Il sistema CNC delle macchine utensili CNC
Sono molti i fattori che influenzano il processo delle macchine utensili CNC e, quando si analizza il processo dei pezzi in lavorazione, è necessario considerare le caratteristiche delle macchine utensili CNC. Si considerano una serie di fattori come la disposizione dei percorsi di lavorazione dei pezzi, la selezione delle macchine utensili, la selezione degli utensili da taglio e il serraggio dei pezzi. Diverse macchine utensili CNC corrispondono a processi e pezzi in lavorazione diversi e la scelta di una macchina utensile adeguata è diventata la chiave per migliorare l'efficienza e ridurre gli investimenti per le aziende. Il sistema CNC di una macchina utensile CNC include un dispositivo CNC, un azionamento di avanzamento (unità di controllo della velocità di avanzamento e servomotore), un azionamento del mandrino (unità di controllo della velocità del mandrino e motore del mandrino) e componenti di rilevamento. Nella scelta di un sistema CNC, è necessario tenere conto dei contenuti sopra indicati.
1、 Selezione dei dispositivi CNC
（1） Selezione del tipo
Selezionare il dispositivo CNC corrispondente in base al tipo di macchina utensile CNC. In generale, i dispositivi CNC sono adatti per lavorazioni quali tornitura, foratura, alesatura, fresatura, rettifica, stampaggio ed elettroerosione e devono essere selezionati di conseguenza.
(2) Selezione delle prestazioni
Le prestazioni dei diversi dispositivi CNC variano notevolmente, ad esempio il numero di assi di controllo, tra cui asse singolo, 2 assi, 3 assi, 4 assi, 5 assi e persino più di 10 o 20 assi; ci sono 2 o più assi di collegamento e la velocità di avanzamento massima è di 10 m/min, 15 m/min, 24 m/min, 240 m/min; la risoluzione è di 0,01 mm, 0,001 mm e 0,0001 mm. Questi indicatori sono diversi, così come i prezzi. Dovrebbero essere basati sulle effettive esigenze della macchina utensile. Ad esempio, per la tornitura generale, è necessario selezionare un controllo a 2 o 4 assi (doppio portautensile), mentre per la lavorazione di pezzi piani, è necessario selezionare un collegamento a 3 o più assi. Non puntare al livello più recente e avanzato, scegli con saggezza.
（3） Selezione delle funzioni
Il sistema CNC delle macchine utensili CNC ha molte funzioni, tra cui funzioni di base, ovvero funzioni essenziali dei dispositivi CNC; funzione di selezione, ovvero una funzione tra cui gli utenti possono scegliere. Alcune funzioni vengono selezionate per risolvere diversi oggetti di lavorazione, altre per migliorare la qualità della lavorazione, altre per facilitare la programmazione e altre ancora per migliorare le prestazioni operative e di manutenzione. Alcune funzioni di selezione sono correlate e la selezione di una di queste opzioni richiede la selezione di un'altra opzione. Pertanto, la selezione deve essere basata sui requisiti di progettazione della macchina utensile. Non scegliere troppe funzioni senza analisi e omettere funzioni rilevanti, il che ridurrà la funzionalità della macchina utensile CNC e causerà perdite inutili.
Esistono due tipi di controllori programmabili nella funzione di selezione: integrati e indipendenti. È preferibile scegliere un tipo interno, disponibile in diversi modelli. In primo luogo, la selezione dovrebbe basarsi sul numero di punti di segnale in ingresso e in uscita tra il dispositivo CNC e la macchina utensile. Il numero di punti selezionato dovrebbe essere leggermente superiore al numero effettivo di punti e una singola tazza potrebbe richiedere prestazioni di controllo aggiuntive e modificate. In secondo luogo, è necessario stimare la dimensione dei programmi sequenziali e selezionare la capacità di archiviazione. La dimensione del programma aumenta con la complessità della macchina utensile, e di conseguenza aumenta anche la capacità di archiviazione. La scelta dovrebbe essere ponderata in base alla situazione specifica. Sono inoltre presenti specifiche tecniche come tempo di elaborazione, funzione di istruzione, timer, contatore, relè interno, ecc. e la quantità dovrebbe soddisfare anche i requisiti di progettazione.
(4) Selezione del prezzo
Diversi paesi e produttori di dispositivi CNC producono specifiche di prodotto diverse, con differenze di prezzo significative. In base alla selezione di tipi di controllo, prestazioni e funzioni, è necessario condurre un'analisi completa del rapporto qualità-prezzo per selezionare dispositivi CNC con un rapporto qualità-prezzo più elevato, al fine di ridurre i costi.
(5) Selezione dei servizi tecnici
Nella scelta di dispositivi CNC che soddisfino i requisiti tecnici, è necessario considerare anche la reputazione del produttore, la completezza delle istruzioni per l'uso e degli altri documenti del prodotto e la possibilità di fornire formazione agli utenti su programmazione, funzionamento e manutenzione. È presente un reparto di assistenza tecnica dedicato che fornisca ricambi a lungo termine e servizi di manutenzione tempestivi per massimizzare i vantaggi tecnici ed economici?
2、 Selezione dell'azionamento di avanzamento
(1) La priorità dovrebbe essere data all'utilizzo di servomotori AC
Perché rispetto ai motori a corrente continua, presenta una minore inerzia del rotore, una migliore risposta dinamica, una maggiore potenza di uscita, una velocità più elevata, una struttura più semplice, un costo inferiore e un ambiente di applicazione illimitato.
（2） Calcolare le condizioni di carico
Scegliere una specifica adatta per il servomotore calcolando correttamente le condizioni di carico applicate all'albero motore.
(3) Selezionare l'unità di controllo della velocità corrispondente
Il produttore dell'azionamento di avanzamento fornisce un set completo di prodotti per l'unità di controllo della velocità di avanzamento e il servomotore prodotti, quindi dopo aver selezionato il servomotore, viene selezionata l'unità di controllo della velocità corrispondente in base al manuale del prodotto.
3、 Selezione dell'azionamento del mandrino
(1) La priorità dovrebbe essere data ai motori mandrino tradizionali
Poiché non presenta i limiti di commutazione, alta velocità e grande capacità dei motori a mandrino CC, offre un'ampia gamma di regolazione della velocità a potenza costante, bassa rumorosità ed è economico. Attualmente, l'85% delle macchine utensili CNC a livello internazionale utilizza azionamenti a mandrino CA.
(2) Selezionare il motore del mandrino come richiesto
① Calcolare la potenza di taglio in base a diverse macchine utensili e il motore selezionato deve soddisfare questo requisito; ② In base al tempo di accelerazione e decelerazione del mandrino richiesto, calcolare che la potenza del motore non deve superare la potenza di uscita massima del motore; ③ Nelle situazioni in cui sono richiesti frequenti avviamenti e frenate del mandrino, è necessario calcolare la potenza media e il suo valore non può superare la potenza di uscita nominale continua del motore; ④ Nelle situazioni in cui è richiesto un controllo costante della superficie, la somma della potenza di taglio richiesta per il controllo costante della velocità superficiale e della potenza richiesta per l'accelerazione deve essere compresa nell'intervallo di potenza che il motore può fornire.
(3) Selezionare l'unità di controllo della velocità del mandrino corrispondente
Il produttore dell'azionamento del mandrino fornisce un set completo di prodotti per l'unità di controllo della velocità del mandrino e il motore del mandrino. Pertanto, dopo aver selezionato il motore del mandrino, si seleziona l'unità di controllo della velocità del mandrino corrispondente in base al manuale del prodotto.
(4) Scegliere il metodo di controllo direzionale
Quando è richiesto il controllo direzionale del mandrino, è possibile selezionare un encoder di posizione o un sensore magnetico in base alla situazione effettiva della macchina utensile per ottenere il controllo direzionale del mandrino.
4、 Selezione dei componenti di rilevamento
(1) Scegli il metodo di misurazione
Secondo lo schema di controllo della posizione del sistema CNC, lo spostamento lineare della macchina utensile viene misurato direttamente o indirettamente, e vengono selezionati componenti di rilevamento lineari o rotativi. Attualmente, le macchine utensili CNC utilizzano ampiamente il controllo a circuito semi-chiuso, utilizzando componenti di misurazione dell'angolo di rotazione (trasformatori rotativi, encoder a impulsi).
(2) Considerare la precisione e la velocità di rilevamento
In base ai requisiti delle macchine utensili CNC, sia per il rilevamento di precisione che di velocità, vengono selezionati i componenti di rilevamento della posizione o della velocità (generatori di prova, encoder a impulsi). In generale, le macchine utensili di grandi dimensioni sono progettate principalmente per soddisfare i requisiti di velocità, mentre le macchine utensili ad alta precisione e quelle di piccole e medie dimensioni sono progettate principalmente per soddisfare i requisiti di precisione. La risoluzione del componente di rilevamento selezionato è generalmente di un ordine di grandezza superiore alla precisione di lavorazione.
(3) Selezionare gli encoder a impulsi con le specifiche corrispondenti
Selezionare le specifiche corrispondenti degli encoder a impulsi in base al passo della vite a sfere della macchina utensile CNC, alla velocità minima di movimento del sistema CNC, al moltiplicatore di comando e al moltiplicatore di rilevamento.
(4) Considerare i circuiti di interfaccia
Nella scelta dei componenti di rilevamento è importante considerare che il dispositivo CNC disponga dei circuiti di interfaccia corrispondenti.