Le système CNC des machines-outils CNC
De nombreux facteurs influencent le processus des machines-outils CNC. Lors de l'analyse du processus de fabrication des pièces, leurs caractéristiques doivent être prises en compte. Il convient de prendre en compte une série de facteurs tels que la disposition des circuits de traitement des pièces, le choix des machines-outils, le choix des outils de coupe et le serrage des pièces. Chaque machine-outil CNC correspond à différents processus et pièces, et le choix d'une machine-outil adaptée est devenu essentiel pour améliorer l'efficacité et réduire les investissements des entreprises. Le système CNC d'une machine-outil CNC comprend un dispositif CNC, un variateur d'avance (unité de contrôle de la vitesse d'avance et servomoteur), un variateur de broche (unité de contrôle de la vitesse de broche et moteur de broche) et des composants de détection. Lors du choix d'un système CNC, les éléments ci-dessus doivent être pris en compte.
1、 Sélection des appareils CNC
（1） Sélection du type
Sélectionnez l'équipement CNC adapté au type de machine-outil. En règle générale, les équipements CNC sont adaptés aux usinages tels que le tournage, le perçage, l'alésage, le fraisage, la rectification, l'emboutissage et l'électroérosion, et doivent être sélectionnés en conséquence.
（2） Sélection des performances
Les performances des différentes machines CNC varient considérablement, notamment le nombre d'axes de commande (monoaxe, 2 axes, 3 axes, 4 axes, 5 axes, voire plus de 10 ou 20 axes) ; la présence de 2 axes de liaison ou plus, et la vitesse d'avance maximale de 10 m/min, 15 m/min, 24 m/min, 240 m/min ; la résolution de 0,01 mm, 0,001 mm et 0,0001 mm. Ces indicateurs et les prix varient également. Ils doivent être adaptés aux besoins réels de la machine-outil. Par exemple, pour le tournage général, il est conseillé de choisir une commande à 2 ou 4 axes (double porte-outils), et pour l'usinage de pièces plates, une liaison à 3 axes ou plus. Ne recherchez pas la dernière génération, mais faites un choix judicieux.
（3） Sélection des fonctions
Le système CNC des machines-outils CNC possède de nombreuses fonctions, notamment des fonctions de base (fonctions essentielles des dispositifs CNC) et une fonction de sélection (options facilitant le choix des utilisateurs). Certaines fonctions sont sélectionnées pour résoudre différents problèmes d'usinage, d'autres pour améliorer la qualité d'usinage, d'autres pour faciliter la programmation, et d'autres encore pour améliorer les performances opérationnelles et de maintenance. Certaines fonctions de sélection sont liées, et la sélection de l'une d'elles nécessite la sélection d'une autre. Par conséquent, la sélection doit être basée sur les exigences de conception de la machine-outil. Évitez de sélectionner trop de fonctions sans analyse préalable et d'omettre des fonctions pertinentes, ce qui réduirait les fonctionnalités de la machine-outil CNC et entraînerait des pertes inutiles.
Il existe deux types de contrôleurs programmables : intégrés et indépendants. Il est préférable de choisir un type interne, disponible en plusieurs modèles. Premièrement, le choix doit être basé sur le nombre de points de signaux d'entrée et de sortie entre le dispositif CNC et la machine-outil. Le nombre de points sélectionné doit être légèrement supérieur au nombre réel, et une coupe peut nécessiter des performances de contrôle supplémentaires et modifiées. Deuxièmement, il est nécessaire d'estimer la taille des programmes séquentiels et de sélectionner la capacité de stockage. La taille du programme augmente avec la complexité de la machine-outil, tout comme la capacité de stockage. Le choix doit être judicieux en fonction de la situation spécifique. Il faut également tenir compte des spécifications techniques telles que le temps de traitement, la fonction d'instruction, la minuterie, le compteur, le relais interne, etc., et la quantité doit également répondre aux exigences de conception.
（4） Sélection des prix
Les spécifications des produits varient selon les pays et les fabricants d'équipements CNC, avec des écarts de prix importants. En fonction du type de commande, des performances et des fonctions, une analyse complète du rapport performances/prix doit être réalisée afin de sélectionner les équipements CNC offrant le meilleur rapport performances/prix et de réduire les coûts.
（5） Sélection des services techniques
Lors du choix d'équipements CNC répondant aux exigences techniques, il convient également de prendre en compte la réputation du fabricant, l'exhaustivité des instructions d'utilisation et autres documents, ainsi que la possibilité de former les utilisateurs à la programmation, à l'utilisation et à la maintenance. Existe-t-il un service technique dédié fournissant des pièces de rechange durables et des services de maintenance ponctuels afin de maximiser les avantages techniques et économiques ?
2、 Sélection de l'entraînement d'alimentation
（1） La priorité doit être donnée à l'utilisation de servomoteurs à courant alternatif
Parce que comparé aux moteurs à courant continu, il présente une inertie de rotor plus faible, une meilleure réponse dynamique, une puissance de sortie plus élevée, une vitesse plus élevée, une structure plus simple, un coût inférieur et un environnement d'application sans restriction.
（2） Calculer les conditions de charge
Choisissez une spécification de servomoteur appropriée en calculant correctement les conditions de charge appliquées à l'arbre du moteur.
（3） Sélectionnez l'unité de contrôle de vitesse correspondante
Le fabricant d'entraînement d'alimentation fournit un ensemble complet de produits pour l'unité de contrôle du débit d'alimentation et le servomoteur produits, donc après avoir sélectionné le servomoteur, l'unité de contrôle de vitesse correspondante est sélectionnée conformément au manuel du produit.
3、 Sélection de l'entraînement de la broche
（1） La priorité doit être donnée aux moteurs de broche grand public
Comme il ne présente pas les limitations de commutation, de vitesse élevée et de grande capacité des moteurs de broche à courant continu, il offre une large plage de régulation de vitesse à puissance constante, un faible bruit et un prix abordable. Actuellement, 85 % des machines-outils CNC dans le monde utilisent un entraînement de broche à courant alternatif.
（2） Sélectionnez le moteur de broche selon vos besoins
1 Calculez la puissance de coupe en fonction de différentes machines-outils, et le moteur sélectionné doit répondre à cette exigence ; 2 Selon le temps d'accélération et de décélération de la broche requis, calculez que la puissance du moteur ne doit pas dépasser la puissance de sortie maximale du moteur ; 3 Dans les situations où un démarrage et un freinage fréquents de la broche sont nécessaires, la puissance moyenne doit être calculée et sa valeur ne peut pas dépasser la puissance de sortie nominale continue du moteur ; 4 Dans les situations où un contrôle de surface constant est requis, la somme de la puissance de coupe requise pour le contrôle de la vitesse de surface constante et de la puissance requise pour l'accélération doit se situer dans la plage de puissance que le moteur peut fournir.
（3） Sélectionnez l'unité de contrôle de vitesse de broche correspondante
Le fabricant d'entraînements de broche propose une gamme complète de produits pour la fabrication de régulateurs de vitesse de broche et de moteurs de broche. Après avoir sélectionné le moteur de broche, il convient de sélectionner le régulateur de vitesse de broche correspondant conformément au manuel du produit.
（4） Choisissez la méthode de contrôle directionnel
Lorsque le contrôle directionnel de la broche est requis, un codeur de position ou un capteur magnétique peut être sélectionné en fonction de la situation réelle de la machine-outil pour obtenir le contrôle directionnel de la broche.
4、 Sélection des composants de détection
（1） Choisissez la méthode de mesure
Selon le schéma de contrôle de position du système CNC, le déplacement linéaire de la machine-outil est mesuré directement ou indirectement, et des composants de détection linéaires ou rotatifs sont sélectionnés. Actuellement, les machines-outils CNC utilisent largement la commande en boucle semi-fermée, utilisant des composants de mesure d'angle rotatif (transformateurs rotatifs, codeurs d'impulsions).
（2） Tenez compte de la précision et de la vitesse de détection
Selon les exigences des machines-outils CNC, qu'il s'agisse de détecter la précision ou la vitesse, sélectionnez des composants de détection de position ou de vitesse (générateurs de test, codeurs d'impulsions). En général, les grandes machines-outils sont principalement conçues pour répondre aux exigences de vitesse, tandis que les machines-outils de haute précision et de petite et moyenne taille sont principalement conçues pour répondre aux exigences de précision. La résolution du composant de détection sélectionné est généralement supérieure d'un ordre de grandeur à la précision d'usinage.
（3） Sélectionnez les encodeurs d'impulsions des spécifications correspondantes
Sélectionnez les spécifications correspondantes des codeurs d'impulsions en fonction du pas de la vis à billes de la machine-outil CNC, de la vitesse de déplacement minimale du système CNC, du multiplicateur de commande et du multiplicateur de détection.
（4） Considérez les circuits d'interface
Lors de la sélection des composants de détection, il est important de prendre en compte que le dispositif CNC dispose de circuits d'interface correspondants.