Hai moitas variedades e especificacións de máquinas ferramenta CNC, e os métodos de clasificación tamén son diferentes. Xeralmente, pódense clasificar segundo os seguintes catro principios baseados na función e estrutura.
1. Clasificación pola traxectoria de control do movemento da máquina ferramenta
⑴ O control de puntos da máquina-ferramenta CNC controlada só require o posicionamento preciso das partes móbiles da máquina-ferramenta dun punto a outro. Os requisitos para a traxectoria de movemento entre puntos non son estritos. Non se realiza ningún procesamento durante o movemento e o movemento entre os eixes de coordenadas non está relacionado. Para conseguir un posicionamento rápido e preciso, o movemento de desprazamento entre dous puntos xeralmente móvese rapidamente primeiro e despois achégase lentamente ao punto de posicionamento para garantir a precisión do posicionamento. Como se mostra na figura seguinte, é a traxectoria de movemento do control de puntos.
As máquinas-ferramentas con funcións de control de puntos inclúen principalmente máquinas de perforación CNC, fresadoras CNC, perforadoras CNC, etc. Co desenvolvemento da tecnoloxía CNC e a redución dos prezos dos sistemas CNC, os sistemas CNC utilizados exclusivamente para o control de puntos son raros.
⑵ Máquinas-ferramentas CNC de control lineal As máquinas-ferramentas CNC de control lineal tamén se chaman máquinas-ferramentas CNC de control paralelo. As súas características son que ademais do posicionamento preciso entre puntos de control, tamén controlan a velocidade de desprazamento e o percorrido (traxectoria) entre dous puntos relacionados. Non obstante, o seu percorrido de movemento só é paralelo ao eixe de coordenadas da máquina ferramenta; é dicir, só hai un eixe de coordenadas controlado ao mesmo tempo (é dicir, non hai necesidade dunha función de cálculo de interpolación no sistema CNC). Durante o proceso de desprazamento, a ferramenta pode cortar a unha velocidade de avance especificada e xeralmente só pode procesar pezas rectangulares e en forma de chanzos. As máquinas-ferramentas con funcións de control lineal inclúen principalmente tornos CNC relativamente sinxelos, fresadoras CNC, rectificadoras CNC, etc. O sistema CNC desta máquina-ferramenta tamén se denomina sistema CNC de control lineal. Do mesmo xeito, as máquinas-ferramentas CNC utilizadas exclusivamente para o control lineal son raras.
⑶ Máquinas ferramenta CNC de control de contorno
As máquinas-ferramentas CNC de control de contorno tamén se denominan máquinas-ferramentas CNC de control continuo. As súas características de control son que poden controlar simultaneamente o desprazamento e a velocidade de dúas ou máis coordenadas de movemento. Para cumprir os requisitos de que a traxectoria de movemento relativo da ferramenta ao longo do contorno da peza cumpra co contorno de procesamento da peza, o control de desprazamento e o control de velocidade de cada movemento coordenado deben coordinarse con precisión segundo a relación proporcional prescrita. Polo tanto, neste tipo de control, o dispositivo CNC está obrigado a ter unha función de interpolación. A chamada interpolación consiste en describir a forma dunha liña recta ou arco a través do procesamento matemático do operador de interpolación no sistema CNC segundo os datos básicos introducidos polo programa (como as coordenadas do punto final dunha liña recta, o punto final). coordenadas dun arco e as coordenadas do centro ou raio). É dicir, mentres se calcula, os pulsos distribúense a cada controlador de eixe de coordenadas segundo os resultados do cálculo para controlar o desprazamento da conexión de cada eixe de coordenadas para que sexa coherente co contorno requirido. Durante o movemento, a ferramenta corta continuamente a superficie da peza de traballo e pódense procesar varias liñas rectas, arcos e curvas. Traxectoria de mecanizado de control de contorno. Este tipo de máquina-ferramenta inclúe principalmenteTornos CNC, fresadoras CNC, máquinas de corte de fío CNC, centros de mecanizado, etc., e o seu correspondente dispositivo CNC chámase control de contorno. Segundo o diferente número de eixes de coordenadas de enlace que controla, o sistema CNC pódese dividir nas seguintes formas:
① Enlace de dous eixes: usado principalmente para tornos CNC para procesar superficies rotativas ouFresado CNCmáquinas para procesar cilindros curvos.
② Semi-enlace de dous eixes: utilízase principalmente para o control de máquinas-ferramenta con máis de tres eixes, nos que se poden unir dous eixes e alimentar periódicamente o outro.
③ Enlace de tres eixes: xeralmente dividido en dúas categorías, unha é a conexión de tres eixes de coordenadas lineais X/Y/Z, que se usa máis habitualmente en fresadoras CNC, centros de mecanizado, etc. A outra é que ademais de simultaneamente controlando dúas coordenadas lineais en X/Y/Z, tamén controla simultaneamente o eixe de coordenadas xiratoria que xira arredor dun dos eixes de coordenadas lineais. Por exemplo, nun centro de mecanizado de torneado, ademais da conexión dos eixes de coordenadas lineais lonxitudinal (eixe Z) e transversal (eixe X), tamén necesita controlar simultaneamente a conexión do eixe (eixe C) xirando. arredor do eixe Z.
④ Vinculación de catro eixes: controla simultáneamente a vinculación de tres eixes de coordenadas lineais X/Y/Z e un eixe de coordenadas xiratoria.
⑤ Vinculación de cinco eixes: ademais de controlar simultaneamente a vinculación dos tres eixes de coordenadas lineais X/Y/Z. Tamén controla simultaneamente dous dos eixes de coordenadas, A, B e C, que xiran ao redor destes eixes de coordenadas lineais, formando un control simultáneo de enlace de cinco eixes. Neste momento, a ferramenta pódese configurar en calquera dirección do espazo. Por exemplo, a ferramenta está controlada para xirar ao redor do eixe X e do eixe Y ao mesmo tempo para que a ferramenta manteña sempre a dirección normal coa superficie do contorno procesada no seu punto de corte para garantir a suavidade do superficie procesada mellorar a súa precisión de procesamento e eficiencia de procesamento e reducir a rugosidade da superficie procesada.
2. Clasificación polo método de servocontrol
⑴ O servoaccionamento de alimentación das máquinas-ferramentas CNC de control de lazo aberto é de lazo aberto; é dicir, non hai dispositivo de retroalimentación de detección. Xeralmente, o seu motor de condución é un motor paso a paso. A característica principal do motor paso a paso é que o motor xira un ángulo de paso cada vez que o circuíto de control cambia o sinal de pulso de comando e o propio motor ten capacidade de autobloqueo. O sinal de comando de alimentación emitido polo sistema CNC controla o circuíto de accionamento a través do distribuidor de pulsos. Controla o desprazamento de coordenadas cambiando o número de pulsos, controla a velocidade de desprazamento cambiando a frecuencia dos pulsos e controla a dirección do desprazamento cambiando a orde de distribución dos pulsos. Polo tanto, as principais características deste método de control son un control cómodo, unha estrutura sinxela e un prezo baixo. O fluxo de sinal de mando emitido polo sistema CNC é unidireccional, polo que non hai ningún problema de estabilidade para o sistema de control. Non obstante, debido a que o erro da transmisión mecánica non se corrixe mediante retroalimentación, a precisión do desprazamento non é alta. As primeiras máquinas-ferramentas CNC adoptaron este método de control, pero a taxa de fallos era relativamente alta. Na actualidade, debido á mellora do circuíto de accionamento, aínda é moi utilizado. Especialmente no meu país, os sistemas CNC económicos xerais e a transformación CNC de equipos antigos adoptan principalmente este método de control. Ademais, este método de control pódese configurar cun microordenador dun só chip ou cunha placa única como dispositivo CNC, o que reduce o prezo de todo o sistema.
⑵ Máquinas-ferramentas de control de lazo pechado O servoaccionamento de alimentación deste tipo de máquina-ferramenta CNC funciona nun modo de control de retroalimentación de lazo pechado. O seu motor de accionamento pode usar servomotores de CC ou CA e debe configurarse con realimentación de posición e realimentación de velocidade. O desprazamento real das pezas móbiles detéctase en calquera momento durante o procesamento e revísase a tempo ao comparador no sistema CNC. Compárase co sinal de mando obtido pola operación de interpolación, e a diferenza úsase como sinal de control do servoaccionamento, que impulsa o compoñente de desprazamento para eliminar o erro de desprazamento. Segundo a localización de instalación do elemento de detección de retroalimentación de posición e o dispositivo de retroalimentación utilizado, divídese en dous modos de control: bucle pechado completo e bucle semipechado.
① Control de lazo pechado completo Como se mostra na figura, o seu dispositivo de retroalimentación de posición usa un elemento de detección de desprazamento lineal (actualmente xeralmente unha regra de reixa) instalado na sela da máquina-ferramenta, é dicir, detecta directamente o desprazamento lineal da máquina-ferramenta. coordenadas. O erro de transmisión en toda a cadea de transmisión mecánica desde o motor ata a sela da máquina-ferramenta pódese eliminar mediante a retroalimentación, obtendo así unha alta precisión de posicionamento estático da máquina-ferramenta. Non obstante, dado que as características de fricción, a rixidez e a separación de moitos enlaces de transmisión mecánica en todo o lazo de control son non lineais, o tempo de resposta dinámica de toda a cadea de transmisión mecánica é moi grande en comparación co tempo de resposta eléctrica. Isto trae grandes dificultades para a corrección da estabilidade de todo o sistema de bucle pechado, e o deseño e axuste do sistema tamén son bastante complicados. Polo tanto, este método de control de bucle pechado completo úsase principalmente para máquinas de coordenadas CNC eCNC de precisióntrituradoras con requisitos de alta precisión.
② Control de lazo semi-pechado Como se mostra na figura, a súa retroalimentación de posición usa un elemento de detección de ángulo (actualmente, principalmente codificadores, etc.), que se instala directamente no servomotor ou no extremo do parafuso. Dado que a maioría dos enlaces de transmisión mecánica non están incluídos no lazo pechado do sistema, é necesario obter unha característica de control máis estable. Os erros de transmisión mecánica, como os parafusos de plomo, non se poden corrixir en ningún momento mediante retroalimentación, pero pódense utilizar métodos de compensación constante de software para mellorar de forma adecuada a súa precisión. Na actualidade, a maioría das máquinas-ferramenta CNC usan métodos de control de lazo semipechado
⑶ As máquinas ferramenta CNC de control híbrido concentran selectivamente as características dos métodos de control anteriores para formar un esquema de control híbrido. Como se mencionou anteriormente, xa que o método de control en lazo aberto ten unha boa estabilidade, baixo custo, pouca precisión e a estabilidade total do lazo pechado é pobre, para compensarse mutuamente e cumprir os requisitos de control de certas máquinas-ferramentas, un híbrido debe adoptarse un método de control. Os dous métodos máis utilizados son o tipo de compensación de lazo aberto e o tipo de compensación de lazo semipechado
3. Clasificación polo nivel funcional do sistema CNC
Segundo o nivel funcional do sistema CNC, o sistema CNC adoita dividirse en tres categorías: baixo, medio e alto. Este método de clasificación úsase máis habitualmente no meu país. Os límites dos tres niveis de baixo, medio e alto son relativos, e os estándares de clasificación serán diferentes en diferentes períodos. A xulgar polo nivel actual de desenvolvemento, varios tipos de sistemas CNC pódense dividir en tres categorías: baixo, medio e alto, segundo algunhas funcións e indicadores. Entre eles, os de gama media e alta denomínanse xeralmente CNC de función completa ou CNC estándar.
⑴ O corte de metais refírese ás máquinas-ferramentas CNC que usan varios procesos de corte como torneado, fresado, impacto, escariado, perforación, rectificado e cepillado. Pódese dividir nas dúas categorías seguintes.
① Máquinas ferramenta CNC comúns, como tornos CNC, fresadoras CNC, rectificadoras CNC, etc.
② A principal característica do centro de mecanizado é a biblioteca de ferramentas cun mecanismo de cambio automático de ferramentas; a peza de traballo está fixada unha vez. Despois da suxeición, varias ferramentas substitúense automaticamente e diversos procesos como fresado (torneado), escariado, perforación e roscado realízanse continuamente na mesma máquina-ferramenta en cada superficie de procesamento da peza, como centros de mecanizado (construción/fresado) , centros de torneado, centros de perforación, etc.
⑵ O conformado de metal refírese ás máquinas-ferramentas CNC que utilizan procesos de conformación como extrusión, perforación, prensado e debuxo. As de uso habitual inclúen prensas CNC, máquinas dobradoras CNC, máquinas dobradoras de tubos CNC, máquinas de fiar CNC, etc.
⑶ O procesamento especial inclúe principalmente máquinas de electroerosión por fío CNC, máquinas de formación de electroerosión CNC, máquinas de corte por chama CNC, máquinas de procesamento con láser CNC, etc.
⑷ Os produtos de medición e debuxo inclúen principalmente máquinas de medición de tres coordenadas, máquinas de configuración de ferramentas CNC, plotters CNC, etc.
Hora de publicación: Dec-05-2024