Das CNC-System von CNC-Werkzeugmaschinen
Viele Faktoren beeinflussen den Bearbeitungsprozess von CNC-Werkzeugmaschinen. Bei der Analyse der Werkstückbearbeitung sollten die Eigenschaften der CNC-Werkzeugmaschine berücksichtigt werden. Dabei spielen verschiedene Faktoren eine Rolle, wie z. B. die Anordnung der Teilebearbeitungswege, die Auswahl der Werkzeugmaschinen, die Auswahl der Schneidwerkzeuge und die Einspannung der Teile. Unterschiedliche CNC-Werkzeugmaschinen eignen sich für unterschiedliche Prozesse und Werkstücke. Die Auswahl einer geeigneten Werkzeugmaschine ist für Unternehmen entscheidend, um die Effizienz zu steigern und Investitionen zu reduzieren. Das CNC-System einer CNC-Werkzeugmaschine umfasst eine CNC-Vorrichtung, einen Vorschubantrieb (Vorschubregler und Servomotor), einen Spindelantrieb (Spindeldrehzahlregler und Spindelmotor) und Erkennungskomponenten. Bei der Auswahl eines CNC-Systems sollten die oben genannten Punkte berücksichtigt werden.
1、 Auswahl von CNC-Geräten
（1） Typauswahl
Wählen Sie das entsprechende CNC-Gerät entsprechend dem Typ der CNC-Werkzeugmaschine aus. CNC-Geräte eignen sich im Allgemeinen für Bearbeitungsarten wie Drehen, Bohren, Fräsen, Schleifen, Stanzen und Funkenerosion und sollten entsprechend ausgewählt werden.
(2) Leistungsauswahl
Die Leistung verschiedener CNC-Geräte variiert stark, beispielsweise hinsichtlich der Anzahl der Steuerachsen (Einzelachse, Zweiachsen, Dreiachsen, Vierachsen, Fünfachsen und sogar mehr als 10 oder 20 Achsen). Es gibt zwei oder mehr Verbindungsachsen und die maximale Vorschubgeschwindigkeit beträgt 10 m/min, 15 m/min, 24 m/min, 240 m/min. Die Auflösung beträgt 0,01 mm, 0,001 mm und 0,0001 mm. Diese Indikatoren sind unterschiedlich, und auch die Preise sind unterschiedlich. Sie sollten sich an den tatsächlichen Anforderungen der Werkzeugmaschine orientieren. Beispielsweise sollte für die allgemeine Drehbearbeitung eine Zwei- oder Vierachsensteuerung (Doppelwerkzeughalter) gewählt werden, und für die Bearbeitung flacher Teile sollte eine Drei- oder Mehrachsensteuerung gewählt werden. Streben Sie nicht nach dem neuesten und höchsten Niveau, sondern wählen Sie mit Bedacht.
(3) Auswahl der Funktionen
Das CNC-System von CNC-Werkzeugmaschinen verfügt über zahlreiche Funktionen, darunter Grundfunktionen – wesentliche Funktionen von CNC-Geräten; Auswahlfunktionen – eine Funktion, aus der der Benutzer auswählen kann. Einige Funktionen werden ausgewählt, um verschiedene Bearbeitungsaufgaben zu lösen, andere, um die Bearbeitungsqualität zu verbessern, andere, um die Programmierung zu erleichtern, und wieder andere, um die Betriebs- und Wartungsleistung zu verbessern. Einige Auswahlfunktionen sind miteinander verknüpft, und die Auswahl dieser Option erfordert die Auswahl einer anderen Option. Daher sollte die Auswahl auf den Konstruktionsanforderungen der Werkzeugmaschine basieren. Wählen Sie nicht zu viele Funktionen ohne Analyse aus und lassen Sie relevante Funktionen weg, da dies die Funktionalität der CNC-Werkzeugmaschine einschränkt und unnötige Verluste verursacht.
Es gibt zwei Arten von programmierbaren Steuerungen in der Auswahlfunktion: integrierte und unabhängige. Es ist am besten, einen internen Typ zu wählen, der verschiedene Modelle hat. Erstens sollte die Auswahl auf der Anzahl der Eingangs- und Ausgangssignalpunkte zwischen dem CNC-Gerät und der Werkzeugmaschine basieren. Die ausgewählte Anzahl von Punkten sollte etwas höher sein als die tatsächliche Anzahl von Punkten, und ein Becher kann zusätzliche und modifizierte Steuerungsleistung erfordern. Zweitens ist es notwendig, die Größe der sequentiellen Programme abzuschätzen und die Speicherkapazität auszuwählen. Die Programmgröße steigt mit der Komplexität der Werkzeugmaschine und damit auch die Speicherkapazität. Es sollte entsprechend der spezifischen Situation angemessen ausgewählt werden. Es gibt auch technische Spezifikationen wie Verarbeitungszeit, Befehlsfunktion, Timer, Zähler, internes Relais usw., und die Menge sollte auch den Designanforderungen entsprechen.
(4) Preisauswahl
Verschiedene Länder und CNC-Gerätehersteller produzieren Produkte mit unterschiedlichen Spezifikationen und erheblichen Preisunterschieden. Basierend auf der Auswahl der Steuerungstypen, der Leistung und der Funktionen sollte eine umfassende Analyse des Preis-Leistungs-Verhältnisses durchgeführt werden, um CNC-Geräte mit einem höheren Preis-Leistungs-Verhältnis auszuwählen und so die Kosten zu senken.
(5) Auswahl der technischen Dienste
Bei der Auswahl von CNC-Geräten, die den technischen Anforderungen entsprechen, sollte auch der Ruf des Herstellers berücksichtigt werden, ob die Gebrauchsanweisungen und andere Dokumente des Produkts vollständig sind und ob es möglich ist, Benutzer in Programmierung, Bedienung und Wartungspersonal zu schulen. Gibt es eine spezielle technische Serviceabteilung, die langfristige Ersatzteile und zeitnahe Wartungsdienste bereitstellt, um den technischen und wirtschaftlichen Nutzen zu maximieren?
2. Auswahl des Vorschubantriebs
（1） Der Einsatz von AC-Servomotoren sollte bevorzugt werden
Denn im Vergleich zu Gleichstrommotoren weist er eine geringere Rotorträgheit, ein besseres dynamisches Ansprechverhalten, eine höhere Ausgangsleistung, eine höhere Geschwindigkeit, eine einfachere Struktur, geringere Kosten und einen uneingeschränkten Anwendungsbereich auf.
（2） Berechnen Sie die Lastbedingungen
Wählen Sie eine geeignete Servomotorspezifikation, indem Sie die auf die Motorwelle ausgeübten Lastbedingungen richtig berechnen.
（3） Wählen Sie die entsprechende Geschwindigkeitsregelungseinheit
Der Hersteller des Vorschubantriebs stellt einen kompletten Produktsatz für die Vorschubgeschwindigkeitssteuerung und den produzierten Servomotor bereit. Nach der Auswahl des Servomotors wird daher die entsprechende Geschwindigkeitssteuerung gemäß dem Produkthandbuch ausgewählt.
3. Auswahl des Spindelantriebs
(1) Der Vorrang sollte gängigen Spindelmotoren eingeräumt werden
Da er nicht die Einschränkungen hinsichtlich Kommutierung, hoher Geschwindigkeit und großer Kapazität wie Gleichstromspindelmotoren aufweist, verfügt er über einen großen Bereich konstanter Leistungsdrehzahlregelung, ist geräuscharm und kostengünstig. Derzeit verwenden 85 % der CNC-Werkzeugmaschinen weltweit einen Wechselstromspindelantrieb.
（2） Wählen Sie den Spindelmotor nach Bedarf
① Berechnen Sie die Schnittleistung basierend auf verschiedenen Werkzeugmaschinen, und der ausgewählte Motor sollte diese Anforderung erfüllen; ② Berechnen Sie entsprechend der erforderlichen Beschleunigungs- und Verzögerungszeit der Spindel, dass die Motorleistung die maximale Ausgangsleistung des Motors nicht überschreiten sollte; ③ In Situationen, in denen ein häufiges Starten und Bremsen der Spindel erforderlich ist, muss die Durchschnittsleistung berechnet werden, und ihr Wert darf die kontinuierliche Nennausgangsleistung des Motors nicht überschreiten; ④ In Situationen, in denen eine konstante Oberflächensteuerung erforderlich ist, sollte die Summe der für eine konstante Oberflächengeschwindigkeitssteuerung erforderlichen Schnittleistung und der für die Beschleunigung erforderlichen Leistung innerhalb des Leistungsbereichs liegen, den der Motor bereitstellen kann.
（3） Wählen Sie die entsprechende Spindeldrehzahl-Steuereinheit
Der Spindelantriebshersteller bietet einen kompletten Produktsatz für die produzierte Spindeldrehzahlsteuerung und den Spindelmotor an. Daher wird nach der Auswahl des Spindelmotors die entsprechende Spindeldrehzahlsteuerung gemäß dem Produkthandbuch ausgewählt.
（4） Wählen Sie die Richtungssteuerungsmethode
Wenn eine Richtungssteuerung der Spindel erforderlich ist, kann entsprechend der tatsächlichen Situation der Werkzeugmaschine ein Positionsgeber oder ein Magnetsensor ausgewählt werden, um eine Richtungssteuerung der Spindel zu erreichen.
4. Auswahl der Erkennungskomponenten
（1） Messmethode wählen
Gemäß dem Positionssteuerungsschema des CNC-Systems wird die lineare Verschiebung der Werkzeugmaschine direkt oder indirekt gemessen und es werden lineare oder rotierende Erfassungskomponenten ausgewählt. Derzeit verwenden CNC-Werkzeugmaschinen häufig eine halbgeschlossene Regelschleife mit rotierenden Winkelmesskomponenten (Drehtransformatoren, Impulsgeber).
(2) Berücksichtigen Sie die Erkennungsgenauigkeit und -geschwindigkeit
Wählen Sie entsprechend den Anforderungen von CNC-Werkzeugmaschinen, ob Genauigkeit oder Geschwindigkeit erfasst werden soll, Positions- oder Geschwindigkeitserfassungskomponenten (Prüfgeneratoren, Impulsgeber) aus. Große Werkzeugmaschinen sind im Allgemeinen hauptsächlich auf Geschwindigkeitsanforderungen ausgelegt, während hochpräzise sowie kleine und mittelgroße Werkzeugmaschinen hauptsächlich auf Genauigkeitsanforderungen ausgelegt sind. Die Auflösung der ausgewählten Erfassungskomponente ist im Allgemeinen eine Größenordnung höher als die Bearbeitungsgenauigkeit.
（3） Wählen Sie Impulsgeber mit entsprechenden Spezifikationen
Wählen Sie die entsprechenden Spezifikationen der Impulsgeber basierend auf der Kugelumlaufspindelsteigung der CNC-Werkzeugmaschine, der Mindestbewegungsgeschwindigkeit des CNC-Systems, dem Befehlsmultiplikator und dem Erkennungsmultiplikator.
（4） Schnittstellenschaltungen berücksichtigen
Bei der Auswahl der Erfassungskomponenten ist darauf zu achten, dass das CNC-Gerät über entsprechende Schnittstellenschaltungen verfügt.