Er zijn veel variëteiten en specificaties van CNC-bewerkingsmachines, en de classificatiemethoden zijn ook verschillend. Vandaag zal de redacteur nuttige informatie met u delen over de classificatie van CNC-werktuigmachines. Ik hoop dat het je zal helpen.
1. Classificatie volgens het besturingstraject van de beweging van werktuigmachines
1. CNC-bewerkingsmachines met puntbesturing
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 vindt geen verwerking plaats. De beweging tussen elke coördinatenas is niet relevant. Om zowel een snelle als nauwkeurige positionering te bereiken, beweegt de verplaatsing tussen twee punten doorgaans 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.
afbeelding
Werktuigmachines met puntbesturingsfuncties omvatten voornamelijk CNC-boormachines, CNC-freesmachines, CNC-ponsmachines, enz. Met de ontwikkeling van de CNC-technologie en de daling van de prijs van CNC-systemen zijn CNC-systemen die puur voor puntbesturing worden gebruikt niet langer gebruikelijk.
2. CNC-bewerkingsmachines met lineaire besturing
CNC-werktuigmachines met lineaire besturing worden ook CNC-werktuigmachines met parallelle besturing genoemd. Het kenmerk is dat het naast het controleren van de nauwkeurige positionering tussen punten, ook de bewegingssnelheid en route (traject) tussen twee gerelateerde punten regelt. De bewegingsroute houdt echter alleen verband met de coördinatenassen van de machine die parallel bewegen, wat betekent dat er slechts één coördinatenas tegelijkertijd wordt bestuurd (dat wil zeggen dat er geen interpolatiefunctie in het CNC-systeem nodig is). Tijdens het schakelproces kan het gereedschap met de opgegeven voedingssnelheid snijden. Over het algemeen kan het alleen rechthoekige en getrapte onderdelen verwerken.
Werktuigmachines met lineaire besturingsfuncties omvatten voornamelijk relatief eenvoudige CNC-draaibanken, CNC-freesmachines en CNC-slijpmachines. Het CNC-systeem van deze werktuigmachine wordt ook wel een CNC-systeem met lineaire besturing genoemd. Op dezelfde manier zijn CNC-bewerkingsmachines die uitsluitend voor lineaire besturing worden gebruikt, zeldzaam.
3. CNC-bewerkingsmachines met contourbesturing
afbeelding
CNC-bewerkingsmachines met contourbesturing worden ook CNC-bewerkingsmachines met continue besturing genoemd. Het besturingskenmerk is dat het de verplaatsing en snelheid van twee of meer bewegingscoördinaten tegelijkertijd kan regelen.
Om te voldoen aan de eisen dat het relatieve bewegingstraject van het gereedschap langs de werkstukcontour overeenkomt met de werkstukbewerkingscontour, moeten de verplaatsingsregeling en snelheidsregeling van elke coördinaatbeweging nauwkeurig worden gecoördineerd volgens de voorgeschreven proportionele relatie.
Daarom is het bij dit type besturingsmethode vereist dat de numerieke besturingsinrichting een interpolatiebewerkingsfunctie heeft. De zogenaamde interpolatie beschrijft de vorm van de rechte lijn of boog door middel van de wiskundige verwerking van de interpolatie-operator in het CNC-systeem op basis van de basisgegevens die door het programma worden ingevoerd (zoals de eindpuntcoördinaten van de rechte lijn, de eindpuntcoördinaten van de boog en de middelpuntcoördinaat of straal). dat wil zeggen, tijdens het berekenen, pulsen toewijzen aan elke coördinaatascontroller volgens de berekeningsresultaten, waardoor de koppelingsverplaatsing van elke coördinaatas wordt geregeld om te voldoen aan de vereiste contour. Tijdens het bewegingsproces snijdt het gereedschap continu het werkstukoppervlak en kunnen verschillende processen worden uitgevoerd. Verwerking van rechte lijnen, bogen en curven.
Dit soort werktuigmachines omvatten voornamelijk CNC-draaibanken, CNC-freesmachines, CNC-draadsnijmachines en bewerkingscentra. Het bijbehorende CNC-apparaat wordt een CNC-systeem met contourbesturing genoemd. Afhankelijk van het aantal koppelingscoördinatenassen dat het bestuurt, kan het in de volgende typen worden verdeeld: vorm:
(1) Twee-assige koppeling: voornamelijk gebruikt voor CNC-draaibanken om roterende gebogen oppervlakken te bewerken of CNC-freesmachines om gebogen cilindrische oppervlakken te bewerken.
(2) Semi-koppeling met twee assen: wordt voornamelijk gebruikt voor de besturing van werktuigmachines met meer dan drie assen. Twee van de assen kunnen worden gekoppeld en de andere as kan periodieke voeding uitvoeren.
(3) Drie-assige koppeling: Over het algemeen verdeeld in twee categorieën, één is de koppeling van drie lineaire coördinaatassen van X/Y/Z, die meestal wordt gebruikt in CNC-freesmachines, bewerkingscentra, enz. Het andere type is dat in Naast het gelijktijdig besturen van de twee lineaire coördinaten in X/Y/Z, bestuurt het ook gelijktijdig de rotatiecoördinatenas die rond een van de lineaire coördinatenassen roteert.
Een draaibewerkingscentrum moet bijvoorbeeld naast de koppeling van twee lineaire coördinatenassen in de lengterichting (Z-as) en dwarsrichting (X-as) ook tegelijkertijd de koppeling van de roterende spil (C-as) regelen rond de Z-as.
afbeelding
(4) Vierassige koppeling: bestuur tegelijkertijd de drie lineaire coördinaatassen van X/Y/Z om deze te koppelen aan een bepaalde rotatiecoördinatenas.
(5) Vijfassige koppeling: Naast het gelijktijdig besturen van de koppeling van de drie lineaire coördinaatassen van X/Y/Z, bestuurt het ook gelijktijdig twee van de A-, B- en C-coördinaatassen die rond de lineaire coördinatenas roteren , waardoor een gelijktijdige besturing van vijf coördinaatassen wordt gevormd. De twee assen zijn met elkaar verbonden en het gereedschap kan 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 een normale richting behoudt ten opzichte van het contouroppervlak dat wordt bewerkt op het snijpunt, om de gladheid van het gereedschap te garanderen. het oppervlak dat wordt verwerkt en verbeter de verwerkingsnauwkeurigheid en verwerking ervan. efficiëntie, waardoor de ruwheid van het bewerkte oppervlak wordt verminderd.
2. Classificatie volgens servobesturingsmethode
1. CNC-bewerkingsmachines met open lusbesturing
De voedingsservo-aandrijving van dit type werktuigmachine is open-lus, dat wil zeggen dat er geen detectie-feedbackapparaat is. Over het algemeen is de aandrijfmotor een stappenmotor. Het belangrijkste kenmerk van een stappenmotor is dat elke keer dat het stuurcircuit het commandopulssignaal verandert, de motor één stap draait. afstandshoek en de motor zelf heeft een zelfremmend vermogen.
Het door het CNC-systeem afgegeven invoercommandosignaal bestuurt het aandrijfcircuit via de pulsverdeler. Het regelt de verplaatsingshoeveelheid van de coördinaten door het aantal pulsen te veranderen, regelt de verplaatsingssnelheid door de pulsfrequentie te veranderen, en regelt de verplaatsing door de pulsverdelingsvolgorde te veranderen. richting.
Daarom zijn de grootste kenmerken van deze besturingsmethode gemakkelijke bediening, eenvoudige structuur en lage prijs. De door het CNC-systeem afgegeven commandosignaalstroom is eenrichtingsverkeer, dus er is geen stabiliteitsprobleem van het besturingssysteem. Omdat de fout van de mechanische transmissie echter 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 ons land wordt deze besturingsmethode vaak gebruikt in algemeen zuinige CNC-systemen en CNC-transformatie van oude apparatuur. Bovendien kan deze besturingsmethode een computer met één chip of computer met één board configureren als een CNC-apparaat, waardoor de prijs van het hele systeem wordt verlaagd.
2. Werktuigmachines met gesloten lusbesturing
De voedingsservoaandrijving van dit type CNC-bewerkingsmachine werkt volgens een feedbackbesturingsmethode met gesloten lus. De aandrijfmotor kan twee soorten DC- of AC-servomotoren gebruiken en moet worden geconfigureerd met positie- en snelheidsfeedback om de daadwerkelijke verplaatsing van de bewegende delen op elk moment tijdens de verwerking te detecteren. Het bedrag wordt tijdig teruggekoppeld naar de vergelijker in het CNC-systeem. Het wordt vergeleken met het door de interpolatiebewerking verkregen commandosignaal. Het verschil wordt gebruikt als stuursignaal van de servoaandrijving, die op zijn beurt 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 bedieningsmodi: volledig gesloten lus en semi-gesloten lus.
afbeelding
(1) Volledige gesloten lusregeling
Het positiefeedbackapparaat maakt gebruik van een detectie-element voor lineaire verplaatsing (momenteel wordt meestal een roosterliniaal gebruikt), dat op het zadel van de werktuigmachine is geïnstalleerd, dat wil zeggen dat het direct de lineaire verplaatsing van de coördinaten van de werktuigmachine detecteert. Door middel van feedback kan de gehele mechanische transmissieketen van de motor tot het zadel van de werktuigmachine worden geëlimineerd. transmissiefout, waardoor een hogere statische positioneringsnauwkeurigheid van de werktuigmachine wordt verkregen.
Binnen de gehele regelkring zijn de wrijvingskarakteristieken, stijfheid en speling van veel mechanische transmissieverbindingen echter niet-lineair, en 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 relatief complex. Daarom wordt deze volledig gesloten regelmethode voornamelijk gebruikt voor CNC-coördinatenmachines, CNC-precisieslijpmachines, enz. die een zeer hoge precisie vereisen.
(2) Semi-gesloten lusregeling
De positiefeedback maakt gebruik van hoekdetectiecomponenten (momenteel voornamelijk encoders enz.), die direct op het uiteinde van de servomotor of schroef worden geïnstalleerd. Omdat de meeste mechanische transmissieverbindingen niet zijn opgenomen in de gesloten lus van het systeem, worden stabielere regelkarakteristieken verkregen. Mechanische transmissiefouten zoals schroeven kunnen op geen enkel moment via feedback worden gecorrigeerd, 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.
3. Hybride CNC-bewerkingsmachines
De kenmerken van de bovengenoemde controlemethoden kunnen selectief worden geconcentreerd om een hybride controleschema te vormen. Zoals eerder vermeld, omdat de open-lus-besturingsmethode een goede stabiliteit, lage kosten en een slechte nauwkeurigheid heeft, terwijl de volledig-gesloten-lus-besturingsmethode een slechte stabiliteit heeft, om elkaar te compenseren en aan de besturingsvereisten van sommige machines te voldoen instrumenten moet een hybride controlemethode worden gebruikt.
3. Indeling naar functioneel niveau van CNC-systemen
CNC-systemen worden doorgaans onderverdeeld in drie categorieën: laag, gemiddeld en hoog. Deze classificatiemethode wordt in ons land veel gebruikt. Omdat de grenzen tussen lage, midden en hoge cijfers relatief zijn, zullen de classificatienormen in verschillende perioden anders zijn. Wat het huidige ontwikkelingsniveau betreft, 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.
1. Metaalsnijden
Verwijst naar CNC-bewerkingsmachines die verschillende snijprocessen gebruiken, zoals draaien, frezen, 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 een gereedschapsbibliotheek met een automatisch gereedschapswisselmechanisme. Na het opspannen worden verschillende snijgereedschappen automatisch vervangen en worden op elk bewerkingsoppervlak van het werkstuk continu verschillende processen zoals frezen (draaien), ruimen, boren en tappen uitgevoerd op hetzelfde werktuig, zoals (frees)bewerkingscentra en draaicentra. , boorcentrum, enz.
2. Metaalvorming
Verwijst naar CNC-bewerkingsmachines die gebruik maken van extrusie, ponsen, persen, tekenen en andere vormprocessen. Veelgebruikte machines zijn onder meer CNC-persen, CNC-buigmachines, CNC-pijpbuigmachines en CNC-spinmachines.
3. Speciale verwerkingscategorieën
Er zijn voornamelijk CNC-draadvonkmachines, CNC-vonkvormmachines, CNC-vlamsnijmachines, CNC-laserverwerkingsmachines, enz.
4. Meten en tekenen
Omvat voornamelijk driedimensionale coördinatenmeetinstrumenten, CNC-gereedschapszetter, CNC-plotter, enz.
