Υπάρχουν πολλές ποικιλίες και προδιαγραφές εργαλειομηχανών CNC και οι μέθοδοι ταξινόμησης είναι επίσης διαφορετικές. Γενικά, μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με τις ακόλουθες τέσσερις αρχές με βάση τη λειτουργία και τη δομή.
1. Ταξινόμηση με βάση την τροχιά ελέγχου της κίνησης εργαλειομηχανών
⑴ Ο έλεγχος σημείου εργαλειομηχανής CNC απαιτεί μόνο την ακριβή τοποθέτηση των κινητών μερών της εργαλειομηχανής από το ένα σημείο στο άλλο. Οι απαιτήσεις για την τροχιά κίνησης μεταξύ σημείων δεν είναι αυστηρές. Δεν πραγματοποιείται καμία επεξεργασία κατά τη διάρκεια της κίνησης και η κίνηση μεταξύ των αξόνων συντεταγμένων δεν σχετίζεται. Προκειμένου να επιτευχθεί γρήγορη και ακριβής τοποθέτηση, η κίνηση μετατόπισης μεταξύ δύο σημείων γενικά κινείται γρήγορα πρώτα και στη συνέχεια πλησιάζει αργά το σημείο τοποθέτησης για να διασφαλίσει την ακρίβεια τοποθέτησης. Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, είναι η τροχιά κίνησης του σημείου ελέγχου.
Οι εργαλειομηχανές με λειτουργίες ελέγχου σημείου περιλαμβάνουν κυρίως μηχανές διάτρησης CNC, μηχανές φρεζαρίσματος CNC, μηχανές διάτρησης CNC κ.λπ. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας CNC και τη μείωση των τιμών των συστημάτων CNC, τα συστήματα CNC που χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για έλεγχο σημείου είναι σπάνια.
⑵ Γραμμικός έλεγχος Εργαλειομηχανές CNC Γραμμικός έλεγχος Οι εργαλειομηχανές CNC ονομάζονται επίσης εργαλειομηχανές CNC παράλληλου ελέγχου. Τα χαρακτηριστικά τους είναι ότι εκτός από την ακριβή τοποθέτηση μεταξύ σημείων ελέγχου, ελέγχουν και την ταχύτητα κίνησης και τη διαδρομή (τροχιά) μεταξύ δύο σχετικών σημείων. Ωστόσο, η διαδρομή κίνησής τους είναι μόνο παράλληλη με τον άξονα συντεταγμένων της εργαλειομηχανής. Δηλαδή, υπάρχει μόνο ένας άξονας συντεταγμένων που ελέγχεται ταυτόχρονα (δηλαδή, δεν υπάρχει ανάγκη για συνάρτηση υπολογισμού παρεμβολής στο σύστημα CNC). Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μετατόπισης, το εργαλείο μπορεί να κόψει με μια καθορισμένη ταχύτητα τροφοδοσίας και γενικά μπορεί να επεξεργαστεί μόνο ορθογώνια και σκαλοπάτια εξαρτήματα. Οι εργαλειομηχανές με λειτουργίες γραμμικού ελέγχου περιλαμβάνουν κυρίως σχετικά απλούς τόρνους CNC, φρέζες CNC, μύλους CNC κ.λπ. Το σύστημα CNC αυτής της εργαλειομηχανής ονομάζεται επίσης σύστημα γραμμικού ελέγχου CNC. Ομοίως, οι εργαλειομηχανές CNC που χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για γραμμικό έλεγχο είναι σπάνιες.
⑶ Εργαλειομηχανές CNC ελέγχου περιγράμματος
Έλεγχος περιγράμματος Οι εργαλειομηχανές CNC ονομάζονται επίσης εργαλειομηχανές CNC συνεχούς ελέγχου. Τα χαρακτηριστικά ελέγχου τους είναι ότι μπορούν να ελέγχουν ταυτόχρονα τη μετατόπιση και την ταχύτητα δύο ή περισσότερων συντεταγμένων κίνησης. Προκειμένου να πληρούνται οι απαιτήσεις ότι η σχετική τροχιά κίνησης του εργαλείου κατά μήκος του περιγράμματος του τεμαχίου εργασίας πληροί το περίγραμμα επεξεργασίας του τεμαχίου, ο έλεγχος μετατόπισης και ο έλεγχος ταχύτητας κάθε κίνησης συντεταγμένων πρέπει να συντονίζονται με ακρίβεια σύμφωνα με την προβλεπόμενη αναλογική σχέση. Επομένως, σε αυτόν τον τύπο ελέγχου, η συσκευή CNC απαιτείται να έχει λειτουργία παρεμβολής. Η λεγόμενη παρεμβολή είναι να περιγράψει το σχήμα μιας ευθείας γραμμής ή τόξου μέσω της μαθηματικής επεξεργασίας του τελεστή παρεμβολής στο σύστημα CNC σύμφωνα με τα βασικά δεδομένα που εισάγονται από το πρόγραμμα (όπως οι συντεταγμένες τελικού σημείου μιας ευθείας γραμμής, το τελικό σημείο συντεταγμένες ενός τόξου και το κέντρο συντεταγμένες ή ακτίνα). Δηλαδή κατά τον υπολογισμό, οι παλμοί κατανέμονται σε κάθε ελεγκτή άξονα συντεταγμένων σύμφωνα με τα αποτελέσματα υπολογισμού, έτσι ώστε να ελέγχεται η μετατόπιση σύνδεσης κάθε άξονα συντεταγμένων ώστε να είναι συνεπής με το απαιτούμενο περίγραμμα. Κατά τη διάρκεια της κίνησης, το εργαλείο κόβει συνεχώς την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας και μπορούν να υποστούν επεξεργασία διάφορες ευθείες γραμμές, τόξα και καμπύλες. Τροχιά μηχανικής κατεργασίας ελέγχου περιγράμματος. Αυτός ο τύπος εργαλειομηχανής περιλαμβάνει κυρίωςΤόρνοι CNC, μηχανές φρεζαρίσματος CNC, μηχανές κοπής σύρματος CNC, κέντρα κατεργασίας κ.λπ., και η αντίστοιχη συσκευή CNC ονομάζεται έλεγχος περιγράμματος. Σύμφωνα με τον διαφορετικό αριθμό των αξόνων συντεταγμένων σύνδεσης που ελέγχει, το σύστημα CNC μπορεί να χωριστεί στις ακόλουθες μορφές:
① Σύνδεση δύο αξόνων: χρησιμοποιείται κυρίως για τόρνους CNC για την επεξεργασία περιστρεφόμενων επιφανειών ήΦρέζα CNCμηχανές επεξεργασίας καμπυλωτών κυλίνδρων.
② Ημι-σύνδεση δύο αξόνων: χρησιμοποιείται κυρίως για τον έλεγχο εργαλειομηχανών με περισσότερους από τρεις άξονες, στους οποίους μπορούν να συνδεθούν δύο άξονες και ο άλλος άξονας μπορεί να τροφοδοτηθεί περιοδικά.
③ Σύνδεση τριών αξόνων: Γενικά χωρίζεται σε δύο κατηγορίες, η μία είναι η σύνδεση τριών αξόνων γραμμικών συντεταγμένων X/Y/Z, η οποία χρησιμοποιείται πιο συχνά σε μηχανές φρεζαρίσματος CNC, κέντρα κατεργασίας κ.λπ. Η άλλη είναι ότι εκτός από ταυτόχρονα ελέγχοντας δύο γραμμικές συντεταγμένες στο X/Y/Z, ελέγχει επίσης ταυτόχρονα τον άξονα περιστροφής συντεταγμένων που περιστρέφεται γύρω από μία από τις γραμμικές συντεταγμένες τσεκούρια. Για παράδειγμα, σε ένα κέντρο κατεργασίας στροφής, εκτός από τη σύνδεση του διαμήκους (άξονας Z) και του εγκάρσιου (άξονας Χ) γραμμικών αξόνων συντεταγμένων, χρειάζεται επίσης να ελέγχει ταυτόχρονα τη σύνδεση της περιστρεφόμενης ατράκτου (άξονας C). γύρω από τον άξονα Ζ.
④ Σύνδεση τεσσάρων αξόνων: Ελέγχετε ταυτόχρονα τη σύνδεση τριών γραμμικών αξόνων συντεταγμένων X/Y/Z και ενός περιστρεφόμενου άξονα συντεταγμένων.
⑤ Σύνδεση πέντε αξόνων: Εκτός από τον ταυτόχρονο έλεγχο της σύνδεσης των τριών αξόνων γραμμικών συντεταγμένων X/Y/Z. Ελέγχει επίσης ταυτόχρονα δύο από τους άξονες συντεταγμένων, A, B και C, που περιστρέφονται γύρω από αυτούς τους γραμμικούς άξονες συντεταγμένων, σχηματίζοντας έναν ταυτόχρονο έλεγχο σύνδεσης πέντε αξόνων. Αυτή τη στιγμή, το εργαλείο μπορεί να ρυθμιστεί σε οποιαδήποτε κατεύθυνση στο διάστημα. Για παράδειγμα, το εργαλείο ελέγχεται να ταλαντεύεται γύρω από τον άξονα x και τον άξονα y ταυτόχρονα, έτσι ώστε το εργαλείο να διατηρεί πάντα την κανονική κατεύθυνση με την επιφάνεια του περιγράμματος να υποβάλλεται σε επεξεργασία στο σημείο κοπής, έτσι ώστε να διασφαλίζεται η ομαλότητα του η επεξεργασμένη επιφάνεια βελτιώνει την ακρίβεια επεξεργασίας και την αποτελεσματικότητα επεξεργασίας και μειώνει την τραχύτητα της επεξεργασμένης επιφάνειας.
2. Ταξινόμηση με μέθοδο σερβοελέγχου
⑴ Ο σερβομηχανισμός τροφοδοσίας των εργαλειομηχανών CNC ελέγχου ανοιχτού βρόχου είναι ανοιχτού βρόχου. δηλαδή δεν υπάρχει συσκευή ανάδρασης ανίχνευσης. Γενικά, ο κινητήριος κινητήρας του είναι ένας βηματικός κινητήρας. Το κύριο χαρακτηριστικό του βηματικού κινητήρα είναι ότι ο κινητήρας περιστρέφεται μια γωνία βήματος κάθε φορά που το κύκλωμα ελέγχου αλλάζει το σήμα παλμού εντολής και ο ίδιος ο κινητήρας έχει ικανότητα αυτοασφάλισης. Η έξοδος σήματος εντολής τροφοδοσίας από το σύστημα CNC ελέγχει το κύκλωμα μετάδοσης κίνησης μέσω του διανομέα παλμών. Ελέγχει τη μετατόπιση συντεταγμένων αλλάζοντας τον αριθμό των παλμών, ελέγχει την ταχύτητα μετατόπισης αλλάζοντας τη συχνότητα των παλμών και ελέγχει την κατεύθυνση της μετατόπισης αλλάζοντας τη σειρά κατανομής των παλμών. Επομένως, τα μεγαλύτερα χαρακτηριστικά αυτής της μεθόδου ελέγχου είναι ο βολικός έλεγχος, η απλή δομή και η χαμηλή τιμή. Η ροή του σήματος εντολής που εκδίδεται από το σύστημα CNC είναι μονής κατεύθυνσης, επομένως δεν υπάρχει πρόβλημα σταθερότητας για το σύστημα ελέγχου. Ωστόσο, επειδή το σφάλμα της μηχανικής μετάδοσης δεν διορθώνεται με ανάδραση, η ακρίβεια μετατόπισης δεν είναι υψηλή. Οι πρώτες εργαλειομηχανές CNC υιοθέτησαν όλες αυτή τη μέθοδο ελέγχου, αλλά το ποσοστό αστοχίας ήταν σχετικά υψηλό. Προς το παρόν, λόγω της βελτίωσης του κυκλώματος κίνησης, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως. Ειδικά στη χώρα μου, τα γενικά οικονομικά συστήματα CNC και ο μετασχηματισμός CNC παλιού εξοπλισμού υιοθετούν κυρίως αυτήν τη μέθοδο ελέγχου. Επιπλέον, αυτή η μέθοδος ελέγχου μπορεί να διαμορφωθεί με έναν μικροϋπολογιστή με ένα τσιπ ή έναν υπολογιστή μονής πλακέτας ως συσκευή CNC, γεγονός που μειώνει την τιμή ολόκληρου του συστήματος.
⑵ Εργαλειομηχανές ελέγχου κλειστού βρόχου Ο σερβομηχανισμός τροφοδοσίας αυτού του τύπου εργαλειομηχανής CNC λειτουργεί σε λειτουργία ελέγχου ανάδρασης κλειστού βρόχου. Ο κινητήρας του μπορεί να χρησιμοποιεί σερβοκινητήρες DC ή AC και πρέπει να διαμορφωθεί με ανάδραση θέσης και ανάδραση ταχύτητας. Η πραγματική μετατόπιση των κινούμενων μερών ανιχνεύεται ανά πάσα στιγμή κατά την επεξεργασία και ανατροφοδοτείται έγκαιρα στον συγκριτή στο σύστημα CNC. Συγκρίνεται με το σήμα εντολής που λαμβάνεται από τη λειτουργία παρεμβολής και η διαφορά χρησιμοποιείται ως σήμα ελέγχου της μονάδας σερβομηχανισμού, η οποία οδηγεί το στοιχείο μετατόπισης για την εξάλειψη του σφάλματος μετατόπισης. Ανάλογα με τη θέση εγκατάστασης του στοιχείου ανίχνευσης ανάδρασης θέσης και τη συσκευή ανάδρασης που χρησιμοποιείται, χωρίζεται σε δύο λειτουργίες ελέγχου: πλήρης κλειστός βρόχος και ημίκλειστος βρόχος.
① Πλήρης έλεγχος κλειστού βρόχου Όπως φαίνεται στο σχήμα, η συσκευή ανάδρασης θέσης χρησιμοποιεί ένα στοιχείο ανίχνευσης γραμμικής μετατόπισης (επί του παρόντος γενικά χάρακα πλέγματος) εγκατεστημένο στη σέλα της εργαλειομηχανής, δηλαδή ανιχνεύει απευθείας τη γραμμική μετατόπιση της εργαλειομηχανής συντεταγμένες. Το σφάλμα μετάδοσης σε ολόκληρη την αλυσίδα μηχανικής μετάδοσης από τον κινητήρα έως τη σέλα εργαλειομηχανής μπορεί να εξαλειφθεί μέσω ανάδρασης, επιτυγχάνοντας έτσι υψηλή στατική ακρίβεια τοποθέτησης της εργαλειομηχανής. Ωστόσο, δεδομένου ότι τα χαρακτηριστικά τριβής, η ακαμψία και το διάκενο πολλών ζεύξεων μηχανικής μετάδοσης σε ολόκληρο τον βρόχο ελέγχου είναι μη γραμμικά, ο χρόνος δυναμικής απόκρισης ολόκληρης της αλυσίδας μηχανικής μετάδοσης είναι πολύ μεγάλος σε σύγκριση με τον χρόνο ηλεκτρικής απόκρισης. Αυτό φέρνει μεγάλες δυσκολίες στη διόρθωση ευστάθειας ολόκληρου του συστήματος κλειστού βρόχου και ο σχεδιασμός και η προσαρμογή του συστήματος είναι επίσης αρκετά περίπλοκες. Επομένως, αυτή η μέθοδος ελέγχου πλήρους κλειστού βρόχου χρησιμοποιείται κυρίως για μηχανές συντεταγμένων CNC καιΑκρίβεια CNCμύλοι με υψηλές απαιτήσεις ακρίβειας.
② Έλεγχος ημικλειστού βρόχου Όπως φαίνεται στο σχήμα, η ανάδραση θέσης χρησιμοποιεί ένα στοιχείο ανίχνευσης γωνίας (προς το παρόν κυρίως κωδικοποιητές, κ.λπ.), το οποίο εγκαθίσταται απευθείας στον σερβοκινητήρα ή στο άκρο της βίδας. Δεδομένου ότι οι περισσότεροι από τους συνδέσμους μηχανικής μετάδοσης δεν περιλαμβάνονται στον βρόχο κλειστού βρόχου του συστήματος, καλείται να αποκτήσει ένα πιο σταθερό χαρακτηριστικό ελέγχου. Τα σφάλματα μηχανικής μετάδοσης, όπως οι βίδες μολύβδου, δεν μπορούν να διορθωθούν ανά πάσα στιγμή μέσω ανατροφοδότησης, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι σταθερής αντιστάθμισης λογισμικού για τη σωστή βελτίωση της ακρίβειάς τους. Προς το παρόν, οι περισσότερες εργαλειομηχανές CNC χρησιμοποιούν μεθόδους ελέγχου ημικλειστού βρόχου
⑶ Οι εργαλειομηχανές CNC υβριδικού ελέγχου συγκεντρώνουν επιλεκτικά τα χαρακτηριστικά των παραπάνω μεθόδων ελέγχου για να σχηματίσουν ένα υβριδικό σχήμα ελέγχου. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, δεδομένου ότι η μέθοδος ελέγχου ανοιχτού βρόχου έχει καλή σταθερότητα, χαμηλό κόστος, κακή ακρίβεια και η σταθερότητα πλήρους κλειστού βρόχου είναι κακή, προκειμένου να αντισταθμιστεί η μία την άλλη και να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις ελέγχου ορισμένων εργαλειομηχανών, ένα υβριδικό πρέπει να υιοθετηθεί μέθοδος ελέγχου. Οι δύο πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι είναι ο τύπος αντιστάθμισης ανοιχτού βρόχου και ο τύπος αντιστάθμισης ημικλειστού βρόχου
3. Ταξινόμηση ανά λειτουργικό επίπεδο του συστήματος CNC
Σύμφωνα με το λειτουργικό επίπεδο του συστήματος CNC, το σύστημα CNC χωρίζεται συνήθως σε τρεις κατηγορίες: χαμηλό, μεσαίο και υψηλό. Αυτή η μέθοδος ταξινόμησης χρησιμοποιείται πιο συχνά στη χώρα μου. Τα όρια των τριών επιπέδων χαμηλού, μεσαίου και υψηλού είναι σχετικά και τα πρότυπα ταξινόμησης θα είναι διαφορετικά σε διαφορετικές περιόδους. Κρίνοντας από το τρέχον επίπεδο ανάπτυξης, διάφοροι τύποι συστημάτων CNC μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: χαμηλό, μεσαίο και υψηλό, σύμφωνα με ορισμένες λειτουργίες και δείκτες. Μεταξύ αυτών, το μεσαίο και το high-end ονομάζονται γενικά CNC πλήρους λειτουργίας ή τυπικό CNC.
⑴ Η κοπή μετάλλων αναφέρεται σε εργαλειομηχανές CNC που χρησιμοποιούν διάφορες διαδικασίες κοπής όπως τόρνευση, φρεζάρισμα, κρούση, διάτρηση, διάτρηση, λείανση και πλάνισμα. Μπορεί να χωριστεί στις ακόλουθες δύο κατηγορίες.
① Συνήθεις εργαλειομηχανές CNC, όπως τόρνοι CNC, φρέζες CNC, μύλοι CNC κ.λπ.
② Το κύριο χαρακτηριστικό του κέντρου κατεργασίας είναι η βιβλιοθήκη εργαλείων με μηχανισμό αυτόματης αλλαγής εργαλείων. το τεμάχιο εργασίας συσφίγγεται μία φορά. Μετά τη σύσφιξη, διάφορα εργαλεία αντικαθίστανται αυτόματα και διάφορες διεργασίες όπως φρεζάρισμα (γύρισμα), διάτρηση, διάτρηση και τρύπημα εκτελούνται συνεχώς στην ίδια εργαλειομηχανή σε κάθε επιφάνεια επεξεργασίας του τεμαχίου εργασίας, όπως κέντρα μηχανικής κατεργασίας (οικοδόμηση/φρεζάρισμα). , κέντρα στροφής, κέντρα γεώτρησης κ.λπ.
⑵ Η διαμόρφωση μετάλλων αναφέρεται σε εργαλειομηχανές CNC που χρησιμοποιούν διαδικασίες διαμόρφωσης όπως εξώθηση, διάτρηση, συμπίεση και έλξη. Αυτά που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν πρέσες CNC, μηχανές κάμψης CNC, μηχανές κάμψης σωλήνων CNC, μηχανές κλώσης CNC κ.λπ.
⑶ Η ειδική επεξεργασία περιλαμβάνει κυρίως CNC σύρμα EDM, μηχανές διαμόρφωσης CNC EDM, μηχανές κοπής φλόγας CNC, μηχανές επεξεργασίας λέιζερ CNC κ.λπ.
⑷ Τα προϊόντα μέτρησης και σχεδίασης περιλαμβάνουν κυρίως μηχανές μέτρησης τριών συντεταγμένων, μηχανές ρύθμισης εργαλείων CNC, σχεδιογράφους CNC κ.λπ.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-05-2024