Den grunnleggende sammensetningen av et CNC-maskinverktøy inkluderer en prosesseringsprogrambærer, en CNC-enhet, en servostyringsenhet, hoveddelen av maskinverktøyet og andre tilleggsenheter. De grunnleggende arbeidsprinsippene for hver komponent er oppsummert nedenfor.
Behandler programbærer
Høyhastighets CNC-maskinverktøy
Når et CNC-maskinverktøy fungerer, trenger ikke arbeidere å betjene maskinverktøyet direkte. For å kontrollere CNC-maskinverktøyet er det nødvendig å lage et behandlingsprogram. Delbehandlingsprogrammet inkluderer den relative bevegelsesbanen til verktøyet og arbeidsstykket på maskinverktøyet, prosessparametere (tilførselsmengde, spindelhastighet osv.) Og hjelpebevegelse. Delbehandlingsprogrammet er lagret i en programbærer med et bestemt format og kode, slik som stanset bånd, kassettbånd, diskett, etc., og programinformasjonen blir matet inn til CNC-enheten gjennom inngangsenheten til CNC-maskinverktøyet .
CNC-enhet
Den numeriske kontrollenheten er kjernen i det numeriske styringsverktøyet. Moderne numeriske kontrollenheter har alle form av CNC (Computer Numerical Control). Denne typen CNC-enhet bruker vanligvis flere mikroprosessorer for å realisere numeriske kontrollfunksjoner i form av programmert programvare, så det kalles også Software NC (Software NC). CNC-system er et slags posisjonskontrollsystem, det er basert på inngangsdataene for å interpolere den ideelle bevegelsesbanen, og deretter sende ut til utførelseskomponenten for å behandle de nødvendige delene. Derfor er den numeriske kontrollenheten hovedsakelig sammensatt av tre grunnleggende deler: input, prosessering og output. Og alle disse oppgavene er rimelig organisert av datasystemprogrammet, slik at hele systemet kan fungere på en koordinert måte.
1) Inndataenhet: Tast inn den numeriske kontrollinstruksjonen til den numeriske kontrollenheten. I følge de forskjellige programbærerne er det forskjellige inngangsenheter. Det er hovedsakelig tastaturinngang, diskinngang, CAD / CAM-system direkte kommunikasjonsinngang og DNC (direkte numerisk kontroll) inngang koblet til en datamaskin på høyere nivå. Det er fortsatt mange systemer som fremdeles beholder papirbåndets inngangsform for fotoelektriske lesere.
(1) Inndatametode for papirbånd. Delprogrammet kan leses inn med en papirbånds fotoelektrisk leser for å direkte kontrollere bevegelsen til maskinverktøyet, eller innholdet av papirbåndet kan leses inn i minnet, og delprogrammet som er lagret i minnet kan brukes til å maskinens bevegelse.
(2) MDI manuell datainngangsmodus. Operatøren kan bruke tastaturet på betjeningspanelet til å legge inn instruksjonene til behandlingsprogrammet, som er egnet for relativt korte programmer.
I redigeringstilstanden til kontrollenheten (EDIT), bruk programvaren til å legge inn behandlingsprogrammet og lagre det i minnet til kontrollenheten. Denne inndatametoden kan gjenbruke programmet. Denne metoden brukes vanligvis til manuell programmering.
På den numeriske kontrollenheten med samtaleprogrammeringsfunksjon kan du velge forskjellige menyer i henhold til spørsmålene som vises på skjermen, bruke metoden for dialog mellom menneske og maskin og legge inn relevante størrelsestall for automatisk å generere behandlingsprogrammet.
(3) Vedta DNC direkte numerisk kontrollinntastingsmetode. Lagre delprogrammet i datamaskinen på det øvre nivået, og CNC-systemet mottar påfølgende programsegmenter fra datamaskinen mens du behandler. DNC-metoden brukes for det meste når du bruker CAD / CAM-programvare til å designe komplekse arbeidsstykker og direkte generere delprogrammer.
2) Informasjonsbehandling: inngangsenheten overfører prosessinformasjonen til CNC-enheten og samler den til informasjon som kan gjenkjennes av datamaskinen. Informasjonsbehandlingsdelen lagrer og behandler den trinnvis i samsvar med regelverket i kontrollprogrammet, og sender deretter posisjon og hastighetskommandoer til servoen gjennom utdataenheten System og hovedbevegelseskontrolldelen. Inngangsdataene til CNC-systemet inkluderer: delens konturinformasjon (startpunkt, sluttpunkt, rett linje, lysbue osv.), Prosesseringshastighet og annen tilleggsbehandlingsinformasjon (for eksempel verktøyskifte, hastighetsendring, kjølevæskebryter, etc.). Hensikten med databehandling er å fullføre innsettingsforberedelsene før komplementoperasjonen. Databehandlingsprogrammet inkluderer også verktøyradiuskompensasjon, hastighetsberegning og behandling av tilleggsfunksjoner.
3) Utgangsenhet: Utgangsenheten er koblet til servomekanismen. Utgangsenheten mottar utgangspulsen til den aritmetiske enheten i henhold til kontrolleren, og sender den til servokontrollsystemet til hver koordinat. Etter kraftforsterkning drives servosystemet for å kontrollere maskinverktøyet for å bevege seg etter behov.
Servo og måle tilbakemeldingssystem
Servosystem er en viktig del av CNC-maskinverktøy, brukt til å realisere mateservokontroll og spindelservokontroll av CNC-maskinverktøy. Funksjonen til servosystemet er å konvertere kommandoinformasjonen mottatt fra den numeriske styringsenheten til lineær forskyvning eller vinkelforskyvning av utføringsdelene til maskinverktøyet etter kraftforsterkning og forming. Siden servosystemet er den siste koblingen til CNC-maskinverktøyet, vil ytelsen direkte påvirke nøyaktigheten og hastigheten til CNC-maskinverktøyet og andre tekniske indikatorer. Derfor krever servostasjonsenheten til CNC-maskinverktøyet god rask responsytelse og nøyaktig og sensitiv sporing av CNC-enheten. Det digitale kommandosignalet som sendes ut, kan utføre kommandoen trofast fra den numeriske kontrollenheten for å forbedre systemets' s dynamiske følgende egenskaper og statisk sporingsnøyaktighet.
Servosystemet består av to deler, drivenheten og aktuatoren. Drivenheten er sammensatt av en spindeldrivenhet, en matingsenhet, en spindelservomotor og en mateservomotor. Trinnmotorer, DC-servomotorer og AC-servomotorer er ofte brukte drivanordninger.
Måleelementet oppdager den faktiske forskyvningsverdien til hver koordinatakse til CNC-maskinverktøyet og legger den inn til CNC-enheten til maskinverktøyet gjennom tilbakemeldingssystemet. CNC-enheten sammenligner tilbakemeldingens faktiske forskyvningsverdi med kommandoverdien, og sender ut til servosystemet for å nå den innstilte verdien Den nødvendige forskyvningskommandoen.
Maskinkropp
Verktøyet for maskinverktøy er hoveddelen av CNC-maskinverktøyet. Den inkluderer maskindeler som seng, sokkel, søyle, bjelke, skyvesete, arbeidsbord, toppstokk, matemekanisme, verktøystolpe og automatisk verktøyveksler. Det er en mekanisk del som automatisk fullfører forskjellige skjæreprosesser på et CNC-maskinverktøy. Sammenlignet med tradisjonelle maskinverktøy har hoveddelen av CNC-maskinverktøy følgende strukturelle egenskaper:
1) Vedta en ny maskinverktøystruktur med høy stivhet, høy støtmotstand og mindre termisk deformasjon. Vanligvis brukes metoder som forbedring av den statiske stivheten i struktursystemet, økning av dempingen, justering av kvaliteten på de strukturelle delene og den naturlige frekvensen for å forbedre stivhet og seismisk motstand av maskinverktøyverten, slik at maskinverktøykroppen kan tilpasse seg behovene til CNC-maskinverktøy for kontinuerlig og automatisk skjæring. Å iverksette tiltak som å forbedre maskinverktøyets utforming, redusere varmegenerering, kontrollere temperaturstigning og vedta kompensasjon for termisk forskyvning, kan redusere effekten av termisk deformasjon på maskinens vertsmaskin.
2) Den omfattende bruken av høytytende spindelservostyring og mateservodrevsenheter forkorter overføringskjeden til CNC-maskinverktøy og forenkler strukturen til maskinverktøyets mekaniske overføringssystem.
3) Bruk av høy overføringseffektivitet, høy presisjon, ingen avstandsoverføringsenheter og bevegelige deler, for eksempel kule skruemutterpar, glideføringer i plast, lineære rullestyr, statiske trykkførere, etc.
Numerisk styrt maskininnretning
Hjelpeapparater er nødvendige støtteinnretninger for å sikre full bruk av funksjonene til CNC-maskinverktøy. Vanlige hjelpeanordninger inkluderer: pneumatiske, hydrauliske enheter, chipfjerningsanordninger, kjøle- og smøreinnretninger, rotasjonsbord og CNC-indekseringshode, beskyttelse, belysning osv.
