Има много разновидности и спецификации на CNC машинни инструменти и методите за класификация също са различни. Днес редакторът ще сподели с вас малко полезна информация относно класификацията на машинните инструменти с ЦПУ. Надявам се, че ще ви бъде полезно.
1. Класификация според траекторията на управление на движението на металорежещата машина
1. CNC машини с точково управление
Точковият контрол изисква само точно позициониране на движещите се части на машинния инструмент от една точка в друга. Изискванията към траекторията на движение между точките не са строги. По време на движението не се извършва обработка. Движението между всяка координатна ос е без значение. За да се постигне както бързо, така и точно позициониране, изместването между две точки обикновено се движи първо бързо и след това се приближава бавно до точката на позициониране, за да се гарантира точността на позициониране. Както е показано на фигурата по-долу, това е траекторията на движение на управлението на точката.
снимка
Машинните инструменти с функции за управление на точки включват главно CNC пробивни машини, CNC фрезови машини, CNC машини за щанцоване и др. С развитието на CNC технологията и намаляването на цените на CNC системите, CNC системите, използвани само за управление на точки, вече не са често срещани.
2. CNC машини с линейно управление
Машините с ЦПУ с линейно управление се наричат още машини с ЦПУ с паралелно управление. Неговата характеристика е, че освен че контролира точното позициониране между точките, той контролира и скоростта на движение и маршрута (траекторията) между две свързани точки. Маршрутът му на движение обаче е свързан само с Координатните оси на машинния инструмент се движат паралелно, което означава, че има само една координатна ос, управлявана едновременно (тоест няма нужда от функция за операция на интерполация в CNC системата). По време на процеса на преместване инструментът може да реже при определената скорост на подаване. Като цяло може да обработва само правоъгълни и стъпаловидни части.
Машинните инструменти с функции за линейно управление включват основно сравнително прости CNC стругове, CNC фрезови машини и CNC шлифовъчни машини. CNC системата на тази машина се нарича още CNC система за линейно управление. По същия начин CNC машинните инструменти, използвани единствено за линейно управление, са рядкост.
3. CNC машини за контурно управление
снимка
CNC машинни инструменти с контурно управление се наричат също CNC машини с непрекъснато управление. Неговата функция за управление е, че може да контролира изместването и скоростта на две или повече координати на движение едновременно.
За да се изпълнят изискванията относителната траектория на движение на инструмента по контура на детайла да съответства на контура на обработка на детайла, контролът на изместването и контролът на скоростта на всяко координатно движение трябва да бъдат точно координирани според предписаното пропорционално отношение.
Следователно при този тип метод на управление се изисква устройството за цифрово управление да има функция за операция на интерполация. Така наречената интерполация е да опише формата на правата линия или дъгата чрез математическата обработка на оператора за интерполация в CNC системата въз основа на основните данни, въведени от програмата (като координатите на крайната точка на правата линия, координатите на крайната точка на дъгата и централната координата или радиус). , тоест, докато изчислявате, разпределете импулси към всеки контролер на координатната ос според резултатите от изчислението, като по този начин контролирате изместването на връзката на всяка координатна ос, за да съответства на необходимия контур. По време на процеса на движение инструментът непрекъснато реже повърхността на детайла и могат да се извършват различни процеси. Обработка на прави линии, дъги и криви.
Този тип машинни инструменти включват главно CNC стругове, CNC фрезови машини, CNC машини за рязане на тел и обработващи центрове. Съответното CNC устройство се нарича CNC система за контурно управление. Според броя на координационните оси на свързване, които контролира, той може да бъде разделен на следните типове: форма:
(1) Двуосно свързване: използва се главно за CNC стругове за обработка на въртящи се извити повърхности или CNC фрезови машини за обработка на извити цилиндрични повърхности.
(2) Двуосна полусвързаност: Използва се главно за управление на машинни инструменти с повече от три оси. Две от осите могат да бъдат свързани, а другата ос може да извършва периодично подаване.
(3) Триосна връзка: Обикновено се разделя на две категории, едната е връзката на три линейни координатни оси X/Y/Z, която се използва най-вече в CNC фрезови машини, обработващи центрове и т.н. Другият тип е, че в в допълнение към едновременното управление на двете линейни координати в X/Y/Z, той също едновременно контролира ротационната координатна ос, която се върти около една от линейните координатни оси.
Например, един обработващ център за струговане, в допълнение към връзката на две линейни координатни оси в надлъжна посока (ос Z) и напречна посока (ос X), той също трябва едновременно да контролира връзката на шпиндела (ос C), въртящ се около оста Z.
снимка
(4) Връзка с четири оси: Едновременно контролирайте трите линейни координатни оси на X/Y/Z, за да се свържете с определена координатна ос на въртене.
(5) Връзка по пет оси: В допълнение към едновременното управление на връзката на трите линейни координатни оси на X/Y/Z, тя също така едновременно контролира две от координатните оси A, B и C, които се въртят около линейната координатна ос , формиращ едновременно управление на пет координатни оси. Двете оси са свързани и инструментът може да се позиционира във всяка посока в пространството.
Например, инструментът се управлява да се върти едновременно около оста X и Y, така че инструментът винаги да поддържа нормална посока към контурната повърхност, която се обработва в точката на рязане, така че да се гарантира гладкостта на повърхността, която се обработва, и подобряване на нейната точност и обработка. ефективност, намалявайки грапавостта на обработваната повърхност.
2. Класификация според метода на серво управление
1. Машини с ЦПУ за управление с отворен цикъл
Подаващото серво задвижване на този тип металорежеща машина е с отворен контур, т.е. няма устройство за обратна връзка за откриване. Обикновено неговият задвижващ двигател е стъпков двигател. Основната характеристика на стъпковия двигател е, че всеки път, когато управляващата верига промени командния импулсен сигнал, моторът се завърта на една стъпка. ъгъл на разстояние, а самият двигател има способността за самозаключване.
Изходът на сигнала за команда за подаване от CNC системата управлява задвижващата верига през импулсния разпределител. Той контролира количеството на координатното изместване чрез промяна на броя на импулсите, контролира скоростта на изместване чрез промяна на честотата на импулса и контролира изместването чрез промяна на последователността на разпределение на импулса. посока.
Следователно, най-големите характеристики на този метод на управление са удобно управление, проста структура и ниска цена. Потокът на командния сигнал, издаден от CNC системата, е еднопосочен, така че няма проблем със стабилността на системата за управление. Въпреки това, тъй като грешката на механичната трансмисия не се коригира чрез обратна връзка, точността на изместване не е висока.
Всички ранни машини с ЦПУ възприеха този метод на управление, но процентът на неуспехите беше относително висок. Понастоящем, поради подобряването на задвижващата верига, той все още се използва широко. Особено в нашата страна, този метод на управление често се използва в общи икономични CNC системи и CNC трансформация на старо оборудване. В допълнение, този метод на управление може да конфигурира едночипов компютър или компютър с една платка като CNC устройство, намалявайки цената на цялата система.
2. Машини за управление със затворен контур
Подаващото серво задвижване на този тип CNC металорежещи машини работи по метод за управление на обратна връзка със затворен контур. Задвижващият мотор може да използва два типа DC или AC серво мотори и трябва да бъде конфигуриран с обратна връзка за позицията и обратна връзка за скоростта, за да открие действителното изместване на движещите се части по всяко време на обработката. Сумата се връща навреме към компаратора в CNC системата. Той се сравнява с командния сигнал, получен чрез операцията на интерполация. Разликата се използва като управляващ сигнал на серво задвижването, което от своя страна задвижва компонента на изместване, за да елиминира грешката на изместване.
Според местоположението на монтаж на елемента за откриване на обратна връзка за позицията и използваното устройство за обратна връзка, той е разделен на два режима на управление: пълен затворен контур и полузатворен контур.
снимка
(1) Управление с пълен затворен контур
Устройството за обратна връзка по позицията използва елемент за откриване на линейно изместване (понастоящем обикновено се използва линийка с решетка), който е инсталиран на седлото на машинния инструмент, т.е. той директно открива линейното изместване на координатите на машинния инструмент. Чрез обратната връзка може да се елиминира цялата механична предавателна верига от двигателя до седлото на машинния инструмент. грешка при предаване, като по този начин се получава по-висока статична точност на позициониране на машинния инструмент.
Въпреки това, в рамките на цялата управляваща верига, характеристиките на триене, твърдостта и хлабината на много механични връзки на предаване са нелинейни и динамичното време за реакция на цялата механична верига на предаване е много голямо в сравнение с времето за електрическа реакция. Това създава големи трудности при корекцията на стабилността на цялата затворена система, а дизайнът и настройката на системата също са относително сложни. Следователно, този метод за управление с напълно затворен контур се използва главно за CNC координатни машини, CNC прецизни шлифовъчни машини и т.н., които изискват много висока точност.
(2) Управление с полузатворен контур
Неговата обратна връзка за позиция използва компоненти за откриване на ъгъл (понастоящем главно енкодери и т.н.), които са директно инсталирани в края на сервомотора или винта. Тъй като повечето от механичните предавателни връзки не са включени в затворения контур на системата, се получават по-стабилни характеристики на управление. Грешките при механично предаване, като например винтове, не могат да бъдат коригирани по всяко време чрез обратна връзка, но могат да се използват софтуерни методи за компенсация с фиксирана стойност за подходящо подобряване на тяхната точност. Понастоящем повечето машини с ЦПУ приемат полузатворен режим на управление.
3. Хибридни управляващи CNC машини
Характеристиките на горните методи за контрол могат да бъдат селективно концентрирани, за да се образува хибридна схема за контрол. Както бе споменато по-горе, тъй като методът за управление с отворен контур има добра стабилност, ниска цена и лоша точност, докато методът за управление с пълен затворен контур има лоша стабилност, за да се компенсират взаимно и да отговорят на изискванията за управление на някои машини инструменти, трябва да се използва хибриден метод за контрол.
3. Класификация според функционалното ниво на CNC системите
CNC системите обикновено се разделят на три категории: ниска, средна и висока. Този метод на класификация е широко използван в нашата страна. Тъй като границите на ниските, средните и високите оценки са относителни, стандартите за класификация ще бъдат различни в различните периоди. Що се отнася до текущото ниво на развитие, различните видове CNC системи могат да бъдат разделени на три категории: нисък, среден и висок клас според някои функции и показатели. Сред тях средният и високият клас обикновено се наричат пълнофункционално ЦПУ или стандартно ЦПУ.
1. Рязане на метал
Отнася се за машинни инструменти с ЦПУ, които използват различни процеси на рязане като струговане, фрезоване, райбероване, пробиване, шлайфане и рендосване. Може да се раздели на следните две категории:
(1) Обикновени CNC машинни инструменти: като CNC стругове, CNC фрезови машини, CNC шлифовъчни машини и др.
(2) Обработващ център: Основната му характеристика е библиотека с инструменти с механизъм за автоматична смяна на инструменти. След затягане, различни режещи инструменти се сменят автоматично и различни процеси като фрезоване (струговане), разстъргване, пробиване и нарязване на резба се извършват непрекъснато върху всяка обработваема повърхност на детайла на една и съща машинна машина, като (фрезови) обработващи центрове и стругови центрове. , сондажен център и др.
2. Металоформоване
Отнася се за CNC машинни инструменти, които използват екструзия, щанцоване, пресоване, изтегляне и други процеси на формоване. Често използваните включват CNC преси, CNC машини за огъване, CNC машини за огъване на тръби и CNC предачни машини.
3. Специални категории обработка
Има главно CNC EDM машини за тел, CNC машини за EDM формоване, CNC машини за пламъчно рязане, CNC машини за лазерна обработка и др.
4. Измерване и чертане
Основно включва триизмерен инструмент за измерване на координати, инструмент за настройка на CNC инструменти, CNC плотер и др.
