ماشین آلات CNC انواع و مشخصات زیادی دارد و روش های طبقه بندی نیز متفاوت است. به طور کلی می توان آنها را بر اساس چهار اصل زیر بر اساس عملکرد و ساختار طبقه بندی کرد.
1. طبقه بندی توسط مسیر کنترل حرکت ماشین ابزار
⑴ کنترل نقطه ماشین ابزار CNC فقط به مکان یابی دقیق قطعات متحرک ماشین ابزار از یک نقطه به نقطه دیگر نیاز دارد. الزامات برای مسیر حرکت بین نقاط سختگیرانه نیست. هیچ پردازشی در طول حرکت انجام نمی شود و حرکت بین محورهای مختصات ارتباطی ندارد. به منظور دستیابی به موقعیت یابی سریع و دقیق، حرکت جابجایی بین دو نقطه معمولاً ابتدا به سرعت حرکت می کند و سپس به آرامی به نقطه موقعیت یابی نزدیک می شود تا از دقت موقعیت یابی اطمینان حاصل شود. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، مسیر حرکت کنترل نقطه است.
ماشین ابزار با عملکردهای کنترل نقطه ای عمدتاً شامل ماشین های حفاری CNC، ماشین های فرز CNC، ماشین های پانچ CNC و غیره می شود. با توسعه تکنولوژی CNC و کاهش قیمت سیستم های CNC، سیستم های CNC که صرفا برای کنترل نقطه استفاده می شوند نادر هستند.
⑵ ماشین ابزار کنترل خطی CNC کنترل خطی ماشین ابزار CNC کنترل موازی نیز نامیده می شود. ویژگی های آنها این است که علاوه بر موقعیت یابی دقیق بین نقاط کنترل، سرعت حرکت و مسیر (مسیر) بین دو نقطه مرتبط را نیز کنترل می کنند. با این حال، مسیر حرکت آنها فقط به موازات محور مختصات ماشین ابزار است. یعنی فقط یک محور مختصات به طور همزمان کنترل می شود (یعنی نیازی به تابع محاسبه درون یابی در سیستم CNC نیست). در طول فرآیند جابجایی، ابزار می تواند با سرعت تغذیه مشخص برش دهد و به طور کلی فقط می تواند قطعات مستطیلی و پله ای شکل را پردازش کند. ماشین ابزار با عملکردهای کنترل خطی عمدتاً شامل تراش های نسبتاً ساده CNC، ماشین های فرز CNC، آسیاب های CNC و ... می باشد که سیستم CNC این ماشین ابزار را سیستم CNC کنترل خطی نیز می نامند. به طور مشابه، ابزارهای CNC که صرفاً برای کنترل خطی استفاده می شوند نادر هستند.
⑶ ماشین ابزار CNC کنترل کانتور
ماشین ابزارهای CNC کنترل کانتور، ماشین ابزار CNC کنترل پیوسته نیز نامیده می شود. ویژگی های کنترلی آنها این است که می توانند به طور همزمان جابجایی و سرعت دو یا چند مختصات حرکتی را کنترل کنند. برای برآورده ساختن الزاماتی که مسیر حرکت نسبی ابزار در امتداد کانتور قطعه کار با خط پردازش قطعه کار مطابقت دارد، کنترل جابجایی و کنترل سرعت هر حرکت مختصات باید به طور دقیق مطابق با رابطه متناسب تعیین شده هماهنگ شود. بنابراین در این نوع کنترل نیاز است که دستگاه CNC دارای عملکرد درون یابی باشد. درون یابی برای توصیف شکل یک خط مستقیم یا قوس از طریق پردازش ریاضی عملگر درون یابی در سیستم CNC با توجه به داده های اولیه ورودی توسط برنامه (مانند مختصات نقطه پایانی یک خط مستقیم، نقطه پایانی) است. مختصات یک قوس و مختصات مرکز یا شعاع). یعنی در حین محاسبه، پالس ها بر اساس نتایج محاسبات به هر کنترل کننده محور مختصات توزیع می شود تا جابجایی پیوند هر محور مختصات را کنترل کند تا با کانتور مورد نیاز مطابقت داشته باشد. در طول حرکت، ابزار به طور مداوم سطح قطعه کار را برش می دهد و خطوط مستقیم، قوس ها و منحنی های مختلف را می توان پردازش کرد. مسیر ماشینکاری کنترل کانتور. این نوع ماشین ابزار عمدتاً شاملتراش CNC، دستگاه های فرز CNC، دستگاه های سیم برش CNC، مراکز ماشینکاری و ... و دستگاه CNC مربوط به آن را کنترل کانتور می گویند. با توجه به تعداد متفاوت محورهای مختصات پیوندی که کنترل می کند، سیستم CNC را می توان به اشکال زیر تقسیم کرد:
① پیوند دو محوره: عمدتاً برای تراش های CNC برای پردازش سطوح دوار یافرز CNCماشین هایی برای پردازش سیلندرهای منحنی
② نیمه پیوند دو محوره: عمدتاً برای کنترل ماشین ابزار با بیش از سه محور استفاده می شود که در آن دو محور را می توان به هم متصل کرد و محور دیگر را می توان به طور دوره ای تغذیه کرد.
③ اتصال سه محوره: به طور کلی به دو دسته تقسیم می شود، یکی اتصال سه محور مختصات خطی X/Y/Z است که بیشتر در ماشین های فرز CNC، مراکز ماشینکاری و غیره استفاده می شود. دیگری این است که علاوه بر همزمانی کنترل دو مختصات خطی در X/Y/Z، همچنین به طور همزمان محور مختصات چرخشی را که حول یکی از مختصات خطی می چرخد، کنترل می کند. تبرها به عنوان مثال، در یک مرکز ماشینکاری تراشکاری، علاوه بر اتصال محورهای مختصات خطی طولی (محور Z) و عرضی (محور X)، همچنین نیاز به کنترل همزمان اتصال چرخش دوک (محور C) دارد. حول محور Z
④ پیوند چهار محوری: اتصال سه محور مختصات خطی X/Y/Z و یک محور مختصات دوار را به طور همزمان کنترل کنید.
⑤ پیوند پنج محوری: علاوه بر کنترل همزمان پیوند سه محور مختصات خطی X/Y/Z. همچنین به طور همزمان دو محور مختصات A، B و C را کنترل می کند که حول محورهای مختصات خطی می چرخند و یک کنترل همزمان از پیوند پنج محور را تشکیل می دهند. در این زمان، ابزار را می توان در هر جهت در فضا تنظیم کرد. به عنوان مثال، این ابزار کنترل می شود تا به طور همزمان حول محور x و محور y بچرخد، به طوری که ابزار همیشه جهت طبیعی را با سطح کانتور در نقطه برش پردازش می کند تا از صافی دستگاه اطمینان حاصل شود. سطح پردازش شده دقت پردازش و راندمان پردازش آن را بهبود می بخشد و زبری سطح پردازش شده را کاهش می دهد.
2. طبقه بندی با روش کنترل سروو
⑴ سروو درایو تغذیه ابزارهای CNC کنترل حلقه باز حلقه باز است. یعنی دستگاه بازخورد تشخیصی وجود ندارد. به طور کلی موتور محرک آن یک موتور پله ای است. ویژگی اصلی استپر موتور این است که هر بار که مدار کنترل سیگنال پالس فرمان را تغییر می دهد، موتور یک زاویه استپ می چرخد و خود موتور دارای قابلیت قفل خودکار است. سیگنال فرمان تغذیه خروجی توسط سیستم CNC مدار درایو را از طریق توزیع کننده پالس کنترل می کند. با تغییر تعداد پالس ها جابجایی مختصات را کنترل می کند، با تغییر فرکانس پالس ها سرعت جابجایی را کنترل می کند و با تغییر ترتیب توزیع پالس ها جهت جابجایی را کنترل می کند. بنابراین بزرگترین ویژگی این روش کنترل کنترل راحت، ساختار ساده و قیمت پایین است. جریان سیگنال فرمان صادر شده توسط سیستم CNC یک جهته است، بنابراین مشکل پایداری برای سیستم کنترل وجود ندارد. با این حال، به دلیل اینکه خطای انتقال مکانیکی با فیدبک اصلاح نمی شود، دقت جابجایی بالا نیست. ماشین‌آلات اولیه CNC همگی از این روش کنترل استفاده می‌کردند، اما میزان شکست نسبتاً بالا بود. در حال حاضر با توجه به بهبود مدار درایو، همچنان به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. به خصوص در کشور من، سیستم های CNC اقتصادی عمومی و تبدیل CNC تجهیزات قدیمی عمدتاً از این روش کنترل استفاده می کنند. علاوه بر این، این روش کنترلی را می توان با یک میکرو کامپیوتر تک تراشه یا یک کامپیوتر تک برد به عنوان یک دستگاه CNC پیکربندی کرد که باعث کاهش قیمت کل سیستم می شود.
⑵ ماشین ابزارهای کنترل حلقه بسته سروو درایو تغذیه این نوع ماشین ابزار CNC در حالت کنترل بازخورد حلقه بسته کار می کند. موتور محرک آن می تواند از موتورهای سروو DC یا AC استفاده کند و باید با بازخورد موقعیت و بازخورد سرعت پیکربندی شود. جابجایی واقعی قطعات متحرک در هر زمان در طول پردازش شناسایی می شود و به موقع به مقایسه کننده در سیستم CNC بازگردانده می شود. با سیگنال فرمان به‌دست‌آمده از عملیات درون‌یابی مقایسه می‌شود و تفاوت به‌عنوان سیگنال کنترلی درایو سروو استفاده می‌شود که مولفه جابجایی را برای حذف خطای جابجایی هدایت می‌کند. با توجه به محل نصب عنصر تشخیص بازخورد موقعیت و دستگاه بازخورد مورد استفاده، به دو حالت کنترلی حلقه کامل بسته و حلقه نیمه بسته تقسیم می شود.
① کنترل کامل حلقه بسته همانطور که در شکل نشان داده شده است، دستگاه بازخورد موقعیت آن از یک عنصر تشخیص جابجایی خطی (در حال حاضر معمولاً یک خط کش توری) نصب شده روی زین ماشین ابزار استفاده می کند، یعنی مستقیماً جابجایی خطی ماشین ابزار را تشخیص می دهد. مختصات خطای انتقال در کل زنجیره انتقال مکانیکی از موتور تا زین ماشین ابزار را می توان از طریق بازخورد حذف کرد و در نتیجه دقت موقعیت یابی استاتیکی بالایی برای ماشین ابزار بدست آورد. با این حال، از آنجایی که ویژگی‌های اصطکاک، صلبیت و فاصله بسیاری از لینک‌های انتقال مکانیکی در کل حلقه کنترل غیرخطی هستند، زمان پاسخ دینامیکی کل زنجیره انتقال مکانیکی در مقایسه با زمان پاسخ الکتریکی بسیار بزرگ است. این مشکلات زیادی را برای تصحیح پایداری کل سیستم حلقه بسته به همراه دارد و طراحی و تنظیم سیستم نیز بسیار پیچیده است. بنابراین، این روش کنترل کامل حلقه بسته عمدتاً برای ماشین های مختصات CNC ودقت CNCآسیاب هایی با نیاز به دقت بالا.
② کنترل حلقه نیمه بسته همانطور که در شکل نشان داده شده است، بازخورد موقعیت آن از یک عنصر تشخیص زاویه (در حال حاضر عمدتاً رمزگذارها و غیره) استفاده می کند که مستقیماً روی موتور سروو یا انتهای پیچ سرب نصب می شود. از آنجایی که اکثر پیوندهای انتقال مکانیکی در حلقه حلقه بسته سیستم گنجانده نشده اند، برای به دست آوردن یک مشخصه کنترل پایدارتر فراخوانی می شود. خطاهای انتقال مکانیکی مانند پیچ های سرب را نمی توان در هر زمان از طریق بازخورد اصلاح کرد، اما می توان از روش های جبران ثابت نرم افزاری برای بهبود صحیح دقت آنها استفاده کرد. در حال حاضر اکثر ماشین آلات CNC از روش های کنترل حلقه نیمه بسته استفاده می کنند
⑶ ماشین ابزارهای کنترل ترکیبی CNC به طور انتخابی ویژگی های روش های کنترل فوق را برای تشکیل یک طرح کنترل ترکیبی متمرکز می کنند. همانطور که در بالا ذکر شد، از آنجایی که روش کنترل حلقه باز دارای پایداری خوب، هزینه کم، دقت ضعیف و پایداری کامل حلقه بسته ضعیف است، به منظور جبران یکدیگر و برآورده کردن الزامات کنترلی ماشین‌ابزارهای خاص، یک هیبرید روش کنترل باید اتخاذ شود. دو روش رایج مورد استفاده عبارتند از نوع جبران حلقه باز و نوع جبران حلقه نیمه بسته.
3. طبقه بندی بر اساس سطح عملکردی سیستم CNC
با توجه به سطح عملکردی سیستم CNC، سیستم CNC معمولا به سه دسته کم، متوسط و زیاد تقسیم می شود. این روش طبقه بندی بیشتر در کشور من استفاده می شود. مرزهای سه سطح کم، متوسط و زیاد نسبی است و استانداردهای طبقه بندی در دوره های مختلف متفاوت خواهد بود. با قضاوت از سطح توسعه فعلی، انواع مختلف سیستم های CNC را می توان با توجه به برخی عملکردها و شاخص ها به سه دسته کم، متوسط و زیاد تقسیم کرد. در میان آنها، متوسط و رده بالا را عموما CNC تمام کارکرد یا CNC استاندارد می نامند.
⑴ برش فلز به ماشین‌آلات CNC اطلاق می‌شود که از فرآیندهای مختلف برش مانند تراشکاری، فرز، ضربه، باز کردن، سوراخ‌کاری، سنگ‌زنی و تراشکاری استفاده می‌کنند. می توان آن را به دو دسته زیر تقسیم کرد.
① ابزارهای معمولی CNC مانند ماشین تراش CNC، ماشین های فرز CNC، آسیاب CNC و غیره.
② ویژگی اصلی مرکز ماشینکاری کتابخانه ابزار با مکانیزم تغییر خودکار ابزار است. قطعه کار یک بار گیره می شود. پس از گیره، ابزارهای مختلف به طور خودکار جایگزین می شوند و فرآیندهای مختلفی مانند فرز (تراشکاری)، ریمینگ، سوراخ کاری و ضربه زدن به طور مداوم بر روی همان ماشین ابزار روی هر سطح پردازش قطعه کار مانند مراکز ماشینکاری (ساختمان/فرزکاری) انجام می شود. ، مراکز تراشکاری، مراکز حفاری و غیره.
⑵ شکل دهی فلز به ماشین آلات CNC اطلاق می شود که از فرآیندهای شکل دهی مانند اکستروژن، پانچ، پرس و کشیدن استفاده می کنند. مواردی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از پرس های CNC، دستگاه های خم کن CNC، دستگاه های خم کن لوله CNC، دستگاه های چرخش CNC و غیره.
⑶ پردازش ویژه عمدتاً شامل CNC سیم EDM، دستگاه های تشکیل دهنده CNC EDM، دستگاه های برش شعله CNC، دستگاه های پردازش لیزر CNC و غیره است.
⑷ محصولات اندازه گیری و ترسیم عمدتاً شامل دستگاه های اندازه گیری سه مختصات، دستگاه های تنظیم ابزار CNC، پلاترهای CNC و غیره است.
زمان ارسال: دسامبر-05-2024