Existem muitas variedades e especificações de máquinas-ferramentas CNC, e os métodos de classificação também são diferentes. Geralmente, eles podem ser classificados de acordo com os quatro princípios a seguir, baseados na função e na estrutura.
1. Classificação pela trajetória de controle do movimento da máquina-ferramenta
⑴ O controle de ponto da máquina-ferramenta CNC controlado por ponto requer apenas o posicionamento preciso das partes móveis da máquina-ferramenta de um ponto a outro. Os requisitos para a trajetória do movimento entre pontos não são rígidos. Nenhum processamento é executado durante o movimento e o movimento entre os eixos de coordenadas não está relacionado. Para obter um posicionamento rápido e preciso, o movimento de deslocamento entre dois pontos geralmente se move primeiro rapidamente e depois se aproxima lentamente do ponto de posicionamento para garantir a precisão do posicionamento. Conforme mostrado na figura abaixo, é a trajetória de movimento do controle de ponto.
Máquinas-ferramentas com funções de controle de ponto incluem principalmente furadeiras CNC, fresadoras CNC, puncionadeiras CNC, etc. Com o desenvolvimento da tecnologia CNC e a redução dos preços dos sistemas CNC, os sistemas CNC usados exclusivamente para controle de ponto são raros.
⑵ Máquinas-ferramentas CNC de controle linear As máquinas-ferramentas CNC de controle linear também são chamadas de máquinas-ferramentas CNC de controle paralelo. Suas características são que além do posicionamento preciso entre pontos de controle, também controlam a velocidade de movimento e a rota (trajetória) entre dois pontos relacionados. Entretanto, sua rota de movimento é apenas paralela ao eixo de coordenadas da máquina-ferramenta; ou seja, existe apenas um eixo de coordenadas controlado ao mesmo tempo (ou seja, não há necessidade de função de cálculo de interpolação no sistema CNC). Durante o processo de deslocamento, a ferramenta pode cortar a uma velocidade de avanço especificada e geralmente só pode processar peças retangulares e escalonadas. As máquinas-ferramentas com funções de controle linear incluem principalmente tornos CNC relativamente simples, fresadoras CNC, retificadoras CNC, etc. O sistema CNC desta máquina-ferramenta também é chamado de sistema CNC de controle linear. Da mesma forma, máquinas-ferramentas CNC usadas exclusivamente para controle linear são raras.
⑶ Máquinas-ferramentas CNC de controle de contorno
As máquinas-ferramentas CNC de controle de contorno também são chamadas de máquinas-ferramentas CNC de controle contínuo. Suas características de controle são que eles podem controlar simultaneamente o deslocamento e a velocidade de duas ou mais coordenadas de movimento. A fim de atender aos requisitos de que a trajetória do movimento relativo da ferramenta ao longo do contorno da peça atenda ao contorno de processamento da peça, o controle de deslocamento e o controle de velocidade de cada movimento coordenado devem ser coordenados com precisão de acordo com a relação proporcional prescrita. Portanto, neste tipo de controle, é necessário que o dispositivo CNC possua uma função de interpolação. A chamada interpolação consiste em descrever a forma de uma linha reta ou arco através do processamento matemático do operador de interpolação no sistema CNC de acordo com os dados básicos inseridos pelo programa (como as coordenadas do ponto final de uma linha reta, o ponto final coordenadas de um arco e as coordenadas do centro ou raio). Isto é, durante o cálculo, os pulsos são distribuídos para cada controlador de eixo de coordenadas de acordo com os resultados do cálculo, de modo a controlar o deslocamento de ligação de cada eixo de coordenadas para ser consistente com o contorno necessário. Durante o movimento, a ferramenta corta continuamente a superfície da peça de trabalho e várias linhas retas, arcos e curvas podem ser processadas. Trajetória de usinagem com controle de contorno. Este tipo de máquina-ferramenta inclui principalmenteTornos CNC, Fresadoras CNC, máquinas de corte de fio CNC, centros de usinagem, etc., e seu dispositivo CNC correspondente é chamado de controle de contorno. De acordo com o diferente número de eixos de coordenadas de ligação que controla, o sistema CNC pode ser dividido nas seguintes formas:
① Articulação de dois eixos: usada principalmente em tornos CNC para processar superfícies rotativas ouFresamento CNCmáquinas para processar cilindros curvos.
② Semi-ligação de dois eixos: utilizada principalmente para o controle de máquinas-ferramentas com mais de três eixos, nas quais dois eixos podem ser interligados e o outro eixo pode ser alimentado periodicamente.
③ Ligação de três eixos: Geralmente dividida em duas categorias, uma é a ligação de três eixos de coordenadas lineares X/Y/Z, que é mais comumente usada em fresadoras CNC, centros de usinagem, etc. controlando duas coordenadas lineares em X/Y/Z, ele também controla simultaneamente o eixo de coordenadas rotativo girando em torno de um dos eixos de coordenadas lineares. Por exemplo, em um centro de usinagem de torneamento, além da ligação dos eixos de coordenadas lineares longitudinal (eixo Z) e transversal (eixo X), ele também precisa controlar simultaneamente a ligação do fuso (eixo C) girando em torno do eixo Z.
④ Articulação de quatro eixos: Controle simultaneamente a ligação de três eixos de coordenadas lineares X/Y/Z e um eixo de coordenadas rotativo.
⑤ Articulação de cinco eixos: Além de controlar simultaneamente a articulação dos três eixos de coordenadas lineares X/Y/Z. Ele também controla simultaneamente dois dos eixos coordenados, A, B e C, que giram em torno desses eixos coordenados lineares, formando um controle simultâneo da ligação de cinco eixos. Neste momento, a ferramenta pode ser posicionada em qualquer direção do espaço. Por exemplo, a ferramenta é controlada para girar em torno do eixo x e do eixo y ao mesmo tempo, de modo que a ferramenta sempre mantenha a direção normal com a superfície de contorno sendo processada em seu ponto de corte, de modo a garantir a suavidade do a superfície processada melhora sua precisão e eficiência de processamento e reduz a rugosidade da superfície processada.
2. Classificação por método de servocontrole
⑴ O servo acionamento de alimentação das máquinas-ferramentas CNC de controle de malha aberta é de malha aberta; isto é, não há dispositivo de feedback de detecção. Geralmente, seu motor de acionamento é um motor de passo. A principal característica do motor de passo é que o motor gira um ângulo de passo toda vez que o circuito de controle altera o sinal de pulso de comando, e o próprio motor tem capacidade de travamento automático. O sinal de comando de alimentação emitido pelo sistema CNC controla o circuito de acionamento através do distribuidor de pulso. Ele controla o deslocamento coordenado alterando o número de pulsos, controla a velocidade de deslocamento alterando a frequência dos pulsos e controla a direção do deslocamento alterando a ordem de distribuição dos pulsos. Portanto, as maiores características deste método de controle são controle conveniente, estrutura simples e preço baixo. O fluxo do sinal de comando emitido pelo sistema CNC é unidirecional, portanto não há problema de estabilidade para o sistema de controle. Entretanto, como o erro da transmissão mecânica não é corrigido por feedback, a precisão do deslocamento não é alta. Todas as primeiras máquinas-ferramentas CNC adotaram esse método de controle, mas a taxa de falhas foi relativamente alta. Atualmente, devido à melhoria do circuito de acionamento, ainda é amplamente utilizado. Especialmente no meu país, os sistemas CNC econômicos em geral e a transformação CNC de equipamentos antigos adotam principalmente esse método de controle. Além disso, este método de controle pode ser configurado com um microcomputador de chip único ou um computador de placa única como dispositivo CNC, o que reduz o preço de todo o sistema.
⑵ Máquinas-ferramentas de controle de malha fechada O servoacionamento de alimentação deste tipo de máquina-ferramenta CNC funciona em um modo de controle de feedback de malha fechada. Seu motor de acionamento pode usar servomotores CC ou CA e precisa ser configurado com feedback de posição e feedback de velocidade. O deslocamento real das partes móveis é detectado a qualquer momento durante o processamento e é enviado de volta ao comparador no sistema CNC a tempo. Ele é comparado com o sinal de comando obtido pela operação de interpolação, e a diferença é utilizada como sinal de controle do servoconversor, que aciona o componente de deslocamento para eliminar o erro de deslocamento. De acordo com o local de instalação do elemento de detecção de feedback de posição e do dispositivo de feedback utilizado, ele é dividido em dois modos de controle: malha totalmente fechada e malha semifechada.
① Controle total de circuito fechado Conforme mostrado na figura, seu dispositivo de feedback de posição utiliza um elemento de detecção de deslocamento linear (atualmente geralmente uma régua de grade) instalado na sela da máquina-ferramenta, ou seja, detectando diretamente o deslocamento linear da máquina-ferramenta coordenadas. O erro de transmissão em toda a cadeia de transmissão mecânica do motor ao selim da máquina-ferramenta pode ser eliminado por meio de feedback, obtendo-se assim uma alta precisão de posicionamento estático da máquina-ferramenta. No entanto, como as características de atrito, rigidez e folga de muitos elos de transmissão mecânica em toda a malha de controle não são lineares, o tempo de resposta dinâmica de toda a cadeia de transmissão mecânica é muito grande em comparação com o tempo de resposta elétrica. Isto traz grandes dificuldades para a correção da estabilidade de todo o sistema em malha fechada, e o projeto e ajuste do sistema também são bastante complicados. Portanto, este método de controle de malha fechada completa é usado principalmente para máquinas coordenadas CNC ePrecisão CNCmoedores com requisitos de alta precisão.
② Controle de malha semifechada Conforme mostrado na figura, seu feedback de posição usa um elemento de detecção de ângulo (atualmente principalmente encoders, etc.), que é instalado diretamente no servo motor ou na extremidade do parafuso de avanço. Como a maioria dos links de transmissão mecânica não estão incluídos no circuito fechado do sistema, ele é chamado para obter uma característica de controle mais estável. Erros de transmissão mecânica, como parafusos de avanço, não podem ser corrigidos a qualquer momento por meio de feedback, mas métodos de compensação constante de software podem ser usados para melhorar adequadamente sua precisão. Atualmente, a maioria das máquinas-ferramentas CNC usam métodos de controle de circuito semifechado
⑶ As máquinas-ferramentas CNC de controle híbrido concentram seletivamente as características dos métodos de controle acima para formar um esquema de controle híbrido. Como mencionado acima, uma vez que o método de controle em malha aberta tem boa estabilidade, baixo custo, baixa precisão e a estabilidade total em malha fechada é ruim, a fim de compensar um ao outro e atender aos requisitos de controle de certas máquinas-ferramentas, um híbrido método de controle deve ser adotado. Os dois métodos mais comumente usados são o tipo de compensação de malha aberta e o tipo de compensação de malha semifechada.
3. Classificação por nível funcional do sistema CNC
De acordo com o nível funcional do sistema CNC, o sistema CNC é normalmente dividido em três categorias: baixo, médio e alto. Este método de classificação é mais comumente usado em meu país. Os limites dos três níveis baixo, médio e alto são relativos e os padrões de classificação serão diferentes em diferentes períodos. A julgar pelo nível atual de desenvolvimento, vários tipos de sistemas CNC podem ser divididos em três categorias: baixo, médio e alto, de acordo com algumas funções e indicadores. Entre eles, os de médio e alto padrão são geralmente chamados de CNC de função completa ou CNC padrão.
⑴ Corte de metal refere-se a máquinas-ferramentas CNC que usam vários processos de corte, como torneamento, fresamento, impacto, alargamento, perfuração, retificação e aplainamento. Ele pode ser dividido nas duas categorias a seguir.
① Máquinas-ferramentas CNC comuns, como tornos CNC, fresadoras CNC, retificadoras CNC, etc.
② A principal característica do centro de usinagem é a biblioteca de ferramentas com mecanismo de troca automática de ferramentas; a peça de trabalho é fixada uma vez. Após a fixação, várias ferramentas são substituídas automaticamente e vários processos, como fresamento (torneamento), alargamento, furação e rosqueamento, são executados continuamente na mesma máquina-ferramenta em cada superfície de processamento da peça de trabalho, como centros de usinagem (construção/fresamento). , centros de torneamento, centros de perfuração, etc.
⑵ A conformação de metal refere-se a máquinas-ferramentas CNC que utilizam processos de conformação como extrusão, puncionamento, prensagem e trefilação. Os comumente usados incluem prensas CNC, máquinas de dobra CNC, máquinas de dobra de tubos CNC, máquinas de fiação CNC, etc.
⑶ O processamento especial inclui principalmente EDM de fio CNC, máquinas formadoras de EDM CNC, máquinas de corte por chama CNC, máquinas de processamento a laser CNC, etc.
⑷ Os produtos de medição e desenho incluem principalmente máquinas de medição de três coordenadas, máquinas de configuração de ferramentas CNC, plotters CNC, etc.
Horário da postagem: 05 de dezembro de 2024