CNC 기계의 작동 원리. 수치 제어 원리

22.10.2018

1. 기계 헤드에는 스핀들(기계의 전체 길이를 관통하는 일종의 파이프)이 있고 스핀들을 회전시키는 메인 모터가 있습니다.

강철 턱이 있는 척이 스핀들에 장착되어 처리 중인 재료의 클램프 역할을 합니다. 일반적으로 공작물 재료는 알루미늄, 강철 또는 플라스틱으로 구성됩니다. 재료 블랭크는 스핀들 구멍에 로드되고 특수 페달을 사용하여 캠으로 고정됩니다.

컨베이어 벨트는 스핀들 아래에 위치하여 처리된 재료의 칩을 수집하여 탱크로 배출합니다.

2. 기계의 중앙에는 다음을 포함하는 도구 드럼이 있습니다. 다양한 도구공작물 가공용(드릴, 외부, 내부 및 트리밍 커터). 드럼은 움직일 수 있으므로 필요한 도구를 공작물에 가져올 수 있습니다.

3. 기계 기계 부품의 세 번째 주요 노드는 심압대입니다. 긴 부품을 지지하여 제품 제조시 진동을 방지합니다.

또한 기계에 제어판이 있습니다. 여기에는 기계를 수동으로 제어하기 위한 버튼과 프로그램 실행에 필요한 데이터를 프로그래밍하고 설정하기 위한 버튼이 포함되어 있습니다.

기계 작동 원리를 고려하십시오.

작업을 시작하기 전에 공작물에 적합한 클램핑 조가 선택됩니다. 공작물이 스핀들에 삽입되고 부품 제조에 적합한 프로그램이 선택됩니다(이 경우 프로그램은 수동 또는 사전 설정일 수 있음).

프로그램에 따라 공구 드럼이 활성화되고 드릴이 부품에 공급됩니다. 동시에 척의 속도와 드릴의 이송 속도는 모두 프로그램에 지정된 절삭 조건에 해당합니다. 일반적으로 모든 프로그램은 냉각과 함께 작동하므로 드릴링이 끝나면 냉각 에멀젼이 공급되어 부품을 냉각시킵니다.

프로그램 실행 중에 공작물을 처리하는 도구가 변경됩니다. 그리고 프로그램이 끝나면 공구 드럼에 의해 절삭 공구가 반입되어 제조된 부품을 절단합니다. 그 후 프로그램이 종료되고 기계 메커니즘이 중지됩니다.

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CNC 제어 시스템(CNC)을 사용하면 움직이는 작업체에 대한 기술 명령과 명령을 인코딩하는 일련의 숫자와 문자 형태로 기계 프로그램을 설정할 수 있습니다. 기계의 프로그램은 다양한 프로그램 캐리어에 기록될 수 있습니다.

천공된 테이프에서 각 기술 명령 또는 숫자 정보는 프로그램 캐리어의 하나 이상의 행에 있는 구멍의 특정 조합으로 인코딩됩니다. 이러한 정보를 읽기 위해 일반적으로 광전지가 있는 판독기가 사용됩니다. 빛은 광전지의 구멍을 통해 들어가고 그 결과 출력에 전류 펄스가 나타납니다. 광전 판독기의 고속으로 프로그램 캐리어가 초당 최대 1000라인의 속도로 이동하는 동안 정보를 읽을 수 있습니다.

특정 순간에 읽기 명령을 내리기 위해 코딩 홀의 펀칭 위치가 해당 포토셀 위에 있을 때 각 라인에 홀을 펀칭하는 동기화 트랙이 사용됩니다. 제어 프로그램의 한 블록의 읽기 라인은 CNC의 메모리 장치에 입력됩니다. 프레임에 기록된 명령은 기계의 작업 기관에서 디코딩되고 실행됩니다. 한 프레임씩 제어 명령을 실행하면 작업자의 참여 없이 기계가 프로그램에 따라 공작물을 처리합니다.

CNC 장치

마이크로컴퓨터 기반 CNC 장치를 사용하면 프로그램을 입력하고 기계 제어판의 키보드를 사용하여 수정할 수 있습니다. 여러 프로그램을 컴퓨터 메모리에 저장할 수 있어 기기의 재조정이 간편합니다. 따라서 CNC 기계는 반자동 사이클에서 작동합니다. 기계가 특정 부품을 가공하도록 설정된 후 작업자는 공작물을 설정하고 기계에서 가공 부품을 제거하고 기계 작동을 모니터링하여 주어진 정확도로 치수를 얻고 필요한 경우 조정합니다. 적절한 교정기를 사용하는 도구.

기계를 다른 부품으로 변경하는 것은 쉽고 시간이 조금 걸립니다. 이를 위해 새로운 제어 프로그램이 기계 제어 시스템에 도입되고 장착 및 클램핑 장치가 재조정되거나 변경되며 적절한 도구 세트가 설치됩니다. 따라서 가공 사이클의 자동화와 함께 기계는 유연성을 유지합니다. 범용 기계수동 제어로. 동시에 CNC 기계는 이 기계보다 훨씬 더 생산적입니다. 작업 피드의 크기와 방향의 자동 변경, 스핀들 속도의 빠른 변경, 공구 교환, 공회전 동작의 고속(최대 10분) - 이러한 모든 작업은 에 기록된 명령에 따라 수행됩니다. 제어 프로그램, 구현을 위한 보조 시간을 크게 줄일 수 있습니다.

프로그래밍된 궤적을 따라 공구 이동의 정확도가 높기 때문에 얻은 치수의 후속 측정 및 커터 위치 수정과 함께 테스트 실행이 필요하지 않습니다. 두 가지 시스템의 예를 사용하여 CNC 작동 원리를 살펴보겠습니다. CNC 스텝 펄스 시스템에서 천공된 테이프의 구멍 조합 형태로 작성된 숫자는 기계 제어반의 보간에 의해 연속적인 전기 충격 시퀀스로 변환됩니다. 각 펄스는 스테퍼(개별) 모터의 회전자가 작은 각도로 회전하도록 합니다. 유압 토크 부스터를 통한 스테퍼 모터의 출력 샤프트는 동일한 각도로 리드 스크류를 돌리고, 그 결과 기계의 작업 본체가 프레임의 가이드를 따라 불연속이라고 불리는 양만큼 움직입니다.

기계의 제어판에 있는 보간기가 이 숫자를 차례로 균일하게 이어지는 연속적인 전기 충격 시퀀스로 변환하기 때문에 작업 본체의 결과적인 변위는 천공된 테이프에 인코딩된 숫자에 의해 결정됩니다. 보간기 출력의 펄스 수는 천공 테이프에 인코딩된 수와 일치합니다. 따라서 기계의 작동체의 이동량은 펄스 수에 한 펄스의 가격을 곱한 것과 같습니다. 예를 들어, 숫자 13500이 천공된 테이프에 인코딩된 경우 0.01mm에 해당하는 하나의 임펄스 가격으로 작업 본체는 135mm 이동합니다.

제어 전기 충격은 고주파로 차례로 따르기 때문에 스테퍼 모터 회전자의 맥동 회전은 제어 패널의 제어 펄스 주파수에 의해 결정된 속도로 거의 균일해집니다. 결과적으로 작업체의 이동 속도(작업 또는 보조 스트로크)는 제어 펄스의 주파수에 따라 달라집니다. 예를 들어, 제어 펄스 주파수가 300이고 펄스 분해능이 0.01mm인 경우 이송은 300X0.01X60=180mm/min이 됩니다. 펄스 주파수는 PU 천공 테이프의 피드 코드에 따라 제어판의 보간에 의해 설정됩니다.

로터의 최소 관성 요구 사항으로 인해 스테퍼 모터의 작은 치수는 출력 샤프트의 공급 메커니즘에 필요한 토크를 얻는 것을 허용하지 않습니다. 스테퍼 모터기계 공급 장치의 나사에는 스테퍼 모터와 함께 기계의 전기 유압식 스테퍼 공급 드라이브를 형성하는 내장형 유압 토크 부스터(4)가 있습니다.

광범위한 속도 제어, 높은 토크 및 높은 과부하 용량을 갖는 영구 자석이 있는 저속 전기 모터의 출현으로 피드 서보 드라이브는 현대 공작 기계의 스텝 펄스 드라이브를 실질적으로 대체했습니다.

프로그램 캐리어에 기록된 펄스 수는 CNC 2 인터폴레이터에 의해 연속적인 펄스 시퀀스로 변환되어 업/다운 카운터로 전송됩니다. 카운터는 첫 번째 입력에서 수신된 펄스를 합산합니다. 카운터에 특정 숫자가 있으면 해당 전압이 펄스 수에 비례하여 제어 장치의 출력에 나타납니다. 이 전압은 기어박스와 나사 너트 변속기를 통해 기계의 작동 본체를 움직이는 엔진의 속도를 제어합니다.

감지기 피드백광전지에서 만든. 작업체가 움직일 때 불투명한 부분으로 연결된 가동자가 주기적으로 측정자 눈금의 밝은 영역과 겹치므로 작업체가 움직일 때 피드백 센서의 광전지가 펄스를 전송합니다. 카운터에 있는 펄스의 합에서 뺀 가역 카운터의 두 번째 입력에 제어 시스템을 연결합니다. 제어 시스템의 작동 결과 제어 장치에서 새로 수신된 제어 펄스 수와 피드백 펄스 수 사이에 균형이 설정되며, 이는 프로그래밍된 속도로 작업체의 이동에 해당합니다.

유사한 작동 원리가 펄스 위상 CNC 시스템에서 사용되며, 일반적으로 인덕토신이 피드백 센서(변위 판독 정확도가 0.02-0.03mm인 선형 유도 센서)로 사용됩니다.

목공 제품에는 여러 가지 작업이 포함될 수 있습니다. 터닝과 함께 특수 장비를 사용하여 수행할 수 있는 밀링 기능이 요구됩니다. 가장 좋은 방법은 목재용 CNC 기계를 사용하는 것입니다.

밀링 머신 설계에 대한 일반 정보

이 장비의 일반적인 구성은 작업대, 밀링 헤드를 수평 또는 수직 평면으로 이동시키는 시스템 및 CNC 장치로 구성됩니다. 후자는 생산 공정의 최대 자동화를 위해 설계되었습니다.

이 장비의 도움으로 밀링, 보링, 구멍 형성, 카운터싱킹 작업을 수행할 수 있습니다. 조각 기능이 있는 모델이 특히 인기가 있습니다. 커터의 정확한 위치 덕분에 처리 품질은 기존 유형의 장비보다 훨씬 높습니다.

CNC가있는 목공 기계의 가능성에 대한 초기 지식의 경우 사용 절차를 연구하는 것이 좋습니다.

행동 프로그램을 작성합니다. 전문 소프트웨어를 사용하여 수행됩니다. 이것은 공작물의 매개변수를 고려하고 기술적 특징밀링 블록 - 작업 도구의 크기, 속도 등
데스크탑에 나무 부품 설치.
프로그램 입력 및 장비 시운전.
처리 프로세스의 실행. 선택한 모드에 따라 자동 또는 반자동 모드로 수행할 수 있습니다.
필요한 경우 프로그램이 조정됩니다.

이 과정에서 운영자의 참여는 최소화됩니다. 그는 장비의 현재 매개변수를 모니터링하고 고장이나 오작동을 방지해야 합니다.

나무 조각과 먼지를 제거하기 위해 일반적으로 CNC에 의해 제어되는 공기 시스템이 사용됩니다. 이렇게 하면 기계 구성 요소 및 어셈블리가 막힐 가능성이 최소화됩니다.

기계의 종류

현재 제조업체는 가공용 밀링 머신의 많은 모델을 제공합니다. 목제품, CNC가 장착되어 있습니다. 기술 매개 변수뿐만 아니라 디자인 기능도 다릅니다.

가장 중요한 선택 매개변수 중 하나는 공작물의 최대 및 최소 치수와 형상입니다. 이 분류에 따르면 기계에는 공작물에 대한 견고한 고정 메커니즘과 수직 및 수평면에서 위치를 변경할 수 있는 기능이 장착될 수 있습니다. 후자의 경우 밀링 외에도 공작물을 회전하는 것이 가능합니다.

또한 CNC 목공 장비는 다음 유형이 될 수 있습니다.

콘솔. 커터가있는 블록은 위치를 변경하지 않고 작업 테이블은 세로 및 가로 방향으로 이동합니다. 이 디자인의 단점은 부품 크기의 제한입니다. 따라서 대부분의 경우 이러한 모델은 강철 부품 밀링에 사용됩니다.
콘솔리스. 커터를 이동하기 위해 세로 및 가로 가이드가 있는 캐리지가 사용됩니다. 이 경우 처리 장치는 수평 또는 수직 위치를 가질 수 있습니다. 일반 모델에서 이 설정은 수행 중인 작업 유형에 따라 변경됩니다.

별도로 CNC 작업의 매개변수를 분석할 필요가 있습니다. 이 블록은 장비 요소에 제어 신호를 전송하는 데 필요합니다. 수행되는 기능의 범위에 따라 NC는 조건부로 다음 범주로 나뉩니다.

위치적. 작업의 본질은 부품 표면의 특정 위치에 커터를 설치하는 것입니다.
윤곽. 작동하는 알고리즘에는 주어진 궤적을 따라 작업 헤드를 이동하는 절차가 포함됩니다.
만능인. 처음 두 기능을 결합합니다. 또한 커터의 위치와 수행 중인 작업의 현재 매개변수(가공 깊이, 구현 정도)를 제어할 수 있습니다.

이러한 특성은 CNC 기계에 대해 고정적이지 않으며 새 CNC 장치를 설치하거나 다른 소프트웨어를 설치하여 변경할 수 있습니다.

CNC를 교체할 때 새 제어 시스템이 장비 구성 요소와 호환되는지 확인하십시오. 이것은 기계의 올바른 작동과 밀링 중 오류를 최소화하는 데 필요합니다.

장비 사양

장비의 매개 변수를 통해 생산 요구 사항에 맞는 최적의 모델을 선택할 수 있습니다. 설치의 후속 변경 또는 기타 유형의 현대화는 기계 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 이를 연구하는 것이 필수입니다.

예를 들어 가장 일반적인 유형의 장비인 콘솔 없는 설치를 들 수 있습니다. 대부분의 경우 평면 가공용으로 설계되었습니다. 나무 부품. 터닝 기능이 있는 모델은 예외입니다. 이 작업을 수행하기 위해 설계에는 드라이브 및 심압대. 또한 이러한 추가 구성 요소를 사용하면 한 제품의 여러 평면에서 처리할 수 있습니다.

주요 목록 명세서 CNC가 있는 목공 기계: