Existuje mnoho odrůd a specifikací CNC obráběcích strojů a metody klasifikace jsou také různé. Obecně je lze klasifikovat podle následujících čtyř principů založených na funkci a struktuře.
1. Klasifikace podle řídící trajektorie pohybu obráběcího stroje
⑴ Bodově řízené bodové řízení CNC obráběcího stroje vyžaduje pouze přesné polohování pohyblivých částí obráběcího stroje z jednoho bodu do druhého. Požadavky na trajektorii pohybu mezi body nejsou přísné. Během pohybu se neprovádí žádné zpracování a pohyb mezi souřadnými osami nesouvisí. Aby bylo dosaženo rychlého a přesného polohování, pohyb posunu mezi dvěma body se obecně pohybuje nejprve rychle a poté se pomalu přibližuje k polohovacímu bodu, aby byla zajištěna přesnost polohování. Jak je znázorněno na obrázku níže, jedná se o trajektorii pohybu bodového řízení.
Mezi obráběcí stroje s funkcí bodového řízení patří především CNC vrtačky, CNC frézky, CNC vysekávací stroje atd. S rozvojem CNC technologie a snižováním cen CNC systémů jsou CNC systémy používané pouze pro bodové řízení vzácností.
⑵ CNC obráběcí stroje s lineárním řízením CNC obráběcí stroje s lineárním řízením se také nazývají CNC obráběcí stroje s paralelním řízením. Jejich charakteristikou je, že kromě přesného určování polohy mezi kontrolními body řídí také rychlost pohybu a trasu (trajektorii) mezi dvěma souvisejícími body. Jejich trasa pohybu je však pouze rovnoběžná se souřadnicovou osou obráběcího stroje; to znamená, že je současně řízena pouze jedna souřadnicová osa (to znamená, že v systému CNC není potřeba funkce výpočtu interpolace). Během procesu přemísťování může nástroj řezat při specifikované rychlosti posuvu a obecně může zpracovávat pouze pravoúhlé a stupňovité díly. Mezi obráběcí stroje s lineárními řídicími funkcemi patří především relativně jednoduché CNC soustruhy, CNC frézky, CNC brusky atd. CNC systém tohoto obráběcího stroje se také nazývá lineární řídicí CNC systém. Podobně jsou vzácné CNC obráběcí stroje používané výhradně pro lineární řízení.
⑶ CNC obráběcí stroje s řízením obrysu
CNC obráběcí stroje s řízením obrysu se také nazývají CNC obráběcí stroje s kontinuálním řízením. Jejich řídicí charakteristika spočívá v tom, že mohou současně řídit posunutí a rychlost dvou nebo více souřadnic pohybu. Aby byly splněny požadavky, aby se relativní trajektorie pohybu nástroje podél obrysu obrobku shodovala s obrysem zpracování obrobku, musí být řízení posuvu a řízení rychlosti každého pohybu souřadnic přesně koordinováno podle předepsaného proporcionálního vztahu. Proto je u tohoto typu řízení požadováno, aby CNC zařízení mělo interpolační funkci. Takzvaná interpolace má popsat tvar přímky nebo oblouku prostřednictvím matematického zpracování interpolačního operátoru v CNC systému podle základních dat zadaných programem (jako jsou souřadnice koncového bodu přímky, koncový bod souřadnice oblouku a souřadnice středu nebo poloměr). To znamená, že během výpočtu jsou impulsy distribuovány do každého ovladače souřadnicové osy podle výsledků výpočtu tak, aby bylo možné řídit posunutí propojení každé souřadnicové osy tak, aby bylo konzistentní s požadovaným obrysem. Během pohybu nástroj nepřetržitě řeže povrch obrobku a lze zpracovávat různé přímky, oblouky a křivky. Trajektorie obrábění s řízením obrysu. Tento typ obráběcího stroje zahrnuje předevšímCNC soustruhy, CNC frézky, CNC drátové řezací stroje, obráběcí centra atd. a jeho odpovídající CNC zařízení se nazývá řízení obrysu. Podle různého počtu spojovacích souřadnicových os, které řídí, lze CNC systém rozdělit do následujících forem:
① Dvouosé propojení: používá se hlavně u CNC soustruhů ke zpracování rotačních ploch popřCNC frézovánístroje na zpracování zakřivených válců.
② Dvouosé semi-spojení: používá se hlavně pro řízení obráběcích strojů s více než třemi osami, ve kterých mohou být dvě osy spojeny a druhá osa může být posouvána periodicky.
③ Tříosé propojení: Obecně rozděleno do dvou kategorií, jedna je propojení tří lineárních souřadnicových os X/Y/Z, které se běžněji používá u CNC frézek, obráběcích center atd. Druhá je, že kromě simultánních ovládání dvou lineárních souřadnic v X/Y/Z současně také řídí rotující souřadnicovou osu rotující kolem jedné z lineárních souřadnicových os. Například v soustružnickém obráběcím centru potřebuje kromě spojení podélné (osa Z) a příčné (osa X) lineární souřadnicové osy současně ovládat také spojení rotujícího vřetena (osa C). kolem osy Z.
④ Čtyřosé propojení: Současné ovládání propojení tří lineárních souřadnicových os X/Y/Z a rotující souřadnicové osy.
⑤ Pětiosé propojení: Kromě současného ovládání propojení tří lineárních souřadnicových os X/Y/Z. Současně také ovládá dvě souřadnicové osy, A, B a C, které se otáčejí kolem těchto lineárních souřadnicových os, čímž tvoří současné řízení pětiosého propojení. V tomto okamžiku lze nástroj nastavit libovolným směrem v prostoru. Například je nástroj řízen tak, aby se současně otáčel kolem osy x a osy y, takže nástroj vždy udržuje normální směr s opracovávaným povrchem obrysu v místě řezu, aby byla zajištěna hladkost řezu. opracovaný povrch zlepšuje jeho přesnost zpracování a efektivitu zpracování a snižuje drsnost opracovávaného povrchu.
2. Klasifikace metodou servořízení
⑴ Servopohon posuvu CNC obráběcích strojů s otevřenou smyčkou je bez zpětné vazby; to znamená, že neexistuje žádné detekční zpětnovazební zařízení. Obecně je jeho hnacím motorem krokový motor. Hlavním rysem krokového motoru je, že motor se otočí o krokový úhel pokaždé, když řídicí obvod změní signál příkazového impulsu, a samotný motor má samosvornou schopnost. Výstup signálu příkazu posuvu ze systému CNC řídí hnací obvod prostřednictvím rozdělovače impulsů. Řídí posun souřadnic změnou počtu impulsů, řídí rychlost posuvu změnou frekvence impulsů a řídí směr posuvu změnou pořadí distribuce impulsů. Proto jsou největšími přednostmi tohoto způsobu ovládání pohodlné ovládání, jednoduchá struktura a nízká cena. Tok povelového signálu vydávaného CNC systémem je jednosměrný, takže pro řídicí systém nevznikají žádné problémy se stabilitou. Protože však chyba mechanického převodu není korigována zpětnou vazbou, není přesnost posuvu vysoká. První CNC obráběcí stroje všechny přijaly tuto metodu řízení, ale míra poruch byla relativně vysoká. V současné době je díky zdokonalování pohonného obvodu stále hojně využíván. Zejména v mé zemi obecné ekonomické CNC systémy a CNC transformace starého zařízení většinou přebírají tuto metodu řízení. Tento způsob ovládání lze navíc konfigurovat s jednočipovým mikropočítačem nebo jednodeskovým počítačem jako CNC zařízením, což snižuje cenu celého systému.
⑵ Obráběcí stroje s uzavřenou smyčkou Servopohon posuvu tohoto typu CNC obráběcího stroje pracuje v režimu řízení zpětné vazby s uzavřenou smyčkou. Jeho hnací motor může používat stejnosměrné nebo střídavé servomotory a musí být nakonfigurován se zpětnou vazbou o poloze a rychlosti. Skutečný posun pohyblivých částí je detekován kdykoli během zpracování a je včas přiváděn zpět do komparátoru v CNC systému. Porovná se s povelovým signálem získaným interpolační operací a rozdíl se použije jako řídicí signál servopohonu, který pohání posuvnou složku, aby se vyloučila chyba posunutí. Podle místa instalace prvku detekce polohy zpětné vazby a použitého zpětnovazebního zařízení se dělí na dva režimy řízení: plně uzavřená smyčka a polouzavřená smyčka.
① Plně uzavřené řízení Jak je znázorněno na obrázku, jeho zařízení pro zpětnou vazbu polohy využívá prvek pro detekci lineárního posuvu (v současnosti obecně mřížkové pravítko) nainstalovaný na sedle obráběcího stroje, to znamená, že přímo detekuje lineární posuv obráběcího stroje. souřadnice. Chybu přenosu v celém řetězci mechanického převodu od motoru k sedlu obráběcího stroje lze eliminovat zpětnou vazbou, čímž se získá vysoká statická přesnost polohování obráběcího stroje. Protože však třecí charakteristiky, tuhost a vůle mnoha mechanických převodových článků v celé regulační smyčce jsou nelineární, je dynamická doba odezvy celého mechanického převodového řetězce velmi velká ve srovnání s dobou elektrické odezvy. To přináší velké potíže s korekcí stability celého systému uzavřené smyčky a také návrh a seřízení systému je značně komplikované. Proto se tato plně uzavřená metoda řízení používá hlavně pro CNC souřadnicové stroje aCNC přesnostbrusky s vysokými požadavky na přesnost.
② Řízení s polouzavřenou smyčkou Jak je znázorněno na obrázku, jeho polohová zpětná vazba využívá prvek detekce úhlu (v současnosti hlavně enkodéry atd.), který je instalován přímo na servomotoru nebo na konci vodícího šroubu. Protože většina mechanických přenosových spojů není zahrnuta v uzavřené smyčce systému, vyžaduje se získat stabilnější regulační charakteristiku. Chyby mechanického přenosu, jako jsou vodicí šrouby, nelze kdykoli korigovat prostřednictvím zpětné vazby, ale lze použít softwarové metody konstantní kompenzace k odpovídajícímu zlepšení jejich přesnosti. V současnosti většina CNC obráběcích strojů používá metody řízení s polouzavřenou smyčkou
⑶ Hybridní řízení CNC obráběcí stroje selektivně soustřeďují charakteristiky výše uvedených způsobů řízení, aby vytvořily hybridní schéma řízení. Jak bylo uvedeno výše, protože metoda řízení s otevřenou smyčkou má dobrou stabilitu, nízkou cenu, špatnou přesnost a úplná stabilita v uzavřené smyčce je špatná, aby se vzájemně kompenzovaly a splnily požadavky na řízení určitých obráběcích strojů, hybridní měla by být přijata metoda kontroly. Dvě nejběžněji používané metody jsou kompenzační typ s otevřenou smyčkou a kompenzační typ s polouzavřenou smyčkou
3. Klasifikace podle funkční úrovně CNC systému
Podle funkční úrovně CNC systému se CNC systém obvykle dělí do tří kategorií: nízká, střední a vysoká. Tato metoda klasifikace se v mé zemi používá častěji. Hranice tří úrovní nízké, střední a vysoké jsou relativní a klasifikační standardy se budou v různých obdobích lišit. Podle současné úrovně vývoje lze různé typy CNC systémů rozdělit podle některých funkcí a ukazatelů do tří kategorií: nízké, střední a vysoké. Mezi nimi se střední a vyšší třídy obecně nazývají plně funkční CNC nebo standardní CNC.
⑴ Řezání kovů se týká CNC obráběcích strojů, které používají různé řezné procesy, jako je soustružení, frézování, ráz, vystružování, vrtání, broušení a hoblování. Lze jej rozdělit do následujících dvou kategorií.
① Běžné CNC obráběcí stroje, jako jsou CNC soustruhy, CNC frézky, CNC brusky atd.
② Hlavním rysem obráběcího centra je knihovna nástrojů s mechanismem automatické výměny nástrojů; obrobek se upne jednou. Po upnutí jsou různé nástroje automaticky vyměněny a různé procesy, jako je frézování (soustružení), vystružování, vrtání a závitování, jsou nepřetržitě prováděny na stejném obráběcím stroji na každém obráběcím povrchu obrobku, jako jsou (stavební/frézovací) obráběcí centra , soustružnická centra, vrtací centra atd.
⑵ Tváření kovů se týká CNC obráběcích strojů, které používají procesy tváření, jako je vytlačování, děrování, lisování a tažení. Mezi běžně používané patří CNC lisy, CNC ohýbačky, CNC ohýbačky trubek, CNC spřádací stroje atd.
⑶ Speciální zpracování zahrnuje především CNC drátové EDM, CNC EDM tvářecí stroje, CNC řezací stroje plamenem, CNC laserové obráběcí stroje atd.
⑷ Mezi produkty měření a kreslení patří především třísouřadnicové měřicí stroje, stroje na seřizování CNC nástrojů, CNC plotry atd.
Čas odeslání: prosinec-05-2024