Structura și principiul de funcționare al mașinii de frezat CNC

Cele mai de bază componente ale a MAȘINA FRAZĂ CNC include șase părți: dispozitiv I/O, dispozitiv CNC, dispozitiv servo drive, dispozitiv de feedback de măsurare, dispozitiv auxiliar și corpul mașinii-unelte. Mai jos, vom oferi o introducere detaliată a acestor șase părți.

1. Dispozitiv I/O

Dispozitivele I/O sunt utilizate pentru introducerea/ieșirea datelor, cum ar fi programele de prelucrare prin control numeric sau programele de control al mișcării, datele de prelucrare și control, parametrii mașinii, pozițiile axelor de coordonate și starea comutatoarelor de detecție. Tastatura și monitorul sunt dispozitive I/O esențiale și de bază pentru echipamentele CNC. Ca dispozitive periferice ale sistemelor CNC, calculatoarele desktop și calculatoarele portabile sunt în prezent unele dintre cele mai utilizate dispozitive I/O.

2. Dispozitiv de Control Numeric

Dispozitivul de control numeric este nucleul sistemului de control numeric, care constă din circuite de interfață I/O, controlere, unități aritmetice și memorie. Funcția unui dispozitiv de control numeric este de a compila, calcula și procesa datele introduse de dispozitivul de intrare prin circuite logice interne sau software de control, și de a ieși diverse informații și instrucțiuni pentru a controla diferitele părți ale mașinii-unelte pentru a efectua acțiuni specificate.

Printre aceste informații și instrucțiuni de control, cele mai de bază sunt viteza de alimentare a axei de coordonate, direcția de alimentare și deplasarea de alimentare generate prin operațiunea de interpolare, care sunt furnizate dispozitivului de acționare servo. După amplificarea de către driver, deplasarea axei de coordonate este în cele din urmă controlată. Aceste informații și instrucțiuni de control determină direct traiectoria de mișcare a uneltei sau axei de coordonate.

Dispozitiv de acționare servo

Dispozitivele de acționare servo sunt de obicei compuse din amplificatoare servo (cunoscuți și sub denumirea de drivere sau unități servo) și actuatoare. Pe mașinile-unelte CNC, motoarele servo AC sunt utilizate în general ca actuatoare. În prezent, motoarele liniare au fost utilizate pe mașini avansate de prelucrare de mare viteză. În plus, au existat și mașini-unelte CNC simple produse în secolul XX care foloseau motoare servo DC, precum și motoare pas cu pas ca actuatoare. Amplificatorul servo trebuie utilizat împreună cu motorul de acționare.

4. Dispozitiv de feedback pentru măsurare

Dispozitivul de feedback de măsurare este legătura de detecție a mașinilor-unelte CNC cu buclă închisă (sau semi închisă). Funcția sa este de a detecta viteza și deplasarea actuală a actuatorului sau a mesei de lucru prin componente moderne de măsurare (cum ar fi encoderele de impulsuri, transformatoarele rotative, sincronizatoarele inductive, grilele, riglele magnetice, instrumentele de măsurare cu laser etc.) și de a le transmite înapoi dispozitivului de acționare servo sau dispozitivului CNC pentru a compensa rata de alimentare sau eroarea de mișcare a actuatorului, pentru a îmbunătăți precizia mecanismului de mișcare. Poziția feedback-ului de semnal detectat de dispozitivul de măsurare depinde de forma structurală a sistemului CNC. Encoderele de impulsuri integrate în servo, mașinile de măsurare a vitezei și grilele liniare sunt componente de detecție utilizate frecvent.

Dispozitivul avansat de acționare servo adoptă tehnologia de acționare servo digitală (denumită servo digital), iar dispozitivul de acționare servo este conectat la dispozitivul de control numeric printr-un bus. Semnalele de feedback sunt în mare parte conectate la dispozitivul de acționare servo și transmise dispozitivului de control numeric prin intermediul bus-ului. Dispozitivul de feedback trebuie să fie conectat direct la dispozitivul de control numeric doar în câteva ocazii sau atunci când se utilizează dispozitive de acționare servo controlate analogic (denumite servo analogice).

5. Mecanism de control auxiliar

Mecanismul de control auxiliar se referă la componentele de control dintre dispozitivul de control numeric și componentele mecanice și hidraulice ale mașinii-unelte. Funcția sa principală este de a primi comenzile de viteză a axului, direcție și pornire-oprire emise de dispozitivul CNC, comenzile de selecție și schimbare a uneltelor, comenzile de pornire-oprire pentru dispozitivele de răcire și lubrifiere, comenzile de eliberare și strângere pentru piesele de lucru și părțile mașinii, semnalele de comandă auxiliare pentru indexarea mesei de lucru, precum și semnalele pentru starea comutatoarelor de detecție de pe mașina-unelte. După compilarea necesară, judecata logică și amplificarea puterii, acesta conduce direct componentele de execuție corespunzătoare pentru a acționa componentele mecanice, dispozitivele auxiliare hidraulice și pneumatice ale mașinii-unelte pentru a finaliza acțiunile specificate în comenzi. Este de obicei compus din PLC și circuit de control de curent puternic. PLC poate fi integrat cu CNC în structură (PLC încorporat) sau relativ independent (PLC extern).

6. Corpul mașinii-unelte

Corpul mașinii-unelte este componenta structurală mecanică a unei mașini-unelte CNC, care constă dintr-un sistem principal de transmisie, un sistem de transmisie a avansului, un corp de pat, o masă de lucru, precum și dispozitive auxiliare de mișcare, sisteme hidraulice/pneumatice, sisteme de lubrifiere, dispozitive de răcire, îndepărtarea chipsurilor, sisteme de protecție și alte părți. Pentru a îndeplini cerințele tehnologiei CNC și a utiliza pe deplin performanța mașinilor-unelte, mașinile-unelte CNC au suferit modificări semnificative în ceea ce privește aranjamentul general, aspectul, structura sistemului de transmisie, sistemul de unelte și performanța operațională comparativ cu mașinile-unelte obișnuite.

Principiul de funcționare al mașinii de frezat CNC

Pe mașinile-unelte tradiționale de tăiere a metalelor, operatorul trebuie să schimbe constant parametrii, cum ar fi traiectoria de mișcare a uneltei și viteza, conform cerințelor desenului atunci când prelucrează piese, astfel încât uneltele să poată tăia piesa de prelucrat și, în cele din urmă, să producă piese calificate.

Prelucrarea mașinilor de frezare CNC aplică de fapt principiul "diferențierii", iar principiul și procesul său de funcționare sunt descrise pe scurt după cum urmează.

1. Pe baza traiectoriei necesare programului de prelucrare, dispozitivul CNC diferențiază calea în funcție de axa de coordonate corespunzătoare a mașinii-unelte, folosind cea mai mică cantitate de mișcare (echivalentul impulsului) ca unitate și calculează numărul de impulsuri necesare pentru a mișca fiecare coordonată.

2. Folosind software-ul de "interpolare" sau operatorul de "interpolare" al dispozitivului de control numeric, se potrivește traiectoria necesară cu o linie echivalentă în unități de "mișcare minimă" și se găsește cea mai apropiată linie de potrivire față de traiectoria teoretică.

3. Dispozitivul de control numeric alocă continuu impulsuri de alimentare axelor de coordonate corespunzătoare pe baza traiectoriei liniei potrivite și conduce axele de coordonate ale mașinii-unelte să se miște conform impulsurilor alocate prin intermediul acționării servo.

Următoarea concluzie poate fi trasă din cele de mai sus:

① Atâta timp cât cantitatea minimă de mișcare (echivalentul impulsului) a mașinii-unelte CNC este suficient de mică, linia ajustată utilizată poate înlocui eficient curba teoretică.

② Prin schimbarea metodei de alocare a impulsurilor axei de coordonate, forma poliliniei ajustate poate fi modificată, realizând astfel scopul schimbării traiectoriei de prelucrare.

③ Prin schimbarea frecvenței impulsurilor alocate, viteza axei de coordonate (unealtă) poate fi modificată

Acest lucru realizează scopul fundamental de a controla traiectoria de mișcare a uneltei mașinilor-unelte CNC.

Metoda de calculare și determinare a punctelor intermediare între punctele cunoscute ale unei traiectorii ideale (contur) prin densificarea punctelor de date pe baza unei funcții matematice date se numește interpolare; Numărul axelor de coordonate care pot participa simultan la interpolare se numește numărul axelor de legătură. Evident, cu cât un utilaj CNC are mai multe axe de legătură, cu atât performanța sa în prelucrarea contururilor este mai puternică. Prin urmare, numărul axelor de legătură este un indicator tehnic important pentru măsurarea performanței utilajelor CNC.