Thành phần cơ bản của máy công cụ CNC bao gồm bộ mang chương trình gia công, thiết bị CNC, thiết bị dẫn động servo, phần thân chính của máy công cụ và các thiết bị phụ trợ khác. Các nguyên tắc làm việc cơ bản của từng bộ phận được tóm tắt dưới đây.
Đang xử lý nhà cung cấp chương trình
Máy công cụ CNC tốc độ cao
Khi một máy công cụ CNC đang hoạt động, người lao động không cần phải trực tiếp vận hành máy công cụ. Để điều khiển máy công cụ CNC, cần phải biên dịch một chương trình gia công. Chương trình gia công chi tiết bao gồm quỹ đạo chuyển động tương đối của dao và phôi trên máy công cụ, các thông số quá trình (lượng tiến dao, tốc độ trục chính, v.v.) và chuyển động phụ. Chương trình gia công chi tiết được lưu trữ trong bộ mang chương trình với một định dạng và mã nhất định, chẳng hạn như băng đục lỗ, băng cassette, đĩa mềm, v.v. và thông tin chương trình được nhập vào bộ phận CNC thông qua thiết bị đầu vào của máy công cụ CNC .
Thiết bị CNC
Thiết bị điều khiển số là cốt lõi của máy công cụ điều khiển số. Các thiết bị điều khiển số hiện đại đều áp dụng hình thức CNC (Điều khiển số bằng máy tính). Loại thiết bị CNC này thường sử dụng nhiều bộ vi xử lý để thực hiện các chức năng điều khiển số dưới dạng phần mềm được lập trình, vì vậy nó còn được gọi là Phần mềm NC (Software NC). Hệ thống CNC là một loại hệ thống điều khiển vị trí, nó dựa trên dữ liệu đầu vào để nội suy quỹ đạo chuyển động lý tưởng, sau đó xuất ra thành phần thực thi để gia công các bộ phận cần thiết. Vì vậy, thiết bị điều khiển số chủ yếu được cấu tạo bởi ba phần cơ bản: đầu vào, xử lý và đầu ra. Và tất cả các nhiệm vụ này được tổ chức hợp lý bởi chương trình hệ thống máy tính, để toàn bộ hệ thống có thể hoạt động một cách đồng bộ.
1) Thiết bị đầu vào: Nhập lệnh điều khiển số vào thiết bị điều khiển số. Theo các nhà cung cấp chương trình khác nhau, có các thiết bị đầu vào khác nhau. Chủ yếu có đầu vào bàn phím, đầu vào đĩa, đầu vào giao tiếp trực tiếp hệ thống CAD / CAM và đầu vào DNC (điều khiển số trực tiếp) được kết nối với máy tính cấp cao hơn. Vẫn còn nhiều hệ thống vẫn giữ nguyên dạng đầu vào băng giấy của đầu đọc quang điện.
(1) Phương thức nhập băng giấy. Chương trình bộ phận có thể được đọc bằng đầu đọc quang điện băng giấy để điều khiển trực tiếp chuyển động của máy công cụ hoặc nội dung của băng giấy có thể được đọc vào bộ nhớ và chương trình bộ phận được lưu trữ trong bộ nhớ có thể được sử dụng để điều khiển chuyển động của máy công cụ.
(2) Chế độ nhập dữ liệu thủ công MDI. Người vận hành có thể sử dụng bàn phím trên bảng thao tác để nhập các lệnh của chương trình xử lý, điều này phù hợp với các chương trình tương đối ngắn.
Ở trạng thái chỉnh sửa của thiết bị điều khiển (EDIT), sử dụng phần mềm để nhập chương trình xử lý và lưu trữ trong bộ nhớ của thiết bị điều khiển. Phương thức nhập này có thể sử dụng lại chương trình. Phương pháp này thường được sử dụng để lập trình thủ công.
Trên thiết bị điều khiển số có chức năng lập trình đàm thoại, bạn có thể chọn các menu khác nhau theo các câu hỏi được nhắc trên màn hình, sử dụng phương pháp đối thoại giữa người và máy và nhập các số kích thước có liên quan để tự động tạo chương trình xử lý.
(3) Áp dụng phương pháp nhập điều khiển số trực tiếp DNC. Lưu chương trình bộ phận trong máy tính cấp cao hơn và hệ thống CNC nhận các đoạn chương trình tiếp theo từ máy tính trong khi xử lý. Phương pháp DNC chủ yếu được sử dụng khi sử dụng phần mềm CAD / CAM để thiết kế các phôi phức tạp và trực tiếp tạo ra các chương trình bộ phận.
2) Xử lý thông tin: thiết bị đầu vào truyền thông tin xử lý đến bộ phận CNC và biên dịch nó thành thông tin mà máy tính có thể nhận dạng được. Phần xử lý thông tin lưu trữ và xử lý từng bước theo quy định của chương trình điều khiển, sau đó sẽ gửi các lệnh về vị trí và tốc độ đến servo thông qua bộ phận xuất Hệ thống và bộ phận điều khiển chuyển động chính. Dữ liệu đầu vào của hệ thống CNC bao gồm: thông tin đường bao của chi tiết (điểm đầu, điểm cuối, đường thẳng, cung tròn, v.v.), tốc độ xử lý và các thông tin xử lý phụ trợ khác (như thay dao, thay đổi tốc độ, công tắc chất làm mát, Vân vân.). Mục đích của việc xử lý dữ liệu là để hoàn thành các Chuẩn bị chèn trước khi hoạt động bổ sung. Chương trình xử lý dữ liệu cũng bao gồm bù bán kính dao, tính toán tốc độ và xử lý các chức năng phụ trợ.
3) Thiết bị đầu ra: Thiết bị đầu ra được kết nối với cơ chế servo. Thiết bị đầu ra nhận xung đầu ra của khối số học theo lệnh của bộ điều khiển và gửi đến hệ thống điều khiển servo của từng tọa độ. Sau khi khuếch đại công suất, hệ thống servo được điều khiển để điều khiển máy công cụ di chuyển theo yêu cầu.
Servo và hệ thống phản hồi đo lường
Hệ thống servo là một phần quan trọng của máy công cụ CNC, được sử dụng để thực hiện điều khiển servo nguồn cấp dữ liệu và điều khiển servo trục chính của máy công cụ CNC. Chức năng của hệ thống servo là chuyển đổi thông tin lệnh nhận được từ thiết bị điều khiển số thành chuyển động dịch chuyển thẳng hoặc dịch chuyển góc của các bộ phận thực hiện của máy công cụ sau khi khuếch đại công suất và định hình. Vì hệ thống servo là mắt xích cuối cùng của máy công cụ CNC, nên hiệu suất của nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và tốc độ của máy công cụ CNC và các chỉ số kỹ thuật khác. Do đó, thiết bị truyền động servo của máy công cụ CNC đòi hỏi hiệu suất đáp ứng nhanh tốt và theo dõi chính xác và nhạy bén của thiết bị CNC. Tín hiệu lệnh kỹ thuật số được gửi đi có thể thực hiện trung thực lệnh từ thiết bị điều khiển số để cải thiện các đặc tính sau động của hệ thống' và độ chính xác theo dõi tĩnh.
Hệ thống servo bao gồm hai phần, thiết bị truyền động và cơ cấu chấp hành. Thiết bị truyền động bao gồm một bộ phận truyền động trục chính, một bộ truyền động nạp, một động cơ servo trục chính và một động cơ servo cấp liệu. Động cơ bước, động cơ servo DC và động cơ AC servo là những thiết bị truyền động thường được sử dụng.
Phần tử đo phát hiện giá trị dịch chuyển thực tế của mỗi trục tọa độ của máy công cụ CNC và nhập giá trị đó vào thiết bị CNC của máy công cụ thông qua hệ thống phản hồi. Thiết bị CNC so sánh giá trị dịch chuyển thực tế phản hồi với giá trị lệnh và xuất ra hệ thống servo để đạt được giá trị đặt Lệnh dịch chuyển yêu cầu.
Thân máy
Máy chủ máy công cụ là phần thân chính của máy công cụ CNC. Nó bao gồm các bộ phận máy như giường, đế, cột, dầm, ghế trượt, bàn làm việc, bệ đỡ, cơ cấu cấp liệu, trụ dao và bộ thay dao tự động. Nó là một bộ phận cơ khí tự động hoàn thành các quy trình cắt khác nhau trên máy công cụ CNC. So với các máy công cụ truyền thống, phần thân chính của máy công cụ CNC có các đặc điểm cấu tạo sau:
1) Áp dụng cấu trúc máy công cụ mới với độ cứng cao, khả năng chống va đập cao và ít biến dạng nhiệt. Nói chung, các phương pháp như cải thiện độ cứng tĩnh của hệ thống kết cấu, tăng giảm chấn, điều chỉnh chất lượng của các bộ phận kết cấu và tần số tự nhiên được sử dụng để cải thiện độ cứng và khả năng chống động đất của máy công cụ, do đó thân máy công cụ có thể thích ứng với nhu cầu của máy công cụ CNC để cắt liên tục và tự động. Thực hiện các biện pháp như cải thiện cách bố trí của máy công cụ, giảm sinh nhiệt, kiểm soát sự tăng nhiệt độ và áp dụng bù dịch chuyển nhiệt, có thể làm giảm tác động của biến dạng nhiệt lên máy chủ của máy công cụ.
2) Việc sử dụng rộng rãi bộ truyền động servo trục chính hiệu suất cao và các thiết bị dẫn động servo nguồn cấp dữ liệu giúp rút ngắn chuỗi truyền động của máy công cụ CNC và đơn giản hóa cấu trúc của hệ thống truyền động cơ khí của máy công cụ.
3) Việc sử dụng các thiết bị truyền động hiệu quả cao, độ chính xác cao, không có khe hở và các bộ phận chuyển động, chẳng hạn như cặp đai ốc bi, thanh dẫn trượt nhựa, thanh dẫn hướng lăn tuyến tính, thanh dẫn áp suất tĩnh, v.v.
Thiết bị phụ trợ máy công cụ được điều khiển bằng số
Các thiết bị phụ trợ là những thiết bị hỗ trợ cần thiết để đảm bảo sử dụng đầy đủ các chức năng của máy công cụ CNC. Các thiết bị phụ trợ thường được sử dụng bao gồm: thiết bị khí nén, thủy lực, thiết bị loại bỏ phoi, thiết bị làm mát và bôi trơn, bàn quay và đầu chỉ số CNC, thiết bị hỗ trợ bảo vệ, chiếu sáng, v.v.
