Osnovna sestava strojnega orodja CNC vključuje nosilca programa za obdelavo, CNC napravo, napravo servo pogona, glavno telo strojnega orodja in druge pomožne naprave. Osnovna delovna načela vsake komponente so povzeta spodaj.
Nosilec programa za obdelavo
Visokohitralna CNC strojna orodja
Ko strojno orodje CNC deluje, delavcem ni treba neposredno upravljati strojnega orodja. Za nadzor CNC strojnega orodja je treba sedelati program za obdelavo. Program za obdelavo dela vključuje relativno smer gibanja orodja in obdelovanega dela na strojnem orodju, procesne parametre (količina krme, hitrost vretena itd.) in pomožno gibanja. Program za obdelavo dela je shranjen v nosilcu programa z določeno obliko in kodo, kot so preluknjani trak, kaseta, disketa itd., informacije o programu pa so vhodne v enoto CNC prek vhodne naprave strojnega orodja CNC.
CNC naprava
Numerična krmilna naprava je jedro orodja numeričnega krmilnega stroja. Sodobne numerične krmilne naprave vse sprejemajo obliko CNC (Računalniško numerično upravljanje). Ta vrsta CNC naprave na splošno uporablja več mikroprocesorjev za uresničitve numeričnih kontrolnih funkcij v obliki programske opreme, zato se imenuje tudi Programska oprema NC (Software NC). CNC sistem je nekakšen sistem za nadzor položaja, temelji na vhodnih podatkih za interpolacijo idealne poti gibanja, nato pa izhod v komponento izvršitve za obdelavo potrebnih delov. Zato je numerična krmilna naprava sestavljena predvsem iz treh osnovnih delov: vhoda, obdelave in izhoda. In vse te naloge razumno organizira program računalniškega sistema, tako da lahko celoten sistem deluje usklajeno.
1) Vhodna naprava: vnesite navodila za številčno krmiljenje v numerično krmilno napravo. Glede na različne nosilce programov, obstajajo različne vhodne naprave. V glavnem so vnos tipkovnice, vnos diska, CAD/CAM sistem neposredni komunikacijski vhod in DNC (neposredni numerični nadzor) vhod povezani z računalnikom višje ravni. Še vedno je veliko sistemov, ki še vedno obhajajo vhodno obliko papirnega traku fotoelektričnih bralnikov.
(1) Metoda vnosa papirnega traku. Delni program je mogoče prebrati v s fotoelektrični bralnik papirnega traku za neposredno nadzorovanje gibanja strojnega orodja, ali pa vsebino papirnega traku lahko preberete v pomnilniku, delni program, shranjen v pomnilniku, pa se lahko uporablja za nadzor gibanja strojnega orodja.
(2) Način ročnega vnosa podatkov MDI. Operator lahko s tipkovnico na operacijski plošči vnese navodila programa za obdelavo, ki je primerna za relativno kratke programe.
V stanju urejanja kontrolne naprave (EDIT) s programsko opremo vnesite program za obdelavo in ga shranite v pomnilnik kontrolne naprave. Ta način vnosa lahko program ponovno uporabi. Ta metoda se na splošno uporablja za ročno programiranje.
Na numerični krmilni napravi s funkcijo pogovornega programiranja lahko izberete različne menije glede na vprašanja, ki so na zaslonu, uporabite metodo dialoga med človekom in strojem in vnesete ustrezne številke velikosti, da samodejno ustvarite program za obdelavo.
(3) Sprejeti DNC neposredno numerično kontrolno metodo. Shranite delni program v računalniku na zgornji ravni, sistem CNC pa med obdelavo prejme iz računalnika naslednji segmente programov. Metoda DNC se večinoma uporablja pri uporabi CAD/CAM programske opreme za načrtovanje kompleksnih obdelodkov in neposredno ustvarjanje delnih programov.
2) Obdelava informacij: vhodna naprava posreduje podatke za obdelavo enoti CNC in jih seli v informacije, ki jih računalnik lahko prepozna. Del za obdelavo informacij ga shranjuje in obdeluje korak za korakom v skladu s predpisi kontrolnega programa, nato pa pošlje ukaze položaja in hitrosti v servo skozi izhodno enoto Sistem in glavni kontrolni del gibanja. Vhodni podatki sistema CNC vključujejo: podatke o konturi dela (začetna točka, končna točka, ravna črta, lok itd.), hitrost obdelave in druge pomožne podatke za obdelavo (kot so sprememba orodja, sprememba hitrosti, stikalo hladilnega stroja itd.). Namen obdelave podatkov je dokončati priprave za vstavljanje pred operacijo dopolnjevanja. Program za obdelavo podatkov vključuje tudi kompenzacijo v polmeru orodja, izračun hitrosti in obdelavo pomožnih funkcij.
3) Izhodna naprava: Izhodna naprava je povezana s servo mehanizmom. Izhodna naprava prejme izhodni impulz aritmetične enote glede na ukaz krmilnika in ga pošlje v kontrolni sistem servo vsake koordinate. Po ojačevanju moči se servo sistem vozi za nadzor strojnega orodja za premikanje po zahtevah.
Servo in merilni povratni sistem
Servo sistem je pomemben del CNC strojnih orodij, ki se uporabljajo za uresničitev krmiljenje krmnih servo in spindle servo nadzor CNC strojnih orodij. Funkcija servo sistema je pretvorba ukaznih informacij, prejetih iz numerične krmilne naprave, v linearno premik ali kotno premik gibanja izvršitvenih delov strojnega orodja po ojačevanju in ojačevanju moči. Ker je servo sistem zadnja povezava strojnega orodja CNC, bo njegova učinkovitost neposredno vplivala na natančnost in hitrost strojnega orodja CNC in drugih tehničnih kazalnikov. Zato naprava za servo pogon strojnega orodja CNC zahteva dobro učinkovitost hitrega odziva ter natančno in občutljivo sledenje naprave CNC. Poslani digitalni ukazni signal lahko zvesto izvrši ukaz iz numerične krmilne naprave, da izboljša dinamičnost sistema po značilnostih in točnosti statičnih sledenja.
Servo sistem vključuje dva dela, pogonsko napravo in aktuator. Pogonska naprava je sestavljena iz pogonske enote vretena, napajalnega pogona, vretenastega servo motorja in napajalnega servo motorja. Motorji za odganjanje, enosmerni servo motorji in AC servo motorji so običajno uporabljeni vozni pripomočki.
Odjemni element zazna dejansko vrednost premikov vsake koordinatne osi CNC strojnega orodja in ga preko sistema povratnih informacij vnese v CNC napravo strojnega orodja. CNC naprava primerja povratno dejansko vrednost izmika z vrednostjo ukaza in izhode s servo sistemom, da doseže nastavljeno vrednost Zahtevani ukaz za izmik.
Telo stroja
Gostitelj strojnega orodja je glavno telo CNC strojnega orodja. Vključuje strojne dele, kot so postelja, podlaga, stolpec, snop, drsni sedež, delovna miza, naglavna steza, mehanizem za krmo, post za orodje in avtomatski menjalnik orodij. Je mehanski del, ki samodejno dokonča različne postopke rezanja na CNC strojnem orodju. V primerjavi s tradicionalnimi strojnimi orodji ima glavno telo CNC strojnih orodij naslednje strukturne značilnosti:
1) Sprejeti novo strukturo strojnega orodja z visoko togostjo, visoko odpornostjo na udarce in manj toplotne deformacije. Na splošno se metode, kot so izboljšanje statične ostrine strukturnega sistema, povečanje dampinga, prilagajanje kakovosti strukturnih delov in naravna frekvenca, uporabljajo za izboljšanje ostrine in seizmične odpornosti gostitelja strojnega orodja, tako da se lahko telo strojnega orodja prilagodi potrebam CNC strojnih orodij za neprekinjeno in avtomatsko rezanje. Sprejemanje ukrepov, kot so izboljšanje postavitve strojnega orodja, zmanjšanje proizvodnje toplote, uravnavanje dviga temperature in sprejetje nadomestila za toplotno izmik, lahko zmanjša vpliv toplotne deformacije na gostiteljski stroj stroja stroja.
2) Obsežna uporaba visoko zmogljivega servo pogona vretena in krmilnih servo pogonskih naprav skrajša prenosno verigo CNC strojnih orodij in poenostavlja strukturo strojnega orodja mehanskega prenosnega sistema.
3) Uporaba visoke učinkovitosti prenosa, visoke natančnosti, brez naprav za prenos vrzeli in gibljivih delov, kot so pari kroglične vijačne orehe, plastični drsni vodniki, vodila za lineano valjanje, vodila za statični tlak itd.
Številčno nadzorovana pomožna naprava za strojno orodje
Pomožne naprave so potrebne podporne naprave za zagotovitev popolne uporabe funkcij CNC strojnih orodij. Pogosto uporabljene pomožne naprave vključujejo: pnevmatske, hidravlične naprave, naprave za odstranjevanje čipov, naprave za hlajenje in mazanje, vrtljivo mizo in CNC kazalno glavo, zaščito, razsvetljavo itd.
