1. Numerisches Steuerungssystem (CNC-System)
Das CNC-System ist das Gehirn einer CNC-Werkzeugmaschine und dafür verantwortlich, Bearbeitungsprogramme zu empfangen, Daten zu verarbeiten, Befehle auszugeben und den koordinierten Betrieb verschiedener Teile der Werkzeugmaschine zu steuern. Ein CNC-System umfasst typischerweise die folgenden Komponenten:
Controller: Der Controller ist das Zentrum des CNC-Systems und verantwortlich für die Analyse des Bearbeitungsprogramms, die Generierung von Bewegungsbefehlen für die Werkzeugmaschine und die Koordinierung der Arbeit verschiedener Teile. Der Controller verwendet normalerweise dedizierte Computerhardware und -software, um eine hohe -Geschwindigkeit und stabile Steuerung zu erreichen.
Anzeigegerät: Das Anzeigegerät dient zur Anzeige des Bearbeitungsprogramms, des Werkzeugmaschinenstatus, Alarminformationen usw. und ermöglicht dem Bediener, den Betriebsstatus der Werkzeugmaschine zu verstehen.
Eingabe-/Ausgabegeräte (E/A-Geräte): Zu den Eingabe-/Ausgabegeräten gehören Tastaturen, Mäuse, Drucker usw., die für die Interaktion zwischen dem Bediener und dem CNC-System verwendet werden.
Speichergeräte: Speichergeräte werden zum Speichern von Bearbeitungsprogrammen, Systemparametern und anderen Daten verwendet. Zu den gängigen Speichergeräten gehören Festplatten, Solid-State-Laufwerke, CF-Karten usw.
Kommunikationsschnittstelle: Die Kommunikationsschnittstelle dient dem Datenaustausch zwischen dem CNC-System und anderen Geräten (z. B. Computer, Roboter usw.). Zu den gängigen Kommunikationsschnittstellen gehören Ethernet, serielle Kommunikation, USB usw.
2. Servosystem
Das Servosystem ist die Energiequelle einer CNC-Werkzeugmaschine und dafür verantwortlich, CNC-Systembefehle in tatsächliche Bewegungen der Achsen der Werkzeugmaschine umzuwandeln. Ein Servosystem besteht im Wesentlichen aus folgenden Komponenten:
Servomotor: Der Servomotor ist das Herzstück des Servosystems und für die Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie verantwortlich, um die Bewegung der Achsen der Werkzeugmaschine anzutreiben. Servomotoren zeichnen sich durch hohes Ansprechverhalten, hohe Präzision und hohe Stabilität aus.
Treiber: Der Treiber ist der Controller des Servomotors, der dafür verantwortlich ist, Befehle vom CNC-System zu empfangen und den Betrieb des Servomotors zu steuern. Treiber werden typischerweise mithilfe eines digitalen Signalprozessors (DSP) oder eines Mikrocontrollers (MCU) implementiert.
Untersetzungsgetriebe: Das Untersetzungsgetriebe wird verwendet, um die Drehzahl des Servomotors zu reduzieren und das Ausgangsdrehmoment zu erhöhen, um den Bewegungsanforderungen der Werkzeugmaschine gerecht zu werden.
Encoder: Der Encoder wird verwendet, um die Geschwindigkeit und Position des Servomotors zu erfassen und mechanische Größen in elektrische Signale umzuwandeln, die an das CNC-System zurückgeführt werden, um eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis zu erreichen.
3. Werkzeugmaschinenkörper (MBB)
Das MMBB ist die Hauptstruktur einer CNC-Werkzeugmaschine, einschließlich Bett, Säule, Schlitten und Spindelgehäuse. Die Design- und Fertigungsqualität des MMBB wirkt sich direkt auf die Genauigkeit, Steifigkeit und Stabilität der Werkzeugmaschine aus.
Bett: Das Bett ist das Fundament der Werkzeugmaschine und dient zur Unterstützung und Verbindung der verschiedenen Teile. Das Bett besteht typischerweise aus hochfestem Gusseisen oder Stahl, um ausreichende Steifigkeit und Stabilität zu gewährleisten.
Säule: Die Säule trägt den Schlitten und das Spindelgehäuse und besteht normalerweise aus Stahl oder Gusseisen.
Schlitten: Der Schlitten ist der bewegliche Teil der Werkzeugmaschine, der zur Erzielung einer linearen Bewegung verwendet wird. Der Schlitten verwendet typischerweise Roll- oder Gleitführungen zur Führung und Unterstützung.
Spindelgehäuse: Das Spindelgehäuse montiert und stützt die Spindel und ermöglicht so eine Hochgeschwindigkeitsrotation des Schneidwerkzeugs. Spindelkästen verwenden in der Regel hochpräzise Lager und Auswuchtsysteme, um die Stabilität und Genauigkeit der Spindel sicherzustellen.
4. Mess- und Feedbacksystem (MFS) Das MFS wird verwendet, um den Bewegungsstatus der Werkzeugmaschine in Echtzeit zu überwachen und die Informationen an das CNC-System zurückzugeben, um eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis zu erreichen. Das MFS umfasst im Wesentlichen folgende Komponenten:
Positionssensor: Positionssensoren werden verwendet, um die Position jeder Achse der Werkzeugmaschine zu erfassen. Zu den gängigen Positionssensoren gehören fotoelektrische Encoder, magnetoelektrische Encoder und lineare Encoder.
Geschwindigkeitssensor: Geschwindigkeitssensoren werden verwendet, um die Drehzahl jeder Achse der Werkzeugmaschine zu erfassen. Zu den gängigen Geschwindigkeitssensoren gehören fotoelektrische und Hall-Effekt-Sensoren.
Beschleunigungssensor: Beschleunigungssensoren werden verwendet, um die Beschleunigung jeder Achse der Werkzeugmaschine zu erfassen und so eine präzisere Bewegungssteuerung zu erreichen.
Lastsensor: Lastsensoren werden verwendet, um Änderungen der Last auf der Werkzeugmaschine während der Bearbeitung zu erkennen und so eine adaptive Steuerung zu erreichen.
Temperatursensor: Temperatursensoren werden verwendet, um Temperaturänderungen in verschiedenen Teilen der Werkzeugmaschine zu erkennen und Schäden durch übermäßige Hitze zu verhindern.
