A CNC szerszámgépeknek számos fajtája és specifikációja létezik, és az osztályozási módszerek is eltérőek. Általában a következő négy alapelv szerint osztályozhatók funkciójuk és szerkezetük alapján.
1. Osztályozás a szerszámgép mozgásának szabályozási pályája szerint
⑴ A pontvezérelt CNC szerszámgép pontvezérléshez csak a szerszámgép mozgó részeinek pontos pozicionálása szükséges egyik pontról a másikra. A pontok közötti mozgáspályára vonatkozó követelmények nem szigorúak. A mozgás során nem történik feldolgozás, és a koordinátatengelyek közötti mozgás nem kapcsolódik egymáshoz. A gyors és pontos pozicionálás elérése érdekében a két pont közötti elmozdulás általában először gyorsan mozog, majd lassan közelíti meg a pozicionálási pontot a pozicionálási pontosság biztosítása érdekében. Ahogy az alábbi ábrán látható, ez a pontvezérlés mozgáspályája.
A pontvezérlési funkcióval rendelkező szerszámgépek közé elsősorban a CNC fúrógépek, CNC marógépek, CNC lyukasztógépek stb. tartoznak. A CNC technológia fejlődésével és a CNC rendszerek árának csökkenésével ritkák a kizárólag pontvezérlésre használt CNC rendszerek.
⑵ Lineáris vezérlésű CNC szerszámgépek A lineáris vezérlésű CNC szerszámgépeket párhuzamos vezérlésű CNC szerszámgépeknek is nevezik. Jellemzőik, hogy az ellenőrző pontok közötti pontos pozicionáláson túl a mozgási sebességet és az útvonalat (pályát) is szabályozzák két összefüggő pont között. Mozgási útvonaluk azonban csak párhuzamos a szerszámgép koordinátatengelyével; vagyis egyszerre csak egy koordinátatengely van vezérelve (azaz nincs szükség interpolációs számítási funkcióra a CNC rendszerben). Az eltolási folyamat során a szerszám meghatározott előtolási sebességgel tud vágni, és általában csak négyszögletes és lépcsős részeket tud megmunkálni. A lineáris vezérlésű szerszámgépek közé főleg viszonylag egyszerű CNC esztergák, CNC marógépek, CNC csiszolók stb. tartoznak. Ennek a szerszámgépnek a CNC rendszerét lineáris vezérlésű CNC rendszernek is nevezik. Hasonlóképpen ritkák a kizárólag lineáris vezérlésre használt CNC szerszámgépek.
⑶ Kontúrvezérlő CNC szerszámgépek
A kontúrvezérlésű CNC szerszámgépeket folyamatos vezérlésű CNC szerszámgépeknek is nevezik. Vezérlési jellemzőik, hogy egyidejűleg két vagy több mozgáskoordináta elmozdulását és sebességét is szabályozhatják. Annak érdekében, hogy a szerszám relatív mozgáspályája a munkadarab kontúrja mentén megfeleljen a munkadarab feldolgozási kontúrjának, az egyes koordinátamozgások elmozdulásszabályozását és sebességszabályozását az előírt arányossági összefüggésnek megfelelően pontosan össze kell hangolni. Ezért az ilyen típusú vezérléseknél a CNC-eszköznek interpolációs funkcióval kell rendelkeznie. Az úgynevezett interpoláció egy egyenes vagy ív alakjának leírása az interpolációs operátor matematikai feldolgozásával a CNC rendszerben a program által bevitt alapadatok (például az egyenes végponti koordinátái, a végpont) szerint. egy ív koordinátái és a középponti koordináták vagy sugár). Ez azt jelenti, hogy a számítás során az impulzusok minden koordinátatengely-vezérlőhöz a számítási eredményeknek megfelelően kerülnek elosztásra, hogy az egyes koordinátatengelyek kapcsolódási elmozdulását a kívánt kontúrnak megfelelően szabályozzák. A mozgás során a szerszám folyamatosan vágja a munkadarab felületét, és különféle egyenesek, ívek, ívek dolgozhatók fel. Kontúrvezérlés megmunkálási pálya. Ez a típusú szerszámgép főként tartalmazzaCNC esztergák, CNC marógépek, CNC huzalvágó gépek, megmunkáló központok stb., a megfelelő CNC eszközt pedig kontúrvezérlésnek nevezik. Az általa vezérelt kapcsolódási koordináta tengelyek különböző száma szerint a CNC rendszer a következő formákra osztható:
① Kéttengelyes csatlakozás: főleg CNC esztergagépekhez használják forgó felületek feldolgozására, illCNC marásíves hengerek feldolgozására alkalmas gépek.
② Kéttengelyes félrudazat: főleg háromnál több tengelyes szerszámgépek vezérlésére szolgál, amelyekben két tengely kapcsolható össze, a másik tengely pedig időszakosan adagolható.
③ Háromtengelyes összeköttetés: Általában két kategóriába sorolják, az egyik három lineáris koordinátatengely X/Y/Z összekapcsolása, amelyet gyakrabban használnak CNC marógépekben, megmunkáló központokban stb. A másik az, hogy amellett, hogy egyidejűleg két lineáris koordinátát vezérel X/Y/Z-ben, ezzel egyidejűleg az egyik lineáris koordinátatengely körül forgó forgó koordinátatengelyt is vezérli. Például egy eszterga megmunkáló központban a hosszirányú (Z-tengely) és a keresztirányú (X-tengely) lineáris koordinátatengelyek összekapcsolása mellett a forgó orsó (C-tengely) összekapcsolását is egyidejűleg szabályozni kell. a Z tengely körül.
④ Négytengelyes összeköttetés: Egyszerre vezérelheti három lineáris koordinátatengely X/Y/Z és egy forgó koordinátatengely összekapcsolását.
⑤ Öttengelyes kapcsolat: A három X/Y/Z lineáris koordinátatengely összekapcsolásának egyidejű vezérlése mellett. Egyidejűleg vezérel két koordinátatengelyt is, az A, B és C koordinátatengelyeket, amelyek e lineáris koordinátatengelyek körül forognak, egyidejűleg vezérelve az öttengelyes kapcsolatot. Ekkor a szerszám a tér bármely irányába állítható. Például a szerszám vezérlése az x tengely és az y tengely körül egyidejűleg leng, így a szerszám mindig megtartja a normál irányt, miközben a kontúrfelületet a vágási pontján megmunkálják, így biztosítva a vágási pont simaságát. A feldolgozott felület javítja a feldolgozási pontosságot és a feldolgozási hatékonyságot, és csökkenti a megmunkált felület érdességét.
2. Szervovezérlési módszer szerinti osztályozás
⑴ A nyílt hurkú vezérlésű CNC szerszámgépek betáplálási szervohajtása nyílt hurkú; vagyis nincs érzékelési visszacsatoló eszköz. A meghajtó motorja általában léptetőmotor. A léptetőmotor fő jellemzője, hogy a motor lépésszöget forgat minden alkalommal, amikor a vezérlőáramkör megváltoztatja a parancsimpulzus jelet, és maga a motor önzáró képességgel rendelkezik. A CNC rendszer által kiadott előtolási parancs jel az impulzuselosztón keresztül vezérli a meghajtó áramkört. Az impulzusok számának változtatásával szabályozza a koordináta-elmozdulást, az impulzusok frekvenciájának változtatásával az elmozdulási sebességet, az impulzusok eloszlási sorrendjének változtatásával pedig az elmozdulás irányát. Ezért ennek a szabályozási módszernek a legnagyobb jellemzője a kényelmes vezérlés, az egyszerű felépítés és az alacsony ár. A CNC rendszer által kiadott parancsjel áramlás egyirányú, így nincs stabilitási probléma a vezérlőrendszerrel. Mivel azonban a mechanikus erőátvitel hibáját a visszacsatolás nem javítja, az elmozdulási pontosság nem magas. A korai CNC szerszámgépek mindegyike alkalmazta ezt a vezérlési módszert, de a meghibásodási arány viszonylag magas volt. Jelenleg a meghajtó áramkör fejlesztése miatt még mindig széles körben használják. Különösen az én hazámban az általános gazdasági CNC rendszerek és a régi berendezések CNC átalakítása többnyire ezt az ellenőrzési módszert alkalmazza. Ezen túlmenően ez a vezérlési mód konfigurálható egychipes mikroszámítógéppel vagy egylapos számítógéppel CNC eszközként, ami csökkenti a teljes rendszer árát.
⑵ Zárt hurkú vezérlésű szerszámgépek Az ilyen típusú CNC szerszámgépek előtolásszervo hajtása zárt hurkú visszacsatolásos vezérlési módban működik. Meghajtómotorja DC vagy AC szervomotorokat használhat, és pozíció- és fordulatszám-visszajelzéssel kell konfigurálni. A mozgó alkatrészek tényleges elmozdulását a feldolgozás során bármikor észleljük, és ez időben visszatáplálja a CNC rendszerben lévő komparátorba. Összehasonlítják az interpolációs művelettel kapott parancsjellel, és a különbséget a szervohajtás vezérlőjeleként használják, amely meghajtja az eltolási komponenst az elmozdulási hiba kiküszöbölésére. A helyzet-visszacsatoló elem beépítési helye és az alkalmazott visszacsatoló eszköz szerint két szabályozási módra oszlik: teljesen zárt hurok és félig zárt hurok.
① Teljes zárt hurkú vezérlés Ahogy az ábrán is látható, helyzet-visszacsatoló berendezése a szerszámgép nyergére szerelt lineáris elmozdulásérzékelő elemet (jelenleg általában rácsvonalzót) használ, azaz közvetlenül érzékeli a szerszámgép lineáris elmozdulását. koordináták. A motortól a szerszámgép nyeregéig terjedő teljes mechanikai átviteli láncban előforduló átviteli hiba visszacsatolás révén kiküszöbölhető, ezáltal a szerszámgép nagy statikus pozicionálási pontossága érhető el. Mivel azonban a teljes vezérlőkörben számos mechanikus erőátviteli kapcsolat súrlódási jellemzői, merevsége és hézaga nemlineárisak, a teljes mechanikus átviteli lánc dinamikus válaszideje nagyon nagy az elektromos válaszidőhöz képest. Ez nagy nehézségeket okoz a teljes zárt hurkú rendszer stabilitáskorrekciójában, és a rendszer kialakítása és beállítása is meglehetősen bonyolult. Ezért ezt a teljes zárt hurkú vezérlési módszert elsősorban a CNC koordinátagépekhez illCNC precizitásnagy pontosságú köszörűgépek.
② Félig zárt hurkú vezérlés Ahogy az ábrán is látható, helyzetvisszajelzése egy szögérzékelő elemet (jelenleg főként jeladókat stb.) használ, amelyet közvetlenül a szervomotorra vagy a vezetőcsavar végére szerelnek fel. Mivel a mechanikus átviteli kapcsolatok többsége nem tartozik a rendszer zárt hurkú hurkjába, ezért stabilabb szabályozási karakterisztikát kell elérni. A mechanikai átviteli hibák, például a vezérorsók nem javíthatók bármikor visszacsatoláson keresztül, de szoftveres állandó kompenzációs módszerek használhatók a pontosságuk megfelelő javítására. Jelenleg a legtöbb CNC szerszámgép félig zárt hurkú vezérlési módszereket használ
⑶ Hibrid vezérlésű CNC szerszámgépek szelektíven koncentrálják a fenti szabályozási módszerek jellemzőit egy hibrid vezérlési séma kialakítására. Mint fentebb említettük, mivel a nyílt hurkú vezérlési módszer jó stabilitású, alacsony költséggel, gyenge pontossággal és rossz a teljes zárt hurkú stabilitás, az egymás kompenzálása és bizonyos szerszámgépek szabályozási követelményeinek teljesítése érdekében egy hibrid. ellenőrzési módszert kell elfogadni. A két leggyakrabban használt módszer a nyílt hurkú és a félig zárt hurkú kompenzációs típus
3. Osztályozás a CNC rendszer funkcionális szintje szerint
A CNC rendszer funkcionális szintje szerint a CNC rendszert általában három kategóriába sorolják: alacsony, közepes és magas. Hazámban ezt az osztályozási módszert gyakrabban használják. A három szint – alacsony, közepes és magas – határai relatívak, és az osztályozási szabványok különböző időszakokban eltérőek lesznek. A jelenlegi fejlettségi szint alapján a különböző típusú CNC-rendszerek három kategóriába sorolhatók: alacsony, közepes és magas, egyes funkciók és mutatók szerint. Közülük a közepes és csúcskategóriásakat általában teljes funkciós CNC-nek vagy szabványos CNC-nek nevezik.
⑴ A fémvágás olyan CNC szerszámgépekre vonatkozik, amelyek különféle forgácsolási folyamatokat használnak, mint például esztergálás, marás, ütés, dörzsárazás, fúrás, köszörülés és gyalulás. A következő két kategóriába sorolható.
① Közönséges CNC szerszámgépek, például CNC esztergák, CNC marógépek, CNC csiszolók stb.
② A megmunkáló központ fő jellemzője az automatikus szerszámcsere mechanizmussal rendelkező szerszámkönyvtár; a munkadarabot egyszer rögzítjük. A befogást követően a különböző szerszámok automatikusan cserére kerülnek, és a különböző folyamatok, mint a marás (esztergálás), dörzsárazás, fúrás és menetfúrás, folyamatosan ugyanazon a szerszámgépen, a munkadarab minden egyes megmunkáló felületén, például (építő/maró) megmunkáló központokon történik. , esztergaközpontok, fúróközpontok stb.
⑵ A fémalakítás olyan CNC szerszámgépekre vonatkozik, amelyek olyan alakítási folyamatokat alkalmaznak, mint az extrudálás, lyukasztás, préselés és húzás. Az általánosan használt gépek közé tartoznak a CNC prések, CNC hajlítógépek, CNC csőhajlító gépek, CNC fonógépek stb.
⑶ A speciális feldolgozás elsősorban a CNC huzalos szikraforgácsológépeket, a CNC EDM-formázógépeket, a CNC lángvágó gépeket, a CNC lézeres feldolgozógépeket stb.
⑷ A mérő- és rajztermékek főként háromkoordinátás mérőgépeket, CNC szerszámbeállító gépeket, CNC plottereket stb.
Feladás időpontja: 2024. december 05