หลักการและความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเครื่อง CNC

ด้วยการพัฒนาด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความต้องการของสังคมสำหรับการกระจายผลิตภัณฑ์มีมากขึ้นและแข็งแกร่งขึ้น และวงจรของการเปลี่ยนผลิตภัณฑ์จำเป็นต้องสั้นลงและสั้นลง ดังนั้นสัดส่วนของการผลิตที่หลากหลายและจำนวนน้อยจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก . ในเวลาเดียวกันกับการบินและอวกาศ การต่อเรือ อุตสาหกรรมการทหาร รถยนต์ เครื่องจักรกลการเกษตร และอุตสาหกรรมอื่น ๆ ได้ปรับปรุงข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง และมีชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ ในผลิตภัณฑ์ และข้อกำหนดด้านคุณภาพการประมวลผลก็ได้รับเช่นกัน ดีขึ้นอย่างต่อเนื่อง เป็นการยากที่จะปรับให้เข้ากับความหลากหลายนี้โดยใช้อุปกรณ์แปรรูปแบบดั้งเดิม ความต้องการประสิทธิภาพสูงและคุณภาพสูงสำหรับชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อนและมีความยืดหยุ่น เพื่อแก้ปัญหาข้างต้น อุปกรณ์การผลิตอัตโนมัติ "ยืดหยุ่น" ที่มีความแม่นยำสูงและประสิทธิภาพสูง - เครื่องจักร CNC ถือกำเนิดขึ้น

1. องค์ประกอบของเครื่องมือเครื่อง CNC

เครื่องมือกล CNC เป็นผลิตภัณฑ์เมคคาทรอนิกส์ทั่วไป ซึ่งมีประสิทธิภาพสูง แม่นยำสูง มีความยืดหยุ่นสูง และระบบอัตโนมัติสูง อุปกรณ์การตัดเฉือนสมัยใหม่ที่รวมเทคโนโลยีการผลิตเครื่องจักรที่ทันสมัย เทคโนโลยีการควบคุมอัตโนมัติ เทคโนโลยีการตรวจจับ และเทคโนโลยีสารสนเทศคอมพิวเตอร์ เช่นเดียวกับผลิตภัณฑ์เมคคาทรอนิกส์อื่น ๆ ยังประกอบด้วยตัวเครื่องกลไก แหล่งพลังงาน ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ ชิ้นส่วนตรวจจับการตรวจจับ และเครื่องดำเนินการ ระบบเซอร์โว ส่วนประกอบ

① ตัวเครื่องกล

เป็นส่วนประกอบของเครื่องมือกล CNC และเป็นชิ้นส่วนกลไกที่ใช้สำหรับกระบวนการตัดต่างๆ

②แหล่งพลังงาน

ส่วนที่จ่ายพลังงานให้กับเครื่องจักร CNC ใช้พลังงานไฟฟ้าเป็นหลัก

③ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์

แกนหลักของมันคือการควบคุมเชิงตัวเลขของคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่าอุปกรณ์ CNC ซึ่งจะถอดรหัส คำนวณ และประมวลผลข้อมูลดิจิทัลต่างๆ ที่ได้รับทางตรรกะ สร้างข้อมูลคำสั่งต่างๆ และส่งออกไปยังระบบเซอร์โว เพื่อให้เครื่องมือเครื่องจักรสามารถประมวลผลตามการทำงานที่ระบุ . ส่วนนี้ยังรวมถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงที่เกี่ยวข้อง เช่น จอภาพ เครื่องพิมพ์ เป็นต้น

④ ส่วนตรวจจับและตรวจจับ

โดยส่วนใหญ่จะตรวจจับการกระจัดเชิงเส้นของโต๊ะทำงานและการกระจัดเชิงมุมของโต๊ะทำงานแบบหมุน ผลการตรวจจับจะถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์ หรือใช้ในการแสดงตำแหน่ง หรือใช้สำหรับการควบคุมป้อนกลับ

⑤Actuator ระบบเซอร์โว

ใช้เพื่อขับเคลื่อนชิ้นส่วนเปลี่ยนเกียร์บนเครื่องมือกลเพื่อให้เคลื่อนไหวสอดคล้องกันและควบคุมความแม่นยำของตำแหน่ง ตัวอย่างเช่น การเคลื่อนย้ายเครื่องมือของเครื่องจักร CNC จำนวนมากเสร็จสิ้นโดยใช้เซอร์โวมอเตอร์เพื่อขับเคลื่อนบอลสกรู

2. การจำแนกประเภทของเครื่องมือเครื่องจักร CNC

① การจำแนกประเภทตามการใช้เทคโนโลยีของเครื่องมือเครื่องจักร CNC

เครื่องมือเครื่อง CNC ทั่วไป เป็นเครื่องมือเครื่องจักรซีเอ็นซีที่หลากหลายซึ่งมีความเป็นไปได้ในกระบวนการที่คล้ายกันกับเครื่องมือเครื่องจักรทั่วไป ประเภทจะเหมือนกับเครื่องมือกลทั่วไป (เช่น เครื่องกลึง CNC, เครื่องกัด CNC, เครื่องเจียร CNC, เครื่องเจาะ CNC เป็นต้น)

แมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์คือเครื่องมือกล CNC ที่มีไลบรารีย้อนกลับและตัวเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติ

เครื่องมือเครื่องจักร CNC พิเศษคือเครื่องมือเครื่องจักรการประมวลผลพิเศษที่ติดตั้งอุปกรณ์ CNC (เช่น เครื่องมือเครื่องตัดลวด CNC, เครื่องมือเครื่องจักร CNC เลเซอร์การประมวลผล ฯลฯ)

②. จำแนกตามวิถีการเคลื่อนที่ของเครื่องจักร CNC

(1) การควบคุมเครื่องมือเครื่อง CNC แบบจุดต่อจุด อุปกรณ์ควบคุมเชิงตัวเลขจะควบคุมเฉพาะส่วนที่เคลื่อนไหวของเครื่องมือกลจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง แต่ไม่ได้ควบคุมวิถีการเคลื่อนที่ระหว่างจุดต่างๆ เครื่องมือไม่ดำเนินการตัดระหว่างการเคลื่อนย้าย (เช่น เครื่องเจาะ CNC เครื่องเจาะ CNC เป็นต้น)

(2) เครื่องมือเครื่อง CNC ควบคุมเชิงเส้น นอกเหนือจากการควบคุมตำแหน่งที่แน่นอนของจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของเครื่องมือกลแล้ว อุปกรณ์ควบคุมเชิงตัวเลขยังควบคุมชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเพื่อทำการตัดเชิงเส้นตรงในทิศทางที่ขนานกับแกนพิกัดของเครื่องมือกลหรือที่มุม 450 ไปยังแกนพิกัดเครื่องมือกลด้วยความเร็วที่เหมาะสม (เช่น เครื่องกลึง CNC อย่างง่าย เครื่องเจียร CNC อย่างง่าย เป็นต้น)

(3) เครื่องมือเครื่องจักรซีเอ็นซีควบคุมรูปร่าง อุปกรณ์ควบคุมเชิงตัวเลขสามารถดำเนินการควบคุมการเชื่อมโยงบนพิกัดตั้งแต่สองพิกัดขึ้นไปในเวลาเดียวกัน เพื่อให้ตระหนักถึงการประมวลผลของรูปทรงโค้งและพื้นผิวโค้ง (เช่น เครื่องกัด CNC เครื่องกลึง CNC เป็นต้น)

③. จำแนกตามโหมดการควบคุมระบบเซอร์โว

(1) ระบบควบคุมวงเปิด

(2) ระบบควบคุมวงกึ่งปิด

(3) ระบบควบคุมวงปิด

④. จำแนกตามจำนวนแกนพิกัดที่ควบคุม

(1) เครื่องมือกล CNC แบบสองพิกัดหมายถึงเครื่องมือกลที่สามารถควบคุมการเชื่อมโยงของแกนพิกัดสองแกนในเวลาเดียวกัน และสามารถประมวลผลชิ้นส่วนรูปร่างโค้งได้ (เช่น เครื่องกลึง CNC)

(2) เครื่องมือเครื่อง CNC สามพิกัดหมายถึงเครื่องมือเครื่อง CNC สามแกนที่สามารถเชื่อมโยงและควบคุมแกนพิกัดได้และสามารถใช้ในการประมวลผลพื้นผิวเชิงพื้นที่ที่ซับซ้อนน้อยกว่า (เช่น เครื่องกัด CNC แบบสามพิกัด)

(3) เครื่องมือเครื่องจักรซีเอ็นซีแบบครึ่งพิกัดสองชิ้น (เช่น เครื่องกัดซีเอ็นซีแบบประหยัด)

(4) เครื่องมือกล CNC แบบหลายพิกัด ซึ่งมีโครงสร้างเครื่องจักรที่ซับซ้อน ความแม่นยำในการควบคุมสูง และขั้นตอนการประมวลผลที่ซับซ้อน ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการประมวลผลชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อน (เช่น เครื่องกัด CNC แบบไม่ประสานกัน)

3. ลักษณะการประมวลผลของเครื่องมือเครื่อง CNC

① การบังคับใช้ที่แข็งแกร่งกับการประมวลผลชิ้นส่วน

สามารถประมวลผลชิ้นส่วนต่าง ๆ ได้โดยการเปลี่ยนโปรแกรมการประมวลผล โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับลักษณะปัจจุบันของพันธุ์ต่าง ๆ ชุดเล็ก ๆ และการปรับปรุงผลิตภัณฑ์อย่างรวดเร็ว

② ระบบอัตโนมัติระดับสูง

ภายใต้สถานการณ์ปกติ นอกจากการขนถ่ายชิ้นงานแล้ว กระบวนการแปรรูปอื่นๆ ส่วนใหญ่เสร็จสิ้นโดยอัตโนมัติด้วยเครื่องมือกล ซึ่งช่วยลดความเข้มแรงงานของพนักงานได้อย่างมาก

③คุณภาพการประมวลผลคงที่

ในระหว่างการประมวลผล เครื่องมือเครื่องจักรจะทำงานภายใต้คำสั่งควบคุมที่ระบุตั้งแต่ต้นจนจบ ซึ่งช่วยลดอิทธิพลของระดับทางเทคนิคของผู้ปฏิบัติงานและการเปลี่ยนแปลงทางอารมณ์ต่อคุณภาพการประมวลผล ดังนั้นคุณภาพการประมวลผลจึงคงที่และมิติที่สอดคล้องกันของแบทช์ ของชิ้นส่วนเป็นสิ่งที่ดี

④ ผลผลิตสูง

ช่วงของความเร็วแกนหมุนและอัตราป้อนของเครื่องมือกล CNC นั้นกว้าง ซึ่งช่วยให้เครื่องมือกลทำการตัดที่ทรงพลังสำหรับการตัดขนาดใหญ่ นอกจากนี้ในศูนย์เครื่องจักรกล เนื่องจากการใช้นิตยสารเครื่องมือ สามารถรับรู้ถึงการประมวลผลหลายกระบวนการอย่างต่อเนื่องในเครื่องมือกลเดียว ซึ่งช่วยลดเวลาการประมวลผลและเวลาเสริมของชิ้นส่วนได้อย่างมาก ดังนั้นผลผลิตจึงสูง

⑤เอื้อต่อการปรับปรุงการจัดการการผลิตให้ทันสมัย

เครื่องมือเครื่องจักร CNC ใช้สัญญาณดิจิตอลและรหัสมาตรฐานเป็นข้อมูลการควบคุม ซึ่งง่ายต่อการตระหนักถึงมาตรฐานของข้อมูลการประมวลผล ในปัจจุบันได้รวมเข้ากับการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยและการผลิต CNC/CAM ซึ่งเป็นพื้นฐานของเทคโนโลยีการผลิตแบบบูรณาการสมัยใหม่

5. หลักการทำงานพื้นฐานของเครื่องมือกล CNC

ในการประมวลผลชิ้นส่วนบนเครื่องมือกลทั่วไป ผู้ปฏิบัติงานเปลี่ยนวิถีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างเครื่องมือและชิ้นงานอย่างต่อเนื่องตามข้อกำหนดของการวาดชิ้นส่วน และชิ้นส่วนที่จำเป็นจะได้รับการประมวลผลเนื่องจากการตัดเครื่องมือ และเมื่อตัดเฉือนชิ้นส่วนบนเครื่องมือกล CNC เป็นลำดับการประมวลผลของชิ้นส่วนที่ต้องดำเนินการ พารามิเตอร์กระบวนการ และข้อกำหนดในการเคลื่อนที่ของเครื่องมือกลเพื่อรวบรวมโปรแกรมการประมวลผลในภาษา CNC แล้วป้อนข้อมูลลงในอุปกรณ์ CNC หลังจากที่อุปกรณ์ CNC ดำเนินการชุดของการประมวลผลในโปรแกรมการประมวลผลแล้ว จะส่งคำสั่งดำเนินการไปยังระบบเซอร์โว ระบบเซอร์โว ระบบจะขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของเครื่องมือกลเพื่อให้การประมวลผลของชิ้นส่วนเสร็จสมบูรณ์โดยอัตโนมัติ