Budowa tokarki CNC

Obrabiarki sterowane numerycznie, w tym tokarki CNC, pracują zgodnie z zaprogramowanym cyklem. Komputer jest elementem, który przekazuje informacje dotyczące pożądanej obróbki dokonywanej z wykorzystaniem tokarki CNC. Do podstawowych elementów tokarki CNC zalicza się:

•   komputer wyposażony w pulpit sterujący z ekranem,
•   układ pomiaru położenia detalu,
•   napęd głównego wrzeciona,
•   napęd posuwu,
•   śruba kulowa napędu posuwu,
•   głowice narzędziowe,
•   uchwyt przedmiotu obrabianego.

Jak łatwo można zauważyć, tego rodzaju obrabiarki pozbawione są części, jakie w standardowych, manualnie sterowanych maszynach służą do ręcznego napędu posuwów.

Nie należy zapominać, że w budowie obrabiarki wyróżnia się magazyn narzędziowy lub głowicę rewolwerową z głowicami narzędziowymi. Na wyposażeniu obrabiarki CNC jest urządzenie do automatycznej wymiany narzędzi. W zależności od tego, z jakim rodzajem tokarki CNC masz do czynienia, może ona mieć różną liczbę gniazd narzędziowych. Za pomocą sterowania numerycznego, czyli odpowiedniego programu, narzędzie jest wybierane i ustawiane w pozycji wyjściowej.

Głowica rewolwerowa najczęściej stosowana jest w tokarkach CNC. Kiedy operator tokarki potrzebuje dokonywać obróbki z wykorzystaniem odpowiedniego narzędzia, wywołuje je, a głowica otrzymuje odpowiedni sygnał do tego, by odwrócić się i ustawić odpowiednie narzędzie w swoim roboczym położeniu. Wszystko to realizowane jest w rekordowo krótkim czasie. Głowica rewolwerowa może mieć od 8 do nawet 16 miejsc na umieszczenie narzędzi obróbczych. Przykładem wykorzystania głowicy rewolwerowej są tokarki TBI serii TC 500, których głowice mają 12 narzędzi oraz jedno gniazdo narzędziowe model BMT-55 power control.

Natomiast magazyn narzędzi częściej spotykany jest jednak we frezarkach. Ma dwuramienny chwytak, który dokonuje wymiany narzędzi obróbczych, kiedy zaistnieje taka potrzeba. Na przykład w automatach tokaskich CNC TBI i42  znajduje się magazyn narzędzi Gantry x2 kolumnowy z narzędziami frezującymi. Liczba narzędzi wrzeciona wynosi 6 kątowych i 5 prostych oraz aż 12 napędzanych. Liczba narzędzi przeciwwrzeciona to 5 narzędzi kątowych, 9 prostych i 12 napędzanych.

Występują również tokarki CNC mające skośne łoże, które znajdują zastosowanie w przypadku obróbki ciężkiej detali wielkogabarytowych.

Przedmiot poddawany obróbce z wykorzystaniem tokarek CNC umieszczany jest w uchwycie. Uchwyt przedmiotu obrabianego służy do prawidłowego zamocowania detalu na wrzecionie podczas obróbki. Powinien zapewniać stabilne trzymanie bez jakichkolwiek luzów. W zastosowaniu w tokarkach CNC są:

•   uchwyty tokarskie,
•   uchwyty zaciskowe – stosowane głównie przy wysokich obrotach,
•   uchwyty szczękowe,
•   tuleje zaciskowe – do mocowania niewielkich przedmiotów.

Przedmiot obrabiany z użyciem tokarki CNC musi mieć prawidłowe położenie. Prosta obróbka wymagać będzie jedynie zastosowania standardowych uchwytów szczękowych. Przy bardziej skomplikowanych pracach stosuje się uchwyty frezarskie, np. tuleje i uchwyty zaciskowe.

W tokarkach CNC stosuje się zespoły napędowe, składające się z napędu głównego, posuwów i pomocniczego. Napęd główny powinien mieć odpowiednio wysoką sztywność i zdolność do szybkiej i płynnej zmiany prędkości skrawania bez wywoływania drgań. Stosowane są przy tym napędy główne:

•   hydrauliczne,
•   elektromechaniczne z przekładnią stopniową lub bezstopniową,
•   elektryczne z silnikiem prądu stałego i przekładnią stopniową,
•   elektryczne z synchronicznym lub asynchronicznym silnikiem prądu przemiennego.

Napęd posuwów, czyli napęd ruchu posuwowego, może być napędem tradycyjnym, w jakim silnik obrotowy wprawia w ruch śrubę toczną bezpośrednio lub pośrednio za pomocą przekładni pasowej czy zębatek. Może być to napęd bezpośredni, liniowy z silnikiem elektrycznym lub napęd z elektronakrętką, w którym silnik współpracuje z obracającą się nakrętką toczną, a śruba pozostaje nieruchoma.