CNC brusilni stroj je osrednji del opreme v sodobni natančni proizvodnji. Njegova struktura vključuje natančno mehansko strukturo, CNC sistem, pogonski sistem, merilni in povratni sistem ter pomožne sisteme. Glavne komponente so naslednje:
1. Telo stroja (osnovna struktura)
Postelja:
"Okostje" obdelovalnega stroja, ki podpira vse komponente.
Zahteve: visoka togost, visoka stabilnost in odlično dušenje tresljajev (običajno iz litega železa ali naravnega granita).
Notranja ojačitvena rebra so pogosto oblikovana in starana za odpravo notranje napetosti.
Delovna miza:
Uporablja se za pritrditev in podporo obdelovancev ali napeljav.
Vrste: pravokotna delovna miza (izmenično linearno gibanje), krožna delovna miza (rotacijsko gibanje).
Pogon: običajno ga poganja servo motor prek krogličnega ali linearnega motorja, ki omogoča natančno gibanje v oseh X/Y/Z.
Glava brusilnega kolesa:
Osrednja komponenta, pritrditev in pogon brusa za visoko{0}}hitrostno rotacijsko brušenje.
Vključuje:
Enota vretena za brusilno kolo: ultra{0}}visoko{1}}natančno vreteno (hidrostatično, aerostatično, električno itd.), ki zahteva izjemno visoke hitrosti, minimalne vibracije, visoko togost in toplotno stabilnost.
Prirobnica za pritrditev brusa: uporablja se za pritrditev brusa.
Naprava za uravnoteženje: avtomatski ali ročni dinamični sistem za uravnoteženje brusa odpravlja tresljaje, ki jih povzroča rotacijsko neravnovesje.
Vmesnik naprave za oblačenje: uporablja se za pritrditev diamantnega roloja ali rolo{0}}.
Gibanje: Lahko se premika vzdolž osi X- (radialni pomik) in osi Z- (aksialni pomik). Nekatera strojna orodja omogočajo tudi vrtenje glave brusa okoli B-osi (nagib).
Čelni in zadnji del (predvsem uporabljen v zunanjih cilindričnih/univerzalnih brusilnih strojih):
Glava: pritrdi vreteno obdelovanca (vrtljivo) in poganja obdelovanec (C-os) za vrtenje. Vreteno je lahko opremljeno s središčem ali vpenjalno glavo. Sodobne CNC glave so običajno servo -pogone, kar omogoča natančen nadzor hitrosti in kotnega položaja (indeksiranje).
Zadnji del: Zagotavlja podporo za drugi konec obdelovanca (sredina). Običajno se premika vzdolž posteljnih tirnic, da sprejme obdelovance različnih dolžin in ima nastavljivo vpenjalno silo.
Vodila in diapozitivi:
Podpira in vodi komponente, kot sta delovna miza in glava brusilnega koluta, za natančno linearno gibanje.
Vrste: valjčna/kroglična vodila, hidrostatična vodila in plinska hidrostatična vodila.
Zahteve: visoka natančnost, visoka togost, nizko trenje, brez lezenja, visoka odpornost proti obrabi in dobra odpornost na vibracije.
Mehanizem podajanja:
Pretvori rotacijsko gibanje servo motorja v natančno linearno gibanje.
Jedro: Precizni kroglični vijak (najpogostejši) ali linearni motor (za uporabo z visoko natančnostjo in hitrostjo odziva).
Vključuje: servo motor, sklopko/zobati jermen, vodilni vijak, ohišje matice, podporne ležaje itd.
Zaščitni pokrov:
Zaščita gibljivih komponent (vodni vijak, vodilo) pred brusilnim prahom in hladilno tekočino.
Preprečuje brizganje hladilne tekočine in ostankov brušenja, kar zagotavlja varno delovanje.
2. CNC sistem (CNC - "možgani")
CNC krmilnik:
Glavni računalnik, poganja programsko opremo CNC.
Funkcije: vnos/urejanje/shranjevanje programa, dekodiranje, interpolacija (izračun trajektorij gibanja osi), generiranje ukazov za nadzor položaja, logično krmiljenje in interakcija človek-stroj.
Operacijska plošča (vmesnik človek-stroj - HMI):
Vključuje zaslon (LCD/TFT) in vnosne naprave (tipkovnico, ročno kolo, funkcijske gumbe).
Uporablja se za vnos upravljavskega programa, nastavitev parametrov, spremljanje stanja in ročno upravljanje stroja.
PLC (programabilni logični krmilnik):
Upravlja krmiljenje zaporedja stroja, logično krmiljenje in krmiljenje pomožnih funkcij.
Kontrole: zagon/ustavitev hidravlične postaje, zagon/ustavitev črpalke hladilne tekočine, sistem mazanja, vpenjanje/odpenjanje obdelovanca, odpiranje/zapiranje zaščitnih vrat, indikatorske lučke, alarmi itd.
Tesno sodeluje s CNC-jem, da zagotovi, da so premiki stroja usklajeni s CNC-programom.
Programska oprema:
Operacijski sistem: Osnovna platforma CNC sistema.
Programska oprema CNC Kernel: Izvaja osnovne funkcije, kot sta interpolacija in nadzor položaja.
Posebna programska oprema za-mletje: ponuja optimizirane funkcije za postopek mletja, kot so:
Cikel praženja brusnih plošč (avtomatsko izravnavanje, več poti praženja).
Konstantna linearna regulacija hitrosti (ohranja konstantno linearno hitrost na površini brusa).
Prilagodljivo krmiljenje (prilagodi hitrost podajanja v realnem času glede na silo brušenja, moč in druge dejavnike).
Spletna meritvena kompenzacija (integrirana z merilnimi sistemi).
Kompleksno programiranje konturnega brušenja (kot je ročična gred, odmična gred in ostrenje orodja).
Baza podatkov o procesu mletja.
3. Pogonski sistem ("Muscle")
Servo pogon:
Prejema ukaze za položaj/hitrost/navor iz CNC-ja in poganja servo motor.
Servo motor:
Motor podajalne osi: poganja delovno mizo (osi X/Y/Z) in nosilec brusnega kolesa (osi X/Z). Potrebna je visoka natančnost, visoka odzivnost in širok razpon hitrosti.
Motor vretena:
Motor vretena brusilnega kolesa: poganja brusno kolo z visoko hitrostjo. Običajno se uporablja električno vreteno (vgrajen motor in vreteno), ki je neposredno gnano in dosega izjemno visoke hitrosti (več deset tisoč vrtljajev na minuto). Motor vretena obdelovanca (C-os): poganja vrtenje obdelovanca (za zunanje cilindrično brušenje itd.). Zahteva natančno kontrolo hitrosti in položaja (indeksiranje, sinhronizacija).
Motor vodilnega kolesa (brezsredinsko brušenje): poganja vodilno kolo.
Zahteve: visoka gostota moči, visok dinamični odziv, nizke vibracije in nizko nastajanje toplote.
Hidravlični/pnevmatski sistem (za nekatera strojna orodja):
Zagotavlja moč za pomožna gibanja, kot so podaljševanje in umik pinola zadnjega dela, vpenjanje velikega obdelovanca in podpora za stabilen naslon.
IV. Sistem za merjenje in povratne informacije ("Oči" in "Senzorski organi")
Naprava za zaznavanje položaja:
Realnočasovno-zaznavanje dejanskega položaja vsake linearne osi (X/Y/Z) in rotacijske osi (B/C), ki zagotavlja povratne informacije sistemu CNC za nadzor-zanke.
Ključne komponente: Linearna lestvica (za linearne osi, najvišja natančnost), rotacijski kodirnik (zadnji-konec motorja/konec vodilnega vijaka, za pol-zaprto zanko ali polno zaprto zanko; kotni položaj vretena).
Zahteve: ultra{0}}visoka ločljivost, visoka natančnost, visoka stabilnost in odpornost na motnje.
Spletni merilni sistem (neobvezen, a vedno bolj pomemben):
Naprava za merjenje obdelovanca: kot je kontaktna sonda (sprožilec/skener) ali brez{0}}kontaktna sonda (laser), neposredno meri dimenzije obdelovanca na obdelovalnem stroju, kar omogoča kompenzacijo v-postopku/po-postopku.
Naprava za merjenje/nadzor brusa: laserski merilnik premera (spremlja spremembe premera brusa), senzor akustične emisije/AE (nadzoruje stanje brušenja, trke in zlom kolesa), nadzor moči (posredno odraža silo brušenja).
V. Pomožni sistemi
Hladilni sistem:
Namen: Hladi območje brušenja (preprečuje opekline obdelovanca in brusa), maže (zmanjšuje trenje) in odplakne ostanke brušenja.
Komponente: Rezervoar za hladilno tekočino, črpalka, cevi, šobe, filtrirni sistem (papirni/magnetni/vrtinčni/centrifugalni itd.-izredno pomembno!), naprava za nadzor temperature (za visoko natančne brusilnike).
Sistem mazanja:
Namen: Zagotavlja stalno mazanje gibljivih delov, kot so vodila, vodilni vijaki in ležaji, zmanjšuje trenje in obrabo ter zagotavlja natančnost in življenjsko dobo.
Tip: Samodejno časovno in kvantitativno mazanje (olje ali mast).
Hidravlični sistem (če je potreben):
Zagotavlja moč za vpenjanje, uravnoteženje in težke gibljive dele.
Sistem za odstranjevanje ostružkov in prahu:
Odstranjevanje ostružkov: tekoči trakovi, spiralni transporterji ostružkov itd. odstranjujejo ostružke z delovnega območja.
Odstranjevanje prahu: Naprave za zbiranje prahu (zlasti za suho ali natančno brušenje) zbirajo fin prah iz zraka za zaščito okolja in natančnost opreme.
Sistem za obdelavo brusnega kolesa:
Namen: Povrne natančnost oblike brusa in učinkovitost brušenja.
Komponente: Dresser (diamantni valj, eno-/več{1}}točkovno diamantno pero, diamantni disk), nosilec za dreser, pogonski motor (če je potrebno vrtenje) in neodvisen mehanizem za natančno podajanje (pogosto servo-pogon).
Postopek obdelave običajno nadzira program-CNC, kar omogoča obdelavo zapletenih kontur.
Varnostni in zaščitni sistem:
Mehanska zaščita: Zaščita stroja, zaščitna vrata (z zaklepnim stikalom).
Električna varnost: Gumb za zaustavitev v sili, varnostni rele, stikalo za svetlobno pregrado/varnostna vrata.
