ישנם זנים ומפרטים רבים של כלי מכונת CNC, וגם שיטות הסיווג שונות. באופן כללי, ניתן לסווג אותם לפי ארבעת העקרונות הבאים המבוססים על תפקוד ומבנה.
1. סיווג לפי מסלול הבקרה של תנועת כלי מכונה
⑴ בקרת נקודת כלי CNC מבוקרת נקודה דורשת רק מיקום מדויק של החלקים הנעים של כלי המכונה מנקודה אחת לאחרת. הדרישות למסלול התנועה בין נקודות אינן מחמירות. לא מתבצע עיבוד במהלך התנועה, והתנועה בין צירי הקואורדינטות אינה קשורה. על מנת להשיג מיקום מהיר ומדויק, תנועת התזוזה בין שתי נקודות בדרך כלל נעה במהירות תחילה ולאחר מכן מתקרבת לנקודת המיקום באיטיות כדי להבטיח דיוק במיקום. כפי שמוצג באיור למטה, זהו מסלול התנועה של בקרת נקודה.
מכונות עם פונקציות בקרת נקודה כוללות בעיקר מכונות קידוח CNC, מכונות כרסום CNC, מכונות ניקוב CNC וכו'. עם התפתחות טכנולוגיית CNC והוזלת מחירי מערכות CNC, מערכות CNC המשמשות אך ורק לבקרה נקודתיות הן נדירות.
⑵ בקרה ליניארית כלי מכונת CNC בקרה ליניארית כלי מכונת CNC נקראים גם כלי מכונת CNC בקרה מקבילה. המאפיינים שלהם הם שבנוסף למיקום המדויק בין נקודות בקרה, הם גם שולטים במהירות התנועה ובמסלול (מסלול) בין שתי נקודות קשורות. עם זאת, תוואי התנועה שלהם מקביל רק לציר הקואורדינטות של כלי המכונה; כלומר, יש רק ציר קואורדינטות אחד שנשלט בו זמנית (כלומר, אין צורך בפונקציית חישוב אינטרפולציה במערכת CNC). במהלך תהליך העקירה, הכלי יכול לחתוך במהירות הזנה מוגדרת ובדרך כלל יכול לעבד רק חלקים מלבניים ובצורת צעד. המכונות עם פונקציות בקרה ליניאריות כוללות בעיקר מחרטות CNC פשוטות יחסית, מכונות כרסום CNC, משחזות CNC וכו'. מערכת ה-CNC של מכונה זו נקראת גם מערכת CNC בקרה ליניארית. באופן דומה, כלי מכונת CNC המשמשים אך ורק לשליטה ליניארית הם נדירים.
⑶ בקרת קווי מתאר כלי מכונת CNC
כלי מכונת CNC בקרת קווי מתאר נקראים גם כלי מכונת CNC בקרה רציפה. מאפייני השליטה שלהם הם שהם יכולים לשלוט בו זמנית בתזוזה ובמהירות של שתי קואורדינטות תנועה או יותר. על מנת לעמוד בדרישות שמסלול התנועה היחסי של הכלי לאורך קו המתאר של החומר יעמוד בקו המתאר של עיבוד החומר, יש לתאם במדויק את בקרת התזוזה ובקרת המהירות של כל תנועת קואורדינטות בהתאם ליחס הפרופורציונלי שנקבע. לכן, בסוג זה של בקרה, התקן CNC נדרש לפונקציית אינטרפולציה. מה שנקרא אינטרפולציה היא לתאר את צורתו של קו ישר או קשת באמצעות עיבוד מתמטי של אופרטור האינטרפולציה במערכת ה-CNC על פי הנתונים הבסיסיים המוזנים על ידי התוכנית (כגון קואורדינטות נקודת הקצה של קו ישר, נקודת הקצה קואורדינטות של קשת ושל קואורדינטות מרכז או רדיוס). כלומר תוך כדי חישוב, פולסים מחולקים לכל בקר ציר קואורדינטות בהתאם לתוצאות החישוב כדי לשלוט בעקירת ההצמדה של כל ציר קואורדינטות כך שתהיה עקבית עם המתאר הנדרש. במהלך התנועה, הכלי חותך ברציפות את פני השטח של חומר העבודה, וניתן לעבד קווים ישרים, קשתות ועיקולים שונים. מסלול עיבוד של בקרת קווי מתאר. סוג זה של כלי מכונה כולל בעיקרמחרטות CNC, מכונות כרסום CNC, מכונות חיתוך חוטי CNC, מרכזי עיבוד שבבי וכו', ומכשיר ה-CNC המתאים לו נקרא בקרת קווי מתאר. על פי המספר השונה של צירי קואורדינטות ההצמדה שהיא שולטת, ניתן לחלק את מערכת ה-CNC לצורות הבאות:
① הצמדה דו-צירית: משמשת בעיקר למחרטות CNC לעיבוד משטחים מסתובבים אוכרסום CNCמכונות לעיבוד צילינדרים מעוקלים.
② הצמדה למחצה דו-צירית: משמשת בעיקר לשליטה בכלי מכונות עם יותר משלושה צירים, בהם ניתן לקשר שני צירים, ואת הציר השני ניתן להזין מעת לעת.
③ הצמדה תלת צירים: מחולקת באופן כללי לשתי קטגוריות, האחת היא הצמדה של שלושה צירי קואורדינטות ליניאריות X/Y/Z, הנפוץ יותר במכונות כרסום CNC, מרכזי עיבוד שבבי וכו'. השני הוא שבנוסף בו זמנית שליטה בשתי קואורדינטות ליניאריות ב-X/Y/Z, היא גם שולטת בו-זמנית על ציר הקואורדינטות המסתובב המסתובב סביב אחד מהלינארים צירי קואורדינטות. לדוגמה, במרכז עיבוד מפנה, בנוסף להצמדה של צירי הקואורדינטות הליניאריות האורך (ציר Z) והרוחבי (ציר X), הוא צריך גם לשלוט בו זמנית על ההצמדה של הציר (ציר C) המסתובב סביב ציר Z.
④ הצמדת ארבעה צירים: שלוט בו זמנית בהצמדה של שלושה צירי קואורדינטות ליניאריות X/Y/Z וציר קואורדינטות מסתובב.
⑤ הצמדה עם חמישה צירים: בנוסף לשליטה בו זמנית על ההצמדה של שלושת צירי הקואורדינטות הליניאריות X/Y/Z. הוא גם שולט בו-זמנית בשניים מצירי הקואורדינטות, A, B ו-C, המסתובבים סביב צירי הקואורדינטות הליניאריים הללו, ויוצרים שליטה בו-זמנית של הצמדה של חמישה צירים. בשלב זה, ניתן להגדיר את הכלי לכל כיוון בחלל. לדוגמה, הכלי נשלט כדי להסתובב סביב ציר ה-x וציר ה-y בו-זמנית, כך שהכלי תמיד שומר על הכיוון הנורמלי כאשר משטח המתאר מעובד בנקודת החיתוך שלו כדי להבטיח את החלקות של הכלי. משטח מעובד משפרים את דיוק העיבוד ויעילות העיבוד שלו ומפחיתים את החספוס של המשטח המעובד.
2. סיווג לפי שיטת בקרת סרוו
⑴ כונן סרוו ההזנה של כלי CNC בקרת לולאה פתוחה הוא לולאה פתוחה; כלומר, אין התקן משוב זיהוי. בדרך כלל, מנוע ההנעה שלו הוא מנוע צעד. המאפיין העיקרי של מנוע הצעד הוא שהמנוע מסתובב בזווית צעד בכל פעם שמעגל הבקרה משנה את אות דופק הפקודה, ולמנוע עצמו יש יכולת נעילה עצמית. פלט אות פקודת ההזנה על ידי מערכת CNC שולט במעגל ההנעה דרך מפיץ הדופק. הוא שולט בעקירת הקואורדינטות על ידי שינוי מספר הפולסים, שולט על מהירות העקירה על ידי שינוי תדירות הפולסים, ושולט בכיוון העקירה על ידי שינוי סדר הפצה של הפולסים. לכן, המאפיינים הגדולים ביותר של שיטת בקרה זו הם שליטה נוחה, מבנה פשוט ומחיר נמוך. זרימת אותות הפקודה המונפקת על ידי מערכת CNC היא חד כיוונית, כך שאין בעיית יציבות למערכת הבקרה. עם זאת, מכיוון שהשגיאה של התמסורת המכנית אינה מתוקנת על ידי משוב, דיוק התזוזה אינו גבוה. כלי מכונת CNC מוקדמים אימצו כולם שיטת בקרה זו, אך שיעור הכשלים היה גבוה יחסית. נכון לעכשיו, בשל שיפור מעגל הכונן, הוא עדיין נמצא בשימוש נרחב. במיוחד בארצי, מערכות CNC כלכליות כלליות וטרנספורמציה CNC של ציוד ישן מאמצות לרוב את שיטת הבקרה הזו. בנוסף, ניתן להגדיר את שיטת הבקרה הזו עם מיקרו-מחשב עם שבב בודד או מחשב לוח יחיד כהתקן CNC, מה שמוזיל את המחיר של המערכת כולה.
⑵ מכונות שליטה בלולאה סגורה כונן סרוו ההזנה של סוג זה של כלי מכונת CNC פועל במצב בקרת משוב בלולאה סגורה. מנוע ההנעה שלו יכול להשתמש במנועי סרוו DC או AC ויש להגדיר אותו עם משוב מיקום ומשוב מהירות. העקירה בפועל של החלקים הנעים מזוהה בכל עת במהלך העיבוד, והיא מוזנת חזרה אל המשווה במערכת ה-CNC בזמן. הוא מושווה לאות הפקודה המתקבל על ידי פעולת האינטרפולציה, וההפרש משמש כאות הבקרה של כונן הסרוו, המניע את רכיב העקירה כדי לבטל את שגיאת העקירה. על פי מיקום ההתקנה של אלמנט זיהוי משוב המיקום והתקן המשוב בו נעשה שימוש, הוא מחולק לשני מצבי בקרה: לולאה סגורה מלאה ולולאה סגורה למחצה.
① בקרת לולאה סגורה מלאה כפי שמוצג באיור, התקן משוב המיקום שלו משתמש באלמנט זיהוי תזוזה ליניארית (כיום בדרך כלל סרגל סורג) המותקן על האוכף של כלי המכונה, כלומר, מזהה ישירות את התזוזה הליניארית של הכלי. קואורדינטות. ניתן לבטל את שגיאת ההולכה בכל שרשרת ההולכה המכנית מהמנוע ועד לאוכף כלי המכונה באמצעות משוב, ובכך להשיג דיוק מיקום סטטי גבוה של כלי המכונה. עם זאת, מכיוון שמאפייני החיכוך, הקשיחות והפינוי של חוליות תמסורת מכניות רבות בכל לולאת הבקרה אינם ליניאריים, זמן התגובה הדינמי של כל שרשרת ההולכה המכנית גדול מאוד בהשוואה לזמן התגובה החשמלי. זה מביא קשיים גדולים לתיקון היציבות של כל מערכת הלולאה הסגורה, וגם התכנון וההתאמה של המערכת מסובכים למדי. לכן, שיטת בקרה מלאה זו בלולאה סגורה משמשת בעיקר עבור מכונות קואורדינטות CNC ודיוק CNCמטחנות עם דרישות דיוק גבוהות.
② בקרת לולאה סגורה למחצה כפי שמוצג באיור, משוב המיקום שלו משתמש באלמנט זיהוי זווית (כיום בעיקר מקודדים וכו'), המותקן ישירות על מנוע הסרוו או על קצה הבורג המוביל. מכיוון שרוב קישורי ההולכה המכניים אינם כלולים בלולאה הסגורה של המערכת, היא נקראת כדי לקבל מאפיין בקרה יציב יותר. לא ניתן לתקן שגיאות שידור מכאניות כגון ברגים עופרת בכל עת באמצעות משוב, אך ניתן להשתמש בשיטות פיצוי קבוע של תוכנה כדי לשפר את דיוקן כראוי. כיום, רוב כלי מכונת ה-CNC משתמשים בשיטות שליטה בלולאה סגורה למחצה
⑶ בקרה היברידית כלי מכונת CNC מרכזים באופן סלקטיבי את המאפיינים של שיטות הבקרה לעיל כדי ליצור ערכת בקרה היברידית. כפי שצוין לעיל, מכיוון שלשיטת השליטה בלולאה הפתוחה יש יציבות טובה, עלות נמוכה, דיוק גרוע, ויציבות הלולאה הסגורה המלאה היא ירודה, על מנת לפצות זה על זה ולעמוד בדרישות הבקרה של כלי מכונות מסוימים, היברידית יש לאמץ שיטת בקרה. שתי השיטות הנפוצות ביותר הן סוג פיצוי לולאה פתוחה וסוג פיצוי לולאה סגורה למחצה
3. סיווג לפי הרמה התפקודית של מערכת ה-CNC
על פי הרמה התפקודית של מערכת ה-CNC, מערכת ה-CNC מחולקת לרוב לשלוש קטגוריות: נמוכה, בינונית וגבוהה. שיטת הסיווג הזו נפוצה יותר במדינה שלי. הגבולות של שלוש הרמות של נמוך, בינוני וגבוה הם יחסיים, ותקני הסיווג יהיו שונים בתקופות שונות. אם לשפוט מרמת הפיתוח הנוכחית, ניתן לחלק סוגים שונים של מערכות CNC לשלוש קטגוריות: נמוכה, בינונית וגבוהה, לפי כמה פונקציות ואינדיקטורים. ביניהם, בינוניים וגבוהים נקראים בדרך כלל CNC תפקוד מלא או CNC סטנדרטי.
⑴ חיתוך מתכת מתייחס לכלי מכונת CNC המשתמשים בתהליכי חיתוך שונים כגון חריטה, כרסום, פגיעה, קידוח, קידוח, שחיקה והקצעה. ניתן לחלק אותו לשתי הקטגוריות הבאות.
① כלי מכונת CNC רגילים, כגון מחרטות CNC, מכונות כרסום CNC, מטחנות CNC וכו'.
② התכונה העיקרית של מרכז העיבוד היא ספריית הכלים עם מנגנון החלפת כלים אוטומטי; חומר העבודה מהודק פעם אחת. לאחר ההידוק, כלים שונים מוחלפים אוטומטית, ותהליכים שונים כגון כרסום (חריטה), קידוח, קידוח והקשה מבוצעים באופן רציף על אותו כלי מכונה בכל משטח עיבוד של חלק העבודה, כגון (בנייה/כרסום) מרכזי עיבוד שבבי. , מרכזי מפנה, מרכזי קידוח וכו'.
⑵ יצירת מתכת מתייחסת לכלי מכונת CNC המשתמשים בתהליכי גיבוש כגון שחול, ניקוב, לחיצה ושרטוט. אלה הנפוצים כוללים מכונות CNC, מכונות כיפוף CNC, מכונות כיפוף צינורות CNC, מכונות ספינינג CNC וכו '.
⑶ עיבוד מיוחד כולל בעיקר CNC חוטי EDM, מכונות CNC EDM, מכונות חיתוך להבות CNC, מכונות עיבוד לייזר CNC וכו '.
⑷ מוצרי מדידה ושרטוט כוללים בעיקר מכונות מדידה של שלוש קואורדינטות, מכונות הגדרת כלי CNC, פלוטר CNC וכו'.
זמן פרסום: דצמבר-05-2024