CNC bruska je základním zařízením v moderní přesné výrobě. Jeho struktura integruje přesnou mechanickou strukturu, CNC systém, systém pohonu, systém měření a zpětné vazby a pomocné systémy. Hlavní komponenty jsou následující:
1. Tělo stroje (základní konstrukce)
Postel:
"Kostra" obráběcího stroje, nesoucí všechny součásti.
Požadavky: Vysoká tuhost, vysoká stabilita a vynikající tlumení vibrací (obvykle z litiny nebo přírodní žuly).
Vnitřní výztužná žebra jsou často navržena a stárnuta tak, aby eliminovala vnitřní pnutí.
Pracovní stůl:
Používá se pro montáž a podepření obrobků nebo přípravků.
Typy: Obdélníkový pracovní stůl (vratný lineární pohyb), kruhový pracovní stůl (rotační pohyb).
Pohon: Typicky poháněný servomotorem přes kuličkový šroub nebo lineární motor, dosahující přesného pohybu v osách X/Y/Z.
Hlava brusného kotouče:
Základní součást, montáž a pohon brusného kotouče pro vysokorychlostní rotační broušení-.
Zahrnuje:
Jednotka vřetena brusného kotouče: Ultra{0}}vysoce{1}}přesné vřeteno (hydrostatické, aerostatické, elektrické atd.), které vyžaduje extrémně vysoké otáčky, minimální vibrace, vysokou tuhost a tepelnou stabilitu.
Montážní příruba brusného kotouče: Slouží k upnutí brusného kotouče.
Vyvažovací zařízení: Automatický nebo manuální systém dynamického vyvažování brusného kotouče eliminuje vibrace způsobené nevyvážeností otáčení.
Rozhraní orovnávacího zařízení: Používá se k montáži diamantového válečkového nebo perového-přípravku.
Pohyb: Může se pohybovat podél osy X- (radiální posuv) a osy Z- (axiální posuv). Některé obráběcí stroje také umožňují otáčení hlavy brusného kotouče kolem osy B- (naklánění).
Vřeteník a koník (primárně používané v externích válcových/univerzálních bruskách):
Vřeteník: Upevňuje vřeteno obrobku (otočné) a pohání obrobek (osa C-) pro otáčení. Vřeteno může být vybaveno středem nebo sklíčidlem. Moderní CNC hlavy jsou typicky servo-poháněné, což umožňuje přesné řízení rychlosti a úhlové polohy (indexování).
Koník: Poskytuje podporu pro druhý konec obrobku (střed). Obvykle se pohybuje po kolejničkách postele, aby se přizpůsobil obrobkům různých délek a má nastavitelnou upínací sílu.
Vodítka a skluzavky:
Podporuje a vede součásti, jako je pracovní stůl a hlava brusného kotouče, pro přesný lineární pohyb.
Typy: Válečková/kuličková vedení, hydrostatická vedení a plynová hydrostatická vedení.
Požadavky: Vysoká přesnost, vysoká tuhost, nízké tření, žádné tečení, vysoká odolnost proti opotřebení a dobrá odolnost proti vibracím.
Mechanismus podávání:
Převádí rotační pohyb servomotoru na přesný lineární pohyb.
Jádro: Přesný kuličkový šroub (nejběžnější) nebo lineární motor (pro aplikace s vysokou přesností a vysokou rychlostí odezvy).
Obsahuje: servomotor, spojkový/rozvodový řemen, vodicí šroub, pouzdro matice, opěrná ložiska atd.
Ochranný kryt:
Ochrana pohyblivých součástí (vodící šroub, vedení) před brusným prachem a chladicí kapalinou.
Zabraňuje rozstřikování chladicí kapaliny a brusných nečistot a zajišťuje bezpečný provoz.
2. CNC systém (CNC - "Mozek")
CNC ovladač:
Jádro počítače, běží CNC software.
Funkce: Programový vstup/úpravy/ukládání, dekódování, interpolace (výpočet trajektorií pohybu os), generování povelů řízení polohy, logické řízení a interakce člověk-stroj.
Ovládací panel (Human-Machine Interface - HMI):
Obsahuje displej (LCD/TFT) a vstupní zařízení (klávesnice, ruční kolečko, funkční tlačítka).
Používá se pro zadání programu operátora, nastavení parametrů, monitorování stavu a ruční ovládání stroje.
PLC (Programovatelný logický automat):
Zvládá sekvenční řízení stroje, logické řízení a řízení pomocných funkcí.
Ovládací prvky: Start/stop hydraulické stanice, start/stop čerpadla chladicí kapaliny, systém mazání, upnutí/uvolnění obrobku, otevírání/zavírání ochranných dvířek, kontrolky, alarmy atd.
Úzce spolupracuje s CNC, aby zajistil, že pohyby stroje jsou koordinovány s CNC programem.
Software:
Operační systém: Základní platforma CNC systému.
CNC Kernel Software: Implementuje základní funkce, jako je interpolace a řízení polohy.
Specifický software pro broušení{0}: Poskytuje optimalizované funkce pro proces broušení, jako například:
Cyklus orovnávání brusného kotouče (automatická kompenzace, více orovnávacích drah).
Regulace konstantní lineární rychlosti (udržuje konstantní lineární rychlost na povrchu brusného kotouče).
Adaptivní řízení (upravuje rychlost posuvu v reálném čase na základě brusné síly, výkonu a dalších faktorů).
Online kompenzace měření (integrovaná s měřicími systémy).
Komplexní programování obrysového broušení (jako je klikový hřídel, vačkový hřídel a ostření nástrojů).
Databáze procesu broušení.
3. Pohonný systém ("svaly")
Servo pohon:
Přijímá povely polohy/rychlosti/kroutícího momentu z CNC a pohání servomotor.
Servomotor:
Motor posuvné osy: Pohání pracovní stůl (osy X/Y/Z) a vozík brusného kotouče (osy X/Z). Vyžaduje se vysoká přesnost, vysoká odezva a široký rozsah rychlostí.
Vřetenový motor:
Motor vřetena brusného kotouče: Pohání brusný kotouč vysokou rychlostí. Obvykle se používá elektrické vřeteno (integrovaný motor a vřeteno), přímo poháněné a dosahuje extrémně vysokých otáček (desítky tisíc otáček za minutu). Motor vřetena obrobku (osa C-): Pohání rotaci obrobku (pro externí broušení válců atd.). Vyžaduje přesné ovládání rychlosti a polohy (indexování, synchronizace).
Motor vodícího kola (bezstředové broušení): Pohání vodicí kolo.
Požadavky: Vysoká hustota výkonu, vysoká dynamická odezva, nízké vibrace a nízká tvorba tepla.
Hydraulický/pneumatický systém (pro některé obráběcí stroje):
Poskytuje sílu pro pomocné pohyby, jako je vysouvání a zasouvání pinoly koníku, upínání velkých obrobků a stabilní opěra.
IV. Systém měření a zpětné vazby ("Oči" a "Snímací orgány")
Zařízení pro detekci polohy:
Detekce skutečné polohy každé lineární osy (X/Y/Z) a rotační osy (B/C v reálném čase)-v reálném čase a poskytuje zpětnou vazbu systému CNC pro řízení s uzavřenou-smyčkou.
Klíčové součásti: Lineární stupnice (pro lineární osy, nejvyšší přesnost), rotační kodér (zadní -konec motoru/konec vodícího šroubu, pro polo-uzavřenou smyčku nebo plně uzavřenou smyčku; úhlová poloha vřetena).
Požadavky: Ultra{0}}vysoké rozlišení, vysoká přesnost, vysoká stabilita a odolnost proti rušení.
Online systém měření (volitelné, ale stále důležitější):
Zařízení pro měření obrobku: Například kontaktní sonda (spouštěč/skener) nebo bez{0}}dotyková sonda (laser), přímo měří rozměry obrobku na obráběcím stroji a umožňuje kompenzaci v -procesu/po-procesu.
Zařízení pro měření/monitorování brusného kotouče: Laserový měřič průměru (monitoruje změny průměru brusného kotouče), senzor akustické emise/AE (monitoruje stav broušení, kolize a zlomení kotouče), monitorování výkonu (nepřímo odráží brusnou sílu).
V. Pomocné systémy
Chladicí systém:
Účel: Ochlazuje oblast broušení (zabraňuje popálení obrobku a brusného kotouče), maže (snižuje tření) a odplavuje nečistoty z broušení.
Komponenty: Nádrž na chladicí kapalinu, čerpadlo, potrubí, trysky, filtrační systém (papírový/magnetický/vírový/odstředivý atd.{1}}kriticky důležité!), zařízení pro regulaci teploty (pro vysoce přesné brusky).
Mazací systém:
Účel: Poskytuje nepřetržité mazání pohyblivých částí, jako jsou vodicí dráhy, vodicí šrouby a ložiska, snižuje tření a opotřebení a zajišťuje přesnost a životnost.
Typ: Automatické časované a kvantitativní mazání (olej nebo tuk).
Hydraulický systém (je-li požadován):
Poskytuje sílu pro upínání, vyvažování a těžké pohyblivé díly.
Systém odstraňování třísek a prachu:
Odstraňování třísek: Dopravní pásy, spirálové dopravníky třísek atd. odvádějí brusné třísky z pracovního prostoru.
Odstranění prachu: Zařízení pro sběr prachu (zejména pro suché nebo přesné broušení) shromažďují jemný prach ze vzduchu, aby chránila životní prostředí a přesnost zařízení.
Systém orovnávání brusných kotoučů:
Účel: Obnovuje přesnost tvaru brusného kotouče a brusný výkon.
Komponenty: Orovnávač (diamantový váleček, jedno{0}}bodové/více{1}}bodové diamantové pero, diamantový kotouč), držák orovnávače, hnací motor (je-li vyžadováno otáčení) a nezávislý mechanismus přesného podávání (často servo{2}}poháněný).
Proces orovnávání je obvykle řízen programem CNC-, což umožňuje komplexní orovnávání obrysů.
Bezpečnostní a ochranný systém:
Mechanická ochrana: Ochranný kryt stroje, ochranné dveře (s blokovacím spínačem).
Elektrická bezpečnost: Tlačítko nouzového zastavení, bezpečnostní relé, světelná závora/spínač bezpečnostních dveří.
