CNC 공작기계에는 종류와 사양이 다양하며 분류 방법도 다릅니다. 일반적으로 기능과 구조에 따라 다음의 4가지 원칙에 따라 분류할 수 있습니다.
1. 공작기계 운동의 제어궤적에 따른 분류
⑴ 포인트 제어 CNC 공작 기계 포인트 제어에는 공작 기계의 움직이는 부분을 한 지점에서 다른 지점으로 정확하게 위치시키는 것만 필요합니다. 점 사이의 모션 궤적에 대한 요구 사항은 엄격하지 않습니다. 이동 중에는 어떠한 처리도 수행되지 않으며, 좌표축 간의 이동은 무관합니다. 빠르고 정확한 포지셔닝을 달성하기 위해 두 지점 사이의 변위 이동은 일반적으로 먼저 빠르게 이동한 다음 포지셔닝 정확도를 보장하기 위해 포지셔닝 지점에 천천히 접근합니다. 아래 그림과 같이 포인트 제어의 모션 궤적입니다.
포인트 제어 기능을 갖춘 공작기계로는 주로 CNC 드릴링 머신, CNC 밀링 머신, CNC 펀칭 머신 등이 있습니다. CNC 기술의 발전과 CNC 시스템 가격의 하락으로 인해 포인트 제어에만 사용되는 CNC 시스템은 드물어졌습니다.
⑵ 선형제어 CNC 공작기계 선형제어 CNC 공작기계는 병렬제어 CNC 공작기계라고도 합니다. 제어점 간의 정확한 위치 지정 외에도 두 개의 관련 지점 사이의 이동 속도 및 경로(궤적)를 제어하는 것이 특징입니다. 그러나 이동 경로는 공작 기계 좌표축에만 평행합니다. 즉, 동시에 제어되는 좌표축은 하나만 있습니다(즉, CNC 시스템에는 보간 계산 기능이 필요하지 않습니다). 변위 공정 중에 공구는 지정된 이송 속도로 절단할 수 있으며 일반적으로 직사각형 및 계단 모양 부품만 가공할 수 있습니다. 선형 제어 기능을 갖춘 공작 기계에는 주로 비교적 간단한 CNC 선반, CNC 밀링 기계, CNC 연삭기 등이 포함됩니다. 이 공작 기계의 CNC 시스템은 선형 제어 CNC 시스템이라고도 합니다. 마찬가지로 선형 제어에만 사용되는 CNC 공작 기계도 드뭅니다.
⑶ 윤곽제어 CNC 공작기계
윤곽 제어 CNC 공작 기계는 연속 제어 CNC 공작 기계라고도합니다. 제어 특성은 두 개 이상의 모션 좌표의 변위와 속도를 동시에 제어할 수 있다는 것입니다. 공작물 윤곽을 따른 공구의 상대 동작 궤적이 공작물 가공 윤곽을 충족해야 하는 요구 사항을 충족하려면 각 좌표 동작의 변위 제어 및 속도 제어가 규정된 비례 관계에 따라 정확하게 조정되어야 합니다. 따라서 이러한 제어에서는 CNC 장치에 보간 기능이 필요합니다. 소위 보간이란 프로그램에 의해 입력된 기본 데이터(직선의 끝점 좌표, 끝점 등)에 따라 CNC 시스템의 보간 연산자의 수학적 처리를 통해 직선이나 호의 모양을 기술하는 것입니다. 호의 좌표와 중심 좌표 또는 반경). 즉, 계산하는 동안 계산 결과에 따라 각 좌표축 제어기에 펄스를 분배하여 각 좌표축의 연동 변위가 필요한 형상과 일치하도록 제어합니다. 이동하는 동안 공구는 공작물의 표면을 지속적으로 절단하며 다양한 직선, 호 및 곡선을 가공할 수 있습니다. 윤곽 제어 가공 궤적. 이 유형의 공작 기계는 주로 다음을 포함합니다.CNC 선반, CNC 밀링 머신, CNC 와이어 커팅 머신, 머시닝 센터 등이 있으며 이에 해당하는 CNC 장치를 윤곽 제어라고 합니다. 제어하는 연결 좌표축의 수에 따라 CNC 시스템은 다음과 같은 형태로 나눌 수 있습니다.
① 2축 연동 : 주로 CNC 선반에 사용되어 회전면을 가공하거나CNC 밀링곡선형 실린더를 가공하는 기계.
② 2축 세미링크: 주로 3축 이상의 공작기계 제어에 사용되며, 2개의 축을 연결하고 다른 축은 주기적으로 이송할 수 있습니다.
③ 3축 연결 : 일반적으로 두 가지 범주로 나뉘는데, 하나는 CNC 밀링 머신, 머시닝 센터 등에 더 일반적으로 사용되는 X/Y/Z 3개의 선형 좌표축을 연결하는 것입니다. 다른 하나는 동시에 추가되는 것입니다. X/Y/Z에서 두 개의 선형 좌표를 제어하는 동시에 선형 좌표 축 중 하나를 중심으로 회전하는 회전 좌표 축도 제어합니다. 예를 들어 터닝 머시닝센터에서는 종방향(Z축)과 횡방향(X축)의 선형 좌표축 연동 외에도 회전하는 스핀들(C축)의 연동도 동시에 제어해야 한다. Z 축 주위.
④ 4축 연동 : X/Y/Z 3개의 선형좌표축과 회전좌표축의 연동을 동시에 제어합니다.
⑤ 5축 연동 : X/Y/Z 3개의 선형좌표축 연동을 동시에 제어하는 것 외에. 또한 이러한 선형 좌표축을 중심으로 회전하는 두 개의 좌표축 A, B, C를 동시에 제어하여 5축 연결의 동시 제어를 형성합니다. 이때 도구는 공간의 어느 방향으로나 설정될 수 있습니다. 예를 들어 공구가 x축과 y축을 동시에 회전하도록 제어하여 공구가 절삭점에서 가공되는 윤곽면과 항상 법선 방향을 유지함으로써 공구의 매끄러움을 보장합니다. 처리된 표면은 처리 정확도와 처리 효율성을 향상시키고 처리된 표면의 거칠기를 줄입니다.
2. 서보 제어 방식에 따른 분류
⑴ 개방 루프 제어 CNC 공작 기계의 피드 서보 드라이브는 개방 루프입니다. 즉, 감지 피드백 장치가 없습니다. 일반적으로 구동 모터는 스테퍼 모터입니다. 스테퍼 모터의 주요 특징은 제어 회로가 명령 펄스 신호를 변경할 때마다 모터가 스텝 각도를 회전시키고 모터 자체에 자동 잠금 기능이 있다는 것입니다. CNC 시스템에서 출력되는 피드 명령 신호는 펄스 분배기를 통해 구동 회로를 제어합니다. 펄스 수를 변경하여 좌표 변위를 제어하고, 펄스의 주파수를 변경하여 변위 속도를 제어하며, 펄스의 분포 순서를 변경하여 변위의 방향을 제어합니다. 따라서 이 제어방식의 가장 큰 특징은 제어가 편리하고 구조가 간단하며 가격이 저렴하다는 점이다. CNC 시스템에서 발행된 명령 신호 흐름은 단방향이므로 제어 시스템에 안정성 문제가 없습니다. 그러나 기계식 변속기의 오차는 피드백에 의해 수정되지 않으므로 변위 정확도가 높지 않습니다. 초기 CNC 공작기계는 모두 이 제어 방식을 채택했지만 고장률이 상대적으로 높았습니다. 현재는 구동 회로의 개선으로 인해 여전히 널리 사용되고 있습니다. 특히 우리나라에서는 일반 경제적인 CNC 시스템이나 오래된 장비의 CNC 변형이 대부분 이 제어 방식을 채택하고 있습니다. 또한, 이러한 제어 방식은 단일 칩 마이크로컴퓨터나 단일 보드 컴퓨터를 CNC 장치로 구성할 수 있어 전체 시스템의 가격을 낮출 수 있다.
⑵ 폐쇄 루프 제어 공작 기계 이 유형의 CNC 공작 기계의 피드 서보 드라이브는 폐쇄 루프 피드백 제어 모드에서 작동합니다. 구동 모터는 DC 또는 AC 서보 모터를 사용할 수 있으며 위치 피드백 및 속도 피드백으로 구성되어야 합니다. 움직이는 부품의 실제 변위는 가공 중 언제든지 감지되며 적시에 CNC 시스템의 비교기로 피드백됩니다. 보간연산을 통해 얻은 명령신호와 비교하여 그 차이를 변위성분을 구동하여 변위오차를 없애는 서보드라이브의 제어신호로 사용합니다. 위치 피드백 검출 요소와 사용되는 피드백 장치의 설치 위치에 따라 완전 폐쇄 루프와 반 폐쇄 루프의 두 가지 제어 모드로 구분됩니다.
① 완전 폐쇄 루프 제어 그림에서 볼 수 있듯이 위치 피드백 장치는 공작 기계 새들에 설치된 선형 변위 감지 요소(현재 일반적으로 격자 눈금자)를 사용합니다. 즉 공작 기계의 선형 변위를 직접 감지합니다. 좌표. 피드백을 통해 모터에서 공작 기계 새들까지의 전체 기계식 변속기 체인의 전송 오류를 제거할 수 있으므로 공작 기계의 높은 정적 위치 정확도를 얻을 수 있습니다. 그러나 전체 제어 루프에 있는 많은 기계적 변속기 링크의 마찰 특성, 강성 및 간격이 비선형이기 때문에 전체 기계적 변속기 체인의 동적 응답 시간은 전기적 응답 시간에 비해 매우 큽니다. 이는 전체 폐쇄 루프 시스템의 안정성 보정에 큰 어려움을 가져오고 시스템의 설계 및 조정도 상당히 복잡합니다. 따라서 이 완전 폐쇄 루프 제어 방법은 주로 CNC 좌표 기계에 사용되며CNC 정밀높은 정밀도를 요구하는 그라인더.
② Semi-Closed-Loop 제어 그림과 같이 위치 피드백은 서보 모터나 리드 스크류 끝단에 직접 장착되는 각도 감지 요소(현재는 주로 엔코더 등)를 사용합니다. 대부분의 기계적 전송 링크는 시스템의 폐루프 루프에 포함되지 않으므로 보다 안정적인 제어 특성을 얻기 위해 호출됩니다. 리드스크류와 같은 기계적 전송 오류는 피드백을 통해 언제든지 수정할 수 없지만 소프트웨어 상수 보상 방법을 사용하여 정확도를 적절하게 향상시킬 수 있습니다. 현재 대부분의 CNC 공작 기계는 반폐쇄 루프 제어 방식을 사용합니다.
⑶ 하이브리드 제어 CNC 공작 기계는 위의 제어 방법의 특성을 선택적으로 집중하여 하이브리드 제어 방식을 형성합니다. 위에서 언급한 바와 같이 개루프 제어 방식은 안정성이 좋고 비용이 낮으며 정확도가 낮고 완전 폐루프 안정성이 좋지 않기 때문에 서로를 보상하고 특정 공작 기계의 제어 요구 사항을 충족시키기 위해 하이브리드 통제방법을 채택해야 한다. 가장 일반적으로 사용되는 두 가지 방법은 개방 루프 보상 유형과 반 폐쇄 루프 보상 유형입니다.
3. CNC 시스템의 기능 수준에 따른 분류
CNC 시스템의 기능 수준에 따라 CNC 시스템은 일반적으로 낮음, 중간, 높음의 세 가지 범주로 나뉩니다. 이 분류 방법은 우리나라에서 더 일반적으로 사용됩니다. 낮음, 중간, 높음의 세 가지 수준의 경계는 상대적이며 분류 기준은 기간에 따라 다릅니다. 현재 개발 수준으로 판단하면 다양한 유형의 CNC 시스템은 일부 기능과 지표에 따라 낮음, 중간, 높음의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 그 중 중급 및 고급형은 일반적으로 전기능 CNC 또는 표준 CNC라고 합니다.
⑴ 금속절삭이란 터닝, 밀링, 임팩트, 리밍, 드릴링, 연삭, 플래닝 등 다양한 절삭공정을 사용하는 CNC 공작기계를 말한다. 이는 다음 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
① CNC 선반, CNC 밀링 머신, CNC 그라인더 등 일반 CNC 공작 기계.
② 머시닝 센터의 주요 특징은 자동 공구 교환 메커니즘을 갖춘 공구 라이브러리입니다. 공작물이 한 번 고정됩니다. 클램핑 후 다양한 공구가 자동으로 교체되며 (빌딩/밀링)머시닝센터 등 공작물의 각 가공면에서 동일한 공작기계에서 밀링(선삭), 리밍, 드릴링, 탭핑 등 다양한 공정이 연속적으로 수행된다. , 터닝 센터, 드릴링 센터 등
⑵ 금속성형이란 압출, 펀칭, 프레싱, 인발 등의 성형공정을 사용하는 CNC 공작기계를 말한다. 일반적으로 사용되는 기계로는 CNC 프레스, CNC 벤딩 머신, CNC 파이프 벤딩 머신, CNC 스피닝 머신 등이 있습니다.
⑶ 특수 가공에는 주로 CNC 와이어 EDM, CNC EDM 성형 기계, CNC 화염 절단기, CNC 레이저 가공 기계 등이 포함됩니다.
⑷ 측정 및 도면 제품에는 주로 3좌표 측정기, CNC 공구 세팅기, CNC 플로터 등이 포함됩니다.
게시 시간: 2024년 12월 5일