CNC 공작기계의 분류에 대해 얼마나 알고 계시나요?
CNC 공작기계의 분류는 기능, 구조, 용도에 따라 분류됩니다.
이제 다양한 분류를 살펴보겠습니다.
기능 기반
터닝 머신:이 기계는 주로 원통형 또는 원추형 부품의 선삭 작업을 수행합니다.
이 기계는 평평하거나 복잡한 표면을 밀링하는 데 사용할 수 있습니다.
구조 기반
수평형 머시닝 센터:스핀들과 공작물은 테이블 위에 수평으로 배치됩니다.
수직 머시닝 센터:스핀들과 공작물은 테이블 위에 수직으로 배치됩니다.
다축 기계:이 기계에는 다중 축(3개 이상)이 장착되어 있어 정확하고 복잡한 작업을 수행할 수 있습니다.
응용 프로그램을 기반으로
드릴링 머신은 주로 드릴링 작업을 수행하는 기계입니다.
연삭기:이 기계는 금속을 갈고 연마하는 데 사용할 수 있습니다.
레이저 절단기:레이저 기술은 다양한 재료를 절단하는 데 사용됩니다.
방전가공기(EDM):이 기계는 전기 전도성 재료를 성형하고 드릴링합니다.
CNC 기계의 분류 방법은 다릅니다. 종류와 사양이 다양합니다. 위의 분류방법과 기능 및 구조의 4가지 원리를 이용하여 분류할 수 있습니다.
1. 제어궤적에 따른 공작기계의 분류
1) 포인트 제어 CNC 기계
포인트 제어의 유일한 요구 사항은 한 공작 기계에서 다른 공작 기계로 움직이는 부품의 정확한 위치 지정입니다. 동작을 위한 점 사이의 궤적 요구 사항은 그다지 엄격하지 않습니다. 이동 중에는 처리가 수행되지 않습니다. 각 좌표축 사이의 이동이 어떻게 발생하는지는 중요하지 않습니다. 정확하고 빠른 위치 결정을 위해서는 먼저 두 지점 사이의 거리를 빠르게 이동한 다음 위치 지점에 천천히 접근하여 정확성을 확보하는 것이 중요합니다. 모션 궤적은 아래와 같습니다.
CNC 밀링 머신과 CNC 펀칭 머신은 포인트 제어 기능을 갖춘 공작 기계의 예입니다. CNC 기술의 발전으로 인해 포인트 제어에만 사용되는 CNC 시스템은 드물어졌습니다.
(2) 선형 제어 CNC 공작 기계
병렬 제어 CNC 기계는 선형 제어 CNC 기계라고도 합니다. 점 사이의 정확한 위치 지정은 물론, 두 점 사이의 이동 속도와 경로(궤적)까지 제어하는 특징이 있습니다. 그 움직임은 평행하게 움직이는 공작 기계 좌표축에만 관련됩니다. 즉, 한 번에 하나의 좌표만 제어됩니다. 이 도구는 이동 과정 중에 지정된 이송 속도로 절단하는 데 사용할 수 있습니다. 일반적으로 직사각형 및 계단식 구성요소를 처리하는 데에만 사용할 수 있습니다.
CNC 선반선형 제어가 가능한 제품은 주로 CNC 밀링 머신과 CNC 그라인더입니다. 이 공작 기계의 CNC 시스템은 선형 제어 CNC 시스템으로도 알려져 있습니다. 마찬가지로 선형 제어에만 사용되는 CNC 기계도 드물다.
(3) 3차원 윤곽제어 CNC 공작기계
연속 제어 CNC 기계는 윤곽 제어 CNC 기계라고도 합니다. 이 기계의 제어 기능은 두 개 이상의 모션 좌표를 동시에 제어할 수 있다는 것입니다.
공작물 윤곽에서 공구의 상대 동작이 공작물의 가공 윤곽에 일치하도록 하려면 규정된 비례 관계에 따라 각 조정 동작의 변위와 속도를 정확하게 조정해야 합니다.
이 제어 방식을 사용하기 위해서는 CNC 장치에 보간 기능이 있어야 합니다. 보간(Interpolation)은 CNC 시스템의 보간 연산자에 의해 수행되는 수학적 처리를 통해 직선이나 호의 모양을 기술합니다. 이는 직선의 끝점 좌표, 호 끝점의 좌표, 반경이나 중심 좌표 등 프로그램에서 입력한 기본 데이터를 기반으로 합니다. 계산을 하면서 그 결과에 따라 좌표축의 각 제어기에 펄스를 할당합니다. 이는 원하는 윤곽선에 맞게 각 좌표의 연결 변위를 제어합니다. 이동하는 동안 공구는 공작물의 표면을 연속적으로 절단하므로 직선, 곡선, 호 등 다양한 가공이 가능합니다. 윤곽 제어 가공 궤적.
이러한 공작 기계에는 CNC 선반 및 밀링 기계뿐만 아니라 CNC 와이어 절단기, 머시닝 센터 등이 포함됩니다. 이에 해당하는 CNC 장치를 윤곽 제어 시스템이라고 합니다. 제어하는 축의 수에 따라 세 가지 형태로 분류할 수 있습니다.
1 2축 링크:주로 회전면을 가공하는 CNC 선반이나 원통형 곡면을 가공하는 CNC 밀링머신에 사용됩니다.
2 반결합 2축:주로 3축 이상의 공작기계를 제어하는데 사용됩니다. 두 개의 축이 연결될 수 있으며 세 번째 축은 주기적 이송을 수행할 수 있습니다.
3개의 3축 연결:이것은 일반적으로 X/Y/Z의 3개의 선형 좌표축을 포함하는 연결이며 CNC 밀링 머신, 머신 센터 등에 사용됩니다. 두 번째 유형을 사용하면 다음과 같이 X/Y/Z에서 두 개의 선형 좌표를 동시에 제어할 수 있습니다. 선형 좌표축을 중심으로 회전하는 회전 좌표축도 있습니다.
예를 들어 터닝 머신 센터에서는 두 개의 선형 좌표축(세로 방향의 X축과 Z축) 사이의 연결이 Z축을 중심으로 회전하는 스핀들(C축)에 대한 연결과 동시에 제어되어야 합니다. .
4개의 4축 연결:X, Y, Z 3개의 선형좌표를 동시에 제어하여 하나의 회전좌표축으로 연결합니다.
5개의 5축 연결:이를 통해 X/Y/Z 세 개의 좌표축 연결을 동시에 제어할 수 있습니다. 또한 이 도구는 이러한 선형 축을 중심으로 회전하는 두 개의 AB 및 C 좌표 축을 동시에 제어합니다. 총 5개의 축이 제공됩니다. 이제 도구를 공간의 어느 곳에나 배치할 수 있습니다.
x축과 y축을 중심으로 동시에 회전하도록 도구를 제어할 수 있으므로 항상 윤곽 표면과 동일한 방향으로 절단됩니다. 이는 표면의 매끄러움과 정확성을 보장합니다. 가공된 표면이 부드러워져 효율성이 높아집니다.
2. 서보 제어 시스템의 분류
1) 개방 루프 CNC 공작 기계
이러한 유형의 공작 기계에는 개방 루프 피드 서보가 있으며 이는 피드백 감지 장치가 없음을 의미합니다. 구동 모터는 일반적으로 스테퍼입니다. 스테퍼 모터의 주요 특징은 제어 시스템이 펄스 신호를 변경할 때마다 전체 단계를 회전한다는 것입니다. 모터에는 자동 잠금 기능이 있으며 거리 각도를 조정하는 데 사용할 수 있습니다.
펄스 분배기는 CNC 시스템의 피드 명령 신호를 사용하여 구동 회로를 제어합니다. 펄스 수와 펄스 주파수를 변경하여 좌표 변위, 변위 속도 또는 변위를 제어할 수 있습니다. 방향.
이 방법의 주요 특징은 단순성, 사용 용이성 및 저렴한 비용입니다. CNC 시스템은 단방향 신호만 보내기 때문에 제어 시스템에는 불안정한 문제가 없습니다. 그러나 기계적인 전달오차는 피드백을 통해 수정되지 않기 때문에 변위의 정확도는 낮다.
이 제어 방식은 초기의 모든 CNC 기계에서 사용되었으나 실패율이 높았습니다. 구동 회로의 개선에도 불구하고 이 제어 방법은 오늘날에도 여전히 널리 사용되고 있습니다. 특히 우리나라에서는 이러한 제어 방식을 경제적이고 오래된 장비를 CNC를 이용하여 변형시키는 일반 CNC 시스템에 사용하고 있다. 또한 이 제어 방법을 사용하면 단일 칩 컴퓨터나 단일 보드 컴퓨터를 CNC 기계로 구성할 수 있어 시스템 비용이 절감됩니다.
폐쇄 루프 제어 기능을 갖춘 공작 기계
이 유형의 CNC 공작 기계는 폐쇄 루프 제어를 사용합니다. 모터 드라이브는 DC 또는 AC일 수 있으며 처리 중 어느 지점에서든 움직이는 부품의 실제 움직임을 감지하도록 구성된 위치 피드백과 속도 피드백이 모두 있어야 합니다. CNC 시스템은 실시간으로 그 양을 비교기에 피드백합니다. 보간을 통해 명령 신호를 구하고 그 양과 비교합니다. 그 차이는 오류를 제거하기 위해 변위 구성 요소를 구동하는 서보 드라이브를 제어하는 데 사용됩니다.
위치 피드백 검출기의 위치 및 피드백 장치에 따라 폐쇄 루프(전체) 및 반 폐쇄 루프(반 폐쇄 루프)의 두 가지 모드가 있습니다.
1 폐쇄 루프 제어
그림에 표시된 위치 피드백 장치는 선형 거리 감지 요소를 사용합니다. (현재는 그레이팅 룰을 가장 많이 사용하고 있습니다.) 공작기계 새들에 장착됩니다. 공작기계 좌표의 선형 변위를 직접 감지합니다. 피드백을 통해 모터의 신호를 제거할 수 있습니다. 기계식 변속기 체인에서 전송 오류가 줄어들어 기계의 정적 위치 지정 정확도가 높아집니다.
전체적으로 기계적 변속기 체인의 동적 응답은 전기적 응답보다 훨씬 깁니다. 전체 폐쇄 루프 제어 시스템은 안정화하기가 매우 어렵고 설계 및 조정이 매우 복잡합니다. 이 폐쇄 루프 제어 방식은 주로 CNC 좌표 기계, CNC 정밀 연삭 기계 등에 사용되며 고정밀도가 요구됩니다.
2 반폐쇄 루프 제어
위치 피드백은 현재 주로 인코더인 각도 감지 구성 요소를 기반으로 합니다. 서보 모터 또는 나사에는 각도 감지 구성 요소(현재는 주로 인코더)가 장착되어 있습니다. 대부분의 기계적 전송 링크가 폐쇄 루프에 있지 않기 때문에 시스템의 제어 특성이 더 안정적입니다. 소프트웨어 고정값 보상은 나사 오류와 같은 기계적 전송 오류의 정확성을 향상시킬 수 있습니다. 대부분의 CNC 기계는 반폐쇄 루프 모드를 사용합니다.
3차원 하이브리드 제어 CNC 기계
하이브리드 제어 시스템을 구축하려면 각 제어 방식의 특성을 선택적으로 집중시킬 수 있습니다. 특정 공작 기계의 요구 사항을 충족하고 두 방법 간의 차이점을 보완하려면 하이브리드 제어 방식을 사용하는 것이 좋습니다. 두 가지 일반적인 방법은 개루프 보상형과 반폐쇄형 보상형입니다.
3. 기능 수준에 따라 분류되는 CNC 시스템
CNC 시스템은 기능 수준에 따라 낮음, 중간, 높음의 세 가지 범주로 분류됩니다. 이 분류 방법은 우리나라에서 널리 사용됩니다. 분류 기준은 기간마다 다릅니다. 현재 개발 수준에 따르면 다양한 유형의 CNC 시스템은 특정 기능과 표시기에 따라 세 가지 범주로 나뉩니다. 중형 및 고급형 CNC 시스템은 종종 전기능 또는 표준 CNC라고 합니다.
(1) 금속절단
등 다양한 절단 작업을 수행하는 CNC 기계를 말합니다.CNC 터닝 및 밀링. 이는 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다.
선반, 밀링머신 등의 CNC 기계.
머시닝 센터의 주요 특징은 자동 공구 교환 메커니즘을 갖춘 공구 라이브러리입니다. 공작물이 기계를 한 번만 통과합니다. 공작물을 클램핑한 후 절삭 공구가 자동으로 교체됩니다. 밀링(터닝), 키, 리밍(드릴링), 나사 테이핑 등 다양한 공정이 동일한 기계(예: 빌딩/밀링)에서 부품의 각 표면에 연속적으로 수행됩니다. 센터, 터닝센터, 드릴링센터 등
(2) 금속포밍
압출, 펀칭, 프레싱, 드로잉, 기타 성형 작업에 사용되는 CNC 기계를 말합니다. 가장 일반적으로 사용되는 CNC 기계로는 CNC 프레스와 CNC 파이프 벤더가 있습니다.
(3) 특수가공분류
CNC 와이어 EDM 기계가 가장 일반적이며 그 다음은CNC 금속 절단기계 및 CNC 레이저 가공 기계.
(4) 측정 및 도면
이 범주에는 주로 3차원 좌표 측정 장비, CNC 도구 설정기, CNC 플로터 등이 포함됩니다.
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게시 시간: 2023년 10월 6일