เทคโนโลยี CNC และเครื่องมือเครื่อง CNC คืออะไร อธิบายให้ชัดเจนในคราวเดียว!

เทคโนโลยี CNC และเครื่องมือเครื่อง CNC คืออะไร อธิบายให้ชัดเจนในคราวเดียว!
เทคโนโลยีซีเอ็นซีและซีเอ็นซี
เทคโนโลยีการควบคุมเชิงตัวเลข (NC) หรือเรียกโดยย่อว่าการควบคุมเชิงตัวเลขคือวิธีการควบคุมการเคลื่อนที่ทางกลและกระบวนการตัดเฉือนโดยใช้ข้อมูลดิจิทัล เนื่องจากการใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุมในเครื่อง CNC สมัยใหม่ จึงอาจเรียกว่า Computerized Numerical Control (CNC) ก็ได้
เพื่อให้บรรลุการควบคุมข้อมูลดิจิทัลของการเคลื่อนที่ทางกลและกระบวนการตัดเฉือน ต้องมีฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้อง ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ใช้ในการควบคุมข้อมูลดิจิทัลเรียกรวมกันว่าระบบควบคุมเชิงตัวเลข และแกนหลักของระบบควบคุมเชิงตัวเลขคือตัวควบคุมเชิงตัวเลข
เครื่องมือกลที่ควบคุมโดยเทคโนโลยีการควบคุมเชิงตัวเลขเรียกว่าเครื่องมือกลควบคุมเชิงตัวเลข (เครื่องมือกล NC) เป็นผลิตภัณฑ์บูรณาการระบบเครื่องกลไฟฟ้าทั่วไปที่รวมเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ เทคโนโลยีการควบคุมอัตโนมัติ เทคโนโลยีการวัดที่แม่นยำ และการออกแบบเครื่องมือกล และเป็นรากฐานของเทคโนโลยีการผลิตสมัยใหม่ การควบคุมเครื่องมือกลถือเป็นสาขาเทคโนโลยี CNC ที่เก่าแก่ที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ดังนั้น ระดับของเครื่องมือกล CNC จึงแสดงถึงประสิทธิภาพ ระดับ และทิศทางการพัฒนาของเทคโนโลยี CNC ในปัจจุบัน
เครื่องมือกล CNC มีหลายประเภท รวมถึงเครื่องเจาะ เครื่องกัดและคว้าน เครื่องกลึง เครื่องเจียร เครื่องแปรรูปไฟฟ้า เครื่องตีขึ้นรูป เครื่องแปรรูปด้วยเลเซอร์ และเครื่องมือเครื่อง CNC เฉพาะทางอื่นๆ สำหรับวัตถุประสงค์พิเศษ เครื่องมือกลทั้งหมดที่ใช้เทคโนโลยี CNC ในการควบคุม เรียกรวมกันว่าเครื่องมือกล NC
เครื่องมือกล CNC ที่มีอุปกรณ์เปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติ (ATC) (ไม่รวมเครื่องกลึง CNC ที่มีด้ามจับเครื่องมือแบบโรตารี) เรียกว่า Machine Center (MC) ด้วยการแลกเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติ ทำให้สามารถโหลดและจับยึดชิ้นงานได้ในคราวเดียวเพื่อให้เสร็จสิ้นขั้นตอนการประมวลผลหลายขั้นตอน ทำให้มีความเข้มข้นของกระบวนการและบูรณาการกระบวนการ จึงช่วยลดเวลาการประมวลผลเสริมและปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องมือกล ลดจำนวนเวลาในการติดตั้งและจัดตำแหน่งชิ้นงาน และปรับปรุงความแม่นยำในการตัดเฉือน ปัจจุบัน Machining Center ถือเป็นเครื่องจักร CNC ที่ใหญ่ที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในแง่ของปริมาณการผลิต
บนพื้นฐานของแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ หน่วยการตัดเฉือนที่ประกอบด้วยเครื่องเปลี่ยนพาเลทอัตโนมัติ (APC) หลายเครื่องและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องอื่นๆ เรียกว่าเซลล์การผลิตแบบยืดหยุ่น FMC FMC ไม่เพียงแต่บรรลุถึงกระบวนการรวมศูนย์และกระบวนการประกอบเท่านั้น แต่ยังช่วยให้สามารถประมวลผลแบบไร้คนควบคุมในช่วงระยะเวลาหนึ่งผ่านการแลกเปลี่ยนโต๊ะงาน (พาเลท) โดยอัตโนมัติ และฟังก์ชันการตรวจสอบและควบคุมอัตโนมัติที่ค่อนข้างสมบูรณ์ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลของอุปกรณ์ให้ดียิ่งขึ้นไปอีก FMC ไม่เพียงแต่เป็นรากฐานของระบบการผลิตแบบยืดหยุ่น (FMS) เท่านั้น แต่ยังสามารถใช้เป็นอุปกรณ์การประมวลผลอัตโนมัติอิสระ ดังนั้นการพัฒนาจึงรวดเร็ว
บนพื้นฐานของ FMC และแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ โดยการเพิ่มระบบลอจิสติกส์ หุ่นยนต์อุตสาหกรรม และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง และการควบคุมและการจัดการแบบรวมศูนย์และรวมศูนย์โดยระบบควบคุมส่วนกลาง ระบบการผลิตดังกล่าวเรียกว่าระบบการผลิตแบบยืดหยุ่น (FMS) FMS ไม่เพียงแต่ช่วยให้สามารถประมวลผลแบบไร้คนควบคุมได้ในระยะยาวเท่านั้น แต่ยังช่วยให้สามารถประมวลผลและประกอบชิ้นส่วนหลายประเภทได้อย่างสมบูรณ์ ทำให้กระบวนการผลิตในเวิร์กช็อปเป็นแบบอัตโนมัติ เป็นระบบการผลิตขั้นสูงแบบอัตโนมัติขั้นสูง
ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี เพื่อปรับให้เข้ากับความต้องการของตลาดที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา อุตสาหกรรมการผลิตสมัยใหม่ไม่เพียงแต่จำเป็นต้องพัฒนาระบบอัตโนมัติของกระบวนการผลิตในเวิร์กช็อปเท่านั้น แต่ยังจำเป็นต้องบรรลุระบบอัตโนมัติที่ครอบคลุมตั้งแต่การคาดการณ์ตลาด การตัดสินใจในการผลิต ผลิตภัณฑ์ การออกแบบ การผลิตผลิตภัณฑ์ ไปจนถึงการจำหน่ายผลิตภัณฑ์ ระบบการผลิตการผลิตที่สมบูรณ์ที่ประกอบด้วยข้อกำหนดเหล่านี้เรียกว่าระบบการผลิตแบบผสมผสานด้วยคอมพิวเตอร์ (CIMS) CIMS ผสานรวมการผลิตที่ยาวนานและกิจกรรมทางธุรกิจเข้าด้วยกัน เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพและความยืดหยุ่นที่สูงขึ้นในการผลิตอัจฉริยะ ซึ่งเป็นขั้นตอนสูงสุดของการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตแบบอัตโนมัติในปัจจุบัน ใน CIMS ไม่เพียงแต่เป็นการบูรณาการอุปกรณ์การผลิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการบูรณาการเทคโนโลยีและฟังก์ชันการทำงานที่โดดเด่นด้วยข้อมูลอีกด้วย คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือที่บูรณาการ เทคโนโลยีหน่วยอัตโนมัติที่ใช้คอมพิวเตอร์ช่วยเป็นรากฐานของการบูรณาการ และการแลกเปลี่ยนและแบ่งปันข้อมูลและข้อมูลเป็นสะพานแห่งการบูรณาการ ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่เกิดขึ้นสามารถมองได้ว่าเป็นศูนย์รวมวัสดุของข้อมูลและข้อมูล
ระบบ CNC และส่วนประกอบต่างๆ
ส่วนประกอบพื้นฐานของระบบซีเอ็นซี
ระบบ CNC เป็นแกนหลักของอุปกรณ์ CNC ทั้งหมด วัตถุควบคุมหลักของระบบ CNC คือการกระจัดของแกนพิกัด (รวมถึงความเร็วในการเคลื่อนที่ ทิศทาง ตำแหน่ง ฯลฯ) และข้อมูลการควบคุมส่วนใหญ่มาจากการตัดเฉือน CNC หรือโปรแกรมควบคุมการเคลื่อนไหว ดังนั้น เนื่องจากองค์ประกอบพื้นฐานที่สุดของระบบ CNC จึงควรประกอบด้วยสามส่วน: อุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุตของโปรแกรม อุปกรณ์ CNC และเซอร์โวไดรฟ์
หน้าที่ของอุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุตคือการป้อนข้อมูลและเอาต์พุต เช่น การตัดเฉือน CNC หรือโปรแกรมควบคุมการเคลื่อนไหว ข้อมูลการตัดเฉือนและการควบคุม พารามิเตอร์เครื่องมือกล ตำแหน่งแกนพิกัด และสถานะสวิตช์การตรวจจับ คีย์บอร์ดและจอแสดงผลเป็นอุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุตพื้นฐานที่สุดที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์ CNC ใดๆ นอกจากนี้ ยังสามารถติดตั้งเครื่องอ่านโฟโตอิเล็กทริค เทปไดรฟ์แม่เหล็ก หรือฟล็อปปีดิสก์ไดรฟ์ได้อีกด้วย ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระบบ CNC ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์ต่อพ่วง คอมพิวเตอร์จึงเป็นหนึ่งในอุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุตที่ใช้กันทั่วไป
อุปกรณ์ CNC ถือเป็นแกนหลักของระบบ CNC ประกอบด้วยวงจรอินเทอร์เฟซอินพุต/เอาต์พุต ตัวควบคุม หน่วยเลขคณิต และหน่วยความจำ หน้าที่ของอุปกรณ์ CNC คือการรวบรวม คำนวณ และประมวลผลข้อมูลที่ป้อนจากอุปกรณ์อินพุตผ่านวงจรลอจิกภายในหรือซอฟต์แวร์ควบคุม และส่งออกข้อมูลและคำสั่งต่างๆ เพื่อควบคุมส่วนต่างๆ ของเครื่องมือกลเพื่อดำเนินการตามที่ระบุ
ในบรรดาข้อมูลการควบคุมและคำแนะนำเหล่านี้ ข้อมูลพื้นฐานที่สุดคืออัตราการป้อน ทิศทางการป้อน และคำแนะนำการเคลื่อนที่ของฟีดของแกนพิกัด มันถูกสร้างขึ้นผ่านการดำเนินการแก้ไข ซึ่งส่งให้กับเซอร์โวไดรฟ์ ขยายโดยไดรเวอร์ และควบคุมการกระจัดของแกนพิกัดในท้ายที่สุด โดยจะกำหนดวิถีการเคลื่อนที่ของเครื่องมือหรือแกนพิกัดโดยตรง
นอกจากนี้ ขึ้นอยู่กับระบบและอุปกรณ์ เช่น บนเครื่องมือกล CNC อาจมีความเร็วของสปินเดิล การบังคับเลี้ยว และคำสั่งเริ่ม/หยุด คำแนะนำการเลือกและการแลกเปลี่ยนเครื่องมือตัด คำแนะนำในการเริ่มและหยุดสำหรับอุปกรณ์ทำความเย็นและหล่อลื่น คำแนะนำในการคลายและหนีบชิ้นงาน คำแนะนำเสริม เช่น การแบ่งโต๊ะทำงาน ในระบบ CNC จะมีให้กับอุปกรณ์ควบคุมเสริมภายนอกในรูปแบบของสัญญาณผ่านอินเทอร์เฟซ อุปกรณ์ควบคุมเสริมรวบรวมและดำเนินการเชิงตรรกะที่จำเป็นกับสัญญาณข้างต้น ขยายสัญญาณ และขับเคลื่อนอุปกรณ์ดำเนินการที่เกี่ยวข้องเพื่อขับเคลื่อนส่วนประกอบทางกลของเครื่องมือกล อุปกรณ์เสริมไฮดรอลิกและนิวแมติกเพื่อให้การดำเนินการที่ระบุเสร็จสมบูรณ์
เซอร์โวไดรฟ์มักประกอบด้วยเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ (หรือที่เรียกว่าไดรเวอร์ ชุดเซอร์โว) และแอคชูเอเตอร์ สำหรับเครื่องมือกล CNC โดยทั่วไปจะใช้มอเตอร์เซอร์โว AC เป็นตัวกระตุ้น มอเตอร์เชิงเส้นถูกนำมาใช้ในเครื่องจักรความเร็วสูงขั้นสูง นอกจากนี้ มอเตอร์เซอร์โวกระแสตรงยังใช้กับเครื่องมือเครื่อง CNC ที่ผลิตก่อนทศวรรษ 1980 ด้วย สำหรับเครื่องมือกล CNC แบบธรรมดา ยังมีประโยชน์ในฐานะแอคชูเอเตอร์อีกด้วย รูปแบบของเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ขึ้นอยู่กับแอคชูเอเตอร์ และจะต้องใช้ร่วมกับมอเตอร์ขับเคลื่อน
ข้างต้นเป็นส่วนประกอบพื้นฐานที่สุดของระบบ CNC ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี CNC และการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องมือกล ความต้องการด้านการทำงานของระบบก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการควบคุมของเครื่องมือกลต่างๆ รับประกันความสมบูรณ์และความสามัคคีของระบบ CNC และอำนวยความสะดวกในการใช้งาน โดยทั่วไปจะใช้ระบบ CNC ขั้นสูงกว่า ซึ่งมักจะติดตั้งตัวควบคุมแบบตั้งโปรแกรมได้ภายในเป็นอุปกรณ์ควบคุมเสริมสำหรับเครื่องมือกล นอกจากนี้ ในเครื่องมือเครื่องตัดโลหะ อุปกรณ์ขับเคลื่อนสปินเดิลยังสามารถกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบ CNC ได้เช่นกัน ในเครื่องมือกล CNC แบบวงปิด อุปกรณ์วัดและตรวจจับก็เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับระบบ CNC เช่นกัน สำหรับระบบ CNC ขั้นสูง บางครั้งแม้แต่คอมพิวเตอร์ก็ถูกใช้เป็นอินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรและการจัดการข้อมูล อุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุต ซึ่งทำให้ฟังก์ชันของระบบ CNC แข็งแกร่งขึ้นและประสิทธิภาพสมบูรณ์ยิ่งขึ้น
กล่าวโดยสรุป องค์ประกอบของระบบ CNC ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของระบบควบคุมและข้อกำหนดการควบคุมเฉพาะของอุปกรณ์ การกำหนดค่าและองค์ประกอบมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ นอกเหนือจากองค์ประกอบพื้นฐานที่สุดสามประการของอุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุตของโปรแกรมการตัดเฉือน อุปกรณ์ CNC และเซอร์โวไดรฟ์แล้ว ก็อาจมีอุปกรณ์ควบคุมเพิ่มเติมอีกด้วย กล่องเส้นประในรูปที่ 1-1 แสดงถึงระบบควบคุมเชิงตัวเลขของคอมพิวเตอร์
แนวคิดของ NC, CNC, SV และ PLC
NC (CNC), SV และ PLC (PC, PMC) เป็นตัวย่อภาษาอังกฤษที่ใช้กันมากที่สุดในอุปกรณ์ CNC ซึ่งมีความหมายที่แตกต่างกันในสถานการณ์ที่แตกต่างกันในการใช้งานจริง
NC (CNC) NC และ CNC มักใช้คำย่อภาษาอังกฤษสำหรับการควบคุมเชิงตัวเลขและการควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ตามลำดับ เนื่องจากการใช้คอมพิวเตอร์ควบคุมใน CNC สมัยใหม่ ถือได้ว่าความหมายของ NC และ CNC นั้นเทียบเท่ากันโดยสิ้นเชิง ในการใช้งานทางวิศวกรรม ตามสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน NC (CNC) มักจะมีความหมายที่แตกต่างกันสามประการ: พูดกว้างๆ มันแสดงถึงเทคโนโลยีการควบคุม - เทคโนโลยี CNC; ในแง่แคบ มันแสดงถึงเอนทิตีของระบบควบคุม - ระบบ CNC นอกจากนี้ยังสามารถเป็นตัวแทนของอุปกรณ์ควบคุมเฉพาะ - อุปกรณ์ CNC ได้อีกด้วย
SVSV เป็นตัวย่อภาษาอังกฤษที่ใช้กันทั่วไปสำหรับเซอร์โวไดรฟ์ ตามมาตรฐาน JIS ของญี่ปุ่น เป็นกลไกการควบคุมที่ใช้ตำแหน่ง ทิศทาง และสถานะของวัตถุเป็นตัวแปรควบคุมเพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงใดๆ ในค่าเป้าหมาย กล่าวโดยย่อคือเป็นอุปกรณ์ควบคุมที่สามารถติดตามปริมาณทางกายภาพ เช่น ตำแหน่งเป้าหมายได้โดยอัตโนมัติ
สำหรับเครื่องมือกล CNC บทบาทของเซอร์โวไดรฟ์ส่วนใหญ่มีสองด้าน ประการแรก เพื่อให้แกนพิกัดทำงานที่ความเร็วที่กำหนดโดยอุปกรณ์ CNC; ประการที่สองคือการวางตำแหน่งแกนพิกัดตามตำแหน่งที่กำหนดโดยอุปกรณ์ CNC
วัตถุควบคุมของเซอร์โวไดรฟ์มักจะเป็นการกระจัดและความเร็วของแกนพิกัดของเครื่องมือกล กลไกการดำเนินการคือเซอร์โว ส่วนที่ควบคุมและขยายสัญญาณคำสั่งอินพุตมักเรียกว่าเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ (หรือที่เรียกว่าไดรเวอร์ แอมพลิฟายเออร์ หน่วยเซอร์โว ฯลฯ) ซึ่งเป็นแกนหลักของเซอร์โวไดรฟ์
เซอร์โวไดรฟ์ไม่เพียงแต่สามารถใช้ร่วมกับอุปกรณ์ CNC เท่านั้น แต่ยังเป็นตำแหน่ง (ความเร็ว) ที่แยกต่างหากที่มาพร้อมกับระบบด้วย ดังนั้นจึงมักเรียกว่าระบบเซอร์โว ในระบบ CNC ยุคแรก โดยทั่วไปส่วนควบคุมตำแหน่งจะรวมเข้ากับ CNC และเซอร์โวไดรฟ์จะทำการควบคุมความเร็วเท่านั้น ดังนั้นเซอร์โวไดรฟ์จึงมักถูกเรียกว่าหน่วยควบคุมความเร็ว
PLCPC ย่อมาจาก Programmable Controller ด้วยความนิยมที่เพิ่มขึ้นของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (หรือที่เรียกว่าพีซี) โดยทั่วไปตัวควบคุมลอจิกแบบตั้งโปรแกรมได้ (PLC) จึงถูกเรียกว่าตัวควบคุมเครื่องจักรแบบตั้งโปรแกรมได้ (PMC) ดังนั้นในเครื่องมือเครื่อง CNC PC, PLC และ PMC จึงมีความหมายเหมือนกันทุกประการ
PLC มีลักษณะของการตอบสนองที่รวดเร็ว ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ การใช้งานที่สะดวก การตั้งโปรแกรมและการดีบักที่ง่ายดาย และสามารถขับเคลื่อนเครื่องใช้ไฟฟ้าของเครื่องมือกลบางชนิดได้โดยตรง ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นอุปกรณ์ควบคุมเสริมสำหรับอุปกรณ์ CNC ในปัจจุบัน ระบบ CNC ส่วนใหญ่มาพร้อมกับ PLC ภายในสำหรับประมวลผลคำสั่งเสริมของเครื่องมือกล CNC ซึ่งช่วยให้อุปกรณ์ควบคุมเสริมของเครื่องมือกลง่ายขึ้นอย่างมาก นอกจากนี้ ในหลาย ๆ สถานการณ์ โมดูลการทำงานพิเศษ เช่น โมดูลควบคุมแกนและโมดูลการกำหนดตำแหน่งของ PLC ยังสามารถนำมาใช้โดยตรงเพื่อให้บรรลุการควบคุมตำแหน่งจุด การควบคุมเชิงเส้น และการควบคุมรูปร่างอย่างง่าย เพื่อสร้างเครื่องมือเครื่องจักรพิเศษ CNC หรือสายการผลิต CNC
องค์ประกอบและหลักการตัดเฉือนของเครื่องมือเครื่อง CNC
ส่วนประกอบพื้นฐานของเครื่องมือเครื่อง CNC
เครื่องมือเครื่อง CNC เป็นอุปกรณ์ CNC ทั่วไปที่สุด เพื่อให้เข้าใจองค์ประกอบพื้นฐานของเครื่องมือเครื่อง CNC อันดับแรกจำเป็นต้องวิเคราะห์กระบวนการทำงานของชิ้นส่วนเครื่องจักรบนเครื่องมือเครื่อง CNC สำหรับเครื่องมือกล CNC เพื่อแปรรูปชิ้นส่วน สามารถดำเนินการตามขั้นตอนต่อไปนี้:
ตามรูปแบบและแผนกระบวนการของชิ้นส่วนที่ประมวลผล ให้ใช้รหัสที่กำหนดและรูปแบบโปรแกรมเพื่อเขียนวิถีการเคลื่อนที่ของเครื่องมือ กระบวนการตัดเฉือน พารามิเตอร์กระบวนการ จำนวนการตัด ฯลฯ ลงในแบบฟอร์มคำสั่งที่ระบบ CNC สามารถรับรู้ได้ นั่นคือ ,เขียนโปรแกรมเครื่องจักร
ป้อนโปรแกรมการตัดเฉือนลงในอุปกรณ์ CNC
อุปกรณ์ CNC ถอดรหัสและประมวลผลโปรแกรมอินพุต (โค้ด) และส่งสัญญาณควบคุมที่สอดคล้องกันไปยังอุปกรณ์เซอร์โวไดรฟ์และอุปกรณ์ควบคุมฟังก์ชันเสริมของแต่ละแกนพิกัดเพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของส่วนประกอบต่างๆ ของเครื่องมือกล
ในระหว่างกระบวนการเคลื่อนย้าย ระบบ CNC จำเป็นต้องตรวจจับตำแหน่งแกนพิกัดของเครื่องมือกล สถานะของสวิตช์เคลื่อนที่ และเปรียบเทียบกับข้อกำหนดของโปรแกรมเพื่อกำหนดการดำเนินการต่อไปจนกว่าชิ้นส่วนที่ผ่านการรับรองจะได้รับการประมวลผล
ผู้ปฏิบัติงานสามารถสังเกตและตรวจสอบสถานการณ์การตัดเฉือนและสถานะการทำงานของเครื่องมือกลได้ตลอดเวลา และหากจำเป็น ให้ปรับการทำงานของเครื่องมือกลและโปรแกรมการตัดเฉือนเพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ของเครื่องมือกล
จากนี้จะเห็นได้ว่าในฐานะส่วนประกอบพื้นฐานของเครื่องมือกล CNC ควรประกอบด้วย: อุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุต, อุปกรณ์ CNC, เซอร์โวไดรฟ์และอุปกรณ์ป้อนกลับ, อุปกรณ์ควบคุมเสริม และตัวเครื่อง เป็นต้น (ดังแสดงใน รูปที่ 1-1)
รูปที่ 1-1 องค์ประกอบของเครื่องมือเครื่อง CNC
กล่องประในรูปที่ 1-1 เรียกรวมกันว่าระบบ CNC ซึ่งตระหนักถึงการควบคุมการตัดเฉือนของโฮสต์เครื่องมือกล ปัจจุบันระบบ CNC ส่วนใหญ่ใช้การควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC) ระบบ CNC ของเครื่องมือกลประกอบด้วยอุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุต อุปกรณ์ CNC เซอร์โวไดรฟ์ และอุปกรณ์ป้อนกลับดังที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น ด้านล่างนี้ เราจะแนะนำส่วนประกอบอื่นๆ โดยย่อ
อุปกรณ์ตอบรับการวัดคือจุดเชื่อมต่อการตรวจจับของเครื่องมือกล CNC แบบวงปิด (กึ่งวงปิด) หน้าที่ของมันคือการตรวจจับความเร็วการเคลื่อนที่และการเคลื่อนตัวของส่วนประกอบที่ใช้งานจริง (เช่น ที่จับเครื่องมือ ฯลฯ) หรือโต๊ะทำงานผ่านส่วนประกอบการวัดที่ทันสมัย ​​เช่น ตัวเข้ารหัสพัลส์ หม้อแปลงแบบหมุน ตัวเหนี่ยวนำ ตะแกรง ไม้บรรทัดแม่เหล็ก และเครื่องมือวัดด้วยเลเซอร์ และป้อนกลับกลับไปยังอุปกรณ์เซอร์โวไดรฟ์หรืออุปกรณ์ CNC และชดเชยความเร็วฟีดหรือข้อผิดพลาดในการเคลื่อนที่ของแอคชูเอเตอร์เพื่อให้บรรลุเป้าหมายในการปรับปรุงความแม่นยำของกลไกการเคลื่อนที่ การติดตั้งอุปกรณ์ตรวจจับและตำแหน่งของสัญญาณตอบสนองการตรวจจับจะขึ้นอยู่กับรูปแบบโครงสร้างของระบบ CNC ตัวเข้ารหัสพัลส์ในตัวของเซอร์โว เครื่องวัดความเร็ว และตะแกรงเชิงเส้นเป็นส่วนประกอบการตรวจจับที่ใช้กันทั่วไป
เนื่องจากการใช้เทคโนโลยีไดรฟ์เซอร์โวแบบดิจิทัล (เรียกว่าเซอร์โวแบบดิจิทัล) ในระบบเซอร์โวขั้นสูง โดยทั่วไปแล้ว ไดรฟ์เซอร์โวและอุปกรณ์ CNC จะเชื่อมต่อกันผ่านทางบัส ในกรณีส่วนใหญ่ สัญญาณตอบรับจะเชื่อมต่อกับเซอร์โวไดรฟ์และส่งไปยังอุปกรณ์ CNC ผ่านทางบัส เฉพาะในบางโอกาสหรือเมื่อใช้เซอร์โวไดรฟ์ที่ควบคุมแบบแอนะล็อก (หรือที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อเซอร์โวแบบแอนะล็อก) อุปกรณ์ป้อนกลับจะต้องเชื่อมต่อโดยตรงกับอุปกรณ์ CNC
กลไกควบคุมเสริมและกลไกการส่งฟีดเป็นส่วนประกอบควบคุมที่อยู่ระหว่างอุปกรณ์ CNC กับส่วนประกอบทางกลและไฮดรอลิกของเครื่องมือกล หน้าที่หลักคือรับความเร็วของสปินเดิล การบังคับเลี้ยว และการหยุดคำสั่งสตาร์ทที่ส่งออกโดยอุปกรณ์ CNC การแลกเปลี่ยนการเลือกเครื่องมือ คำแนะนำในการเริ่มหยุดสำหรับอุปกรณ์ทำความเย็นและหล่อลื่น สัญญาณคำสั่งเสริมสำหรับการคลายและหนีบการหมุนโต๊ะทำงานของชิ้นงานและส่วนประกอบของเครื่องมือกล รวมถึงสัญญาณสถานะของสวิตช์ตรวจจับบนเครื่องมือกล จะถูกขับเคลื่อนโดยตรงด้วยการรวบรวมที่จำเป็น การตัดสินเชิงตรรกะ และการขยายกำลังเพื่อขับเคลื่อนส่วนประกอบการทำงานที่สอดคล้องกัน ขับส่วนประกอบทางกลของเครื่องมือกล อุปกรณ์เสริมไฮดรอลิกและนิวแมติกเพื่อให้การดำเนินการที่ระบุในคำแนะนำเสร็จสมบูรณ์ โดยปกติจะถูกควบคุมโดย PLC และกระแสไฟฟ้าแรง

กลไกควบคุมเสริมและกลไกการส่งฟีดเป็นส่วนประกอบควบคุมที่อยู่ระหว่างอุปกรณ์ CNC กับส่วนประกอบทางกลและไฮดรอลิกของเครื่องมือกล หน้าที่หลักคือรับความเร็วของสปินเดิล การบังคับเลี้ยว และการหยุดคำสั่งสตาร์ทที่ส่งออกโดยอุปกรณ์ CNC การแลกเปลี่ยนการเลือกเครื่องมือ คำแนะนำในการเริ่มหยุดสำหรับอุปกรณ์ทำความเย็นและหล่อลื่น สัญญาณคำสั่งเสริมสำหรับการคลายและหนีบการหมุนโต๊ะทำงานของชิ้นงานและส่วนประกอบของเครื่องมือกล รวมถึงสัญญาณสถานะของสวิตช์ตรวจจับบนเครื่องมือกล จะถูกขับเคลื่อนโดยตรงด้วยการรวบรวมที่จำเป็น การตัดสินเชิงตรรกะ และการขยายกำลังเพื่อขับเคลื่อนส่วนประกอบการทำงานที่สอดคล้องกัน ขับส่วนประกอบทางกลของเครื่องมือกล อุปกรณ์เสริมไฮดรอลิกและนิวแมติกเพื่อให้การดำเนินการที่ระบุในคำแนะนำเสร็จสมบูรณ์ โดยปกติจะประกอบด้วย PLC และวงจรควบคุมแรงดันสูง และ PLC สามารถรวมเข้ากับ CNC ในโครงสร้าง (PLC ในตัว) หรือค่อนข้างอิสระ (PLC ภายนอก)
ตัวเครื่องมือกลเป็นส่วนประกอบโครงสร้างทางกลของเครื่องมือกล CNC ซึ่งประกอบด้วยระบบส่งกำลังหลัก ระบบส่งกำลังป้อน เตียง โต๊ะทำงาน อุปกรณ์ช่วยเคลื่อนไหวเสริม ระบบนิวแมติกไฮดรอลิก ระบบหล่อลื่น อุปกรณ์ทำความเย็น การกำจัดเศษ ระบบป้องกันและส่วนอื่นๆ แต่เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของ CNC และใช้ประโยชน์จากประสิทธิภาพของเครื่องมือกลได้อย่างเต็มที่ จึงมีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในโครงร่างโดยรวม ลักษณะ โครงสร้างระบบส่งกำลัง ระบบเครื่องมือ และประสิทธิภาพการปฏิบัติงาน ส่วนประกอบทางกลของเครื่องมือกล ได้แก่ เบด กล่อง เสา รางนำ โต๊ะทำงาน แกนหมุน กลไกการป้อน กลไกการสลับเครื่องมือ ฯลฯ
หลักการของเครื่องจักรซีเอ็นซี
สำหรับเครื่องมือตัดโลหะแบบดั้งเดิม เมื่อตัดเฉือนชิ้นส่วน ผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องเปลี่ยนพารามิเตอร์ของวิถีการเคลื่อนที่และความเร็วของเครื่องมืออย่างต่อเนื่องตามความต้องการของแบบร่าง เพื่อให้เครื่องมือสามารถตัดชิ้นงานและผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติเหมาะสมได้ในที่สุด
การตัดเฉือนเครื่องมือกล CNC จะใช้หลักการสร้างความแตกต่างเป็นหลัก หลักการทำงานและกระบวนการทำงานสามารถอธิบายโดยย่อได้ดังนี้
อุปกรณ์ควบคุมเชิงตัวเลขจะแยกแยะเส้นทางของเครื่องมือตามข้อกำหนดของโปรแกรมการตัดเฉือนตามแกนพิกัดที่สอดคล้องกันของเครื่องมือกล ด้วยจำนวนการเคลื่อนที่ขั้นต่ำ (เทียบเท่าพัลส์) (△ X, △ Y ในรูป 1-2) และ คำนวณจำนวนพัลส์ที่ต้องเคลื่อนที่ในแต่ละแกนพิกัด
ซอฟต์แวร์การประมาณค่าหรืออัลกอริธึมการประมาณค่าของอุปกรณ์ CNC ถูกนำมาใช้เพื่อให้พอดีกับวิถีที่ต้องการด้วยเส้นที่เท่ากันในหน่วยของ "หน่วยการเคลื่อนที่ขั้นต่ำ" และค้นหาเส้นที่เหมาะสมที่ใกล้กับวิถีทางทฤษฎีมากที่สุด
3 อุปกรณ์ CNC จะจัดสรรฟีดพัลส์ให้กับแกนพิกัดที่สอดคล้องกันอย่างต่อเนื่องตามวิถีโคจรของไลน์ที่ติดตั้ง และขับเคลื่อนแกนพิกัดของเครื่องจักรให้เคลื่อนที่ตามพัลส์ที่กำหนดผ่านเซอร์โวไดรฟ์
จากข้างต้น จะเห็นได้ว่าประการแรก ตราบใดที่การเคลื่อนไหวขั้นต่ำ (เทียบเท่าพัลส์) ของเครื่องมือกล CNC มีขนาดเล็กเพียงพอ เส้นข้อต่อที่ใช้สามารถแทนที่เส้นโค้งทางทฤษฎีได้อย่างมีประสิทธิภาพ ประการที่สอง ตราบใดที่วิธีการกระจายพัลส์ของแกนพิกัดมีการเปลี่ยนแปลง รูปร่างของเส้นที่พอดีก็สามารถเปลี่ยนได้ ดังนั้นจึงบรรลุเป้าหมายในการเปลี่ยนวิถีการตัดเฉือน ประการที่สาม ตราบใดที่ความถี่ของพัลส์ที่กำหนดมีการเปลี่ยนแปลง ความเร็วการเคลื่อนที่ของแกนพิกัด (เครื่องมือ) ก็สามารถเปลี่ยนได้ ซึ่งบรรลุเป้าหมายพื้นฐานของการควบคุมวิถีการเคลื่อนที่ของเครื่องมือในเครื่องมือกล CNC
วิธีการกำหนดจุดกึ่งกลางระหว่างจุดที่ทราบในวิถีอุดมคติ (รูปร่าง) โดยอาศัยฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่กำหนด โดยการทำให้จุดข้อมูลหนาแน่นขึ้น เรียกว่าการประมาณค่า จำนวนแกนพิกัดที่สามารถมีส่วนร่วมในการประมาณค่าพร้อมกันได้เรียกว่าจำนวนแกนเชื่อมโยง แน่นอนว่ายิ่งแกนเชื่อมต่อที่เครื่องมือกล CNC มีมากเท่าใด ประสิทธิภาพในการตัดเฉือนรูปทรงก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น ดังนั้นจำนวนแกนเชื่อมต่อจึงเป็นตัวบ่งชี้ทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับการวัดประสิทธิภาพของเครื่องมือกล CNC