El sistema CNC de las máquinas herramienta CNC
Existen numerosos factores que afectan el proceso de las máquinas herramienta CNC. Al analizar el proceso de las piezas, es importante considerar sus características. Se consideran factores como la disposición de las rutas de procesamiento, la selección de las máquinas herramienta, la selección de las herramientas de corte y la sujeción de las piezas. Las diferentes máquinas herramienta CNC se corresponden con diferentes procesos y piezas, y elegir la máquina herramienta adecuada se ha convertido en la clave para mejorar la eficiencia y reducir la inversión en las empresas. El sistema CNC de una máquina herramienta CNC incluye un dispositivo CNC, un accionamiento de avance (unidad de control de velocidad de avance y servomotor), un accionamiento de husillo (unidad de control de velocidad de husillo y motor de husillo) y componentes de detección. Al seleccionar un sistema CNC, se debe incluir lo anterior.
1、 Selección de dispositivos CNC
(1) Selección de tipo
Seleccione el dispositivo CNC correspondiente según el tipo de máquina herramienta CNC. En general, los dispositivos CNC son adecuados para mecanizados como torneado, taladrado, mandrilado, fresado, rectificado, estampado y corte por electroerosión, y deben seleccionarse en consecuencia.
(2) Selección de rendimiento
El rendimiento de los diferentes dispositivos CNC varía considerablemente, como el número de ejes de control, que incluyen uno, dos, tres, cuatro, cinco e incluso más de 10 o 20 ejes; existen 2 o más ejes de enlace, y la velocidad máxima de avance es de 10 m/min, 15 m/min, 24 m/min y 240 m/min; la resolución es de 0,01 mm, 0,001 mm y 0,0001 mm. Estos indicadores y precios son diferentes. Deben basarse en las necesidades reales de la máquina herramienta. Por ejemplo, para el torneado general, se debe seleccionar un control de 2 o 4 ejes (doble portaherramientas), y para el mecanizado de piezas planas, se debe seleccionar un enlace de 3 o más ejes. No busque lo último y lo más alto, elija con cuidado.
(3) Selección de funciones
El sistema CNC de las máquinas herramienta CNC cuenta con numerosas funciones, incluyendo funciones básicas (funciones esenciales de los dispositivos CNC) y funciones de selección (una función que el usuario puede elegir). Algunas funciones se seleccionan para resolver diferentes objetos de mecanizado, otras para mejorar la calidad del mecanizado, otras para facilitar la programación y otras para optimizar el rendimiento operativo y de mantenimiento. Algunas funciones de selección están relacionadas, y seleccionar una opción requiere seleccionar otra. Por lo tanto, la selección debe basarse en los requisitos de diseño de la máquina herramienta. No seleccione demasiadas funciones sin analizarlas ni omita funciones relevantes, ya que esto reducirá la funcionalidad de la máquina herramienta CNC y causará pérdidas innecesarias.
Existen dos tipos de controladores programables en la función de selección: integrados e independientes. Es recomendable elegir un controlador interno, que cuenta con diferentes modelos. En primer lugar, la selección debe basarse en el número de puntos de señal de entrada y salida entre el dispositivo CNC y la máquina herramienta. El número de puntos seleccionado debe ser ligeramente superior al número real, y una copa puede requerir un rendimiento de control adicional y modificado. En segundo lugar, es necesario estimar el tamaño de los programas secuenciales y seleccionar la capacidad de almacenamiento. El tamaño del programa aumenta con la complejidad de la máquina herramienta, al igual que la capacidad de almacenamiento. Debe seleccionarse de forma razonable según la situación específica. También existen especificaciones técnicas como el tiempo de procesamiento, la función de instrucción, el temporizador, el contador, el relé interno, etc., y la cantidad también debe cumplir con los requisitos de diseño.
(4) Selección de precio
Los distintos países y fabricantes de dispositivos CNC producen productos con especificaciones diferentes, con precios que varían considerablemente. En función de los tipos de control, el rendimiento y las funciones, se debe realizar un análisis exhaustivo de la relación calidad-precio para seleccionar dispositivos CNC con una mejor relación calidad-precio y así reducir costos.
(5) Selección de servicios técnicos
Al seleccionar dispositivos CNC que cumplan con los requisitos técnicos, también debe considerarse la reputación del fabricante, si las instrucciones de uso del producto y otros documentos están completos, y si es posible capacitar a los usuarios en programación, operación y mantenimiento. ¿Existe un departamento de servicio técnico especializado que proporcione repuestos a largo plazo y servicios de mantenimiento oportunos para maximizar los beneficios técnicos y económicos?
2、 Selección del accionamiento de alimentación
(1) Se debe dar prioridad al uso de servomotores de CA
Porque en comparación con los motores de CC, tiene menor inercia del rotor, mejor respuesta dinámica, mayor potencia de salida, mayor velocidad, estructura más simple, menor costo y entorno de aplicación sin restricciones.
(2) Calcular las condiciones de carga
Elija una especificación de servomotor adecuada calculando correctamente las condiciones de carga aplicadas al eje del motor.
（3） Seleccione la unidad de control de velocidad correspondiente
El fabricante de la unidad de accionamiento de alimentación proporciona un conjunto completo de productos para la unidad de control de velocidad de alimentación y el servomotor producido, por lo que después de seleccionar el servomotor, se selecciona la unidad de control de velocidad correspondiente de acuerdo con el manual del producto.
3、 Selección del accionamiento del husillo
(1) Se debe dar prioridad a los motores de husillo convencionales
Al no tener las limitaciones de conmutación, alta velocidad y gran capacidad de los motores de husillo de CC, ofrece un amplio rango de regulación de velocidad a potencia constante, bajo nivel de ruido y es económico. Actualmente, el 85 % de las máquinas herramienta CNC a nivel internacional utilizan accionamientos de husillo de CA.
(2) Seleccione el motor del husillo según sea necesario
① Calcule la potencia de corte en función de diferentes máquinas herramienta, y el motor seleccionado debe cumplir con este requisito; ② De acuerdo con el tiempo de aceleración y desaceleración del husillo requerido, calcule que la potencia del motor no debe exceder la potencia de salida máxima del motor; ③ En situaciones donde se requiere arranque y frenado frecuentes del husillo, se debe calcular la potencia promedio, y su valor no puede exceder la potencia de salida nominal continua del motor; ④ En situaciones donde se requiere un control de superficie constante, la suma de la potencia de corte requerida para el control de velocidad de superficie constante y la potencia requerida para la aceleración debe estar dentro del rango de potencia que el motor puede proporcionar.
（3） Seleccione la unidad de control de velocidad del husillo correspondiente
El fabricante del accionamiento del husillo ofrece un conjunto completo de productos para la unidad de control de velocidad del husillo y el motor del husillo. Por lo tanto, tras seleccionar el motor del husillo, se selecciona la unidad de control de velocidad del husillo correspondiente según el manual del producto.
(4) Elija el método de control direccional
Cuando se requiere control direccional del husillo, se puede seleccionar un codificador de posición o un sensor magnético según la situación real de la máquina herramienta para lograr el control direccional del husillo.
4、 Selección de componentes de detección
(1) Elija el método de medición
Según el esquema de control de posición del sistema CNC, el desplazamiento lineal de la máquina herramienta se mide directa o indirectamente, y se seleccionan componentes de detección lineal o rotatoria. Actualmente, las máquinas herramienta CNC utilizan ampliamente el control de lazo semicerrado, utilizando componentes de medición de ángulo rotatorio (transformadores rotatorios, codificadores de pulsos).
(2) Considere la precisión y velocidad de detección
Según los requisitos de las máquinas herramienta CNC, ya sea para detectar precisión o velocidad, se deben seleccionar componentes de detección de posición o velocidad (generadores de pruebas, codificadores de pulsos). En general, las máquinas herramienta de gran tamaño se diseñan principalmente para cumplir con los requisitos de velocidad, mientras que las máquinas herramienta de alta precisión, así como las de tamaño pequeño y mediano, se diseñan principalmente para cumplir con los requisitos de precisión. La resolución del componente de detección seleccionado suele ser un orden de magnitud superior a la precisión del mecanizado.
(3) Seleccione codificadores de pulsos con las especificaciones correspondientes
Seleccione las especificaciones correspondientes de los codificadores de pulso en función del paso del tornillo de bola de la máquina herramienta CNC, la velocidad mínima de movimiento del sistema CNC, el multiplicador de comando y el multiplicador de detección.
(4) Considere los circuitos de interfaz
Al seleccionar los componentes de detección, es importante tener en cuenta que el dispositivo CNC tenga circuitos de interfaz correspondientes.