ส่วนประกอบที่ใช้ในเครื่อง CNC คืออะไร?

เครื่องซีเอ็นซี (การควบคุมตัวเลขคอมพิวเตอร์) ได้กลายเป็นรากฐานที่สำคัญของการผลิตที่ทันสมัย ตั้งแต่การบินและอวกาศและยานยนต์ไปจนถึงอิเล็กทรอนิกส์พลังงานและอุตสาหกรรมการแพทย์เครื่องซีเอ็นซีได้รับความไว้วางใจจากความสามารถในการผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงด้วยความสอดคล้องที่เหลือเชื่อ สิ่งที่ทำให้เครื่อง CNC แตกต่างคือความสามารถในการทำงานการตัดเฉือนที่ซับซ้อนโดยอัตโนมัติด้วยการแทรกแซงของมนุษย์น้อยที่สุด

อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพและความถูกต้องของก เครื่องซีเอ็นซี ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบภายในอย่างมาก แต่ละส่วน-ไม่ว่าจะเป็นเชิงกลไฟฟ้าหรือซอฟต์แวร์-มีบทบาทสำคัญในการทำให้ระบบทำงานเป็นแบบครบวงจร หากคุณเป็นช่างเทคนิควิศวกรนักเรียนหรือเพียงแค่คนที่สนใจเรียนรู้ว่าเครื่องซีเอ็นซีทำงานอย่างไรการทำความเข้าใจส่วนประกอบเหล่านี้เป็นสิ่งจำเป็น

ภาพรวมองค์ประกอบหลัก

หัวใจของเครื่องซีเอ็นซีทุกเครื่องคือระบบแบบบูรณาการอย่างระมัดระวังของชิ้นส่วนที่ออกแบบมาเพื่อทำงานร่วมกัน ระบบเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก:

• คอนโทรลเลอร์ (ระบบคอมพิวเตอร์)

• ระบบไดรฟ์ (มอเตอร์และเกียร์)

• กรอบเครื่อง (โครงสร้างและการสนับสนุน)

เริ่มต้นด้วยการดูสั้น ๆ ในแต่ละหมวดหมู่

คอนโทรลเลอร์ (สมองของ CNC)

คอนโทรลเลอร์เป็นศูนย์คำสั่งของเครื่องซีเอ็นซี มันตีความคำแนะนำที่ตั้งโปรแกรมไว้ (โดยทั่วไปในรูปแบบ G-Code) และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่แม่นยำ สัญญาณเหล่านี้จะถูกส่งไปยังระบบไดรฟ์เพื่อย้ายแกนของเครื่องตามนั้น คอนโทรลเลอร์ทำให้มั่นใจได้ว่าการเคลื่อนไหวทุกครั้งจะถูกต้องและซิงโครไนซ์

ระบบขับเคลื่อน (กล้ามเนื้อของ CNC)

ระบบไดรฟ์ประกอบด้วยมอเตอร์และกลไกการส่งเช่นสกรูบอลหรือเข็มขัด สิ่งเหล่านี้แปลงสัญญาณไฟฟ้าจากคอนโทรลเลอร์เป็นการเคลื่อนไหวเชิงกล ระบบนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเครื่องมือหรือชิ้นงานจะเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่ต้องการอย่างแม่นยำ

เฟรมเครื่อง (โครงกระดูกของซีเอ็นซี)

เฟรมเครื่องจักรเก็บทุกอย่างไว้ด้วยกัน มันรวมถึงเตียง worktable และคอลัมน์ เฟรมจะต้องแข็งและมั่นคงในการดูดซับการสั่นสะเทือนและรักษาความแม่นยำในระหว่างการตัดเฉือน กรอบที่อ่อนแอหรือไม่เสถียรอาจส่งผลให้คุณภาพการตัดเฉือนไม่ดีและไม่ถูกต้องเป็นส่วนหนึ่ง

ส่วนประกอบเชิงกล

ตอนนี้เรามาสำรวจส่วนประกอบทางกายภาพที่ประกอบขึ้นเป็นโครงสร้างและชิ้นส่วนการเคลื่อนไหวของ เครื่องซีเอ็น ซี เหล่านี้รวมถึงเตียง, แกนหมุน, worktable และ guideways เชิงเส้น

1. เตียง

เตียงเป็นฐานของเครื่อง CNC และให้การสนับสนุนสำหรับส่วนประกอบอื่น ๆ ทั้งหมด มันจะต้องแข็งแกร่งและมั่นคงในการอดทนต่อแรงกลืนแล้ว เตียงดูดซับการสั่นสะเทือนและทำให้มั่นใจได้ว่าเครื่องยังคงอยู่ในระหว่างการทำงานความเร็วสูง

วัสดุทั่วไป:

• เหล็กหล่อ (การหน่วงการสั่นสะเทือนที่ยอดเยี่ยม)

• เหล็ก (ความแข็งแรงสูง)

• หินแกรนิต (แอปพลิเคชันที่แม่นยำ)

ฟังก์ชั่นหลัก:

• ทำหน้าที่เป็นรากฐานสำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรกลอื่น ๆ

• เพิ่มความมั่นคงและความแม่นยำ

• ลดเสียงรบกวนและสึกหรอเมื่อเวลาผ่านไป

2. แกนหมุน

แกนหมุนเป็นหนึ่งในส่วนที่สำคัญที่สุดของเครื่องซีเอ็นซี มันถือและหมุนเครื่องมือตัดหรือชิ้นงานขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องจักร (การกัดหรือการหมุน) แกนหมุนจะต้องทำงานด้วยความเร็วสูงในขณะที่รักษาเสถียรภาพการหมุนที่ยอดเยี่ยม

ประเภทของแกนหมุน:

• เข็มขัดขับเคลื่อน : ใช้เข็มขัดเพื่อถ่ายโอนพลังงานจากมอเตอร์

• เกียร์ขับเคลื่อน : เหมาะสำหรับการตัดหนักเนื่องจากแรงบิดสูง

• ไดรฟ์โดยตรง : เสนอการสั่นสะเทือนน้อยที่สุดและมีความแม่นยำสูง

ระบบระบายความร้อน:

• ระบายความร้อนด้วยอากาศ

• ระบายความร้อนด้วยน้ำ

ความสำคัญ:

• กำหนดคุณภาพพื้นผิว

• ส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานเครื่องมือและอัตราการกำจัดวัสดุ

3. WorkTable

WorkTable เป็นพื้นผิวที่ติดตั้งชิ้นงาน มันสามารถคงที่หรือเคลื่อนที่ไปตามแกนที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าเครื่อง

คุณสมบัติทั่วไป:

• T-slots สำหรับการติดตั้งที่ยึด

• ตารางสูญญากาศสำหรับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ

• โต๊ะหมุนสำหรับการตัดเฉือนหลายแกน

ฟังก์ชั่น:

• ถือและรักษาความปลอดภัยชิ้นงาน

• เคลื่อนไหวในการประสานงานกับแกนหมุนเพื่อการตัดเฉือนที่แม่นยำ

4. แนวทางเชิงเส้น

Guideways เชิงเส้นช่วยให้การเคลื่อนไหวที่ราบรื่นและแม่นยำของชิ้นส่วนเครื่องจักรต่าง ๆ พวกเขาสนับสนุนส่วนประกอบที่เคลื่อนไหวขณะที่พวกเขาเดินทางไปตามแกน x, y และ z

ประเภท:

• Guideways เชิงเส้นแบบ Ball-type (แรงเสียดทานต่ำ)

• Guideways ประเภทลูกกลิ้ง (ความสามารถในการโหลดที่สูงขึ้น)

ประโยชน์:

• สร้างความมั่นใจในการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ

• ลดการสึกหรอและการบำรุงรักษา

• รองรับการทำงานความเร็วสูงพร้อมการสั่นสะเทือนน้อยที่สุด

ส่วนประกอบไฟฟ้า

เครื่องซีเอ็นซีขับเคลื่อนและควบคุมโดยส่วนประกอบไฟฟ้าที่หลากหลาย ชิ้นส่วนเหล่านี้อนุญาตให้มีการควบคุมการเคลื่อนไหวการตอบรับข้อมูลและการทำงานที่ปลอดภัย

1. มอเตอร์

มอเตอร์เป็นแรงผลักดันหลักที่อยู่เบื้องหลังการเคลื่อนที่ของเครื่อง

ประเภทของมอเตอร์:

• Stepper Motors : ย้ายเป็นขั้นตอนคงที่ เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีต้นทุนต่ำ

• Servo Motors : ให้ข้อเสนอแนะแบบวงปิดเพื่อให้มั่นใจว่าการควบคุมตำแหน่งและความเร็วที่แม่นยำ

แอปพลิเคชัน:

• เลื่อนแกนหมุน

• ขับรถม้าแกน

• หมุนตารางโรตารี่ (ใน 4 หรือ 5 แกน)

Servo Motors มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องจักรอุตสาหกรรม CNC เนื่องจากความสามารถในการแก้ไขข้อผิดพลาดแบบเรียลไทม์โดยใช้ข้อเสนอแนะของตัวเข้ารหัส

2. ระบบแหล่งจ่ายไฟ

ระบบแหล่งจ่ายไฟให้พลังงานไฟฟ้าแก่ระบบควบคุมของเครื่องมอเตอร์และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ

ข้อกำหนดด้านพลังงาน:

• แรงดันไฟฟ้าต่ำ (เช่น 24V DC) สำหรับคอนโทรลเลอร์และเซ็นเซอร์

• แรงดันสูง (เช่น 220V หรือ 380V AC) สำหรับมอเตอร์และแกนหมุน

คุณสมบัติ:

• หน่วยงานกำกับดูแลแรงดันไฟฟ้า

• ตัวป้องกันไฟกระชาก

• เบรกเกอร์วงจร

ความสำคัญ:

• รักษาการทำงานที่สอดคล้องกัน

• ป้องกันความเสียหายจากแรงดันไฟฟ้าแหลม

• เพิ่มความปลอดภัย

3. เซ็นเซอร์

เซ็นเซอร์ใช้ในการตรวจสอบเงื่อนไขของเครื่องและให้ข้อเสนอแนะแบบเรียลไทม์กับคอนโทรลเลอร์

ประเภทของเซ็นเซอร์:

• สวิตช์ขีด จำกัด : ป้องกันไม่ให้เครื่องเกินขีด จำกัด การเดินทางทางกายภาพ

• เซ็นเซอร์ความใกล้ชิด : ตรวจจับตำแหน่งของส่วนประกอบหรือการปรากฏตัวของวัสดุ

• เซ็นเซอร์อุณหภูมิ : ตรวจสอบมอเตอร์และความร้อนแกนหมุนเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไป

ฟังก์ชั่น:

• ปรับปรุงระบบอัตโนมัติ

• ปรับปรุงความแม่นยำในการตัดเฉือน

• เพิ่มความปลอดภัย

4. สายไฟและสายเคเบิล

เครื่อง CNC มีเครือข่ายที่ซับซ้อนของสายไฟและสายเคเบิลที่เชื่อมต่อชิ้นส่วนไฟฟ้าทั้งหมด

ลักษณะสำคัญ:

• ป้องกันเพื่อป้องกันการรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI)

• รหัสสีเพื่อการบำรุงรักษาง่าย

• ยืดหยุ่นเพื่อให้การเคลื่อนไหวโดยไม่แตก

การจัดการสายเคเบิลที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีความน่าเชื่อถือและป้องกันการลัดวงจรหรือความล้มเหลวทางกล

ซอฟต์แวร์และอินเทอร์เฟซ

ซอฟต์แวร์คือสิ่งที่ทำให้เครื่องซีเอ็นซี 'อัจฉริยะ ' มันมีตรรกะและการควบคุมสำหรับการดำเนินการเครื่องตัดเฉือน ลองดูที่ระบบซอฟต์แวร์และส่วนต่อประสานผู้ใช้ที่ทำให้ระบบนิเวศของ CNC เสร็จสมบูรณ์

1. ซอฟต์แวร์ควบคุม CNC

ซอฟต์แวร์ควบคุม CNC ได้รับ G-Code และแปลงเป็นคำสั่งการเคลื่อนไหว มันจัดการ:

• การเคลื่อนไหวของเครื่องมือ

• ความเร็วและอัตราการป้อน

• การควบคุมแกนหมุน

• การเปลี่ยนแปลงเครื่องมือ

ระบบซอฟต์แวร์ CNC ยอดนิยม:

• fanuc

• ซีเมนส์ Sinumerik

• Mach3/mach4

• Linuxcnc

ระบบขั้นสูงยังรวมถึงการตรวจสอบแบบเรียลไทม์การควบคุมการปรับตัวและคุณสมบัติการวินิจฉัย

2. ล่ามเกม G-Code

G-Code เป็นภาษาการเขียนโปรแกรมที่ใช้ในการควบคุมเครื่อง CNC ล่าม G-Code อ่านรหัสเหล่านี้และส่งคำสั่งไปยังระบบไดรฟ์

ตัวอย่าง G-Code:  G01 X100 Y100 F1500

คำสั่งนี้บอกให้เครื่องเคลื่อนย้ายเป็นเส้นตรงไปยัง x = 100 และ y = 100 ที่อัตราฟีด 1500 มม./นาที

ความสำคัญ:

• ทำให้มั่นใจได้ว่าเครื่องจะติดตามเส้นทางที่ถูกต้อง

• แปลงการออกแบบดิจิตอล (CAD/CAM) เป็นส่วนทางกายภาพ

3. อินเทอร์เฟซเครื่องจักรของมนุษย์ (HMI)

HMI ช่วยให้ผู้ให้บริการโต้ตอบกับเครื่อง CNC HMIs ที่ทันสมัยคือหน้าจอสัมผัสพร้อมซอฟต์แวร์ที่ใช้งานง่ายสำหรับ:

• กำลังโหลดโปรแกรมการตัดเฉือน

• การตั้งค่าเส้นทางเครื่องมือ

• เริ่มต้นและหยุดการดำเนินงาน

• สถานะเครื่องตรวจสอบ

คุณสมบัติ:

• แสดงตำแหน่งเรียลไทม์

• ข้อความเตือนภัย

• การแจ้งเตือนการบำรุงรักษา

HMI ที่ใช้งานง่ายช่วยเพิ่มผลผลิตและลดข้อผิดพลาดของผู้ปฏิบัติงาน

บทสรุป

เครื่อง CNC เป็นระบบที่ซับซ้อนที่รวมความแม่นยำเชิงกลพลังงานไฟฟ้าและซอฟต์แวร์อัจฉริยะ แต่ละส่วนประกอบ-ไม่ว่าจะเป็นเตียงที่แข็ง, แกนหมุนความเร็วสูง, เซอร์โวมอเตอร์ที่ทรงพลังหรือซอฟต์แวร์ควบคุมขั้นสูง-รวมถึงประสิทธิภาพโดยรวมของเครื่อง

การทำความเข้าใจกับส่วนประกอบเหล่านี้ไม่เพียง แต่ช่วยในการเลือกเครื่องที่เหมาะสม แต่ยังรวมถึงปัญหาการแก้ไขปัญหากระบวนการเพิ่มประสิทธิภาพและการปรับปรุงคุณภาพเอาต์พุต ไม่ว่าคุณจะเป็นช่างเครื่องวิศวกรหรือผู้ผลิตความรู้เกี่ยวกับส่วนประกอบ CNC จะช่วยให้คุณตัดสินใจอย่างชาญฉลาดและบรรลุผลลัพธ์ที่ดีขึ้น

สำหรับ บริษัท อย่าง Yetta Tech Co. , Ltd. การเรียนรู้ทุกรายละเอียดของการตัดเฉือนซีเอ็นซีเป็นค่าหลัก ตั้งแต่ปี 2012 Yetta Tech ได้จัดทำชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซีคุณภาพสูงให้กับอุตสาหกรรมทั่วโลกตั้งแต่การบินและอวกาศและโทรคมนาคมไปจนถึงอุปกรณ์การแพทย์และระบบพลังงาน ความเชี่ยวชาญและความมุ่งมั่นอย่างลึกซึ้งของพวกเขาทำให้พวกเขาเป็นพันธมิตรที่เชื่อถือได้สำหรับการสร้างต้นแบบและการผลิตเต็มรูปแบบ