Motivul pentru care centrele de prelucrare pot efectua prelucrarea eficientă și precisă a pieselor complexe în producția modernă constă în structura lor internă foarte integrată și modulară. Structura generală constă din corpul mașinii-unelte, sistemul CNC, unitatea de antrenare și transmisie, schimbătorul automat de scule, sisteme auxiliare și dispozitive de detectare și feedback. Aceste piese lucrează împreună pentru a obține prelucrări automate cu-viteză mare,-precizie ridicată și prelucrare automată cu mai multe procese.
Corpul mașinii-unelte este cadrul de bază care susține și poziționează procesul de prelucrare. De obicei, constă dintr-un ansamblu de pat, coloană, tobogan, masă de lucru și șină de ghidare cu rigiditate mare-. Patul este fabricat în mare parte din fontă de-înaltă calitate sau din oțel sudat și este supus unui tratament de îmbătrânire pentru a elimina stresul intern, asigurând stabilitatea dimensională în timpul utilizării pe termen lung-. Coloana și glisiera formează un sistem de susținere vertical și orizontal, în timp ce șinele de ghidare folosesc tipuri de rulare sau alunecare, completate de structuri de pre-strângere și lubrifiere pentru a asigura frecare scăzută și rigiditate ridicată a pieselor mobile. Masa de lucru poate fi împărțită în tăvi fixe și schimbabile, în funcție de forma structurală, pentru a răspunde nevoilor de prelucrare continuă a mai multor piese de prelucrat. Dispozițiile CNC obișnuite includ tipuri verticale, orizontale și portal. Dispozițiile verticale sunt compacte și potrivite pentru prelucrarea pieselor de dimensiuni mici și mijlocii-, așezările orizontale facilitează prelucrarea cu mai multe-fațete, iar dispozițiile portal, cu cursa lor mare și rigiditate ridicată, sunt potrivite pentru componente mari.
Sistemul CNC este centrul de comandă al centrului de prelucrare, compus din hardware și software controler. Acesta interpretează instrucțiunile programului de prelucrare și generează traiectorii de mișcare pentru fiecare axă de coordonate și comenzi de control al vitezei axului. Sistemele CNC moderne au adesea legături cu mai multe axe,-interpolare de mare-viteză, control-perspectiv și capabilități de simulare grafică, permițându-le să gestioneze cerințele de calcul-în timp real pentru suprafețe complexe și prelucrare de-viteză mare. Integrarea sa cu interfața uman-mașină (HMI) permite operatorilor să editeze cu ușurință programele, să stabilească parametrii și să monitorizeze starea.
Unitatea de antrenare și transmisie include servomotor și mecanisme de transmisie a alimentării. Servoacționarea primește comenzi de la sistemul CNC și, prin controlul în buclă-închisă a buclelor de curent, viteză și poziție, antrenează servomotorul pentru a obține o deplasare de înaltă-precizie și un răspuns la viteză. Unitățile de alimentare sunt de obicei în două forme: perechi de șuruburi cu bile și motoare liniare. Șuruburile cu bile transformă mișcarea rotativă în mișcare liniară și sunt cunoscute pentru fiabilitatea și maturitatea lor. Motoarele liniare elimină legăturile intermediare de transmisie, oferind viteză mai mare și performanțe de accelerație, făcându-le potrivite pentru prelucrarea cu viteză mare-. Unitatea de antrenare a arborelui controlează motorul principal pentru a obține o reglare continuă a vitezei și o putere constantă, satisfacând nevoile diferitelor materiale și condiții de tăiere.
Schimbătorul automat de scule (ATC) este o componentă cheie în centrele de prelucrare pentru atingerea concentrării procesului. Este format dintr-un magazin de scule și un mecanism de schimbare a sculelor. Magazinele de scule pot fi clasificate în funcție de capacitate și formă, inclusiv tip-pălărie, tip-, tip-lanț și tip-matrice, cu capacități variind de la o duzină la sute de unelte. Mecanismul de schimbare a sculelor, acționat de un braț sau came robotizată, schimbă rapid și precis uneltele între ax și magazia de scule conform instrucțiunilor programate în timpul prelucrării, reducând semnificativ timpul de ne-tăiere și îmbunătățind utilizarea echipamentului. Designul standardizat al suportului de scule și al barei de tracțiune asigură fiabilitatea și compatibilitatea schimbării sculei.
Sistemele auxiliare cuprind subsisteme precum răcirea și lubrifierea, îndepărtarea așchiilor, hidraulice și pneumatice. Sistemul de răcire și lubrifiere reduce temperatura sculei și a piesei de prelucrat prin fluid de tăiere sau micro{1}}lubrifiere, îndepărtează așchiile și îmbunătățește calitatea suprafeței. Dispozitivul de îndepărtare a așchiilor transportă prompt așchiile generate în timpul prelucrării în zona de colectare, menținând zona de prelucrare curată și prevenind zgârieturile secundare. Sistemele hidraulice și pneumatice asigură suport de putere pentru dispozitivul de prindere, schimbătorul de scule și ușile de protecție, asigurând o funcționare rapidă și precisă.
Dispozitivele de detectare și feedback includ elemente de detectare a poziției și senzori de monitorizare a stării. Dispozitivele de-de înaltă precizie de detectare a poziției, cum ar fi scalele liniare, codificatoarele și transformatoarele rotative formează un sistem de feedback în buclă complet închisă-sau semi-închis-, asigurând precizia de poziționare și repetabilitatea axelor de coordonate. Senzorii de temperatură, senzorii de vibrații și dispozitivele de detectare a sarcinii pot monitoriza starea de funcționare a axului și a sistemului de alimentare în timp real, oferind o bază pentru întreținerea preventivă și diagnosticarea inteligentă.
Pe scurt, designul structural al centrului de prelucrare vizează rigiditate ridicată, precizie ridicată și automatizare ridicată. Diferitele module funcționale formează un întreg organic în ceea ce privește capacitatea portantă-de sarcină mecanică, controlul mișcării, managementul sculelor și asigurarea procesului. Această structură integrată nu numai că sprijină finalizarea proceselor complexe într-o singură configurație, dar oferă și o bază fizică și tehnică solidă pentru prelucrarea de înaltă-viteză, de înaltă-precizie și de prelucrare inteligentă, făcând centrele de prelucrare un echipament central indispensabil în producția modernă.