Υπάρχουν πολλές ποικιλίες και προδιαγραφές εργαλειομηχανών CNC και οι μέθοδοι ταξινόμησης είναι επίσης διαφορετικές. Σήμερα, ο συντάκτης θα μοιραστεί μαζί σας μερικές χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με την ταξινόμηση των εργαλειομηχανών CNC. Ελπίζω ότι θα σας φανεί χρήσιμο.
1. Ταξινόμηση σύμφωνα με την τροχιά ελέγχου της κίνησης εργαλειομηχανών
1. Εργαλειομηχανές CNC με έλεγχο σημείου
Ο έλεγχος σημείου απαιτεί μόνο την ακριβή τοποθέτηση των κινητών μερών της εργαλειομηχανής από το ένα σημείο στο άλλο. Οι απαιτήσεις για την τροχιά κίνησης μεταξύ σημείων δεν είναι αυστηρές. Δεν πραγματοποιείται καμία επεξεργασία κατά τη διάρκεια της κίνησης. Η κίνηση μεταξύ κάθε άξονα συντεταγμένων είναι άσχετη. Προκειμένου να επιτευχθεί τόσο γρήγορη όσο και ακριβής τοποθέτηση, η μετατόπιση μεταξύ δύο σημείων γενικά μετακινείται γρήγορα πρώτα και, στη συνέχεια, πλησιάζει το σημείο τοποθέτησης αργά για να διασφαλίσει την ακρίβεια τοποθέτησης. Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, είναι η τροχιά κίνησης του σημείου ελέγχου.
εικόνα
Οι εργαλειομηχανές με λειτουργίες ελέγχου σημείου περιλαμβάνουν κυρίως μηχανές διάτρησης CNC, μηχανές φρεζαρίσματος CNC, μηχανές διάτρησης CNC κ.λπ. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας CNC και τη μείωση της τιμής των συστημάτων CNC, τα συστήματα CNC που χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για έλεγχο σημείου δεν είναι πλέον κοινά.
2. Εργαλειομηχανές CNC γραμμικού ελέγχου
Οι εργαλειομηχανές CNC γραμμικού ελέγχου ονομάζονται επίσης εργαλειομηχανές CNC παράλληλου ελέγχου. Το χαρακτηριστικό του είναι ότι εκτός από τον έλεγχο της ακριβούς τοποθέτησης μεταξύ σημείων, ελέγχει και την ταχύτητα κίνησης και τη διαδρομή (τροχιά) μεταξύ δύο σχετικών σημείων. Ωστόσο, η διαδρομή κίνησής του σχετίζεται μόνο με το Οι άξονες συντεταγμένων εργαλειομηχανών κινούνται παράλληλα, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχει μόνο ένας άξονας συντεταγμένων που ελέγχεται ταυτόχρονα (δηλαδή, δεν υπάρχει ανάγκη για λειτουργία παρεμβολής στο σύστημα CNC). Κατά τη διαδικασία αλλαγής ταχυτήτων, το εργαλείο μπορεί να κόψει με την καθορισμένη ταχύτητα τροφοδοσίας. Γενικά, μπορεί να επεξεργαστεί μόνο ορθογώνια και κλιμακωτά μέρη.
Οι εργαλειομηχανές με λειτουργίες γραμμικού ελέγχου περιλαμβάνουν κυρίως σχετικά απλούς τόρνους CNC, φρέζες CNC και μύλους CNC. Το σύστημα CNC αυτής της εργαλειομηχανής ονομάζεται επίσης σύστημα CNC γραμμικού ελέγχου. Ομοίως, οι εργαλειομηχανές CNC που χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για γραμμικό έλεγχο είναι σπάνιες.
3. Εργαλειομηχανές CNC ελέγχου περιγράμματος
εικόνα
Έλεγχος περιγράμματος Οι εργαλειομηχανές CNC ονομάζονται επίσης εργαλειομηχανές CNC συνεχούς ελέγχου. Το χαρακτηριστικό ελέγχου του είναι ότι μπορεί να ελέγξει τη μετατόπιση και την ταχύτητα δύο ή περισσότερων συντεταγμένων κίνησης ταυτόχρονα.
Προκειμένου να πληρούνται οι απαιτήσεις σύμφωνα με τις οποίες η σχετική τροχιά κίνησης του εργαλείου κατά μήκος του περιγράμματος του τεμαχίου εργασίας είναι σύμφωνη με το περίγραμμα μηχανικής κατεργασίας του τεμαχίου, ο έλεγχος μετατόπισης και ο έλεγχος ταχύτητας κάθε κίνησης συντεταγμένων πρέπει να συντονίζονται με ακρίβεια σύμφωνα με την προβλεπόμενη αναλογική σχέση.
Επομένως, σε αυτόν τον τύπο μεθόδου ελέγχου, η συσκευή αριθμητικού ελέγχου απαιτείται να έχει συνάρτηση λειτουργίας παρεμβολής. Η λεγόμενη παρεμβολή είναι να περιγράψει το σχήμα της ευθείας γραμμής ή του τόξου μέσω της μαθηματικής επεξεργασίας του τελεστή παρεμβολής στο σύστημα CNC με βάση τα βασικά δεδομένα που εισάγονται από το πρόγραμμα (όπως οι συντεταγμένες τελικού σημείου της ευθείας γραμμής, η συντεταγμένες τελικού σημείου του τόξου και η κεντρική συντεταγμένη ή ακτίνα). , δηλαδή, κατά τον υπολογισμό, κατανείμετε παλμούς σε κάθε ελεγκτή άξονα συντεταγμένων σύμφωνα με τα αποτελέσματα υπολογισμού, ελέγχοντας έτσι τη μετατόπιση σύνδεσης κάθε άξονα συντεταγμένων ώστε να συμμορφώνεται με το απαιτούμενο περίγραμμα. Κατά τη διαδικασία μετακίνησης, το εργαλείο κόβει συνεχώς την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας και μπορούν να εκτελεστούν διάφορες διαδικασίες. Επεξεργασία ευθειών γραμμών, τόξων και καμπυλών.
Αυτός ο τύπος εργαλειομηχανών περιλαμβάνει κυρίως τόρνους CNC, μηχανές φρεζαρίσματος CNC, μηχανές κοπής σύρματος CNC και κέντρα κατεργασίας. Η αντίστοιχη συσκευή CNC ονομάζεται σύστημα CNC ελέγχου περιγράμματος. Ανάλογα με τον αριθμό των αξόνων συντεταγμένων σύνδεσης που ελέγχει, μπορεί να χωριστεί στους ακόλουθους τύπους: μορφή:
(1) Σύνδεση δύο αξόνων: χρησιμοποιείται κυρίως για τόρνους CNC για την επεξεργασία περιστρεφόμενων καμπύλων επιφανειών ή μηχανές φρεζαρίσματος CNC για την επεξεργασία καμπύλων κυλινδρικών επιφανειών.
(2) Ημι-σύνδεση δύο αξόνων: Χρησιμοποιείται κυρίως για τον έλεγχο εργαλειομηχανών με περισσότερους από τρεις άξονες. Δύο από τους άξονες μπορούν να συνδεθούν και ο άλλος άξονας μπορεί να εκτελεί περιοδική τροφοδοσία.
(3) Σύνδεση τριών αξόνων: Γενικά χωρίζεται σε δύο κατηγορίες, η μία είναι η σύνδεση τριών αξόνων γραμμικών συντεταγμένων X/Y/Z, η οποία χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον σε μηχανές φρέζας CNC, κέντρα κατεργασίας κ.λπ. Ο άλλος τύπος είναι ότι σε Εκτός από τον ταυτόχρονο έλεγχο των δύο γραμμικών συντεταγμένων στο Χ/Υ/Ζ, ελέγχει επίσης ταυτόχρονα τον άξονα συντεταγμένων περιστροφής που περιστρέφεται γύρω από έναν από τους άξονες γραμμικών συντεταγμένων.
Για παράδειγμα, ένα κέντρο κατεργασίας στροφής, εκτός από τη σύνδεση δύο γραμμικών αξόνων συντεταγμένων στη διαμήκη κατεύθυνση (άξονας Z) και εγκάρσια κατεύθυνση (άξονας X), πρέπει επίσης να ελέγχει ταυτόχρονα τη σύνδεση της περιστρεφόμενης ατράκτου (άξονας C). γύρω από τον άξονα Ζ.
εικόνα
(4) Σύνδεση τεσσάρων αξόνων: Ελέγχετε ταυτόχρονα τους τρεις γραμμικούς άξονες συντεταγμένων X/Y/Z για σύνδεση με έναν συγκεκριμένο άξονα συντεταγμένων περιστροφής.
(5) Σύνδεση πέντε αξόνων: Εκτός από τον ταυτόχρονο έλεγχο της σύνδεσης των τριών γραμμικών αξόνων συντεταγμένων X/Y/Z, ελέγχει επίσης ταυτόχρονα δύο από τους άξονες συντεταγμένων A, B και C που περιστρέφονται γύρω από τον άξονα γραμμικών συντεταγμένων , σχηματίζοντας ταυτόχρονο έλεγχο πέντε αξόνων συντεταγμένων. Οι δύο άξονες συνδέονται και το εργαλείο μπορεί να τοποθετηθεί σε οποιαδήποτε κατεύθυνση στο χώρο.
Για παράδειγμα, το εργαλείο ελέγχεται να περιστρέφεται γύρω από τον άξονα Χ και τον άξονα Υ ταυτόχρονα, έτσι ώστε το εργαλείο να διατηρεί πάντα μια κανονική κατεύθυνση προς την επιφάνεια του περιγράμματος που υποβάλλεται σε επεξεργασία στο σημείο κοπής του, έτσι ώστε να διασφαλίζεται η ομαλότητα του την επιφάνεια που επεξεργάζεται και βελτιώνουν την ακρίβεια επεξεργασίας και επεξεργασίας της. αποτελεσματικότητα, μειώνοντας την τραχύτητα της επεξεργασμένης επιφάνειας.
2. Ταξινόμηση σύμφωνα με τη μέθοδο σερβοελέγχου
1. Εργαλειομηχανές CNC ελέγχου ανοιχτού βρόχου
Ο σερβομηχανισμός τροφοδοσίας αυτού του τύπου εργαλειομηχανής είναι ανοιχτού βρόχου, δηλαδή δεν υπάρχει συσκευή ανάδρασης ανίχνευσης. Γενικά, ο κινητήρας κίνησης του είναι ένας βηματικός κινητήρας. Το κύριο χαρακτηριστικό ενός βηματικού κινητήρα είναι ότι κάθε φορά που το κύκλωμα ελέγχου αλλάζει το σήμα παλμού εντολής, ο κινητήρας περιστρέφεται ένα βήμα. γωνία απόστασης και ο ίδιος ο κινητήρας έχει ικανότητα αυτοασφάλισης.
Η έξοδος σήματος εντολής τροφοδοσίας από το σύστημα CNC ελέγχει το κύκλωμα κίνησης μέσω του διανομέα παλμών. Ελέγχει την ποσότητα μετατόπισης συντεταγμένων αλλάζοντας τον αριθμό των παλμών, ελέγχει την ταχύτητα μετατόπισης αλλάζοντας τη συχνότητα παλμού και ελέγχει τη μετατόπιση αλλάζοντας την ακολουθία κατανομής παλμών. κατεύθυνση.
Επομένως, τα μεγαλύτερα χαρακτηριστικά αυτής της μεθόδου ελέγχου είναι ο βολικός έλεγχος, η απλή δομή και η χαμηλή τιμή. Η ροή του σήματος εντολής που εκδίδεται από το σύστημα CNC είναι μονόδρομη, επομένως δεν υπάρχει πρόβλημα σταθερότητας του συστήματος ελέγχου. Ωστόσο, δεδομένου ότι το σφάλμα της μηχανικής μετάδοσης δεν διορθώνεται με ανάδραση, η ακρίβεια μετατόπισης δεν είναι υψηλή.
Οι πρώτες εργαλειομηχανές CNC υιοθέτησαν όλες αυτήν τη μέθοδο ελέγχου, αλλά το ποσοστό αστοχίας ήταν σχετικά υψηλό. Προς το παρόν, λόγω της βελτίωσης του κυκλώματος οδήγησης, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως. Ειδικά στη χώρα μας, αυτή η μέθοδος ελέγχου χρησιμοποιείται συχνά σε γενικά οικονομικά συστήματα CNC και CNC μετασχηματισμό παλαιού εξοπλισμού. Επιπλέον, αυτή η μέθοδος ελέγχου μπορεί να διαμορφώσει έναν υπολογιστή με ένα τσιπ ή έναν υπολογιστή μίας πλακέτας ως συσκευή CNC, μειώνοντας την τιμή ολόκληρου του συστήματος.
2. Εργαλειομηχανές ελέγχου κλειστού βρόχου
Ο σερβομηχανισμός τροφοδοσίας αυτού του τύπου εργαλειομηχανής CNC λειτουργεί σύμφωνα με μια μέθοδο ελέγχου ανάδρασης κλειστού βρόχου. Ο κινητήρας μετάδοσης κίνησης μπορεί να χρησιμοποιήσει δύο τύπους σερβοκινητήρων DC ή AC και πρέπει να διαμορφωθεί με ανάδραση θέσης και ανάδραση ταχύτητας για να ανιχνεύει την πραγματική μετατόπιση των κινούμενων μερών ανά πάσα στιγμή κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας. Το ποσό ανατροφοδοτείται εγκαίρως στον συγκριτή στο σύστημα CNC. Συγκρίνεται με το σήμα εντολής που λαμβάνεται από τη λειτουργία παρεμβολής. Η διαφορά χρησιμοποιείται ως σήμα ελέγχου της μονάδας σερβομηχανισμού, η οποία με τη σειρά της οδηγεί το στοιχείο μετατόπισης για την εξάλειψη του σφάλματος μετατόπισης.
Ανάλογα με τη θέση εγκατάστασης του στοιχείου ανίχνευσης ανάδρασης θέσης και τη συσκευή ανάδρασης που χρησιμοποιείται, χωρίζεται σε δύο λειτουργίες ελέγχου: πλήρη κλειστό βρόχο και ημικλειστό βρόχο.
εικόνα
(1) Πλήρης έλεγχος κλειστού βρόχου
Η συσκευή ανάδρασης θέσης χρησιμοποιεί ένα στοιχείο ανίχνευσης γραμμικής μετατόπισης (επί του παρόντος χρησιμοποιείται γενικά ένας χάρακας πλέγματος), το οποίο είναι εγκατεστημένο στη σέλα της εργαλειομηχανής, δηλαδή ανιχνεύει απευθείας τη γραμμική μετατόπιση των συντεταγμένων της εργαλειομηχανής. Μέσω της ανάδρασης, ολόκληρη η αλυσίδα μηχανικής μετάδοσης από τον κινητήρα έως τη σέλα εργαλειομηχανών μπορεί να εξαλειφθεί. σφάλμα μετάδοσης, επιτυγχάνοντας έτσι μεγαλύτερη ακρίβεια στατικής τοποθέτησης της εργαλειομηχανής.
Ωστόσο, σε ολόκληρο τον βρόχο ελέγχου, τα χαρακτηριστικά τριβής, η ακαμψία και το διάκενο πολλών ζεύξεων μηχανικής μετάδοσης είναι μη γραμμικά και ο χρόνος δυναμικής απόκρισης ολόκληρης της αλυσίδας μηχανικής μετάδοσης είναι πολύ μεγάλος σε σύγκριση με τον χρόνο ηλεκτρικής απόκρισης. Αυτό φέρνει μεγάλες δυσκολίες στη διόρθωση της ευστάθειας ολόκληρου του συστήματος κλειστού βρόχου και ο σχεδιασμός και η προσαρμογή του συστήματος είναι επίσης σχετικά περίπλοκες. Επομένως, αυτή η μέθοδος ελέγχου πλήρως κλειστού βρόχου χρησιμοποιείται κυρίως για μηχανές συντεταγμένων CNC, μύλοι ακριβείας CNC κ.λπ. που απαιτούν πολύ υψηλή ακρίβεια.
(2) Έλεγχος ημικλειστού βρόχου
Η ανάδραση θέσης χρησιμοποιεί εξαρτήματα ανίχνευσης γωνίας (προς το παρόν κυρίως κωδικοποιητές κ.λπ.), τα οποία είναι εγκατεστημένα απευθείας στο άκρο του σερβοκινητήρα ή της βίδας. Δεδομένου ότι οι περισσότεροι από τους συνδέσμους μηχανικής μετάδοσης δεν περιλαμβάνονται στον κλειστό βρόχο του συστήματος, επιτυγχάνονται πιο σταθερά χαρακτηριστικά ελέγχου. Τα σφάλματα μηχανικής μετάδοσης, όπως οι βίδες, δεν μπορούν να διορθωθούν ανά πάσα στιγμή μέσω ανατροφοδότησης, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι αντιστάθμισης σταθερής αξίας λογισμικού για τη σωστή βελτίωση της ακρίβειάς τους. Προς το παρόν, οι περισσότερες εργαλειομηχανές CNC υιοθετούν τη λειτουργία ελέγχου ημικλειστού βρόχου.
3. Εργαλειομηχανές CNC υβριδικού ελέγχου
Τα χαρακτηριστικά των παραπάνω μεθόδων ελέγχου μπορούν να συγκεντρωθούν επιλεκτικά για να σχηματίσουν ένα υβριδικό σχήμα ελέγχου. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, δεδομένου ότι η μέθοδος ελέγχου ανοιχτού βρόχου έχει καλή σταθερότητα, χαμηλό κόστος και κακή ακρίβεια, ενώ η μέθοδος ελέγχου πλήρους κλειστού βρόχου έχει κακή σταθερότητα, προκειμένου να αντισταθμίσει η μία την άλλη και να καλύψει τις απαιτήσεις ελέγχου ορισμένων μηχανών εργαλεία, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί μια υβριδική μέθοδος ελέγχου.
3. Ταξινόμηση σύμφωνα με το λειτουργικό επίπεδο συστημάτων CNC
Τα συστήματα CNC χωρίζονται συνήθως σε τρεις κατηγορίες: χαμηλό, μεσαίο και υψηλό. Αυτή η μέθοδος ταξινόμησης χρησιμοποιείται συνήθως στη χώρα μας. Δεδομένου ότι τα όρια των χαμηλών, μεσαίων και υψηλών βαθμών είναι σχετικά, τα πρότυπα ταξινόμησης θα είναι διαφορετικά σε διαφορετικές περιόδους. Όσον αφορά το τρέχον επίπεδο ανάπτυξης, διάφοροι τύποι συστημάτων CNC μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: χαμηλού, μεσαίου και υψηλού επιπέδου σύμφωνα με ορισμένες λειτουργίες και δείκτες. Μεταξύ αυτών, το μεσαίο και το high-end ονομάζονται γενικά CNC πλήρους λειτουργίας ή τυπικό CNC.
1. Κοπή μετάλλων
Αναφέρεται σε εργαλειομηχανές CNC που χρησιμοποιούν διάφορες διαδικασίες κοπής, όπως τόρνευση, φρεζάρισμα, λείανση, διάτρηση, λείανση και πλάνισμα. Μπορεί να χωριστεί στις ακόλουθες δύο κατηγορίες:
(1) Συνήθεις εργαλειομηχανές CNC: όπως τόρνοι CNC, φρέζες CNC, μύλοι CNC κ.λπ.
(2) Κέντρο κατεργασίας: Το κύριο χαρακτηριστικό του είναι μια βιβλιοθήκη εργαλείων με μηχανισμό αυτόματης αλλαγής εργαλείων. Μετά τη σύσφιξη, διάφορα εργαλεία κοπής αντικαθίστανται αυτόματα και διάφορες διεργασίες όπως φρεζάρισμα (γύρισμα), διάτρηση, διάτρηση και τρύπημα εκτελούνται συνεχώς σε κάθε επιφάνεια επεξεργασίας του τεμαχίου εργασίας στην ίδια εργαλειομηχανή, όπως κέντρα μηχανικής κατεργασίας (φρεζάρισμα) και κέντρα στροφής. , κέντρο γεώτρησης κ.λπ.
2. Μορφοποίηση μετάλλων
Αναφέρεται σε εργαλειομηχανές CNC που χρησιμοποιούν διέλαση, διάτρηση, συμπίεση, έλξη και άλλες διαδικασίες διαμόρφωσης. Αυτά που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν πρέσες CNC, μηχανές κάμψης CNC, μηχανές κάμψης σωλήνων CNC και μηχανές κλώσης CNC.
3. Ειδικές κατηγορίες επεξεργασίας
Υπάρχουν κυρίως μηχανές EDM σύρματος CNC, μηχανές διαμόρφωσης CNC EDM, μηχανές κοπής φλόγας CNC, μηχανές επεξεργασίας λέιζερ CNC κ.λπ.
4. Μέτρηση και σχέδιο
Περιλαμβάνει κυρίως τρισδιάστατο όργανο μέτρησης συντεταγμένων, ρυθμιστή εργαλείων CNC, σχεδιογράφο CNC κ.λπ.
