Er zijn veel variëteiten en specificaties van CNC-bewerkingsmachines, en de classificatiemethoden zijn ook verschillend. Over het algemeen kunnen ze worden geclassificeerd volgens de volgende vier principes op basis van functie en structuur.
1. Classificatie op basis van het besturingstraject van de beweging van werktuigmachines
⑴ Puntgestuurde puntcontrole van CNC-werktuigmachines vereist alleen de nauwkeurige positionering van de bewegende delen van de werktuigmachine van het ene punt naar het andere. De eisen voor het bewegingstraject tussen punten zijn niet streng. Tijdens de beweging wordt geen verwerking uitgevoerd en de beweging tussen de coördinaatassen staat los van elkaar. Om een snelle en nauwkeurige positionering te bereiken, beweegt de verplaatsingsbeweging tussen twee punten over het algemeen eerst snel en nadert vervolgens het positioneringspunt langzaam om de positioneringsnauwkeurigheid te garanderen. Zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, is dit het bewegingstraject van puntcontrole.
Werktuigmachines met puntbesturingsfuncties omvatten voornamelijk CNC-boormachines, CNC-freesmachines, CNC-ponsmachines, enz. Met de ontwikkeling van de CNC-technologie en de verlaging van de prijzen van CNC-systemen zijn CNC-systemen die uitsluitend voor puntbesturing worden gebruikt zeldzaam.
⑵ CNC-werktuigmachines met lineaire besturing CNC-werktuigmachines met lineaire besturing worden ook CNC-werktuigmachines met parallelle besturing genoemd. Hun kenmerken zijn dat ze naast de nauwkeurige positionering tussen controlepunten ook de bewegingssnelheid en route (traject) tussen twee gerelateerde punten controleren. Hun bewegingsroute loopt echter alleen evenwijdig aan de coördinatenas van de machine; dat wil zeggen dat er slechts één coördinatenas tegelijkertijd wordt bestuurd (dat wil zeggen dat er geen interpolatieberekeningsfunctie in het CNC-systeem nodig is). Tijdens het verdringingsproces kan het gereedschap met een bepaalde voedingssnelheid snijden en kan het doorgaans alleen rechthoekige en trapvormige onderdelen bewerken. Tot de werktuigmachines met lineaire besturingsfuncties behoren voornamelijk relatief eenvoudige CNC-draaibanken, CNC-freesmachines, CNC-slijpmachines etc. Het CNC-systeem van deze werktuigmachine wordt ook wel het lineaire besturing-CNC-systeem genoemd. Op dezelfde manier zijn CNC-bewerkingsmachines die uitsluitend voor lineaire besturing worden gebruikt, zeldzaam.
⑶ CNC-bewerkingsmachines met contourbesturing
CNC-bewerkingsmachines met contourbesturing worden ook CNC-bewerkingsmachines met continue besturing genoemd. Hun besturingskarakteristieken zijn dat ze tegelijkertijd de verplaatsing en snelheid van twee of meer bewegingscoördinaten kunnen regelen. Om te voldoen aan de vereisten dat het relatieve bewegingstraject van het gereedschap langs de werkstukcontour voldoet aan de werkstukverwerkingscontour, moeten de verplaatsingsregeling en snelheidsregeling van elke coördinaatbeweging nauwkeurig worden gecoördineerd volgens de voorgeschreven proportionele relatie. Daarom moet het CNC-apparaat bij dit type besturing een interpolatiefunctie hebben. De zogenaamde interpolatie beschrijft de vorm van een rechte lijn of boog door middel van de wiskundige verwerking van de interpolatie-operator in het CNC-systeem volgens de basisgegevens die door het programma zijn ingevoerd (zoals de eindpuntcoördinaten van een rechte lijn, het eindpunt coördinaten van een boog en de middelpuntcoördinaten of straal). Dat wil zeggen dat tijdens het berekenen pulsen worden gedistribueerd naar elke coördinatenascontroller in overeenstemming met de berekeningsresultaten om zo de koppelingsverplaatsing van elke coördinaatas te regelen zodat deze consistent is met de vereiste contour. Tijdens de beweging snijdt het gereedschap continu het oppervlak van het werkstuk en kunnen verschillende rechte lijnen, bogen en rondingen worden verwerkt. Bewerkingstraject met contourcontrole. Dit type werktuigmachine omvat voornamelijkCNC-draaibanken, CNC-freesmachines, CNC-draadsnijmachines, bewerkingscentra, enz., en het bijbehorende CNC-apparaat wordt contourbesturing genoemd. Afhankelijk van het verschillende aantal koppelingscoördinatenassen dat het bestuurt, kan het CNC-systeem in de volgende vormen worden verdeeld:
① Twee-assige koppeling: voornamelijk gebruikt voor CNC-draaibanken om roterende oppervlakken te bewerken ofCNC-frezenmachines voor het bewerken van gebogen cilinders.
② Semi-koppeling met twee assen: voornamelijk gebruikt voor de besturing van werktuigmachines met meer dan drie assen, waarbij twee assen kunnen worden gekoppeld en de andere as periodiek kan worden gevoed.
③ Drie-assige koppeling: Over het algemeen verdeeld in twee categorieën, één is de koppeling van drie lineaire coördinaatassen X/Y/Z, die vaker wordt gebruikt in CNC-freesmachines, bewerkingscentra, enz. De andere is dat naast gelijktijdig door twee lineaire coördinaten in X/Y/Z te besturen, bestuurt het ook tegelijkertijd de roterende coördinatenas die rond een van de lineaire coördinaatassen draait. In een draaibewerkingscentrum moet het bijvoorbeeld naast de koppeling van de longitudinale (Z-as) en transversale (X-as) lineaire coördinatenassen ook tegelijkertijd de koppeling van de roterende spil (C-as) regelen. rond de Z-as.
④ Vierassige koppeling: bestuur tegelijkertijd de koppeling van drie lineaire coördinaatassen X/Y/Z en een roterende coördinatenas.
⑤ Vijfassige koppeling: naast het gelijktijdig besturen van de koppeling van de drie lineaire coördinaatassen X/Y/Z. Het bestuurt ook tegelijkertijd twee van de coördinaatassen, A, B en C, die rond deze lineaire coördinaatassen roteren, waardoor een gelijktijdige besturing van de vijfassige koppeling wordt gevormd. Op dit moment kan het gereedschap in elke richting in de ruimte worden geplaatst. Het gereedschap wordt bijvoorbeeld aangestuurd om tegelijkertijd rond de x-as en de y-as te zwaaien, zodat het gereedschap altijd de normale richting behoudt terwijl het contouroppervlak dat wordt bewerkt op het snijpunt, om de gladheid van de bewerking te garanderen. bewerkt oppervlak verbetert de verwerkingsnauwkeurigheid en verwerkingsefficiëntie en vermindert de ruwheid van het bewerkte oppervlak.
2. Classificatie volgens servobesturingsmethode
⑴ De voedingsservo-aandrijving van CNC-bewerkingsmachines met open lus is open lus; dat wil zeggen, er is geen detectie-feedbackapparaat. Over het algemeen is de aandrijfmotor een stappenmotor. Het belangrijkste kenmerk van de stappenmotor is dat de motor een staphoek draait elke keer dat het stuurcircuit het commandopulssignaal verandert, en dat de motor zelf een zelfremmend vermogen heeft. Het door het CNC-systeem afgegeven invoercommandosignaal bestuurt het aandrijfcircuit via de pulsverdeler. Het regelt de verplaatsing van de coördinaten door het aantal pulsen te veranderen, regelt de verplaatsingssnelheid door de frequentie van de pulsen te veranderen, en bestuurt de richting van de verplaatsing door de verdelingsvolgorde van de pulsen te veranderen. Daarom zijn de grootste kenmerken van deze besturingsmethode gemakkelijke bediening, eenvoudige structuur en lage prijs. De door het CNC-systeem afgegeven commandosignaalstroom is unidirectioneel, dus er is geen stabiliteitsprobleem voor het besturingssysteem. Omdat de fout van de mechanische transmissie echter niet wordt gecorrigeerd door feedback, is de verplaatsingsnauwkeurigheid niet hoog. De eerste CNC-bewerkingsmachines namen deze besturingsmethode allemaal over, maar het uitvalpercentage was relatief hoog. Momenteel wordt het, dankzij de verbetering van het aandrijfcircuit, nog steeds veel gebruikt. Vooral in mijn land gebruiken algemene economische CNC-systemen en CNC-transformatie van oude apparatuur deze besturingsmethode meestal. Bovendien kan deze besturingsmethode worden geconfigureerd met een microcomputer met één chip of een computer met één board als CNC-apparaat, wat de prijs van het hele systeem verlaagt.
⑵ Werktuigmachines met gesloten lusbesturing De voedingsservoaandrijving van dit type CNC-bewerkingsmachines werkt in een feedbackbesturingsmodus met gesloten lus. De aandrijfmotor kan DC- of AC-servomotoren gebruiken en moet worden geconfigureerd met positie- en snelheidsfeedback. De daadwerkelijke verplaatsing van de bewegende delen wordt op elk moment tijdens de verwerking gedetecteerd en tijdig teruggekoppeld naar de comparator in het CNC-systeem. Het wordt vergeleken met het door de interpolatiebewerking verkregen commandosignaal, en het verschil wordt gebruikt als het stuursignaal van de servoaandrijving, die de verplaatsingscomponent aandrijft om de verplaatsingsfout te elimineren. Afhankelijk van de installatielocatie van het positiefeedbackdetectie-element en het gebruikte feedbackapparaat, is het verdeeld in twee besturingsmodi: volledig gesloten lus en semi-gesloten lus.
① Volledige regeling met gesloten lus Zoals weergegeven in de afbeelding, maakt het positiefeedbackapparaat gebruik van een detectie-element voor lineaire verplaatsing (momenteel meestal een roosterliniaal) dat op het zadel van de werktuigmachine is geïnstalleerd, dat wil zeggen dat het direct de lineaire verplaatsing van de werktuigmachine detecteert coördinaten. De transmissiefout in de gehele mechanische transmissieketen van de motor naar het zadel van de werktuigmachine kan worden geëlimineerd door middel van feedback, waardoor een hoge statische positioneringsnauwkeurigheid van de werktuigmachine wordt verkregen. Omdat de wrijvingskarakteristieken, stijfheid en speling van veel mechanische transmissieverbindingen in de gehele regellus echter niet-lineair zijn, is de dynamische responstijd van de gehele mechanische transmissieketen zeer groot vergeleken met de elektrische responstijd. Dit brengt grote moeilijkheden met zich mee voor de stabiliteitscorrectie van het gehele gesloten-lussysteem, en het ontwerp en de aanpassing van het systeem zijn ook behoorlijk ingewikkeld. Daarom wordt deze volledig gesloten regelmethode voornamelijk gebruikt voor CNC-coördinatenmachines enCNC-precisieslijpmachines met hoge precisie-eisen.
② Semi-closed-loop-regeling Zoals weergegeven in de afbeelding, maakt de positiefeedback gebruik van een hoekdetectie-element (momenteel voornamelijk encoders, enz.), dat rechtstreeks op de servomotor of het uiteinde van de spindel wordt geïnstalleerd. Omdat de meeste mechanische transmissieverbindingen niet zijn opgenomen in de gesloten lus van het systeem, wordt er naar gestreefd een stabielere regelkarakteristiek te verkrijgen. Mechanische transmissiefouten zoals spindels kunnen op geen enkel moment worden gecorrigeerd door middel van feedback, maar software-constante compensatiemethoden kunnen worden gebruikt om hun nauwkeurigheid op passende wijze te verbeteren. Momenteel gebruiken de meeste CNC-bewerkingsmachines semi-gesloten regelmethoden
⑶ Hybride besturing CNC-bewerkingsmachines concentreren selectief de kenmerken van de bovenstaande besturingsmethoden om een hybride besturingsschema te vormen. Zoals hierboven vermeld, aangezien de open-lus-besturingsmethode goede stabiliteit, lage kosten en slechte nauwkeurigheid heeft en de volledige gesloten-lus-stabiliteit slecht is, om elkaar te compenseren en te voldoen aan de besturingsvereisten van bepaalde werktuigmachines, kan een hybride controlemethode moet worden toegepast. De twee meest gebruikte methoden zijn het compensatietype met open lus en het compensatietype met semi-gesloten lus
3. Indeling naar functioneel niveau van het CNC-systeem
Afhankelijk van het functionele niveau van het CNC-systeem is het CNC-systeem meestal verdeeld in drie categorieën: laag, gemiddeld en hoog. Deze classificatiemethode wordt in mijn land vaker gebruikt. De grenzen van de drie niveaus laag, gemiddeld en hoog zijn relatief, en de classificatienormen zullen in verschillende perioden anders zijn. Afgaande op het huidige ontwikkelingsniveau kunnen verschillende soorten CNC-systemen worden onderverdeeld in drie categorieën: laag, gemiddeld en hoog, afhankelijk van sommige functies en indicatoren. Onder hen worden medium en high-end over het algemeen volwaardige CNC of standaard CNC genoemd.
⑴ Metaalsnijden verwijst naar CNC-bewerkingsmachines die verschillende snijprocessen gebruiken, zoals draaien, frezen, slaan, ruimen, boren, slijpen en schaven. Het kan worden onderverdeeld in de volgende twee categorieën.
① Gewone CNC-bewerkingsmachines, zoals CNC-draaibanken, CNC-freesmachines, CNC-slijpmachines, enz.
② Het belangrijkste kenmerk van het bewerkingscentrum is de gereedschapsbibliotheek met een automatisch gereedschapswisselmechanisme; het werkstuk wordt één keer vastgeklemd. Na het opspannen worden verschillende gereedschappen automatisch vervangen en worden verschillende processen zoals frezen (draaien), ruimen, boren en tappen continu uitgevoerd op dezelfde werktuigmachine op elk bewerkingsoppervlak van het werkstuk, zoals (bouwen/frezen) bewerkingscentra , draaicentra, boorcentra, enz.
⑵ Metaalvormen verwijst naar CNC-bewerkingsmachines die vormprocessen gebruiken zoals extrusie, ponsen, persen en tekenen. Veelgebruikte machines zijn onder meer CNC-persen, CNC-buigmachines, CNC-pijpbuigmachines, CNC-spinmachines, enz.
⑶ Speciale verwerking omvat voornamelijk CNC-draadvonkmachines, CNC-vonkvormmachines, CNC-vlamsnijmachines, CNC-laserverwerkingsmachines, enz.
⑷ Meet- en tekenproducten omvatten voornamelijk meetmachines met drie coördinaten, CNC-gereedschapinstelmachines, CNC-plotters, enz.
Posttijd: 05-dec-2024