Ada banyak jenis dan spesifikasi peralatan mesin CNC, dan metode klasifikasinya juga berbeda-beda. Secara umum, mereka dapat diklasifikasikan menurut empat prinsip berikut berdasarkan fungsi dan struktur.
1. Klasifikasi berdasarkan lintasan kendali pergerakan peralatan mesin
⑴ Kontrol titik perkakas mesin CNC yang dikontrol titik hanya memerlukan penempatan akurat bagian-bagian perkakas mesin yang bergerak dari satu titik ke titik lainnya. Persyaratan lintasan gerak antar titik tidak ketat. Tidak ada pemrosesan yang dilakukan selama pergerakan, dan pergerakan antar sumbu koordinat tidak berhubungan. Untuk mencapai penentuan posisi yang cepat dan akurat, pergerakan perpindahan antara dua titik umumnya bergerak cepat terlebih dahulu kemudian mendekati titik penentuan posisi secara perlahan untuk memastikan keakuratan penentuan posisi. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, ini adalah lintasan gerak kendali titik.
Peralatan mesin dengan fungsi kendali titik terutama mencakup mesin bor CNC, mesin penggilingan CNC, mesin pelubang CNC, dll. Dengan berkembangnya teknologi CNC dan penurunan harga sistem CNC, sistem CNC yang hanya digunakan untuk kendali titik sudah jarang.
⑵ Peralatan mesin CNC kontrol linier Peralatan mesin CNC kontrol linier juga disebut peralatan mesin CNC kontrol paralel. Ciri-cirinya adalah selain penentuan posisi antar titik kontrol secara akurat, juga mengontrol kecepatan pergerakan dan rute (lintasan) antara dua titik terkait. Namun jalur pergerakannya hanya sejajar dengan sumbu koordinat peralatan mesin; yaitu, hanya ada satu sumbu koordinat yang dikontrol pada saat yang sama (yaitu, tidak diperlukan fungsi perhitungan interpolasi dalam sistem CNC). Selama proses perpindahan, pahat dapat memotong dengan kecepatan umpan tertentu dan umumnya hanya dapat memproses bagian berbentuk persegi panjang dan berundak. Peralatan mesin dengan fungsi kontrol linier terutama mencakup mesin bubut CNC yang relatif sederhana, mesin penggilingan CNC, penggiling CNC, dll. Sistem CNC pada peralatan mesin ini disebut juga sistem CNC kontrol linier. Demikian pula, peralatan mesin CNC yang hanya digunakan untuk kontrol linier jarang ditemukan.
⑶ Peralatan mesin CNC kontrol kontur
Peralatan mesin CNC kontrol kontur juga disebut peralatan mesin CNC kontrol berkelanjutan. Karakteristik kendalinya adalah mereka dapat secara bersamaan mengontrol perpindahan dan kecepatan dua atau lebih koordinat gerak. Untuk memenuhi persyaratan bahwa lintasan gerak relatif pahat sepanjang kontur benda kerja memenuhi kontur pemrosesan benda kerja, kendali perpindahan dan kendali kecepatan setiap gerak koordinat harus dikoordinasikan secara akurat sesuai dengan hubungan proporsional yang ditentukan. Oleh karena itu, pada pengendalian jenis ini, perangkat CNC diharuskan memiliki fungsi interpolasi. Yang disebut interpolasi adalah menggambarkan bentuk garis lurus atau busur melalui pemrosesan matematis operator interpolasi dalam sistem CNC sesuai dengan data dasar yang dimasukkan oleh program (seperti koordinat titik akhir garis lurus, titik akhir koordinat busur dan koordinat pusat atau jari-jarinya). Maksudnya pada saat melakukan perhitungan, pulsa-pulsa disalurkan ke setiap pengontrol sumbu koordinat sesuai dengan hasil perhitungan sehingga dapat mengontrol perpindahan linkage setiap sumbu koordinat agar sesuai dengan kontur yang dibutuhkan. Selama pergerakan, pahat terus menerus memotong permukaan benda kerja, dan berbagai garis lurus, busur, dan kurva dapat diproses. Lintasan pemesinan kontrol kontur. Jenis peralatan mesin ini terutama mencakupmesin bubut CNC, Mesin penggilingan CNC, mesin pemotong kawat CNC, pusat permesinan, dll., dan perangkat CNC yang sesuai disebut kontrol kontur. Menurut jumlah sumbu koordinat keterkaitan yang dikontrolnya, sistem CNC dapat dibagi menjadi beberapa bentuk berikut:
① Hubungan dua sumbu: terutama digunakan untuk mesin bubut CNC untuk memproses permukaan yang berputar atauPenggilingan CNCmesin untuk memproses silinder melengkung.
② Semi-linkage dua sumbu: terutama digunakan untuk mengontrol peralatan mesin dengan lebih dari tiga sumbu, di mana dua sumbu dapat dihubungkan, dan sumbu lainnya dapat diumpankan secara berkala.
③ Tautan tiga sumbu: Secara umum dibagi menjadi dua kategori, satu adalah tautan tiga sumbu koordinat linier X/Y/Z, yang lebih umum digunakan pada mesin penggilingan CNC, pusat permesinan, dll. Yang lainnya adalah selain secara bersamaan mengontrol dua koordinat linier di X/Y/Z, sekaligus mengontrol sumbu koordinat berputar yang berputar di sekitar salah satu sumbu koordinat linier. Misalnya, pada pusat permesinan belok, selain keterkaitan sumbu koordinat linier memanjang (sumbu Z) dan melintang (sumbu X), juga perlu mengontrol keterkaitan spindel (sumbu C) yang berputar secara bersamaan. di sekitar sumbu Z.
④ Hubungan empat sumbu: Secara bersamaan mengontrol hubungan tiga sumbu koordinat linier X/Y/Z dan sumbu koordinat berputar.
⑤ Keterkaitan lima sumbu: Selain mengontrol keterkaitan tiga sumbu koordinat linier X/Y/Z secara bersamaan. Ia juga secara bersamaan mengontrol dua sumbu koordinat, A, B, dan C, yang berputar di sekitar sumbu koordinat linier ini, membentuk kontrol simultan dari hubungan lima sumbu. Saat ini, alat tersebut dapat diatur ke segala arah dalam ruang. Misalnya, pahat dikontrol untuk berayun mengelilingi sumbu x dan sumbu y secara bersamaan sehingga pahat selalu menjaga arah normal dengan permukaan kontur yang diproses pada titik pemotongannya untuk menjamin kelancaran pemotongan. permukaan yang diproses meningkatkan akurasi pemrosesan dan efisiensi pemrosesan serta mengurangi kekasaran permukaan yang diproses.
2. Klasifikasi dengan metode kontrol servo
⑴ Penggerak servo umpan peralatan mesin CNC kontrol loop terbuka adalah loop terbuka; artinya, tidak ada perangkat umpan balik deteksi. Umumnya motor penggeraknya adalah motor stepper. Fitur utama motor stepper adalah motor memutar sudut langkah setiap kali rangkaian kontrol mengubah sinyal pulsa perintah, dan motor itu sendiri memiliki kemampuan mengunci sendiri. Output sinyal perintah umpan oleh sistem CNC mengontrol rangkaian penggerak melalui distributor pulsa. Ia mengontrol perpindahan koordinat dengan mengubah jumlah pulsa, mengontrol kecepatan perpindahan dengan mengubah frekuensi pulsa, dan mengontrol arah perpindahan dengan mengubah urutan distribusi pulsa. Oleh karena itu, fitur terbesar dari metode kontrol ini adalah kontrol yang mudah, struktur sederhana, dan harga murah. Aliran sinyal perintah yang dikeluarkan oleh sistem CNC bersifat searah, sehingga tidak ada masalah kestabilan pada sistem kendali. Namun, karena kesalahan transmisi mekanis tidak dikoreksi dengan umpan balik, maka akurasi perpindahannya tidak tinggi. Peralatan mesin CNC awal semuanya mengadopsi metode kontrol ini, tetapi tingkat kegagalannya relatif tinggi. Saat ini, karena perbaikan sirkuit penggerak, masih banyak digunakan. Khususnya di negara saya, sistem CNC ekonomi umum dan transformasi CNC pada peralatan lama sebagian besar mengadopsi metode kontrol ini. Selain itu, metode kontrol ini dapat dikonfigurasi dengan komputer mikro chip tunggal atau komputer papan tunggal sebagai perangkat CNC, sehingga mengurangi harga keseluruhan sistem.
⑵ Peralatan mesin kontrol loop tertutup Penggerak servo umpan dari peralatan mesin CNC jenis ini bekerja dalam mode kontrol umpan balik loop tertutup. Motor penggeraknya dapat menggunakan motor servo DC atau AC dan perlu dikonfigurasi dengan umpan balik posisi dan umpan balik kecepatan. Perpindahan sebenarnya dari bagian yang bergerak terdeteksi kapan saja selama pemrosesan, dan diumpankan kembali ke komparator di sistem CNC pada waktunya. Dibandingkan dengan sinyal perintah yang diperoleh dari operasi interpolasi, dan perbedaannya digunakan sebagai sinyal kontrol penggerak servo, yang menggerakkan komponen perpindahan untuk menghilangkan kesalahan perpindahan. Menurut lokasi pemasangan elemen pendeteksi umpan balik posisi dan perangkat umpan balik yang digunakan, ini dibagi menjadi dua mode kontrol: loop tertutup penuh dan loop semi-tertutup.
① Kontrol loop tertutup penuh Seperti yang ditunjukkan pada gambar, perangkat umpan balik posisinya menggunakan elemen pendeteksi perpindahan linier (saat ini umumnya berupa penggaris kisi) yang dipasang pada sadel perkakas mesin, yang secara langsung mendeteksi perpindahan linier perkakas mesin koordinat. Kesalahan transmisi pada seluruh rantai transmisi mekanis dari motor hingga sadel peralatan mesin dapat dihilangkan melalui umpan balik, sehingga memperoleh akurasi posisi statis yang tinggi dari peralatan mesin. Namun, karena karakteristik gesekan, kekakuan, dan jarak bebas dari banyak sambungan transmisi mekanis di seluruh loop kontrol adalah nonlinier, waktu respons dinamis seluruh rantai transmisi mekanis sangat besar dibandingkan dengan waktu respons listrik. Hal ini membawa kesulitan besar pada koreksi stabilitas seluruh sistem loop tertutup, dan desain serta penyesuaian sistem juga cukup rumit. Oleh karena itu, metode kontrol loop tertutup penuh ini terutama digunakan untuk mesin koordinat CNC danPresisi CNCpenggiling dengan persyaratan presisi tinggi.
② Kontrol loop semi-tertutup Seperti yang ditunjukkan pada gambar, umpan balik posisinya menggunakan elemen pendeteksi sudut (saat ini terutama encoder, dll.), yang dipasang langsung pada motor servo atau ujung sekrup utama. Karena sebagian besar tautan transmisi mekanis tidak termasuk dalam loop tertutup sistem, hal ini dimaksudkan untuk memperoleh karakteristik kontrol yang lebih stabil. Kesalahan transmisi mekanis seperti sekrup timah tidak dapat diperbaiki kapan pun melalui umpan balik, tetapi metode kompensasi konstan perangkat lunak dapat digunakan untuk meningkatkan akurasinya secara tepat. Saat ini, sebagian besar peralatan mesin CNC menggunakan metode kontrol loop semi-tertutup
⑶ Peralatan mesin CNC kontrol hibrid secara selektif memusatkan karakteristik metode kontrol di atas untuk membentuk skema kontrol hibrid. Seperti disebutkan di atas, karena metode kontrol loop terbuka memiliki stabilitas yang baik, biaya rendah, akurasi yang buruk, dan stabilitas loop tertutup penuh yang buruk, untuk saling mengimbangi dan memenuhi persyaratan kontrol peralatan mesin tertentu, maka metode hybrid metode pengendalian harus diadopsi. Dua metode yang paling umum digunakan adalah tipe kompensasi loop terbuka dan tipe kompensasi loop semi tertutup
3. Klasifikasi berdasarkan tingkat fungsional sistem CNC
Menurut tingkat fungsional sistem CNC, sistem CNC biasanya dibagi menjadi tiga kategori: rendah, sedang, dan tinggi. Metode klasifikasi ini lebih umum digunakan di negara saya. Batasan ketiga tingkat rendah, sedang, dan tinggi bersifat relatif, dan standar klasifikasi akan berbeda pada periode yang berbeda. Dilihat dari tingkat perkembangannya saat ini, berbagai jenis sistem CNC dapat dibagi menjadi tiga kategori: rendah, sedang, dan tinggi, menurut beberapa fungsi dan indikatornya. Diantaranya, medium dan high-end umumnya disebut CNC fungsi penuh atau CNC standar.
⑴ Pemotongan logam mengacu pada peralatan mesin CNC yang menggunakan berbagai proses pemotongan seperti pembubutan, penggilingan, tumbukan, reaming, pengeboran, penggilingan, dan perencanaan. Ini dapat dibagi menjadi dua kategori berikut.
① Peralatan mesin CNC biasa, seperti mesin bubut CNC, mesin penggilingan CNC, penggiling CNC, dll.
② Fitur utama pusat permesinan adalah perpustakaan pahat dengan mekanisme penggantian pahat otomatis; benda kerja dijepit satu kali. Setelah penjepitan, berbagai perkakas diganti secara otomatis, dan berbagai proses seperti penggilingan (pembubutan), reaming, pengeboran, dan penyadapan dilakukan secara terus menerus pada perkakas mesin yang sama pada setiap permukaan pemrosesan benda kerja, seperti pusat permesinan (bangunan/penggilingan). , pusat pembubutan, pusat pengeboran, dll.
⑵ Pembentukan logam mengacu pada peralatan mesin CNC yang menggunakan proses pembentukan seperti ekstrusi, pelubangan, pengepresan, dan penarikan. Yang umum digunakan antara lain mesin press CNC, mesin pembengkok CNC, mesin pembengkok pipa CNC, mesin pemintalan CNC, dll.
⑶ Pemrosesan khusus terutama mencakup EDM kawat CNC, mesin pembentuk EDM CNC, mesin pemotong api CNC, mesin pengolah laser CNC, dll.
⑷ Produk pengukuran dan gambar terutama mencakup mesin pengukur tiga koordinat, mesin pengaturan perkakas CNC, plotter CNC, dll.
Waktu posting: 05-Des-2024