La composition de base d’une machine-outil CNC comprend un support de programme de traitement, un dispositif CNC, un dispositif d’entraînement servo, le corps principal de la machine-outil et d’autres dispositifs auxiliaires. Les principes de base de travail de chaque composant sont résumés ci-dessous.
Transporteur de programme de traitement
Machines-outils CNC haute vitesse
Lorsqu’une machine-outil CNC fonctionne, les travailleurs n’ont pas besoin de faire fonctionner directement la machine-outil. Pour contrôler la machine-outil CNC, il est nécessaire de compiler un programme de traitement. Le programme de traitement des pièces comprend la trajectoire relative du mouvement de l’outil et de la pièce de travail sur la machine-outil, les paramètres de processus (quantité d’alimentation, vitesse du fuseau, etc.) et le mouvement auxiliaire. Le programme de traitement des parties est stocké dans un transporteur de programme avec un certain format et le code, tels que la bande perforée, cassette, disquette, etc, et l’information du programme est entrée à l’unité CNC par le biais du dispositif d’entrée de la machine-outil CNC.
Dispositif CNC
Le dispositif de commande numérique est le noyau de la machine-outil de commande numérique. Les dispositifs de contrôle numérique modernes adoptent tous la forme de CNC (Computer Numerical Control). Ce type d’appareil CNC utilise généralement plusieurs microprocesseurs pour réaliser des fonctions de contrôle numérique sous la forme de logiciels programmés, de sorte qu’il est également appelé Software NC (Software NC). Le système CNC est une sorte de système de contrôle de position, il est basé sur les données d’entrée pour interpoler la trajectoire de mouvement idéale, puis la sortie au composant d’exécution pour traiter les pièces requises. Par conséquent, le dispositif de contrôle numérique est principalement composé de trois parties de base : entrée, traitement et sortie. Et toutes ces tâches sont raisonnablement organisées par le programme du système informatique, de sorte que l’ensemble du système peut fonctionner d’une manière coordonnée.
1) Dispositif d’entrée : Entrez l’instruction de commande numérique sur le périphérique de commande numérique. Selon le transporteur de programme différent, il existe différents périphériques d’entrée. Il y a principalement l’entrée du clavier, l’entrée du disque, l’entrée de communication directe du système CAO/CAM et l’entrée DNC (contrôle numérique direct) reliée à un ordinateur de niveau supérieur. Il existe encore de nombreux systèmes qui conservent encore la forme d’entrée de bande papier des lecteurs photoélectriques.
(1) Méthode d’entrée de bande papier. Le programme de pièce peut être lu avec un lecteur photoélectrique de bande papier pour contrôler directement le mouvement de la machine-outil, ou le contenu de la bande de papier peut être lu dans la mémoire, et le programme de pièce stocké dans la mémoire peut être employé pour contrôler le mouvement de la machine-outil.
(2) Mode manuel d’entrée de données MDI. L’opérateur peut utiliser le clavier sur le panneau d’opération pour saisir les instructions du programme de traitement, qui convient aux programmes relativement courts.
Dans l’état de modification de l’appareil de commande (EDIT), utilisez le logiciel pour saisir le programme de traitement et le stocker dans la mémoire de l’appareil de contrôle. Cette méthode d’entrée peut réutiliser le programme. Cette méthode est généralement utilisée pour la programmation manuelle.
Sur l’appareil de commande numérique avec fonction de programmation conversationnelle, vous pouvez sélectionner différents menus en fonction des questions posées sur l’écran, utiliser la méthode de dialogue homme-machine, et entrer les numéros de taille pertinents pour générer automatiquement le programme de traitement.
(3) Adopter la méthode d’entrée numérique directe DNC. Enregistrez le programme de pièce dans l’ordinateur de niveau supérieur, et le système CNC reçoit des segments de programme ultérieurs de l’ordinateur pendant le traitement. La méthode DNC est principalement utilisée lors de l’utilisation du logiciel CAD/CAM pour concevoir des pièces complexes et générer directement des programmes de pièces.
2) Traitement de l’information : le dispositif d’entrée transmet les informations de traitement à l’unité CNC et les compile en informations qui peuvent être reconnues par l’ordinateur. La pièce de traitement de l’information stocke et traite étape par étape conformément aux règlements du programme de contrôle, puis envoie des commandes de position et de vitesse au servo par l’intermédiaire du système d’unité de sortie et de la partie principale de commande de mouvement. Les données d’entrée du système CNC incluent : les informations de contour de la pièce (point de départ, point d’extrémité, ligne droite, arc, etc.), la vitesse de traitement et d’autres informations de traitement auxiliaires (telles que le changement d’outil, le changement de vitesse, le commutateur de refroidissement, etc.). Le but du traitement des données est de compléter les préparations d’insertion avant l’opération de complément. Le programme de traitement des données comprend également la compensation du rayon d’outil, le calcul de la vitesse et le traitement des fonctions auxiliaires.
3) Dispositif de sortie : Le dispositif de sortie est relié au mécanisme servo. Le dispositif de sortie reçoit l’impulsion de sortie de l’unité arithmétique selon la commande du contrôleur, et l’envoie au système de contrôle servo de chaque coordonnée. Après amplification de puissance, le système servo est conduit à contrôler la machine-outil pour se déplacer au besoin.
Servo et système de rétroaction de mesure
Servo système est une partie importante des machines-outils CNC, utilisé pour réaliser le contrôle servo alimentation et spindle servo contrôle des machines-outils CNC. La fonction du système servo est de convertir les informations de commande reçues du dispositif de commande numérique en déplacement linéaire ou déplacement angulaire des parties d’exécution de la machine-outil après amplification et mise en forme de puissance. Étant donné que le système servo est le dernier maillon de la machine-outil CNC, ses performances affecteront directement la précision et la vitesse de la machine-outil CNC et d’autres indicateurs techniques. Par conséquent, le dispositif d’entraînement servo de la machine-outil CNC nécessite de bonnes performances de réponse rapide et un suivi précis et sensible de l’appareil CNC. Le signal de commande numérique envoyé peut exécuter fidèlement la commande à partir du dispositif de commande numérique pour améliorer les caractéristiques suivantes dynamiques du système et la précision statique du suivi.
Le système servo comprend deux parties, le dispositif d’entraînement et l’actionneur. Le dispositif d’entraînement est composé d’une unité d’entraînement à fuseaux, d’une unité d’entraînement d’alimentation, d’un moteur servo à fuseaux et d’un moteur servo d’alimentation. Les moteurs à pas, les moteurs servo DC et les servo motors AC sont des dispositifs de conduite couramment utilisés.
L’élément de mesure détecte la valeur réelle de déplacement de chaque axe de coordonnées de la machine-outil CNC et l’entre dans le dispositif CNC de la machine-outil à travers le système de rétroaction. L’appareil CNC compare la valeur de déplacement réelle de rétroaction avec la valeur de commande, et les sorties au système servo pour atteindre la valeur définie La commande de déplacement requise.
Corps de machine
L’hôte de la machine-outil est le corps principal de la machine-outil CNC. Il comprend des pièces de machine telles que le lit, la base, la colonne, le faisceau, le siège coulissant, la table de travail, la matière première, le mécanisme d’alimentation, le poteau d’outil et le changeur automatique d’outil. Il s’agit d’une pièce mécanique qui complète automatiquement divers processus de coupe sur une machine-outil CNC. Par rapport aux machines-outils traditionnelles, le corps principal des machines-outils CNC a les caractéristiques structurelles suivantes :
1) Adoptez une nouvelle structure de machine-outil avec la rigidité élevée, la résistance élevée de choc et moins de déformation thermique. En général, des méthodes telles que l’amélioration de la rigidité statique du système structurel, l’augmentation de l’amortissement, l’ajustement de la qualité des pièces structurelles et la fréquence naturelle sont utilisées pour améliorer la rigidité et la résistance sismique de l’hôte de la machine-outil, de sorte que le corps de la machine-outil peut s’adapter aux besoins des machines-outils CNC pour la coupe continue et automatique. Prendre des mesures telles que l’amélioration de la disposition de la machine-outil, la réduction de la production de chaleur, le contrôle de l’élévation de la température et l’adoption de la compensation des déplacements thermiques peut réduire l’impact de la déformation thermique sur la machine-outil hôte.
2) L’utilisation intensive de servo drive à fuseaux haute performance et de dispositifs d’entraînement servo d’alimentation raccourcit la chaîne de transmission des machines-outils CNC et simplifie la structure du système de transmission mécanique de la machine-outil.
3) L’utilisation de l’efficacité élevée de transmission, de la précision élevée, des dispositifs de transmission d’écart et des pièces mobiles, telles que des paires de écrou de vis de boule, des guides coulissants en plastique, des guides linéaires de roulement, des guides statiques de pression, etc.
Dispositif auxiliaire numériquement commandé de machine-outil
Les dispositifs auxiliaires sont des dispositifs de soutien nécessaires pour assurer l’utilisation complète des fonctions des machines-outils CNC. Les dispositifs auxiliaires couramment utilisés comprennent : pneumatiques, dispositifs hydrauliques, dispositifs d’enlèvement des copeaux, dispositifs de refroidissement et de lubrification, tête d’indexation rotative et CNC, protection, éclairage, etc.
