Der er mange varianter og specifikationer af CNC-værktøjsmaskiner, og klassificeringsmetoderne er også forskellige. Generelt kan de klassificeres efter følgende fire principper baseret på funktion og struktur.
1. Klassificering efter kontrolbanen for værktøjsmaskiners bevægelse
⑴ Punktstyret CNC-værktøjsmaskinens punktstyring kræver kun den nøjagtige positionering af værktøjsmaskinens bevægelige dele fra et punkt til et andet. Kravene til bevægelsesbanen mellem punkter er ikke strenge. Der udføres ingen bearbejdning under bevægelsen, og bevægelsen mellem koordinatakserne er uden sammenhæng. For at opnå hurtig og nøjagtig positionering bevæger forskydningsbevægelsen mellem to punkter sig generelt hurtigt først og nærmer sig derefter positioneringspunktet langsomt for at sikre positioneringsnøjagtighed. Som vist i figuren nedenfor er det punktstyringens bevægelsesbane.
Værktøjsmaskiner med punktstyringsfunktioner omfatter hovedsageligt CNC-boremaskiner, CNC-fræsemaskiner, CNC-stansemaskiner osv. Med udviklingen af CNC-teknologi og reduktionen af CNC-systempriserne er CNC-systemer, der udelukkende anvendes til punktstyring, sjældne.
⑵ Lineær styring CNC værktøjsmaskiner Lineær styring CNC værktøjsmaskiner kaldes også parallel styring CNC værktøjsmaskiner. Deres egenskaber er, at de udover den nøjagtige positionering mellem kontrolpunkter også styrer bevægelseshastigheden og ruten (banen) mellem to relaterede punkter. Deres bevægelsesrute er dog kun parallel med værktøjsmaskinens koordinatakse; det vil sige, at der kun styres én koordinatakse på samme tid (det vil sige, at der ikke er behov for en interpolationsberegningsfunktion i CNC-systemet). Under forskydningsprocessen kan værktøjet skære ved en specificeret fremføringshastighed og kan generelt kun behandle rektangulære og trinformede dele. Værktøjsmaskinerne med lineære styrefunktioner omfatter hovedsageligt relativt simple CNC-drejebænke, CNC-fræsemaskiner, CNC-slibere osv. CNC-systemet i denne værktøjsmaskine kaldes også det lineære styre-CNC-system. Tilsvarende er CNC-værktøjsmaskiner, der udelukkende bruges til lineær kontrol, sjældne.
⑶ Konturkontrol CNC-værktøjsmaskiner
Konturstyring CNC-værktøjsmaskiner kaldes også kontinuerlige CNC-værktøjsmaskiner. Deres kontrolkarakteristika er, at de samtidigt kan styre forskydningen og hastigheden af to eller flere bevægelseskoordinater. For at opfylde kravene om, at værktøjets relative bevægelsesbane langs emnekonturen opfylder emnebearbejdningskonturen, skal forskydningsstyringen og hastighedsstyringen af hver koordinatbevægelse koordineres nøjagtigt i henhold til det foreskrevne proportionale forhold. Derfor skal CNC-enheden i denne type kontrol have en interpolationsfunktion. Den såkaldte interpolation er at beskrive formen af en ret linje eller bue gennem den matematiske bearbejdning af interpolationsoperatøren i CNC-systemet i henhold til de grundlæggende data input af programmet (såsom endepunktskoordinaterne for en ret linje, endepunktet koordinater for en bue og centerkoordinater eller radius). Det vil sige, mens der beregnes, fordeles impulser til hver koordinataksestyreenhed i overensstemmelse med beregningsresultaterne for at styre forbindelsesforskydningen af hver koordinatakse, så den stemmer overens med den nødvendige kontur. Under bevægelsen skærer værktøjet kontinuerligt overfladen af emnet, og forskellige lige linjer, buer og kurver kan behandles. Konturstyrings bearbejdningsbane. Denne type værktøjsmaskiner omfatter hovedsageligtCNC drejebænke, CNC-fræsemaskiner, CNC-trådskæremaskiner, bearbejdningscentre osv., og dens tilsvarende CNC-enhed kaldes konturstyring. I henhold til det forskellige antal koblingskoordinatakser, det styrer, kan CNC-systemet opdeles i følgende former:
① To-akse kobling: bruges hovedsageligt til CNC drejebænke til at behandle roterende overflader ellerCNC fræsningmaskiner til at behandle buede cylindre.
② To-akset halvled: Anvendes hovedsageligt til styring af værktøjsmaskiner med mere end tre akser, hvori to akser kan forbindes, og den anden akse kan tilføres periodisk.
③ Tre-akset kobling: Generelt opdelt i to kategorier, den ene er koblingen af tre lineære koordinatakser X/Y/Z, som er mere almindeligt brugt i CNC-fræsemaskiner, bearbejdningscentre osv. Den anden er, at ud over samtidig kontrollerer to lineære koordinater i X/Y/Z, kontrollerer den også samtidig den roterende koordinatakse, der roterer omkring en af de lineære koordinatakser. For eksempel, i et drejebearbejdningscenter skal det ud over koblingen af de langsgående (Z-akse) og tværgående (X-akse) lineære koordinatakser også samtidig styre koblingen af spindlen (C-aksen), der roterer omkring Z-aksen.
④ Fireakset kobling: Styr samtidig koblingen af tre lineære koordinatakser X/Y/Z og en roterende koordinatakse.
⑤ Fem-akset kobling: Ud over samtidig styring af koblingen af de tre lineære koordinatakser X/Y/Z. Den styrer også samtidigt to af koordinatakserne, A, B og C, der roterer rundt om disse lineære koordinatakser og danner en samtidig kontrol af fem-akset forbindelse. På dette tidspunkt kan værktøjet indstilles i enhver retning i rummet. For eksempel styres værktøjet til at svinge rundt om x-aksen og y-aksen på samme tid, således at værktøjet altid bevarer den normale retning med konturoverfladen, der behandles ved sit skærepunkt, for at sikre glatheden af forarbejdet overflade forbedrer dens behandlingsnøjagtighed og forarbejdningseffektivitet og reducerer ruheden af den behandlede overflade.
2. Klassificering efter servokontrolmetode
⑴ Fremføringsservodrevet til CNC-værktøjsmaskiner med åben sløjfestyring er åben sløjfe; det vil sige, at der ikke er nogen detekteringsfeedback-enhed. Generelt er dens drivmotor en stepmotor. Det vigtigste ved stepmotoren er, at motoren roterer en trinvinkel, hver gang styrekredsløbet ændrer kommandopulssignalet, og selve motoren har selvlåsende evne. Fremføringskommandosignalet, der udsendes af CNC-systemet, styrer drivkredsløbet gennem pulsfordeleren. Den styrer koordinatforskydningen ved at ændre antallet af impulser, styrer forskydningshastigheden ved at ændre frekvensen af impulserne og styrer retningen af forskydningen ved at ændre fordelingsrækkefølgen af impulserne. Derfor er de største funktioner ved denne kontrolmetode bekvem kontrol, enkel struktur og lav pris. Kommandosignalstrømmen udstedt af CNC-systemet er ensrettet, så der er intet stabilitetsproblem for kontrolsystemet. Men fordi fejlen i den mekaniske transmission ikke korrigeres ved feedback, er forskydningsnøjagtigheden ikke høj. Tidlige CNC-værktøjsmaskiner brugte alle denne kontrolmetode, men fejlraten var relativt høj. På nuværende tidspunkt, på grund af forbedringen af drivkredsløbet, er det stadig meget udbredt. Især i mit land anvender generelle økonomiske CNC-systemer og CNC-transformation af gammelt udstyr for det meste denne kontrolmetode. Derudover kan denne styringsmetode konfigureres med en enkelt-chip mikrocomputer eller en single-board computer som en CNC-enhed, hvilket reducerer prisen på hele systemet.
⑵ Værktøjsmaskiner til styring af lukket sløjfe Fremføringsservodrevet på denne type CNC-værktøjsmaskiner fungerer i en tilbagekoblingsstyringstilstand med lukket sløjfe. Dens drivmotor kan bruge DC- eller AC-servomotorer og skal konfigureres med positionsfeedback og hastighedsfeedback. Den faktiske forskydning af de bevægelige dele detekteres til enhver tid under bearbejdningen, og den føres tilbage til komparatoren i CNC-systemet i tide. Det sammenlignes med kommandosignalet opnået ved interpolationsoperationen, og forskellen bruges som styresignalet for servodrevet, som driver forskydningskomponenten for at eliminere forskydningsfejlen. I henhold til installationsstedet for positionsfeedback-detektionselementet og den anvendte feedback-enhed er det opdelt i to kontroltilstande: fuld-lukket sløjfe og semi-lukket sløjfe.
① Fuld lukket sløjfekontrol Som vist på figuren bruger dens positionsfeedback-enhed et lineært forskydningsdetekteringselement (i øjeblikket generelt en gitterlineal) installeret på værktøjsmaskinens saddel, det vil sige direkte detektering af den lineære forskydning af værktøjsmaskinen koordinater. Transmissionsfejlen i hele den mekaniske transmissionskæde fra motoren til værktøjsmaskinens saddel kan elimineres gennem feedback, hvorved der opnås en høj statisk positioneringsnøjagtighed af værktøjsmaskinen. Men da friktionsegenskaberne, stivheden og frigangen for mange mekaniske transmissionsled i hele kontrolsløjfen er ikke-lineære, er den dynamiske responstid for hele den mekaniske transmissionskæde meget stor sammenlignet med den elektriske responstid. Dette medfører store vanskeligheder for stabilitetskorrektionen af hele det lukkede sløjfesystem, og designet og justeringen af systemet er også ret kompliceret. Derfor bruges denne fuld lukkede sløjfe kontrolmetode hovedsageligt til CNC-koordinatmaskiner ogCNC præcisionkværne med høje præcisionskrav.
② Semi-closed-loop kontrol Som vist på figuren bruger dens positionsfeedback et vinkeldetektionselement (i øjeblikket hovedsageligt indkodere osv.), som er installeret direkte på servomotoren eller enden af ledeskruen. Da de fleste af de mekaniske transmissionsforbindelser ikke er inkluderet i systemets lukkede sløjfe, kaldes det for at opnå en mere stabil kontrolkarakteristik. Mekaniske transmissionsfejl, såsom blyskruer, kan ikke korrigeres på noget tidspunkt gennem feedback, men softwarekonstante kompensationsmetoder kan bruges til at forbedre deres nøjagtighed. På nuværende tidspunkt bruger de fleste CNC-værktøjsmaskiner semi-closed loop kontrolmetoder
⑶ Hybridkontrol CNC-værktøjsmaskiner koncentrerer selektivt egenskaberne ved ovenstående kontrolmetoder for at danne et hybridkontrolskema. Som nævnt ovenfor, da åben-sløjfe-kontrolmetoden har god stabilitet, lave omkostninger, dårlig nøjagtighed og den fulde lukkede sløjfe-stabilitet er dårlig, for at kompensere for hinanden og opfylde kontrolkravene for visse værktøjsmaskiner, er en hybrid kontrolmetode bør vedtages. De to mest almindeligt anvendte metoder er kompensationstype med åben sløjfe og kompensationstype med semi-lukket sløjfe
3. Klassificering efter CNC-systemets funktionsniveau
I henhold til CNC-systemets funktionsniveau er CNC-systemet normalt opdelt i tre kategorier: lav, medium og høj. Denne klassificeringsmetode er mere almindeligt anvendt i mit land. Grænserne for de tre niveauer lav, middel og høj er relative, og klassifikationsstandarderne vil være forskellige i forskellige perioder. At dømme ud fra det nuværende udviklingsniveau kan forskellige typer CNC-systemer opdeles i tre kategorier: lav, medium og høj, ifølge nogle funktioner og indikatorer. Blandt dem kaldes medium og high-end generelt fuldfunktions CNC eller standard CNC.
⑴ Metalskæring refererer til CNC-værktøjsmaskiner, der bruger forskellige skæreprocesser såsom drejning, fræsning, slag, oprømning, boring, slibning og høvling. Det kan opdeles i følgende to kategorier.
① Almindelige CNC-værktøjsmaskiner, såsom CNC-drejebænke, CNC-fræsemaskiner, CNC-slibere osv.
② Bearbejdningscenterets hovedfunktion er værktøjsbiblioteket med en automatisk værktøjsskiftemekanisme; emnet fastspændes én gang. Efter fastspænding udskiftes forskellige værktøjer automatisk, og forskellige processer såsom fræsning (drejning), oprømning, boring og anboring udføres kontinuerligt på den samme værktøjsmaskine på hver bearbejdningsflade af emnet, såsom (bygning/fræsning) bearbejdningscentre , drejecentre, borecentre mv.
⑵ Metalformning refererer til CNC-værktøjsmaskiner, der bruger formningsprocesser såsom ekstrudering, stansning, presning og tegning. De almindeligt anvendte omfatter CNC-presser, CNC-bukkemaskiner, CNC-rørbukkemaskiner, CNC-spindemaskiner osv.
⑶ Specialbehandling omfatter hovedsageligt CNC-tråd-EDM, CNC EDM-formningsmaskiner, CNC-flammeskæremaskiner, CNC-laserbehandlingsmaskiner osv.
⑷ Måle- og tegneprodukter omfatter hovedsageligt tre-koordinat-målemaskiner, CNC-værktøjsindstillingsmaskiner, CNC-plottere osv.
Posttid: Dec-05-2024