O mașină de șlefuit CNC este o piesă de bază a echipamentului în producția modernă de precizie. Structura sa integrează o structură mecanică de precizie, un sistem CNC, un sistem de acționare, un sistem de măsurare și feedback și sisteme auxiliare. Componentele principale sunt următoarele:
1. Corpul mașinii (structură de bază)
Pat:
„Scheletul” mașinii-unelte, susținând toate componentele.
Cerințe: Rigiditate ridicată, stabilitate ridicată și amortizare excelentă a vibrațiilor (de obicei din fontă sau granit natural).
Nervele de armare interioare sunt adesea proiectate și îmbătrânite pentru a elimina stresul intern.
Masa de lucru:
Folosit pentru montarea și susținerea pieselor de prelucrat sau a dispozitivelor de fixare.
Tipuri: masă de lucru dreptunghiulară (mișcare liniară alternativă), masă de lucru circulară (mișcare rotativă).
Acționare: De obicei este condusă de un servomotor printr-un șurub cu bile sau un motor liniar, realizând o mișcare de precizie în axele X/Y/Z.
Cap roată de șlefuit:
Componenta de bază, montarea și antrenarea discului de șlefuit pentru șlefuirea rotativă cu viteză mare-.
Include:
Unitate de ax pentru roată de șlefuit: un ax de ultra-înaltă- precizie (hidrostatic, aerostatic, electric etc.) care necesită viteze extrem de mari, vibrații minime, rigiditate ridicată și stabilitate termică.
Flanșă de montare a roții de șlefuit: Folosită pentru a fixa discul de șlefuit.
Dispozitiv de echilibrare: Un sistem de echilibrare dinamică automată sau manuală pentru roata de șlefuit elimină vibrațiile cauzate de dezechilibrul de rotație.
Interfață dispozitiv de pansament: utilizată pentru a monta o comodă de tip rolă diamant sau pix{0}}.
Mișcare: se poate deplasa de-a lungul axei X- (alimentare radială) și a axei Z- (alimentare axială). Unele mașini-unelte permit, de asemenea, ca capul discului de șlefuit să se rotească în jurul axei B-(înclinare).
Cap și contrapunc (utilizate în principal la mașinile de șlefuit cilindrice/universale externe):
Cap: montează axul piesei de prelucrat (rotativ) și antrenează piesa de prelucrat (axa C-) pentru rotație. Axul poate fi echipat cu un centru sau mandrina. Capetele CNC moderne sunt de obicei servo-acționate, permițând controlul precis al vitezei și al poziției unghiulare (indexare).
Concepător: Oferă suport pentru celălalt capăt al piesei de prelucrat (centrul). De obicei, se deplasează de-a lungul șinelor patului pentru a găzdui piese de prelucrat de lungimi diferite și are forță de strângere reglabilă.
Ghiduri și tobogane:
Susține și ghidează componente precum masa de lucru și capul discului de șlefuit pentru o mișcare liniară precisă.
Tipuri: ghidaje cu role/bile, ghidaje hidrostatice și ghidaje hidrostatice cu gaz.
Cerințe: Precizie ridicată, rigiditate ridicată, frecare scăzută, fără fluaj, rezistență ridicată la uzură și rezistență bună la vibrații.
Mecanism de alimentare:
Transformă mișcarea de rotație a servomotorului într-o mișcare liniară precisă.
Miez: șurub cu bile de precizie (cel mai comun) sau motor liniar (pentru aplicații de mare precizie și viteză de răspuns mare).
Include: servomotor, cuplaj/curea de distribuție, șurub, carcasă piuliță, rulmenți de susținere etc.
Husa de protectie:
Protejarea componentelor în mișcare (șurub de plumb, ghidaj) împotriva prafului de măcinat și a lichidului de răcire.
Previne stropirea lichidului de răcire și resturile de măcinare, asigurând o funcționare în siguranță.
2. Sistem CNC (CNC - „Creier”)
Controler CNC:
Computer de bază, rulează software-ul CNC.
Funcții: introducerea/editarea/stocarea programului, decodare, interpolare (calcularea traiectoriilor de mișcare a axei), generarea de comenzi de control al poziției, control logic și interacțiune uman-mașină.
Panoul de operare (HMI interfață uman-mașină -):
Include un afișaj (LCD/TFT) și dispozitive de intrare (tastatură, roată de mână, butoane funcționale).
Folosit pentru introducerea programului operatorului, setarea parametrilor, monitorizarea stării și operarea manuală a mașinii.
PLC (controller logic programabil):
Se ocupă de controlul secvenței mașinii, controlul logic și controlul funcțiilor auxiliare.
Comenzi: pornirea/oprirea stației hidraulice, pornirea/oprirea pompei de răcire, sistem de lubrifiere, strângerea/desprinderea piesei de prelucrat, deschiderea/închiderea ușii de protecție, lumini indicatoare, alarme etc.
Interacționează strâns cu CNC pentru a se asigura că mișcările mașinii sunt coordonate cu programul CNC.
Software:
Sistem de operare: platforma de bază a sistemului CNC.
Software CNC Kernel: Implementează funcții de bază, cum ar fi interpolarea și controlul poziției.
Slefuire-Software specific: oferă funcții optimizate pentru procesul de măcinare, cum ar fi:
Ciclul de îmbrăcare a discului abraziv (compensare automată, căi de îmbinare multiple).
Control liniar constant al vitezei (menține o viteză liniară constantă pe suprafața discului de șlefuit).
Control adaptiv (ajustează viteza de avans în timp real în funcție de forța de măcinare, putere și alți factori).
Compensarea măsurătorilor online (integrată cu sistemele de măsurare).
Programare complexă de șlefuire a conturului (cum ar fi arborele cotit, arborele cu came și ascuțirea sculelor).
Baza de date proces de măcinare.
3. Sistemul de antrenare („Mușchi”)
Servo Drive:
Primește comenzi de poziție/viteză/cuplu de la CNC și antrenează servomotorul.
Servomotor:
Motorul axei de avans: conduce masa de lucru (axele X/Y/Z) și căruciorul discului de șlefuit (axele X/Z). Sunt necesare precizie ridicată, capacitate de răspuns ridicată și o gamă largă de viteze.
Motorul axului:
Motorul axului roții de șlefuit: conduce roata de șlefuit la viteză mare. De obicei, se folosește un ax electric (motor și ax integrat), acționat direct și atinge viteze extrem de mari (zeci de mii de rpm). Motorul axului piesei de prelucrat (axa C-): Acționează rotația piesei de prelucrat (pentru șlefuire cilindrică externă etc.). Necesită control precis al vitezei și poziției (indexare, sincronizare).
Motorul roții de ghidare (slefuire fără centru): antrenează roata de ghidare.
Cerințe: densitate mare de putere, răspuns dinamic ridicat, vibrații scăzute și generare scăzută de căldură.
Sistem hidraulic/pneumatic (pentru unele mașini-unelte):
Oferă putere pentru mișcările auxiliare, cum ar fi extensia și retragerea penei contrapuntului, strângerea piesei mari de prelucrat și sprijinul de odihnă constant.
IV. Sistem de măsurare și feedback ("Ochi" și "Organe senzoriale")
Dispozitiv de detectare a poziției:
Detectarea-în timp real a poziției reale a fiecărei axe liniare (X/Y/Z) și a axei rotative (B/C), oferind feedback sistemului CNC pentru controlul-în buclă închisă.
Componente cheie: scară liniară (pentru axe liniare, cea mai mare precizie), codificator rotativ (capăt din spate-motor/capăt șurub, pentru buclă semi-închisă sau buclă închisă complet; poziție unghiulară ax).
Cerințe: rezoluție ultra-înaltă, precizie ridicată, stabilitate ridicată și imunitate la interferențe.
Sistem de măsurare online (opțional, dar din ce în ce mai important):
Dispozitiv de măsurare a piesei de prelucrat: cum ar fi o sondă de contact (declanșator/scanner) sau o sonda fără-contact (laser), măsoară direct dimensiunile piesei de prelucrat pe mașina unealtă, permițând compensarea în-proces/post-proces.
Dispozitiv de măsurare/monitorizare a roții de șlefuit: indicator de diametru cu laser (monitorizează modificările diametrului discului de șlefuit), senzor de emisie acustică/AE (monitorizează starea șlefuirii, coliziunile și ruperea roții), monitorizarea puterii (reflectează indirect forța de șlefuire).
V. Sisteme auxiliare
Sistem de răcire:
Scop: Răcește zona de șlefuire (previne arsurile piesei de prelucrat și roții de șlefuit), lubrifiază (reduce frecarea) și îndepărtează resturile de șlefuire.
Componente: rezervor de lichid de răcire, pompă, conducte, duze, sistem de filtrare (hârtie/magnetic/vortex/centrifugal etc.-important!), dispozitiv de control al temperaturii (pentru mașinile de șlefuit de înaltă precizie).
Sistem de lubrifiere:
Scop: Oferă lubrifiere continuă pieselor mobile, cum ar fi ghidaje, șuruburi și rulmenți, reducând frecarea și uzura și asigurând precizia și durata de viață.
Tip: Ungere automată temporizată și cantitativă (ulei sau grăsime).
Sistem hidraulic (dacă este necesar):
Oferă putere pentru prinderea, echilibrarea și piesele grele în mișcare.
Sistem de îndepărtare a așchiilor și a prafului:
Îndepărtarea așchiilor: Benzile transportoare, transportoarele spiralate de așchii etc. îndepărtează așchiile de măcinare din zona de lucru.
Îndepărtarea prafului: Dispozitivele de colectare a prafului (în special pentru șlefuirea uscată sau de precizie) colectează praful fin din aer pentru a proteja mediul și acuratețea echipamentului.
Sistem de îmbrăcare a roții de șlefuit:
Scop: restabilește precizia formei discului de șlefuire și performanța de șlefuire.
Componente: comandă (rolă diamantată, pix cu diamante cu un singur-punct/multi-punct, disc diamant), suport pentru comodă, motor de antrenare (dacă este necesară rotația) și mecanism independent de avans de precizie (adesea servo-acţionat).
Procesul de pansare este de obicei controlat prin program-CNC, permițând pansarea complexă a conturului.
Sistem de siguranță și protecție:
Protecție mecanică: protecție mașină, ușă de protecție (cu întrerupător de blocare).
Siguranța electrică: Buton de oprire de urgență, releu de siguranță, barieră luminoasă/întrerupător ușă de siguranță.
