Existen muchas variedades y especificaciones de máquinas herramienta CNC, y los métodos de clasificación también son diferentes. Generalmente, se pueden clasificar según los siguientes cuatro principios basados en función y estructura.
1. Clasificación por la trayectoria de control del movimiento de la máquina herramienta.
⑴ El control de puntos de la máquina herramienta CNC controlado por puntos solo requiere el posicionamiento preciso de las partes móviles de la máquina herramienta de un punto a otro. Los requisitos para la trayectoria del movimiento entre puntos no son estrictos. No se realiza ningún procesamiento durante el movimiento y el movimiento entre los ejes de coordenadas no está relacionado. Para lograr un posicionamiento rápido y preciso, el movimiento de desplazamiento entre dos puntos generalmente se mueve rápidamente primero y luego se acerca lentamente al punto de posicionamiento para garantizar la precisión del posicionamiento. Como se muestra en la figura siguiente, es la trayectoria de movimiento del control de puntos.
Las máquinas herramienta con funciones de control de puntos incluyen principalmente perforadoras CNC, fresadoras CNC, punzonadoras CNC, etc. Con el desarrollo de la tecnología CNC y la reducción de los precios de los sistemas CNC, los sistemas CNC utilizados únicamente para el control de puntos son raros.
⑵ Máquinas herramienta CNC de control lineal Las máquinas herramienta CNC de control lineal también se denominan máquinas herramienta CNC de control paralelo. Sus características son que además del posicionamiento preciso entre puntos de control, también controlan la velocidad de movimiento y la ruta (trayectoria) entre dos puntos relacionados. Sin embargo, su recorrido de movimiento sólo es paralelo al eje de coordenadas de la máquina herramienta; es decir, solo se controla un eje de coordenadas al mismo tiempo (es decir, no hay necesidad de una función de cálculo de interpolación en el sistema CNC). Durante el proceso de desplazamiento, la herramienta puede cortar a una velocidad de avance específica y generalmente solo puede procesar piezas rectangulares y escalonadas. Las máquinas herramienta con funciones de control lineal incluyen principalmente tornos CNC relativamente simples, fresadoras CNC, rectificadoras CNC, etc. El sistema CNC de esta máquina herramienta también se denomina sistema CNC de control lineal. De manera similar, las máquinas herramienta CNC utilizadas únicamente para el control lineal son raras.
⑶ Máquinas herramienta CNC de control de contorno
Las máquinas herramienta CNC de control de contorno también se denominan máquinas herramienta CNC de control continuo. Sus características de control son que pueden controlar simultáneamente el desplazamiento y la velocidad de dos o más coordenadas de movimiento. Para cumplir con los requisitos de que la trayectoria de movimiento relativo de la herramienta a lo largo del contorno de la pieza de trabajo cumpla con el contorno de procesamiento de la pieza de trabajo, el control de desplazamiento y el control de velocidad de cada movimiento coordinado deben coordinarse con precisión de acuerdo con la relación proporcional prescrita. Por tanto, en este tipo de control, se requiere que el dispositivo CNC tenga una función de interpolación. La llamada interpolación consiste en describir la forma de una línea recta o arco mediante el procesamiento matemático del operador de interpolación en el sistema CNC de acuerdo con los datos básicos ingresados por el programa (como las coordenadas del punto final de una línea recta, el punto final coordenadas de un arco y las coordenadas del centro o radio). Es decir, durante el cálculo, los pulsos se distribuyen a cada controlador de eje de coordenadas de acuerdo con los resultados del cálculo para controlar el desplazamiento del varillaje de cada eje de coordenadas para que sea consistente con el contorno requerido. Durante el movimiento, la herramienta corta continuamente la superficie de la pieza de trabajo y se pueden procesar varias líneas rectas, arcos y curvas. Trayectoria de mecanizado con control de contorno. Este tipo de máquina herramienta incluye principalmenteTornos CNC, Fresadoras CNC, máquinas cortadoras de alambre CNC, centros de mecanizado, etc., y su correspondiente dispositivo CNC se denomina control de contorno. Según el diferente número de ejes de coordenadas de varillaje que controla, el sistema CNC se puede dividir en las siguientes formas:
① Varillaje de dos ejes: se utiliza principalmente en tornos CNC para procesar superficies giratorias ofresado CNCMáquinas para procesar cilindros curvos.
② Semiarticulación de dos ejes: se utiliza principalmente para el control de máquinas herramienta con más de tres ejes, en las que se pueden vincular dos ejes y el otro eje se puede alimentar periódicamente.
③ Enlace de tres ejes: generalmente dividido en dos categorías, uno es el enlace de tres ejes de coordenadas lineales X/Y/Z, que se usa más comúnmente en fresadoras CNC, centros de mecanizado, etc. El otro es que además de simultáneamente Al controlar dos coordenadas lineales en X/Y/Z, también controla simultáneamente el eje de coordenadas giratorio que gira alrededor de uno de los ejes de coordenadas lineales. Por ejemplo, en un centro de mecanizado de torneado, además de la vinculación de los ejes de coordenadas lineales longitudinal (eje Z) y transversal (eje X), también necesita controlar simultáneamente la vinculación del husillo (eje C) giratorio. alrededor del eje Z.
④ Enlace de cuatro ejes: controle simultáneamente el enlace de tres ejes de coordenadas lineales X/Y/Z y un eje de coordenadas giratorio.
⑤ Enlace de cinco ejes: además de controlar simultáneamente el enlace de los tres ejes de coordenadas lineales X/Y/Z. También controla simultáneamente dos de los ejes de coordenadas, A, B y C, que giran alrededor de estos ejes de coordenadas lineales, formando un control simultáneo de enlace de cinco ejes. En este momento, la herramienta se puede colocar en cualquier dirección del espacio. Por ejemplo, la herramienta se controla para que gire alrededor del eje x y el eje y al mismo tiempo, de modo que la herramienta siempre mantenga la dirección normal con la superficie del contorno que se procesa en su punto de corte para garantizar la suavidad del La superficie procesada mejora su precisión y eficiencia de procesamiento y reduce la rugosidad de la superficie procesada.
2. Clasificación por método de servocontrol.
⑴ El servoaccionamiento de alimentación de las máquinas herramienta CNC con control de bucle abierto es de bucle abierto; es decir, no existe ningún dispositivo de retroalimentación de detección. Generalmente, su motor impulsor es un motor paso a paso. La característica principal del motor paso a paso es que el motor gira un ángulo de paso cada vez que el circuito de control cambia la señal de pulso de comando, y el motor en sí tiene capacidad de autobloqueo. La señal de comando de alimentación emitida por el sistema CNC controla el circuito de accionamiento a través del distribuidor de impulsos. Controla el desplazamiento de coordenadas cambiando el número de pulsos, controla la velocidad de desplazamiento cambiando la frecuencia de los pulsos y controla la dirección del desplazamiento cambiando el orden de distribución de los pulsos. Por lo tanto, las características más importantes de este método de control son el control conveniente, la estructura simple y el bajo precio. El flujo de señal de comando emitido por el sistema CNC es unidireccional, por lo que no hay problema de estabilidad para el sistema de control. Sin embargo, debido a que el error de la transmisión mecánica no se corrige mediante retroalimentación, la precisión del desplazamiento no es alta. Todas las primeras máquinas herramienta CNC adoptaron este método de control, pero la tasa de fallas era relativamente alta. En la actualidad, debido a la mejora del circuito de accionamiento, todavía se utiliza ampliamente. Especialmente en mi país, los sistemas CNC económicos generales y la transformación CNC de equipos antiguos adoptan principalmente este método de control. Además, este método de control se puede configurar con una microcomputadora de un solo chip o una computadora de placa única como un dispositivo CNC, lo que reduce el precio de todo el sistema.
⑵ Máquinas herramienta con control de circuito cerrado El servoaccionamiento de alimentación de este tipo de máquina herramienta CNC funciona en un modo de control de retroalimentación de circuito cerrado. Su motor de accionamiento puede utilizar servomotores de CC o CA y debe configurarse con retroalimentación de posición y retroalimentación de velocidad. El desplazamiento real de las piezas móviles se detecta en cualquier momento durante el procesamiento y se envía a tiempo al comparador del sistema CNC. Se compara con la señal de comando obtenida mediante la operación de interpolación y la diferencia se utiliza como señal de control del servoaccionamiento, que impulsa el componente de desplazamiento para eliminar el error de desplazamiento. Según la ubicación de instalación del elemento de detección de retroalimentación de posición y el dispositivo de retroalimentación utilizado, se divide en dos modos de control: circuito completamente cerrado y circuito semicerrado.
① Control de circuito cerrado completo Como se muestra en la figura, su dispositivo de retroalimentación de posición utiliza un elemento de detección de desplazamiento lineal (actualmente generalmente una regla de rejilla) instalado en el asiento de la máquina herramienta, es decir, detecta directamente el desplazamiento lineal de la máquina herramienta. coordenadas. El error de transmisión en toda la cadena de transmisión mecánica desde el motor hasta el soporte de la máquina herramienta se puede eliminar mediante retroalimentación, obteniendo así una alta precisión de posicionamiento estático de la máquina herramienta. Sin embargo, dado que las características de fricción, rigidez y holgura de muchos eslabones de transmisión mecánica en todo el circuito de control no son lineales, el tiempo de respuesta dinámica de toda la cadena de transmisión mecánica es muy grande en comparación con el tiempo de respuesta eléctrica. Esto trae grandes dificultades para la corrección de la estabilidad de todo el sistema de circuito cerrado, y el diseño y ajuste del sistema también son bastante complicados. Por lo tanto, este método de control de bucle cerrado completo se utiliza principalmente para máquinas de coordenadas CNC yPrecisión CNCamoladoras con requisitos de alta precisión.
② Control de circuito semicerrado Como se muestra en la figura, su retroalimentación de posición utiliza un elemento de detección de ángulo (actualmente principalmente codificadores, etc.), que se instala directamente en el servomotor o en el extremo del tornillo principal. Dado que la mayoría de los enlaces de transmisión mecánica no están incluidos en el circuito cerrado del sistema, es necesario obtener características de control más estables. Los errores de transmisión mecánica, como los de los tornillos de avance, no se pueden corregir en ningún momento mediante retroalimentación, pero se pueden utilizar métodos de compensación constante de software para mejorar adecuadamente su precisión. En la actualidad, la mayoría de las máquinas herramienta CNC utilizan métodos de control de circuito semicerrado.
⑶ Las máquinas herramienta CNC de control híbrido concentran selectivamente las características de los métodos de control anteriores para formar un esquema de control híbrido. Como se mencionó anteriormente, dado que el método de control de bucle abierto tiene buena estabilidad, bajo costo, poca precisión y la estabilidad total del bucle cerrado es pobre, para compensarse entre sí y cumplir con los requisitos de control de ciertas máquinas herramienta, se utiliza un híbrido. Se debe adoptar un método de control. Los dos métodos más utilizados son el tipo de compensación de bucle abierto y el tipo de compensación de bucle semicerrado.
3. Clasificación por nivel funcional del sistema CNC
Según el nivel funcional del sistema CNC, el sistema CNC generalmente se divide en tres categorías: bajo, medio y alto. Este método de clasificación se utiliza más comúnmente en mi país. Los límites de los tres niveles: bajo, medio y alto son relativos y los estándares de clasificación serán diferentes en diferentes períodos. A juzgar por el nivel actual de desarrollo, varios tipos de sistemas CNC se pueden dividir en tres categorías: bajo, medio y alto, según algunas funciones e indicadores. Entre ellos, los de gama media y alta generalmente se denominan CNC de función completa o CNC estándar.
⑴ El corte de metales se refiere a máquinas herramienta CNC que utilizan diversos procesos de corte, como torneado, fresado, impacto, escariado, taladrado, rectificado y cepillado. Se puede dividir en las siguientes dos categorías.
① Máquinas herramienta CNC ordinarias, como tornos CNC, fresadoras CNC, rectificadoras CNC, etc.
② La característica principal del centro de mecanizado es la biblioteca de herramientas con un mecanismo de cambio automático de herramienta; la pieza de trabajo se sujeta una vez. Después de la sujeción, se reemplazan automáticamente varias herramientas y se realizan continuamente varios procesos como fresado (torneado), escariado, taladrado y roscado en la misma máquina herramienta en cada superficie de procesamiento de la pieza de trabajo, como centros de mecanizado (construcción/fresado) , centros de torneado, centros de taladrado, etc.
⑵ El conformado de metales se refiere a máquinas herramienta CNC que utilizan procesos de conformado como extrusión, punzonado, prensado y trefilado. Los más utilizados incluyen prensas CNC, máquinas dobladoras CNC, máquinas dobladoras de tubos CNC, máquinas de hilar CNC, etc.
⑶ El procesamiento especial incluye principalmente electroerosión por hilo CNC, máquinas formadoras de electroerosión CNC, máquinas cortadoras por llama CNC, máquinas de procesamiento láser CNC, etc.
⑷ Los productos de medición y dibujo incluyen principalmente máquinas de medición de tres coordenadas, máquinas de ajuste de herramientas CNC, trazadores CNC, etc.
Hora de publicación: 05-dic-2024