Existuje mnoho odrôd a špecifikácií CNC obrábacích strojov a metódy klasifikácie sú tiež odlišné. Vo všeobecnosti ich možno klasifikovať podľa nasledujúcich štyroch princípov založených na funkcii a štruktúre.
1. Klasifikácia podľa riadiacej trajektórie pohybu obrábacieho stroja
⑴ Bodové ovládanie CNC obrábacieho stroja vyžaduje iba presné polohovanie pohyblivých častí obrábacieho stroja z jedného bodu do druhého. Požiadavky na trajektóriu pohybu medzi bodmi nie sú prísne. Počas pohybu sa nevykonáva žiadne spracovanie a pohyb medzi súradnicovými osami nesúvisí. Aby sa dosiahlo rýchle a presné polohovanie, pohyb posunu medzi dvoma bodmi sa vo všeobecnosti pohybuje najskôr rýchlo a potom sa pomaly približuje k bodu polohovania, aby sa zabezpečila presnosť polohovania. Ako je znázornené na obrázku nižšie, ide o trajektóriu pohybu bodového riadenia.
Medzi obrábacie stroje s funkciou bodového riadenia patria najmä CNC vŕtačky, CNC frézky, CNC vysekávacie stroje atď. S rozvojom CNC technológií a znižovaním cien CNC systémov sú CNC systémy používané výlučne na bodové riadenie zriedkavé.
⑵ CNC obrábacie stroje s lineárnym riadením CNC obrábacie stroje s lineárnym riadením sa tiež nazývajú CNC obrábacie stroje s paralelným riadením. Ich charakteristikou je, že okrem presného určovania polohy medzi riadiacimi bodmi riadia aj rýchlosť pohybu a trasu (trajektóriu) medzi dvoma súvisiacimi bodmi. Trasa ich pohybu je však len rovnobežná so súradnicovou osou obrábacieho stroja; to znamená, že súčasne je riadená iba jedna súradnicová os (to znamená, že v systéme CNC nie je potrebná funkcia výpočtu interpolácie). Počas procesu premiestňovania môže nástroj rezať pri špecifikovanej rýchlosti posuvu a vo všeobecnosti môže spracovávať iba pravouhlé a stupňovité časti. Medzi obrábacie stroje s lineárnymi riadiacimi funkciami patria predovšetkým relatívne jednoduché CNC sústruhy, CNC frézky, CNC brúsky a pod. CNC systém tohto obrábacieho stroja sa nazýva aj lineárny riadiaci CNC systém. Podobne sú zriedkavé CNC obrábacie stroje používané výlučne na lineárne riadenie.
⑶ CNC obrábacie stroje s riadením obrysu
CNC obrábacie stroje s riadením obrysu sa tiež nazývajú CNC obrábacie stroje s nepretržitým riadením. Ich riadiace charakteristiky spočívajú v tom, že môžu súčasne riadiť posun a rýchlosť dvoch alebo viacerých súradníc pohybu. Aby sa splnili požiadavky, aby sa relatívna trajektória pohybu nástroja pozdĺž obrysu obrobku zhodovala s obrysom spracovania obrobku, musí byť riadenie posuvu a riadenie rýchlosti každého pohybu súradníc presne koordinované podľa predpísaného proporcionálneho vzťahu. Preto sa pri tomto type riadenia vyžaduje, aby CNC zariadenie malo interpolačnú funkciu. Takzvaná interpolácia má opísať tvar priamky alebo oblúka prostredníctvom matematického spracovania interpolačného operátora v CNC systéme podľa základných údajov zadaných programom (ako sú súradnice koncového bodu priamky, koncový bod súradnice oblúka a stredové súradnice alebo polomer). To znamená, že počas výpočtu sa impulzy distribuujú do každého ovládača súradnicovej osi podľa výsledkov výpočtu tak, aby sa riadilo posunutie spojenia každej súradnicovej osi, aby bolo konzistentné s požadovaným obrysom. Počas pohybu nástroj nepretržite reže povrch obrobku a možno spracovávať rôzne priamky, oblúky a krivky. Trajektória obrábania s riadením obrysu. Tento typ obrábacieho stroja zahŕňa hlavneCNC sústruhy, CNC frézky, CNC drôtové rezacie stroje, obrábacie centrá atď., a jej zodpovedajúce CNC zariadenie sa nazýva kontrola obrysu. Podľa rôzneho počtu súradnicových osí prepojenia, ktoré riadi, možno CNC systém rozdeliť do nasledujúcich foriem:
① Dvojosové prepojenie: používa sa hlavne pre CNC sústruhy na spracovanie rotačných plôch respCNC frézovaniestroje na spracovanie zakrivených valcov.
② Dvojosové poloprepojenie: používa sa hlavne na riadenie obrábacích strojov s viac ako tromi osami, v ktorých môžu byť dve osi spojené a druhá os môže byť pravidelne podávaná.
③ Trojosové prepojenie: Všeobecne rozdelené do dvoch kategórií, jedna je prepojenie troch lineárnych súradnicových osí X/Y/Z, ktoré sa častejšie používa v CNC frézach, obrábacích centrách atď. ovládaním dvoch lineárnych súradníc v X/Y/Z súčasne ovláda aj rotujúcu súradnicovú os otáčajúcu sa okolo jednej z lineárnych súradnicových osí. Napríklad v sústružníckom obrábacom centre potrebuje okrem prepojenia pozdĺžnej (os Z) a priečnej (os X) lineárnych súradnicových osí súčasne ovládať aj prepojenie otáčania vretena (os C). okolo osi Z.
④ Štvorosové prepojenie: Súčasne ovládajte prepojenie troch lineárnych súradnicových osí X/Y/Z a rotačnej súradnicovej osi.
⑤ Päťosové prepojenie: Okrem súčasného ovládania prepojenia troch lineárnych súradnicových osí X/Y/Z. Súčasne riadi aj dve súradnicové osi, A, B a C, ktoré sa otáčajú okolo týchto lineárnych súradnicových osí, čím súčasne riadia päťosové prepojenie. V tomto okamihu môže byť nástroj nastavený v ľubovoľnom smere v priestore. Napríklad nástroj je ovládaný tak, aby sa otáčal okolo osi x a osi y súčasne, takže nástroj vždy udržiava kolmý smer so spracovávaným obrysovým povrchom v bode rezu, aby sa zabezpečila hladkosť opracovaný povrch zlepšuje jeho presnosť spracovania a efektivitu spracovania a znižuje drsnosť opracovaného povrchu.
2. Klasifikácia podľa metódy servoriadenia
⑴ Servopohon posuvu CNC obrábacích strojov s riadením s otvorenou slučkou je s otvorenou slučkou; to znamená, že neexistuje žiadne detekčné spätnoväzbové zariadenie. Vo všeobecnosti je jeho hnacím motorom krokový motor. Hlavnou vlastnosťou krokového motora je, že motor sa otáča o krokový uhol zakaždým, keď riadiaci obvod zmení signál príkazového impulzu, a samotný motor má samosvornú schopnosť. Výstup signálu príkazu posuvu zo systému CNC riadi hnací obvod cez rozdeľovač impulzov. Riadi posun súradníc zmenou počtu impulzov, riadi rýchlosť posunu zmenou frekvencie impulzov a riadi smer posunu zmenou poradia distribúcie impulzov. Preto sú najväčšími vlastnosťami tohto spôsobu ovládania pohodlné ovládanie, jednoduchá štruktúra a nízka cena. Tok príkazového signálu vydávaného CNC systémom je jednosmerný, takže pre riadiaci systém nevzniká žiadny problém so stabilitou. Pretože však chyba mechanického prevodu nie je korigovaná spätnou väzbou, presnosť posunu nie je vysoká. Všetky prvé CNC obrábacie stroje prijali túto metódu riadenia, ale miera zlyhania bola relatívne vysoká. V súčasnosti je vďaka zdokonaľovaniu hnacieho obvodu stále široko používaný. Najmä v mojej krajine všeobecné ekonomické CNC systémy a CNC transformácia starých zariadení väčšinou prijímajú túto metódu riadenia. Tento spôsob ovládania je navyše možné nakonfigurovať s jednočipovým mikropočítačom alebo jednodoskovým počítačom ako CNC zariadením, čo znižuje cenu celého systému.
⑵ Obrábacie stroje s uzavretou slučkou Servopohon posuvu tohto typu CNC obrábacieho stroja pracuje v režime spätnoväzbovej regulácie. Jeho hnací motor môže používať jednosmerné alebo striedavé servomotory a je potrebné ho nakonfigurovať so spätnou väzbou polohy a spätnou väzbou otáčok. Skutočný posun pohyblivých častí je detekovaný kedykoľvek počas spracovania a je včas privádzaný späť do komparátora v CNC systéme. Porovnáva sa s príkazovým signálom získaným operáciou interpolácie a rozdiel sa používa ako riadiaci signál servopohonu, ktorý poháňa komponent posunu, aby sa eliminovala chyba posunu. Podľa miesta inštalácie prvku detekcie polohy spätnej väzby a použitého spätnoväzbového zariadenia sa delí na dva režimy riadenia: plne uzavretá slučka a polouzavretá slučka.
① Riadenie s úplnou uzavretou slučkou Ako je znázornené na obrázku, jeho zariadenie na spätnú väzbu polohy využíva prvok na detekciu lineárneho posunu (v súčasnosti všeobecne mriežkové pravítko) inštalovaný na sedle obrábacieho stroja, to znamená, že priamo zisťuje lineárny posun obrábacieho stroja. súradnice. Chyba prevodu v celom mechanickom prevodovom reťazci od motora k sedlu obrábacieho stroja môže byť eliminovaná spätnou väzbou, čím sa dosiahne vysoká statická presnosť polohovania obrábacieho stroja. Keďže však trecie charakteristiky, tuhosť a vôľa mnohých mechanických prevodových článkov v celej regulačnej slučke sú nelineárne, doba dynamickej odozvy celého mechanického prevodového reťazca je veľmi veľká v porovnaní s dobou elektrickej odozvy. To prináša veľké ťažkosti s korekciou stability celého systému uzavretej slučky a tiež návrh a nastavenie systému sú dosť komplikované. Preto sa táto plne uzavretá metóda riadenia používa hlavne pre CNC súradnicové stroje aCNC presnosťbrúsky s vysokými požiadavkami na presnosť.
② Riadenie v polouzavretej slučke Ako je znázornené na obrázku, jeho spätná väzba polohy využíva prvok na detekciu uhla (v súčasnosti hlavne enkodéry atď.), ktorý je inštalovaný priamo na servomotore alebo na konci vodiacej skrutky. Pretože väčšina mechanických prenosových spojov nie je zahrnutá v uzavretej slučke systému, je potrebná na získanie stabilnejšej riadiacej charakteristiky. Chyby mechanického prenosu, ako sú vodiace skrutky, nie je možné kedykoľvek opraviť prostredníctvom spätnej väzby, ale na primerané zlepšenie ich presnosti je možné použiť metódy kompenzácie konštantnej hodnoty. V súčasnosti väčšina CNC obrábacích strojov využíva metódy riadenia v polouzavretej slučke
⑶ CNC obrábacie stroje s hybridným riadením selektívne koncentrujú charakteristiky vyššie uvedených metód riadenia, aby vytvorili hybridnú schému riadenia. Ako je uvedené vyššie, keďže metóda riadenia s otvorenou slučkou má dobrú stabilitu, nízku cenu, nízku presnosť a úplná stabilita v uzavretej slučke je slabá, aby sa navzájom kompenzovali a spĺňali požiadavky na riadenie určitých obrábacích strojov, hybridný mala by sa prijať metóda kontroly. Dve najčastejšie používané metódy sú kompenzačný typ s otvorenou slučkou a kompenzačný typ s polozatvorenou slučkou
3. Klasifikácia podľa funkčnej úrovne CNC systému
Podľa funkčnej úrovne CNC systému je CNC systém zvyčajne rozdelený do troch kategórií: nízka, stredná a vysoká. Táto metóda klasifikácie sa v mojej krajine používa častejšie. Hranice troch úrovní nízkej, strednej a vysokej sú relatívne a štandardy klasifikácie sa budú v rôznych obdobiach líšiť. Podľa súčasného stupňa vývoja možno rôzne typy CNC systémov rozdeliť do troch kategórií: nízke, stredné a vysoké, podľa niektorých funkcií a ukazovateľov. Medzi nimi sa stredné a špičkové zariadenia všeobecne nazývajú plne funkčné CNC alebo štandardné CNC.
⑴ Rezanie kovov sa vzťahuje na CNC obrábacie stroje, ktoré používajú rôzne procesy rezania, ako je sústruženie, frézovanie, náraz, vystružovanie, vŕtanie, brúsenie a hobľovanie. Dá sa rozdeliť do dvoch nasledujúcich kategórií.
① Bežné CNC obrábacie stroje, ako sú CNC sústruhy, CNC frézky, CNC brúsky atď.
② Hlavnou funkciou obrábacieho centra je knižnica nástrojov s mechanizmom automatickej výmeny nástrojov; obrobok je upnutý raz. Po upnutí sa rôzne nástroje automaticky vymieňajú a rôzne procesy, ako je frézovanie (sústruženie), vystružovanie, vŕtanie a závitovanie, sa nepretržite vykonávajú na tom istom obrábacom stroji na každom obrábacom povrchu obrobku, ako sú (stavebné/frézovacie) obrábacie centrá , sústružnícke centrá, vŕtacie centrá atď.
⑵ Tvárnenie kovov sa vzťahuje na CNC obrábacie stroje, ktoré využívajú procesy tvárnenia, ako je vytláčanie, dierovanie, lisovanie a ťahanie. Medzi bežne používané patria CNC lisy, CNC ohýbačky, CNC ohýbačky rúr, CNC spriadacie stroje atď.
⑶ Špeciálne spracovanie zahŕňa hlavne CNC drôtové EDM, CNC EDM tvárniace stroje, CNC stroje na rezanie plameňom, CNC laserové obrábacie stroje atď.
⑷ Medzi produkty na meranie a kreslenie patria najmä trojsúradnicové meracie stroje, CNC nastavovacie stroje, CNC plotre atď.
Čas odoslania: 5. decembra 2024