC įrangai. Kaip CNC sistemų periferiniai įrenginiai, stalinių kompiuterių ir nešiojamųjų kompiuterių šiuo metu yra vieni iš dažniausiai naudojamų I/O įrenginių.

2. Skaitmeninio valdymo įrenginys

Skaitmeninio valdymo įrenginys yra skaitmeninio valdymo sistemos šerdis, kurią sudaro I/O sąsajos grandinės, valdikliai, aritmetiniai vienetai ir atmintis. Skaitmeninio valdymo įrenginio funkcija yra apdoroti, skaičiuoti ir tvarkyti duomenis, kuriuos įveda įvesties įrenginys, per vidines logines grandines arba valdymo programinę įrangą, ir išvesti įvairią informaciją bei instrukcijas, kad būtų kontroliuojamos įvairios mašinos dalys, kad jos atliktų nurodytas veiklas.

Tarp šios valdymo informacijos ir instrukcijų, pačios pagrindinės yra koordinatinių ašių maitinimo greitis, maitinimo kryptis ir maitinimo poslinkis, generuojami per interpoliacijos operaciją, kurie yra teikiami servo pavaros įrenginiui. Po stiprinimo vairuotojo, koordinatinių ašių poslinkis galiausiai yra kontroliuojamas. Ši valdymo informacija ir instrukcijos tiesiogiai lemia įrankio arba koordinatinių ašių judėjimo trajektoriją.

servo pavaros įrenginys

Servo pavaros įrenginiai paprastai susideda iš servo stiprintuvų (dar žinomų kaip vairuotojai arba servo vienetai) ir aktuatorių. CNC staklėse AC servo varikliai paprastai naudojami kaip aktuatoriai. Šiuo metu linijiniai varikliai buvo naudojami pažangiose didelio greičio apdirbimo mašinose. Be to, 20-ojo amžiaus buvo pagamintos ir paprastos CNC staklės, kurios naudojo DC servo variklius, taip pat žingsninius variklius kaip aktuatorius. Servo stiprintuvas turi būti naudojamas kartu su pavaros varikliu.

4. Matavimo grįžtamojo ryšio įrenginys

Matavimo grįžtamojo ryšio įrenginys yra uždarojo ciklo (puskilpo) CNC staklių detekcijos ryšys. Jo funkcija yra nustatyti faktinį veikiklio arba darbo stalo greitį ir poslinkį per modernius matavimo komponentus (tokius kaip impulsiniai koduotojai, sukimosi transformatoriai, indukcijos sinchronizatoriai, groteles, magnetiniai matuokliai, lazeriniai matavimo prietaisai ir kt.), ir grąžinti šią informaciją į servo pavaros įrenginį arba CNC įrenginį, kad būtų kompensuojamas veikiklio maitinimo greitis arba judesio klaida, siekiant pagerinti judesio mechanizmo tikslumą. Matavimo įrenginio nustatyto signalo grįžtamasis ryšys priklauso nuo CNC sistemos struktūrinės formos. Dažniausiai naudojami detekcijos komponentai yra servo integruoti impulsiniai koduotojai, greičio matavimo mašinos ir linijiniai grotelių.

Išplėstinė servo pavaros įranga naudoja skaitmeninę servo pavaros technologiją (vadinama skaitmenine servo), o servo pavaros įranga yra prijungta prie skaitmeninio valdymo įrenginio per autobusą. Atsiliepimo signalai daugiausia yra prijungti prie servo pavaros įrenginio ir perduodami skaitmeninio valdymo įrenginiui per autobusą. Atsiliepimo įrenginys tik retais atvejais arba naudojant analoginiu būdu valdomas servo pavaras (vadinamas analoginėmis servomis) turi būti tiesiogiai prijungtas prie skaitmeninio valdymo įrenginio.

5. Pagalbinė valdymo mechanizmas

Pagalbinis valdymo mechanizmas reiškia valdymo komponentus tarp skaitmeninio valdymo įrenginio ir mechaninių bei hidraulinių staklių komponentų. Jo pagrindinė funkcija yra gauti ašies greičio, sukimosi ir įjungimo/išjungimo komandas, kurias išveda CNC įrenginys, įrankių pasirinkimo ir keitimo komandas, aušinimo ir tepimo įrenginių įjungimo/išjungimo komandas, darbo detalių ir staklių dalių atleidimo ir sugriebimo komandas, pagalbines komandas stalo indeksavimui, taip pat signalus apie detektorių jungiklių būseną staklėse. Po būtino surinkimo, loginio vertinimo ir galios stiprinimo, jis tiesiogiai valdo atitinkamus vykdymo komponentus, kad judintų mechaninius komponentus, hidraulinius ir pneumatinius pagalbinius įrenginius, kad būtų įvykdyti komanduose nurodyti veiksmai. Jis paprastai susideda iš PLC ir stipriųjų srovių valdymo grandinės. PLC gali būti integruotas su CNC struktūroje (įmontuotas PLC) arba būti santykinai nepriklausomas (išorinis PLC).

6. Įrankių staklių korpusas

Įrankių staklių korpusas yra mechaninė struktūrinė CNC staklių dalis, kurią sudaro pagrindinė perdavimo sistema, maitinimo perdavimo sistema, lovos korpusas, darbo stalas, taip pat pagalbiniai judesio įrenginiai, hidraulinės/pneumatinės sistemos, tepimo sistemos, aušinimo įrenginiai, drožlių šalinimo, apsaugos sistemos ir kitos dalys. Siekiant patenkinti CNC technologijos reikalavimus ir visiškai išnaudoti staklių našumą, CNC staklės patyrė reikšmingų pokyčių bendroje išdėstyme, išvaizdoje, perdavimo sistemos struktūroje, įrankių sistemoje ir veikimo našume, palyginti su įprastomis staklėmis.

CNC frezavimo staklių veikimo principas

Tradicinėse metalų apdirbimo staklėse operatorius turi nuolat keisti parametrus, tokius kaip įrankio judėjimo trajektorija ir greitis, pagal brėžinio reikalavimus, apdirbant detales, kad įrankis galėtų apdirbti darbo detalę ir galiausiai pagaminti kokybiškas detales.

CNC frezavimo staklių apdirbimas iš tikrųjų taiko "diferencijavimo" principą, o jo veikimo principas ir procesas trumpai aprašyti taip.

1. Remiantis apdirbimo programos reikalaujamu įrankio keliu, CNC įrenginys diferencijuoja kelią pagal atitinkamą mašinos įrankio koordinačių ašį, naudodamas mažiausią judėjimo kiekį (pulsų ekvivalentą) kaip vienetą, ir apskaičiuoja reikalingų pulsų skaičių, kad judėtų kiekviena koordinatė.

2. Naudojant "interpolacijos" programinę įrangą arba "interpolacijos" operatorių skaitmeninio valdymo įrenginyje, pritaikykite reikiamą trajektoriją su ekvivalentine linija "mažiausio judėjimo" vienetais ir raskite artimiausią pritaikytą liniją teorinei trajektorijai.

3. Skaitmeninio valdymo įrenginys nuolat priskiria maitinimo pulsus atitinkamoms koordinačių ašims, remdamasis pritaikytos linijos trajektorija, ir per servo pavarą varo mašinos įrankio koordinačių ašis judėti pagal priskirtus pulsus.

Iš aukščiau pateiktos informacijos galima padaryti tokią išvadą:

① Kol minimalus judėjimo kiekis (pulsų ekvivalentas) CNC staklėse yra pakankamai mažas, naudojama pritaikyta linija gali efektyviai pakeisti teorinę kreivę.

② Pakeitus koordinatinių ašių pulsų paskirstymo metodą, galima pakeisti pritaikytos polilinijos formą, taip pasiekiant apdirbimo trajektorijos keitimo tikslą.

③ Pakeitus paskirstytų pulsų dažnį, galima pakeisti koordinatinių ašių (įrankio) greitį.

Tai pasiekia pagrindinį tikslą kontroliuoti CNC staklių įrankio judėjimo trajektoriją.

Metodas, kaip apskaičiuoti ir nustatyti tarpiniai taškai tarp žinomų idealios trajektorijos (kontūro) taškų, remiantis duomenų taškų tankinimu pagal tam tikrą matematinę funkciją, vadinamas interpoliacija; Koordinatinių ašių skaičius, kuris gali dalyvauti interpoliacijoje vienu metu, vadinamas jungties ašių skaičiumi. Akivaizdu, kad kuo daugiau jungties ašių turi CNC staklės, tuo stipresnė jų našumas apdirbant kontūrus. Todėl jungties ašių skaičius yra svarbus techninis rodiklis, matuojantis CNC staklių našumą.