A composição básica de uma ferramenta de máquina CNC inclui uma operadora de programa de processamento, um dispositivo CNC, um dispositivo de unidade servo, o corpo principal da ferramenta da máquina e outros dispositivos auxiliares. Os princípios básicos de trabalho de cada componente são resumidos abaixo.
Operadora de programa de processamento
Ferramentas de máquinas CNC de alta velocidade
Quando uma ferramenta de máquina CNC está funcionando, os trabalhadores não precisam operar diretamente a ferramenta da máquina. Para controlar a ferramenta da máquina CNC, é necessário compilar um programa de processamento. O programa de processamento de peças inclui a trajetória relativa de movimento da ferramenta e a peça de trabalho na ferramenta da máquina, parâmetros de processo (quantidade de alimentação, velocidade do eixo, etc.) e movimento auxiliar. O programa de processamento de peças é armazenado em uma operadora de programa com um determinado formato e código, como fita perfurada, fita, disquete, etc., e as informações do programa são inseridas na unidade CNC através do dispositivo de entrada da ferramenta máquina CNC.
Dispositivo CNC
O dispositivo de controle numérico é o núcleo da ferramenta da máquina de controle numérico. Os modernos dispositivos de controle numérico adotam a forma de CNC (Computer Numerical Control). Este tipo de dispositivo CNC geralmente usa vários microprocessadores para realizar funções de controle numérico na forma de software programado, por isso também é chamado de Software NC (Software NC). O sistema CNC é uma espécie de sistema de controle de posição, baseia-se nos dados de entrada para interpolar a trajetória de movimento ideal e, em seguida, saída para o componente de execução para processar as peças necessárias. Portanto, o dispositivo de controle numérico é composto principalmente por três partes básicas: entrada, processamento e saída. E todas essas tarefas são razoavelmente organizadas pelo programa do sistema de computador, para que todo o sistema possa funcionar de forma coordenada.
1) Dispositivo de entrada: Insira a instrução de controle numérico ao dispositivo de controle numérico. De acordo com a operadora do programa, existem diferentes dispositivos de entrada. Há principalmente entrada de teclado, entrada em disco, entrada direta de comunicação do sistema CAD/CAM e entrada DNC (controle numérico direto) conectada a um computador de nível superior. Ainda existem muitos sistemas que ainda retêm a forma de entrada de fita em papel dos leitores fotoelétricos.
(1) Método de entrada em fita de papel. O programa de peças pode ser lido com um leitor fotoelétrico em fita de papel para controlar diretamente o movimento da ferramenta da máquina, ou o conteúdo da fita de papel pode ser lido na memória, e o programa de peça armazenado na memória pode ser usado para controlar o movimento da ferramenta da máquina.
(2) Modo de entrada manual de dados MDI. O operador pode usar o teclado no painel de operação para inserir as instruções do programa de processamento, que é adequado para programas relativamente curtos.
No estado de edição do dispositivo de controle (EDIT), use o software para inserir o programa de processamento e armazená-lo na memória do dispositivo de controle. Este método de entrada pode reutilizar o programa. Este método é geralmente usado para programação manual.
No dispositivo de controle numérico com função de programação conversacional, você pode selecionar diferentes menus de acordo com as perguntas solicitadas no display, usar o método de diálogo homem-máquina e inserir os números de tamanho relevantes para gerar automaticamente o programa de processamento.
(3) Adotar o método de entrada de controle numérico direto do DNC. Salve o programa de peças no computador de nível superior, e o sistema CNC recebe segmentos subsequentes do programa do computador durante o processamento. O método DNC é usado principalmente ao usar o software CAD/CAM para projetar peças de trabalho complexas e gerar diretamente programas de peças.
2) Processamento de informações: o dispositivo de entrada transmite as informações de processamento para a unidade CNC e compila-as em informações que podem ser reconhecidas pelo computador. As informações que processam as lojas de peças e processam-na passo a passo de acordo com as normas do programa de controle e, em seguida, envia comandos de posição e velocidade para o servo através do sistema da unidade de saída e da parte principal de controle de movimento. Os dados de entrada do sistema CNC incluem: as informações de contorno da peça (ponto de partida, ponto final, linha reta, arco, etc.), velocidade de processamento e outras informações de processamento auxiliar (como mudança de ferramenta, mudança de velocidade, interruptor de refrão, etc.). O objetivo do processamento de dados é concluir as preparações de inserção antes da operação complementar. O programa de processamento de dados também inclui compensação de raio de ferramenta, cálculo de velocidade e processamento de funções auxiliares.
3) Dispositivo de saída: O dispositivo de saída está conectado com o mecanismo servo. O dispositivo de saída recebe o pulso de saída da unidade aritmética de acordo com o comando do controlador, e envia-o para o sistema de controle servo de cada coordenada. Após a amplificação da energia, o sistema servo é acionado para controlar a ferramenta da máquina para se mover conforme necessário.
Sistema de feedback de servo e medição
O sistema Servo é uma parte importante das máquinas-ferramentas CNC, usadas para realizar o controle de servo de alimentação e o controle de servo de eixos das máquinas-ferramentas CNC. A função do sistema servo é converter as informações de comando recebidas do dispositivo de controle numérico no movimento de deslocamento linear ou de deslocamento angular das partes de execução da ferramenta da máquina após a amplificação e modelagem da energia. Uma vez que o sistema servo é o último elo da ferramenta da máquina CNC, seu desempenho afetará diretamente a precisão e a velocidade da ferramenta da máquina CNC e outros indicadores técnicos. Portanto, o dispositivo de unidade servo da ferramenta da máquina CNC requer bom desempenho de resposta rápida e rastreamento preciso e sensível do dispositivo CNC. O sinal de comando digital enviado pode executar fielmente o comando a partir do dispositivo de controle numérico para melhorar as características dinâmicas do sistema e a precisão de rastreamento estática.
O sistema servo inclui duas peças, o dispositivo de acionamento e o atuador. O dispositivo de acionamento é composto por uma unidade de acionamento de eixo, uma unidade de transmissão, um servo de fuso e um servo de alimentação. Motores de estação, motores de servo DC e servomotores CA são dispositivos de condução comumente usados.
O elemento de medição detecta o valor real de deslocamento de cada eixo de coordenada da ferramenta da máquina CNC e o inseri no dispositivo CNC da ferramenta máquina através do sistema de feedback. O dispositivo CNC compara o valor real de deslocamento do feedback com o valor de comando e as saídas ao sistema servo para atingir o valor definido O comando de deslocamento necessário.
Corpo de máquina
O host de ferramentas de máquina é o corpo principal da ferramenta de máquina CNC. Inclui peças da máquina como cama, base, coluna, feixe, assento deslizante, mesa de trabalho, headstock, mecanismo de alimentação, poste de ferramenta e trocador automático de ferramentas. É uma parte mecânica que completa automaticamente vários processos de corte em uma ferramenta de máquina CNC. Comparado com as máquinas-ferramentas tradicionais, o corpo principal das máquinas-ferramentas CNC tem as seguintes características estruturais:
1) Adotar uma nova estrutura de máquina com alta rigidez, alta resistência ao choque e menor deformação térmica. Geralmente, métodos como melhorar a rigidez estática do sistema estrutural, aumentar o amortecimento, ajustar a qualidade das peças estruturais e a frequência natural são utilizados para melhorar a rigidez e resistência sísmica do hospedeiro da máquina, para que o corpo da ferramenta da máquina possa se adaptar às necessidades das máquinas-ferramentas CNC para corte contínuo e automático. Tomar medidas como melhorar o layout da ferramenta da máquina, reduzir a geração de calor, controlar o aumento da temperatura e adotar compensação de deslocamento térmico, pode reduzir o impacto da deformação térmica na máquina hospedeira da ferramenta da máquina.
2) O uso extensivo de dispositivos de servo drive e alimentação de alta performance encurta a cadeia de transmissão das máquinas-ferramentas CNC e simplifica a estrutura do sistema de transmissão mecânica da ferramenta da máquina.
3) O uso de alta eficiência de transmissão, alta precisão, sem dispositivos de transmissão de lacunas e peças móveis, como pares de porcas de parafuso de bola, guias de deslizamento de plástico, guias de rolamento lineares, guias de pressão estática, etc.
Dispositivo auxiliar de ferramenta de máquina controlado numericamente
Dispositivos auxiliares são dispositivos de suporte necessários para garantir o uso pleno das funções das máquinas-ferramentas CNC. Dispositivos auxiliares comumente usados incluem: pneumático, dispositivos hidráulicos, dispositivos de remoção de chips, dispositivos de resfriamento e lubrificação, mesa rotativa e cabeça de indexação CNC, proteção, iluminação, etc. auxiliando equipamentos
