Er zijn veel variëteiten en specificaties van CNC-werktuigmachines, 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 (1) Puntgestuurde CNC-werktuigmachines puntcontrole 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 verplaatsingsproces kan het gereedschap met een bepaalde voedingssnelheid snijden en kan het doorgaans alleen rechthoekige en trapvormige onderdelen bewerken. De werktuigmachines met lineaire besturingsfuncties omvatten voornamelijk relatief eenvoudige CNC-draaibanken, CNC-freesmachines, CNC-slijpmachines, enz. Het CNC-systeem van deze werktuigmachine wordt ook wel lineair besturings-CNC-systeem genoemd. Op dezelfde manier zijn CNC-bewerkingsmachines die uitsluitend voor lineaire besturing worden gebruikt, ook 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 werkstukbewerkingscontour, 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, de eindpuntcoördinaten van een boog en de middelpuntcoördinaten of straal). Dat wil zeggen dat tijdens het berekenen pulsen worden verdeeld naar elke coördinatenascontroller in overeenstemming met de berekeningsresultaten, om zo de koppelingsverplaatsing van elke coördinatenas 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 voornamelijk CNC-draaibanken, CNC-freesmachines, CNC-draadsnijmachines, bewerkingscentra, enz., En het bijbehorende CNC-apparaat wordt contourbesturing genoemd. CNC-systemen kunnen in de volgende vormen worden onderverdeeld, afhankelijk van het aantal koppelingscoördinatenassen dat ze besturen. ① Twee-assige koppeling: voornamelijk gebruikt voor CNC-draaibanken om roterende oppervlakken te bewerken of CNC-freesmachines om gebogen cilinders te bewerken. 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 coördinaatassen ook tegelijkertijd de koppeling van de spil (C-as) die rond de Z draait, besturen. 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 gelijktijdig 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 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 het gereedschap te garanderen. het bewerkte oppervlak, verbeter de verwerkingsnauwkeurigheid en verwerkingsefficiëntie en verminder de ruwheid van het bewerkte oppervlak. 2. Classificatie volgens servobesturingsmethode (1) CNC-bewerkingsmachines met open lus De toevoerservo-aandrijving van dit type gereedschapswerktuig is open lus, dat wil zeggen dat er geen detectie-feedbackapparaat is. 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 is het grootste kenmerk van deze besturingsmethode de gemakkelijke bediening, de eenvoudige structuur en de lage prijs. De door het CNC-systeem afgegeven commandosignaalstroom is unidirectioneel, dus er is geen stabiliteitsprobleem van het besturingssysteem, maar omdat de fout van de mechanische transmissie 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. (2) Werktuigmachines met gesloten lusbesturing De voedingsservoaandrijving van dit type CNC-bewerkingsmachines werkt in een feedbackbesturingsmodus met gesloten lus. De aandrijfmotor kan een DC- of AC-servomotor gebruiken en moet worden geconfigureerd met positie- en snelheidsfeedback. De daadwerkelijke verplaatsing van het bewegende onderdeel wordt op elk moment tijdens de verwerking gedetecteerd en op tijd 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 gesloten-lusregeling Zoals weergegeven in de afbeelding, maakt het positiefeedbackapparaat gebruik van een detectie-element voor lineaire verplaatsing (momenteel meestal een roosterliniaal) en wordt het geïnstalleerd op het zadel van de werktuigmachine, dat wil zeggen dat het direct de lineaire verplaatsing van de machine detecteert. coördinaten van gereedschapswerktuigen. 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 zeer hoge statische positioneringsnauwkeurigheid van de werktuigmachine wordt verkregen. Omdat de wrijvingseigenschappen, 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 en CNC-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 softwarematige compensatiemethoden met een vaste waarde kunnen worden gebruikt om de nauwkeurigheid ervan op passende wijze te verbeteren. Momenteel gebruiken de meeste CNC-bewerkingsmachines de semi-gesloten lusbesturingsmodus. 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. Classificatie op basis van het functionele niveau van het CNC-systeem Volgens het functionele niveau van het CNC-systeem wordt het CNC-systeem doorgaans onderverdeeld 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 high-end, afhankelijk van enkele 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 Bewerkingscentrum, het belangrijkste kenmerk is de gereedschapsbibliotheek met automatisch gereedschapswisselmechanisme en het werkstuk wordt één keer vastgeklemd. Na het opspannen worden verschillende gereedschappen automatisch vervangen en worden continu verschillende processen zoals frezen (draaien), ruimen, boren en tappen uitgevoerd op dezelfde werktuigmachine op verschillende bewerkingsoppervlakken van het werkstuk, zoals (bouw/frees) bewerkingscentra , draaicentra, boorcentra, enz. ⑵ Metaalvormen verwijst naar CNC-bewerkingsmachines die gebruik maken van vormprocessen zoals extrusie, ponsen, persen en tekenen. Veelgebruikte machines zijn CNC-persen, CNC-buigmachines, CNC-pijpbuigmachines, CNC-spinmachines, enz. ⑶ Speciale verwerking omvat voornamelijk CNC-draadvonken, CNC-EDM-vormmachines, CNC-vlamsnijmachines, CNC-laserverwerkingsmachines, enz. ⑷ Meting en tekenproducten omvatten voornamelijk meetmachines met drie coördinaten, CNC-gereedschapinstelmachines, CNC-plotters, enz.
