Una rectificadora CNC és un equip bàsic en la fabricació de precisió moderna. La seva estructura integra una estructura mecànica de precisió, un sistema CNC, un sistema d'accionament, un sistema de mesura i retroalimentació i sistemes auxiliars. Els components principals són els següents:
1. Cos de la màquina (estructura bàsica)
Llit:
L'"esquelet" de la màquina-eina, suportant tots els components.
Requisits: Alta rigidesa, alta estabilitat i excel·lent amortiment de vibracions (generalment de ferro colat o granit natural).
Les costelles de reforç intern sovint es dissenyen i envelleixen per eliminar l'estrès intern.
Taula de treball:
S'utilitza per muntar i suportar peces o accessoris.
Tipus: taula de treball rectangular (moviment lineal alternatiu), taula de treball circular (moviment rotatiu).
Accionament: normalment conduït per un servomotor mitjançant un cargol de boles o un motor lineal, aconseguint un moviment de precisió en els eixos X/Y/Z.
Capçal de la mola:
Component principal, muntatge i accionament de la mola per a la rectificació rotativa{0}}d'alta velocitat.
Inclou:
Unitat d'eix de mola: un eix d'ultra-alta- precisió (hidrostàtica, aerostàtica, elèctrica, etc.) que requereix velocitats extremadament altes, vibracions mínimes, alta rigidesa i estabilitat tèrmica.
Brida de muntatge de la mola: s'utilitza per subjectar la mola.
Dispositiu d'equilibri: un sistema d'equilibri dinàmic automàtic o manual per a la mola elimina les vibracions causades pel desequilibri de rotació.
Interfície del dispositiu de vestir: s'utilitza per muntar un corró de diamant o una còmoda-tipus.
Moviment: es pot moure al llarg de l'eix X-(alimentació radial) i Z-(alimentació axial). Algunes màquines-eina també permeten que el capçal de la mola gira al voltant de l'eix B-(inclinació).
Capçal i contrapunt (utilitzat principalment en màquines de rectificat cilíndriques/universals externes):
Capçal: munta l'eix de la peça (girable) i acciona la peça (eix C-) per girar-la. El cargol es pot equipar amb un centre o un mandril. Els capçals CNC moderns solen ser servo-accionats, cosa que permet un control precís de la velocitat i la posició angular (indexació).
Contrepunt: proporciona suport per a l'altre extrem de la peça de treball (el centre). Normalment es mou al llarg de les baranes del llit per acomodar peces de diferents longituds i compta amb una força de subjecció ajustable.
Guies i tobogans:
Suporta i guia components com la taula de treball i el capçal de la mola per a un moviment lineal precís.
Tipus: guies de rodets/bola, guies hidrostàtiques i guies hidrostàtiques de gas.
Requisits: alta precisió, alta rigidesa, baixa fricció, sense fluïdesa, alta resistència al desgast i bona resistència a les vibracions.
Mecanisme d'alimentació:
Converteix el moviment rotatiu del servomotor en moviment lineal precís.
Nucli: cargol de boles de precisió (el més comú) o motor lineal (per a aplicacions d'alta precisió i alta velocitat de resposta).
Inclou: servomotor, acoblament/corretja de distribució, cargol de plom, carcassa de femella, coixinets de suport, etc.
Funda protectora:
Protecció dels components mòbils (cargol, guia) de la pols i el refrigerant.
Evita esquitxades de refrigerant i residus de mòlta, garantint un funcionament segur.
2. Sistema CNC (CNC - "Cervell")
Controlador CNC:
Ordinador principal, executa el programari CNC.
Funcions: entrada/edició/emmagatzematge de programes, descodificació, interpolació (càlcul de trajectòries de moviment de l'eix), generació d'ordres de control de posició, control lògic i interacció humà-màquina.
Tauler d'operacions (HMI de la interfície humana-màquina -):
Inclou una pantalla (LCD/TFT) i dispositius d'entrada (teclat, volant, botons de funció).
S'utilitza per a l'entrada del programa de l'operador, la configuració de paràmetres, el control de l'estat i el funcionament manual de la màquina.
PLC (controlador lògic programable):
Gestiona el control de la seqüència, el control lògic i el control de funcions auxiliars de la màquina.
Controls: inici/parada de l'estació hidràulica, inici/parada de la bomba de refrigerant, sistema de lubricació, subjecció/desenganxament de la peça, obertura/tancament de la porta de protecció, llums indicadores, alarmes, etc.
Interacciona estretament amb el CNC per garantir que els moviments de la màquina es coordinen amb el programa CNC.
Programari:
Sistema operatiu: la plataforma subjacent del sistema CNC.
Programari CNC Kernel: implementa funcions bàsiques com ara la interpolació i el control de posició.
Mòlta-Programari específic: proporciona funcions optimitzades per al procés de mòlta, com ara:
Cicle d'acondicionament de la mola (compensació automàtica, múltiples vies de preparació).
Control de velocitat lineal constant (manté una velocitat lineal constant a la superfície de la mola).
Control adaptatiu (ajusta la velocitat d'alimentació en temps real en funció de la força de mòlta, la potència i altres factors).
Compensació de mesura en línia (integrada amb sistemes de mesura).
Programació complexa de rectificat de contorns (com ara cigonyal, arbre de lleves i afilat d'eines).
Base de dades del procés de mòlta.
3. Sistema de conducció ("Múscul")
Servo Drive:
Rep ordres de posició/velocitat/parell del CNC i acciona el servomotor.
Servomotor:
Motor de l'eix d'alimentació: condueix la taula de treball (eixos X/Y/Z) i el carro de la mola (eixos X/Z). Es requereix una alta precisió, una gran capacitat de resposta i un ampli rang de velocitat.
Motor de l'eix:
Motor de l'eix de la mola: acciona la mola a gran velocitat. Normalment, s'utilitza un eix elèctric (motor i eix integrat), accionat directament, i aconsegueix velocitats extremadament altes (desenes de milers de RPM). Motor de l'eix de la peça (eix C-): impulsa la rotació de la peça (per a la rectificació cilíndrica externa, etc.). Requereix un control precís de velocitat i posició (indexació, sincronització).
Motor de la roda de guia (molt sense centre): acciona la roda de guia.
Requisits: Alta densitat de potència, alta resposta dinàmica, baixa vibració i baixa generació de calor.
Sistema hidràulic/pneumàtic (per a algunes màquines-eina):
Proporciona potència per a moviments auxiliars, com ara l'extensió i la retracció de la contrapunta, la subjecció de peces grans i un suport de descans constant.
IV. Sistema de mesura i retroalimentació ("Ulls" i "Òrgans sensors")
Dispositiu de detecció de posició:
Detecció-en temps real de la posició real de cada eix lineal (X/Y/Z) i eix rotatiu (B/C), proporcionant informació al sistema CNC per al control de-bucle tancat.
Components clau: escala lineal (per a eixos lineals, la màxima precisió), codificador rotatiu (extrem del motor-extrem/extrem del cargol, per a llaç semi-tancat o llaç tancat complet; posició angular de l'eix).
Requisits: ultra-resolució, alta precisió, alta estabilitat i immunitat a les interferències.
Sistema de mesurament en línia (opcional però cada cop més important):
Dispositiu de mesura de la peça: com ara una sonda de contacte (disparador/escàner) o una sonda sense contacte (làser), mesura directament les dimensions de la peça a la màquina-eina, permetent la compensació en-procés/post-procés.
Dispositiu de mesura/vigilància de la mòlta: indicador de diàmetre làser (controla els canvis de diàmetre de la mòlta), sensor d'emissió acústica/AE (monitora l'estat de mòlta, col·lisions i trencament de la roda), control de potència (reflecteix indirectament la força de mòlta).
V. Sistemes Auxiliars
Sistema de refrigeració:
Propòsit: refreda la zona de mòlta (evita les cremades a la peça de treball i la mola), lubrica (redueix la fricció) i elimina els residus de mòlta.
Components: dipòsit de refrigerant, bomba, canonades, broquets, sistema de filtració (paper/magnètic/vòrtex/centrífug, etc.-importantíssim!), dispositiu de control de temperatura (per a rectificadores d'alta precisió).
Sistema de lubricació:
Propòsit: proporciona una lubricació contínua a les peces mòbils, com ara guies, cargols i coixinets, reduint la fricció i el desgast i assegurant la precisió i la vida útil.
Tipus: Lubricació automàtica temporitzada i quantitativa (oli o greix).
Sistema hidràulic (si cal):
Proporciona potència per subjectar, equilibrar i peces mòbils pesades.
Sistema d'eliminació de xips i pols:
Eliminació d'encenalls: les cintes transportadores, els transportadors d'encenalls en espiral, etc. eliminen les encenalls de la zona de treball.
Eliminació de pols: els dispositius de recollida de pols (especialment per a la mòlta en sec o de precisió) recullen la pols fina de l'aire per protegir el medi ambient i la precisió de l'equip.
Sistema de vestir de la mola:
Propòsit: restaura la precisió de la forma de la mola i el rendiment de la mòlta.
Components: aparador (corró de diamant, bolígraf de diamant d'un -punt/multi-punt, disc de diamant), muntatge de l'aparador, motor d'accionament (si es requereix rotació) i mecanisme d'alimentació de precisió independent (sovint accionat per servo-).
El procés d'acondicionament es controla normalment per programa CNC-, que permet l'acondicionament de contorns complex.
Sistema de seguretat i protecció:
Protecció mecànica: protector de màquina, porta protectora (amb interruptor d'enclavament).
Seguretat elèctrica: botó d'aturada d'emergència, relé de seguretat, barrera de llum/interruptor de porta de seguretat.
