Die Grundzusammensetzung einer CNC-Werkzeugmaschine umfasst einen Bearbeitungsprogrammträger, eine CNC-Vorrichtung, eine Servoantriebsvorrichtung, den Hauptkörper der Werkzeugmaschine und andere Hilfsgeräte. Die grundlegenden Arbeitsprinzipien der einzelnen Komponenten sind im Folgenden zusammengefasst.
Verarbeitungsprogrammträger
Hochgeschwindigkeits-CNC-Werkzeugmaschinen
Wenn eine CNC-Werkzeugmaschine arbeitet, müssen die Arbeiter die Werkzeugmaschine nicht direkt bedienen. Um die CNC-Werkzeugmaschine zu steuern, ist es notwendig, ein Bearbeitungsprogramm zu kompilieren. Das Teilebearbeitungsprogramm umfasst die relative Bewegungsbahn des Werkzeugs und des Werkstücks auf der Werkzeugmaschine, Prozessparameter (Vorschubmenge, Spindeldrehzahl, etc.) und Hilfsbewegung. Das Teilebearbeitungsprogramm wird in einem Programmträger mit einem bestimmten Format und Code, wie Stanzband, Kassettenband, Diskette, etc., gespeichert und die Programminformationen werden über das Eingabegerät der CNC-Werkzeugmaschine in die CNC-Einheit eingegeben.
CNC-Gerät
Das numerische Steuergerät ist der Kern der numerischen Steuerungsmaschine. Moderne numerische Steuergeräte nehmen alle die Form der CNC (Computer Numerical Control) an. Diese Art von CNC-Gerät verwendet in der Regel mehrere Mikroprozessoren, um numerische Steuerungsfunktionen in Form von programmierter Software zu realisieren, so wird es auch Software NC (Software NC) genannt. CNC-System ist eine Art Positionsregelungssystem, es basiert auf den Eingangsdaten, um die ideale Bewegungsbahn zu interpolieren, und dann an die Ausführungskomponente ausgegeben, um die erforderlichen Teile zu verarbeiten. Daher besteht die numerische Steuervorrichtung hauptsächlich aus drei Grundteilen: Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe. Und all diese Aufgaben sind durch das Computersystemprogramm einigermaßen organisiert, so dass das gesamte System koordiniert arbeiten kann.
1) Eingabegerät: Geben Sie die numerische Steueranweisung an das numerische Steuergerät ein. Je nach Programmträger gibt es verschiedene Eingabegeräte. Es gibt hauptsächlich Tastatureingabe, Festplatteneingabe, CAD/CAM-System direkte Kommunikation Eingabe und DNC (direkte numerische Steuerung) Eingang an einen übergeordneten Computer angeschlossen. Es gibt immer noch viele Systeme, die immer noch die Papierband-Eingabeform von photoelektrischen Lesegeräten beibehalten.
(1) Papierbandeingabemethode. Das Teileprogramm kann mit einem Papierband-Photoelektrischen Lesegerät eingelesen werden, um die Bewegung der Werkzeugmaschine direkt zu steuern, oder der Inhalt des Papierbandes kann in den Speicher eingelesen werden, und das im Speicher gespeicherte Teilprogramm kann verwendet werden, um die Bewegung der Werkzeugmaschine zu steuern.
(2) MDI-Eingabemodus für manuelle Daten. Der Bediener kann die Tastatur auf dem Bedienfeld verwenden, um die Anweisungen des Verarbeitungsprogramms einzugeben, das für relativ kurze Programme geeignet ist.
Verwenden Sie im Bearbeitungszustand des Steuergeräts (EDIT) die Software, um das Verarbeitungsprogramm einzugeben und im Speicher des Steuergeräts zu speichern. Diese Eingabemethode kann das Programm wiederverwenden. Diese Methode wird in der Regel für die manuelle Programmierung verwendet.
Auf dem numerischen Steuergerät mit Konversationsprogrammierfunktion können Sie verschiedene Menüs entsprechend den auf dem Display gestellten Fragen auswählen, die Methode des Mensch-Maschine-Dialogs verwenden und die entsprechenden Größennummern eingeben, um das Verarbeitungsprogramm automatisch zu generieren.
(3) Nehmen Sie die direkte numerische Steuerungseingabemethode von DNC an. Speichern Sie das Teileprogramm im Computer der oberen Ebene, und das CNC-System erhält während der Verarbeitung nachfolgende Programmsegmente vom Computer. Die DNC-Methode wird hauptsächlich bei der Verwendung von CAD/CAM-Software verwendet, um komplexe Werkstücke zu entwerfen und Teileprogramme direkt zu generieren.
2) Informationsverarbeitung: Das Eingabegerät überträgt die Verarbeitungsinformationen an die CNC-Einheit und kompiliert sie in Informationen, die vom Computer erkannt werden können. Das Informationsverarbeitungsteil speichert und verarbeitet es Schritt für Schritt nach den Vorschriften des Steuerungsprogramms und sendet dann Positions- und Geschwindigkeitsbefehle über die Ausgangseinheit System und Hauptbewegungskontrollteil an das Servo. Die Eingabedaten des CNC-Systems umfassen: die Konturinformationen des Teils (Startpunkt, Endpunkt, gerade Linie, Bogen, etc.), Verarbeitungsgeschwindigkeit und andere Hilfsverarbeitungsinformationen (wie Werkzeugwechsel, Geschwindigkeitswechsel, Kühlmittelschalter, etc.). Der Zweck der Datenverarbeitung besteht darin, die Einfügevorbereitungen vor dem Komplementvorgang abzuschließen. Das Datenverarbeitungsprogramm umfasst auch die Werkzeugradiuskompensation, Geschwindigkeitsberechnung und Bearbeitung von Hilfsfunktionen.
3) Ausgangsgerät: Das Ausgangsgerät ist mit dem Servomechanismus verbunden. Das Ausgangsgerät empfängt den Ausgangsimpuls der Recheneinheit entsprechend dem Befehl des Reglers und sendet ihn an die Servosteuerung jeder Koordinate. Nach der Leistungsverstärkung wird das Servosystem angetrieben, um die Werkzeugmaschine nach Bedarf zu steuern.
Servo- und Messrückmeldesystem
Servo-System ist ein wichtiger Teil der CNC-Werkzeugmaschinen, verwendet, um die Vorschub-Servo-Steuerung und Spindel Servo-Steuerung von CNC-Werkzeugmaschinen zu realisieren. Die Funktion des Servosystems besteht darin, die von der numerischen Steuereinrichtung empfangenen Befehlsinformationen nach Leistungsverstärkung und Formgebung in die lineare Verschiebungs- oder Winkelverschiebungsbewegung der Ausführungsteile der Werkzeugmaschine umzuwandeln. Da das Servosystem das letzte Glied der CNC-Werkzeugmaschine ist, wird seine Leistung direkt die Genauigkeit und Geschwindigkeit der CNC-Werkzeugmaschine und anderer technischer Indikatoren beeinflussen. Daher erfordert die Servoantriebsvorrichtung der CNC-Werkzeugmaschine eine gute schnelle Reaktionsleistung und eine genaue und sensible Verfolgung des CNC-Geräts. Das gesendete digitale Befehlssignal kann den Befehl vom numerischen Steuergerät originalgetreu ausführen, um die dynamische Nachverfolgung sedereigenschaften und die statische Nachverfolgungsgenauigkeit des Systems zu verbessern.
Das Servosystem besteht aus zwei Teilen, der Antriebsvorrichtung und dem Aktor. Die Antriebseinrichtung besteht aus einer Spindelantriebseinheit, einer Vorschubantriebseinheit, einem Spindelservomotor und einem Vorschubservomotor. Schrittmotoren, DC-Servomotoren und AC-Servomotoren sind häufig verwendete Antriebsgeräte.
Das Messelement erkennt den tatsächlichen Verschiebungswert jeder Koordinatenachse der CNC-Werkzeugmaschine und überträgt ihn über das Rückmeldesystem in die CNC-Einrichtung der Werkzeugmaschine. Das CNC-Gerät vergleicht den tatsächlichen Verschiebungswert der Rückmeldung mit dem Befehlswert und gibt an das Servosystem aus, um den eingestellten Wert der erforderliche Verschiebungsbefehl zu erreichen.
Maschinenkörper
Der Werkzeugmaschinenwirt ist der Hauptkörper der CNC-Werkzeugmaschine. Es umfasst Maschinenteile wie Bett, Sockel, Säule, Balken, Schiebesitz, Arbeitstisch, Kopfteil, Vorschubmechanismus, Werkzeugpfosten und automatischer Werkzeugwechsler. Es ist ein mechanisches Teil, das automatisch verschiedene Schneidprozesse auf einer CNC-Werkzeugmaschine abschließt. Im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugmaschinen weist der Hauptteil von CNC-Werkzeugmaschinen folgende strukturelle Eigenschaften auf:
1) Nehmen Sie eine neue Werkzeugmaschinenstruktur mit hoher Steifigkeit, hoher Stoßfestigkeit und weniger thermischer Verformung an. Im Allgemeinen werden Methoden wie die Verbesserung der statischen Steifigkeit des Struktursystems, die Erhöhung der Dämpfung, die Anpassung der Qualität der Strukturteile und die Eigenfrequenz verwendet, um die Steifigkeit und seismische Beständigkeit des Werkzeugmaschinenwirts zu verbessern, so dass sich der Werkzeugmaschinenkörper an die Bedürfnisse von CNC-Werkzeugmaschinen für kontinuierliches und automatisches Schneiden anpassen kann. Maßnahmen wie die Verbesserung des Layouts der Werkzeugmaschine, die Reduzierung der Wärmeerzeugung, die Steuerung des Temperaturanstiegs und die Annahme einer thermischen Verschiebungskompensation können die Auswirkungen der thermischen Verformung auf die Wirtsmaschine der Werkzeugmaschine reduzieren.
2) Der umfangreiche Einsatz von Hochleistungs-Spindel-Servoantrieben und Vorschub-Servoantrieben verkürzt die Getriebekette von CNC-Werkzeugmaschinen und vereinfacht die Struktur des mechanischen Getriebesystems der Werkzeugmaschine.
3) Der Einsatz von hoher Übertragungseffizienz, hohe Präzision, keine Spalt-Übertragungsvorrichtungen und bewegliche Teile, wie Kugelschraubenmutterpaare, Kunststoff-Schiebeführungen, lineare Walzführungen, statische Druckführungen, etc.
Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinenhilfsvorrichtung
Hilfsgeräte sind notwendige Unterstützende Geräte, um die volle Nutzung der Funktionen von CNC-Werkzeugmaschinen zu gewährleisten. Häufig verwendete Hilfsgeräte sind: pneumatische, hydraulische Geräte, Spanentfernungsgeräte, Kühl- und Schmiervorrichtungen, Drehtisch und CNC-Indizierungskopf, Schutz, Beleuchtung usw.
