Det finns många varianter och specifikationer av CNC-verktygsmaskiner, och klassificeringsmetoderna är också olika. Generellt kan de klassificeras enligt följande fyra principer baserat på funktion och struktur.
1. Klassificering efter styrbanan för verktygsmaskiners rörelse
⑴ Punktstyrd CNC-verktygsmaskinspunktstyrning kräver endast exakt positionering av verktygsmaskinens rörliga delar från en punkt till en annan. Kraven på rörelsebanan mellan punkter är inte strikta. Ingen bearbetning utförs under rörelsen, och rörelsen mellan koordinataxlarna är inte relaterad. För att uppnå snabb och exakt positionering, rör sig förskjutningsrörelsen mellan två punkter i allmänhet snabbt först och närmar sig sedan positioneringspunkten långsamt för att säkerställa positioneringsnoggrannhet. Som visas i figuren nedan är det punktstyrningens rörelsebana.
Verktygsmaskiner med punktstyrningsfunktioner inkluderar främst CNC-borrmaskiner, CNC-fräsmaskiner, CNC-stansmaskiner etc. Med utvecklingen av CNC-tekniken och sänkningen av CNC-systempriserna är CNC-system som används enbart för punktstyrning sällsynta.
⑵ Linjär kontroll CNC verktygsmaskiner Linjär kontroll CNC verktygsmaskiner kallas också parallell kontroll CNC verktygsmaskiner. Deras egenskaper är att de förutom den exakta positioneringen mellan kontrollpunkterna också styr rörelsehastigheten och rutten (banan) mellan två relaterade punkter. Deras rörelseväg är dock endast parallell med verktygsmaskinens koordinataxel; det vill säga att det bara är en koordinataxel som styrs samtidigt (det vill säga att det inte behövs någon interpolationsberäkningsfunktion i CNC-systemet). Under förskjutningsprocessen kan verktyget skära med en specificerad matningshastighet och kan i allmänhet endast bearbeta rektangulära och stegformade delar. Verktygsmaskinerna med linjära styrfunktioner innefattar huvudsakligen relativt enkla CNC-svarvar, CNC-fräsmaskiner, CNC-slipmaskiner etc. CNC-systemet i denna verktygsmaskin kallas också för linjärstyrning CNC-systemet. På samma sätt är CNC-maskiner som används enbart för linjär styrning sällsynta.
⑶ Konturkontroll CNC-verktygsmaskiner
Konturstyrning CNC-verktygsmaskiner kallas också kontinuerliga CNC-verktygsmaskiner. Deras kontrollegenskaper är att de samtidigt kan styra förskjutningen och hastigheten för två eller flera rörelsekoordinater. För att uppfylla kraven på att verktygets relativa rörelsebana längs arbetsstyckets kontur motsvarar arbetsstyckets bearbetningskontur, måste förskjutningskontrollen och hastighetskontrollen för varje koordinatrörelse vara noggrant koordinerad enligt det föreskrivna proportionella förhållandet. Därför, i denna typ av styrning, måste CNC-enheten ha en interpolationsfunktion. Den så kallade interpolationen är att beskriva formen på en rät linje eller båge genom den matematiska bearbetningen av interpolationsoperatorn i CNC-systemet enligt grunddata som matas in av programmet (som ändpunktskoordinaterna för en rät linje, ändpunkten koordinaterna för en båge och mittkoordinaterna eller radien). Det vill säga under beräkning distribueras pulser till varje koordinataxelstyrenhet enligt beräkningsresultaten för att styra länkförskjutningen av varje koordinataxel så att den överensstämmer med den erforderliga konturen. Under rörelsen skär verktyget kontinuerligt ytan på arbetsstycket och olika raka linjer, bågar och kurvor kan bearbetas. Konturstyrning av bearbetningsbana. Denna typ av verktygsmaskiner omfattar främstCNC-svarvar, CNC-fräsmaskiner, CNC-trådskärmaskiner, bearbetningscentra, etc., och dess motsvarande CNC-enhet kallas konturstyrning. Beroende på det olika antalet länkkoordinataxlar som det kontrollerar, kan CNC-systemet delas in i följande former:
① Tvåaxligt länkage: används främst för CNC-svarvar för att bearbeta roterande ytor ellerCNC fräsningmaskiner för att bearbeta krökta cylindrar.
② Tvåaxligt halvlänkage: används huvudsakligen för styrning av verktygsmaskiner med mer än tre axlar, där två axlar kan länkas, och den andra axeln kan matas periodiskt.
③ Treaxlig länkage: Generellt uppdelad i två kategorier, den ena är länkningen av tre linjära koordinataxlar X/Y/Z, som är vanligare i CNC-fräsmaskiner, bearbetningscentra, etc. Den andra är att förutom samtidigt kontrollerar två linjära koordinater i X/Y/Z, styr den samtidigt den roterande koordinataxeln som roterar runt en av de linjära koordinataxlar. Till exempel, i ett svarvbearbetningscenter, förutom länkningen av de längsgående (Z-axeln) och tvärgående (X-axelns) linjära koordinataxlar, måste den också samtidigt styra länkningen av spindeln (C-axeln) som roterar runt Z-axeln.
④ Fyraxligt länksystem: Styr länkningen av tre linjära koordinataxlar X/Y/Z samtidigt och en roterande koordinataxel.
⑤ Femaxligt länksystem: Förutom att samtidigt styra länkningen av de tre linjära koordinataxlarna X/Y/Z. Den styr också samtidigt två av koordinataxlarna, A, B och C, som roterar runt dessa linjära koordinataxlar och bildar en samtidig kontroll av femaxlig länkning. Vid denna tidpunkt kan verktyget ställas in i valfri riktning i rymden. Till exempel styrs verktyget att svänga runt x-axeln och y-axeln samtidigt så att verktyget alltid bibehåller den normala riktningen med konturytan som bearbetas vid sin skärpunkt för att säkerställa jämnheten hos bearbetad yta förbättrar dess bearbetningsnoggrannhet och bearbetningseffektivitet och minskar den bearbetade ytans grovhet.
2. Klassificering efter servokontrollmetod
⑴ Matningsservodrivningen för CNC-verktygsmaskiner med öppen slinga är öppen; det vill säga det finns ingen detekteringsåterkopplingsenhet. Generellt är dess drivmotor en stegmotor. Huvudfunktionen hos stegmotorn är att motorn roterar en stegvinkel varje gång styrkretsen ändrar kommandopulssignalen, och själva motorn har självlåsande förmåga. Matningskommandosignalen som matas ut av CNC-systemet styr drivkretsen genom pulsfördelaren. Den styr koordinatförskjutningen genom att ändra antalet pulser, styr förskjutningshastigheten genom att ändra frekvensen på pulserna och styr riktningen för förskjutningen genom att ändra pulsernas distributionsordning. Därför är de största funktionerna i denna kontrollmetod bekväm kontroll, enkel struktur och lågt pris. Kommandosignalflödet som utfärdas av CNC-systemet är enkelriktat, så det finns inga stabilitetsproblem för styrsystemet. Men eftersom felet i den mekaniska transmissionen inte korrigeras genom återkoppling, är förskjutningsnoggrannheten inte hög. Tidiga CNC-verktygsmaskiner använde alla denna kontrollmetod, men felfrekvensen var relativt hög. För närvarande, på grund av förbättringen av drivkretsen, används den fortfarande i stor utsträckning. Speciellt i mitt land använder allmänna ekonomiska CNC-system och CNC-transformation av gammal utrustning för det mesta denna kontrollmetod. Dessutom kan denna styrmetod konfigureras med en enchips mikrodator eller en enkelkortsdator som en CNC-enhet, vilket minskar priset på hela systemet.
⑵ Verktygsmaskiner för sluten slinga. Matningsservodrivningen för denna typ av CNC-verktygsmaskin arbetar i ett återkopplingsstyrningsläge med sluten slinga. Dess drivmotor kan använda DC- eller AC-servomotorer och måste konfigureras med positionsåterkoppling och hastighetsåterkoppling. Den faktiska förskjutningen av de rörliga delarna detekteras när som helst under bearbetningen, och den matas tillbaka till komparatorn i CNC-systemet i tid. Den jämförs med kommandosignalen som erhålls genom interpolationsoperationen, och skillnaden används som styrsignal för servodrivningen, som driver förskjutningskomponenten för att eliminera förskjutningsfelet. Beroende på installationsplatsen för positionsåterkopplingsdetekteringselementet och återkopplingsanordningen som används, är den uppdelad i två styrlägen: helsluten slinga och halvsluten slinga.
① Fullständig kontroll med sluten slinga Som visas i figuren använder dess positionsåterkopplingsanordning ett linjärt förskjutningsdetekteringselement (för närvarande vanligtvis en gallerlinjal) installerat på verktygsmaskinens sadel, det vill säga direkt detekterar den linjära förskjutningen av verktygsmaskinen koordinater. Transmissionsfelet i hela den mekaniska transmissionskedjan från motorn till verktygsmaskinsadeln kan elimineras genom återkoppling, vilket ger en hög statisk positioneringsnoggrannhet för verktygsmaskinen. Eftersom friktionsegenskaperna, styvheten och spelet för många mekaniska transmissionslänkar i hela styrslingan är olinjära, är den dynamiska svarstiden för hela den mekaniska transmissionskedjan mycket stor jämfört med den elektriska svarstiden. Detta medför stora svårigheter för stabilitetskorrigeringen av hela systemet med sluten slinga, och utformningen och justeringen av systemet är också ganska komplicerad. Därför används denna kontrollmetod med fullständig sluten slinga huvudsakligen för CNC-koordinatmaskiner ochCNC-precisionslipmaskiner med höga precisionskrav.
② Styrning med halvsluten slinga Som visas i figuren använder dess positionsåterkoppling ett vinkeldetekteringselement (för närvarande huvudsakligen kodare, etc.), som är direkt installerat på servomotorn eller änden av ledskruven. Eftersom de flesta av de mekaniska transmissionslänkarna inte ingår i systemets slutna slinga, kallas det för att erhålla en mer stabil styrkarakteristik. Mekaniska överföringsfel såsom ledarskruvar kan inte korrigeras när som helst genom återkoppling, men metoder för konstant kompensation av programvara kan användas för att på lämpligt sätt förbättra deras noggrannhet. För närvarande använder de flesta CNC-verktygsmaskiner styrmetoder med semi-closed loop
⑶ Hybridstyrning CNC-verktygsmaskiner koncentrerar selektivt egenskaperna hos ovanstående styrmetoder för att bilda ett hybridkontrollschema. Som nämnts ovan, eftersom den öppna slinga-styrmetoden har god stabilitet, låg kostnad, dålig noggrannhet och den fullständiga stabiliteten i sluten slinga är dålig, för att kompensera för varandra och uppfylla kontrollkraven för vissa verktygsmaskiner, är en hybrid kontrollmetod bör antas. De två vanligaste metoderna är kompensationstyp med öppen slinga och kompensationstyp med semi-sluten slinga
3. Klassificering efter CNC-systemets funktionsnivå
Enligt CNC-systemets funktionsnivå är CNC-systemet vanligtvis indelat i tre kategorier: låg, medium och hög. Denna klassificeringsmetod är vanligare i mitt land. Gränserna för de tre nivåerna låg, medel och hög är relativa, och klassificeringsstandarderna kommer att vara olika under olika perioder. Att döma av den nuvarande utvecklingsnivån kan olika typer av CNC-system delas in i tre kategorier: låg, medium och hög, enligt vissa funktioner och indikatorer. Bland dem kallas medium och high-end i allmänhet fullfunktions-CNC eller standard-CNC.
⑴ Metallskärning avser CNC-verktygsmaskiner som använder olika skärprocesser såsom svarvning, fräsning, slag, brotschning, borrning, slipning och hyvling. Det kan delas in i följande två kategorier.
① Vanliga CNC-verktygsmaskiner, såsom CNC-svarvar, CNC-fräsmaskiner, CNC-slipmaskiner, etc.
② Bearbetningscentrets huvudfunktion är verktygsbiblioteket med en automatisk verktygsbytemekanism; arbetsstycket spänns fast en gång. Efter fastspänning byts olika verktyg automatiskt ut och olika processer såsom fräsning (svarvning), brotschning, borrning och gängning utförs kontinuerligt på samma verktygsmaskin på varje bearbetningsyta av arbetsstycket, såsom (bygga/fräsa) bearbetningscentra , svarvcentraler, borrcentraler osv.
⑵ Metallformning avser CNC-verktygsmaskiner som använder formningsprocesser som extrudering, stansning, pressning och ritning. De vanligaste är CNC-pressar, CNC-bockningsmaskiner, CNC-rörbockningsmaskiner, CNC-spinningsmaskiner, etc.
⑶ Specialbearbetning inkluderar huvudsakligen CNC-tråd EDM, CNC EDM-formningsmaskiner, CNC-flamskärmaskiner, CNC-laserbearbetningsmaskiner, etc.
⑷ Mät- och ritprodukter inkluderar huvudsakligen trekoordinatmätmaskiner, CNC-verktygsinställningsmaskiner, CNC-plotter, etc.
Posttid: Dec-05-2024