เหตุผลที่ Machining Center สามารถดำเนินการตัดเฉือนชิ้นส่วนที่ซับซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพและแม่นยำในการผลิตสมัยใหม่นั้น อยู่ที่โครงสร้างภายในแบบโมดูลาร์ที่มีการผสานรวมในระดับสูง โครงสร้างโดยรวมประกอบด้วยตัวเครื่องมือกล ระบบ CNC หน่วยขับเคลื่อนและเกียร์ ตัวเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติ ระบบเสริม และอุปกรณ์ตรวจจับและป้อนกลับ ชิ้นส่วนเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อให้ได้เครื่องจักรอัตโนมัติที่มี-ความเร็ว-แม่นยำสูง และหลาย-กระบวนการ
ตัวเครื่องมือกลเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่รองรับและวางตำแหน่งกระบวนการตัดเฉือน โดยทั่วไปจะประกอบด้วยเบด เสา สไลด์ โต๊ะทำงาน และรางนำทางที่มีความแข็งแกร่งสูง- เตียงส่วนใหญ่ทำจากเหล็กหล่อหรือเหล็กเชื่อมคุณภาพสูง- และผ่านการบําบัดตามอายุเพื่อขจัดความเครียดภายใน เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของมิติในระหว่างการใช้งานระยะยาว- คอลัมน์และตัวเลื่อนสร้างระบบรองรับแนวตั้งและแนวนอน ในขณะที่รางนำใช้แบบกลิ้งหรือเลื่อน เสริมด้วยโครงสร้างการขันและหล่อลื่นล่วงหน้า-เพื่อให้แน่ใจว่ามีการเสียดสีต่ำและมีความแข็งแกร่งสูงของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว โต๊ะทำงานสามารถแบ่งออกเป็นถาดแบบตายตัวและแบบเปลี่ยนได้ ขึ้นอยู่กับรูปแบบโครงสร้าง เพื่อตอบสนองความต้องการการตัดเฉือนชิ้นงานหลายชิ้นอย่างต่อเนื่อง เค้าโครง CNC ทั่วไปประกอบด้วยประเภทแนวตั้ง แนวนอน และโครงสำหรับตั้งสิ่งของ เค้าโครงแนวตั้งมีขนาดกะทัดรัดและเหมาะสำหรับการกลึงชิ้นส่วนขนาดเล็กถึงขนาดกลาง{- เค้าโครงแนวนอนเอื้อต่อการตัดเฉือนหลาย-เหลี่ยมเพชรพลอย และเค้าโครงโครงสำหรับตั้งสิ่งของที่มีระยะชักขนาดใหญ่และมีความแข็งแกร่งสูง เหมาะสำหรับส่วนประกอบขนาดใหญ่
ระบบ CNC คือศูนย์ควบคุมของ Machining Center ซึ่งประกอบด้วยฮาร์ดแวร์ตัวควบคุมและซอฟต์แวร์ โดยจะแปลคำสั่งของโปรแกรมการตัดเฉือนและสร้างวิถีการเคลื่อนที่สำหรับคำสั่งควบคุมความเร็วแกนและแกนพิกัดแต่ละอัน ระบบ CNC สมัยใหม่มักมีการเชื่อมต่อแบบหลาย-แกน การแก้ไขด้วยความเร็วสูง- การควบคุมการมองไปข้างหน้า - และความสามารถในการจำลองแบบกราฟิก ทำให้ระบบเหล่านี้สามารถรองรับ-ความต้องการในการคำนวณตามเวลาจริงสำหรับพื้นผิวที่ซับซ้อนและ-การตัดเฉือนด้วยความเร็วสูง การผสานรวมกับอินเทอร์เฟซเครื่องจักร (HMI) ของมนุษย์ ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถแก้ไขโปรแกรม ตั้งค่าพารามิเตอร์ และติดตามสถานะได้อย่างง่ายดาย
ชุดขับเคลื่อนและชุดเกียร์ประกอบด้วยเซอร์โวไดรฟ์และกลไกการส่งผ่านฟีด เซอร์โวไดรฟ์รับคำสั่งจากระบบ CNC และผ่าน-การควบคุมลูปกระแส ความเร็ว และลูปตำแหน่งแบบปิด ขับเคลื่อนเซอร์โวมอเตอร์เพื่อให้ได้-การกระจัดและการตอบสนองความเร็วที่มีความแม่นยำสูง โดยทั่วไปฟีดไดรฟ์จะมีสองรูปแบบ: คู่บอลสกรูและมอเตอร์เชิงเส้น บอลสกรูแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น และขึ้นชื่อในด้านความน่าเชื่อถือและการเจริญเติบโต มอเตอร์แนวราบช่วยลดการเชื่อมต่อการส่งกำลังระหว่างกลาง ทำให้มีความเร็วและประสิทธิภาพการเร่งความเร็วที่สูงขึ้น ทำให้เหมาะสำหรับการตัดเฉือนที่มีความเร็วสูง- ชุดขับเคลื่อนสปินเดิลจะควบคุมมอเตอร์หลักเพื่อให้เกิดการควบคุมความเร็วแบบไม่มีขั้นตอนและกำลังขับที่สม่ำเสมอ ตอบสนองความต้องการของวัสดุและสภาวะการตัดที่แตกต่างกัน
เครื่องเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติ (ATC) เป็นส่วนประกอบสำคัญในเครื่องจักรอัตโนมัติครบวงจรเพื่อให้บรรลุความเข้มข้นของกระบวนการ ประกอบด้วยนิตยสารเครื่องมือและกลไกการเปลี่ยนเครื่องมือ นิตยสารเครื่องมือสามารถจำแนกตามความจุและรูปแบบ รวมถึงประเภท-หมวก ประเภท-ดิสก์ ประเภท-ลูกโซ่ และประเภทเมทริกซ์- โดยมีความจุตั้งแต่เครื่องมือหนึ่งโหลไปจนถึงหลายร้อยชิ้น กลไกการเปลี่ยนเครื่องมือที่ขับเคลื่อนด้วยแขนหุ่นยนต์หรือลูกเบี้ยว จะแลกเปลี่ยนเครื่องมือระหว่างสปินเดิลและแม็กกาซีนเครื่องมือได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำตามคำแนะนำที่ตั้งโปรแกรมไว้ระหว่างการตัดเฉือน ช่วยลดเวลาในการ-ตัดเฉือนและปรับปรุงการใช้อุปกรณ์ได้อย่างมาก การออกแบบที่จับเครื่องมือและคานเลื่อนที่ได้มาตรฐานทำให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือและความเข้ากันได้ของการเปลี่ยนเครื่องมือ
ระบบเสริมประกอบด้วยระบบย่อย เช่น การทำความเย็นและการหล่อลื่น การขจัดเศษ ระบบไฮดรอลิก และนิวแมติกส์ ระบบทำความเย็นและหล่อลื่นจะช่วยลดอุณหภูมิของเครื่องมือและชิ้นงานผ่านการตัดของไหลหรือการหล่อลื่นระดับไมโคร- ช่วยชะล้างเศษออก และปรับปรุงคุณภาพพื้นผิว อุปกรณ์ถอดเศษจะขนเศษที่เกิดขึ้นระหว่างการตัดเฉือนไปยังพื้นที่รวบรวมทันที ทำให้พื้นที่การตัดเฉือนสะอาดและป้องกันรอยขีดข่วนทุติยภูมิ ระบบไฮดรอลิกและนิวแมติกให้การสนับสนุนกำลังสำหรับอุปกรณ์จับยึด ตัวเปลี่ยนเครื่องมือ และประตูป้องกัน ช่วยให้มั่นใจในการทำงานที่รวดเร็วและแม่นยำ
อุปกรณ์ตรวจจับและป้อนกลับประกอบด้วยองค์ประกอบการตรวจจับตำแหน่งและเซ็นเซอร์ตรวจสอบสถานะ อุปกรณ์ตรวจจับตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูง- เช่น สเกลเชิงเส้น ตัวเข้ารหัส และหม้อแปลงแบบหมุนจะสร้างระบบป้อนกลับแบบลูป-แบบปิดโดยสมบูรณ์หรือแบบกึ่ง-แบบปิด- เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งและความสามารถในการทำซ้ำของแกนพิกัด เซ็นเซอร์อุณหภูมิ เซ็นเซอร์สั่นสะเทือน และอุปกรณ์ตรวจจับโหลดสามารถตรวจสอบสถานะการทำงานของสปินเดิลและระบบป้อนได้แบบเรียลไทม์ ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการบำรุงรักษาเชิงป้องกันและการวินิจฉัยอัจฉริยะ
โดยสรุป การออกแบบโครงสร้างของแมชชีนนิ่งเซนเตอร์มีจุดมุ่งหมายเพื่อความแข็งแกร่งสูง ความแม่นยำสูง และระบบอัตโนมัติสูง โมดูลการทำงานต่างๆ รวมกันเป็นองค์ประกอบอินทรีย์ทั้งหมดในแง่ของภาระทางกล-ความสามารถในการรับน้ำหนัก การควบคุมการเคลื่อนไหว การจัดการเครื่องมือ และการรับประกันกระบวนการ โครงสร้างแบบผสมผสานนี้ไม่เพียงแต่สนับสนุนความสมบูรณ์ของกระบวนการที่ซับซ้อนในการตั้งค่าเดียวเท่านั้น แต่ยังเป็นรากฐานทางกายภาพและทางเทคนิคที่มั่นคงสำหรับการตัดเฉือนที่ชาญฉลาด-ด้วยความเร็วสูง แม่นยำสูง- และทำให้เครื่องแมชชีนเซ็นเตอร์เป็นอุปกรณ์หลักที่ขาดไม่ได้ในการผลิตสมัยใหม่