Existuje mnoho odrůd a specifikací CNC obráběcích strojů a metody klasifikace jsou také různé. Dnes se s vámi editor podělí o užitečné informace o klasifikaci CNC obráběcích strojů. Doufám, že vám to bude užitečné.
1. Klasifikace podle řídící trajektorie pohybu obráběcího stroje
1. CNC obráběcí stroje s bodovým řízením
Bodové řízení vyžaduje pouze přesné umístění pohyblivých částí obráběcího stroje z jednoho bodu do druhého. Požadavky na trajektorii pohybu mezi body nejsou přísné. Během pohybu se neprovádí žádné zpracování. Pohyb mezi každou souřadnicovou osou je irelevantní. Aby bylo dosaženo rychlého i přesného polohování, posun mezi dvěma body se obecně nejprve pohybuje rychle a poté se pomalu přibližuje k polohovacímu bodu, aby byla zajištěna přesnost polohování. Jak je znázorněno na obrázku níže, jedná se o trajektorii pohybu bodového řízení.
obrázek
Mezi obráběcí stroje s funkcí bodového řízení patří především CNC vrtačky, CNC frézky, CNC vysekávací stroje atd. S rozvojem CNC technologií a poklesem ceny CNC systémů již nejsou CNC systémy čistě pro bodové řízení běžné.
2. Lineární řízení CNC obráběcích strojů
CNC obráběcí stroje s lineárním řízením se také nazývají CNC obráběcí stroje s paralelním řízením. Jeho charakteristikou je, že kromě řízení přesné polohy mezi body řídí také rychlost pohybu a trasu (trajektorii) mezi dvěma souvisejícími body. Trasa jeho pohybu však souvisí pouze s Souřadné osy obráběcího stroje se pohybují paralelně, což znamená, že je současně řízena pouze jedna souřadná osa (to znamená, že v CNC systému není potřeba funkce interpolační operace). Během procesu řazení může nástroj řezat zadanou rychlostí posuvu. Obecně může zpracovávat pouze obdélníkové a stupňovité díly.
Mezi obráběcí stroje s lineárními řídicími funkcemi patří především relativně jednoduché CNC soustruhy, CNC frézky a CNC brusky. CNC systém tohoto obráběcího stroje se také nazývá lineární řídicí CNC systém. Podobně jsou vzácné CNC obráběcí stroje používané výhradně pro lineární řízení.
3. Řízení obrysu CNC obráběcích strojů
obrázek
CNC obráběcí stroje s řízením obrysu se také nazývají CNC obráběcí stroje s kontinuálním řízením. Jeho ovládací funkcí je, že může ovládat posun a rychlost dvou nebo více souřadnic pohybu současně.
Aby byly splněny požadavky, aby se relativní trajektorie pohybu nástroje podél obrysu obrobku shodovala s obrysem obrábění obrobku, musí být řízení posuvu a řízení rychlosti každého pohybu souřadnic přesně koordinováno podle předepsaného proporcionálního vztahu.
Proto je u tohoto typu způsobu řízení požadováno, aby numerické řídicí zařízení mělo funkci interpolační operace. Takzvaná interpolace má popsat tvar přímky nebo oblouku prostřednictvím matematického zpracování interpolačního operátoru v CNC systému na základě základních dat zadaných programem (jako jsou souřadnice koncového bodu přímky, souřadnice koncového bodu oblouku a středová souřadnice nebo poloměr). to znamená, že během výpočtu přidělujte impulzy každému ovladači souřadnicové osy podle výsledků výpočtu, čímž se řídí posunutí spojení každé souřadné osy tak, aby odpovídalo požadovanému obrysu. Během procesu pohybu nástroj nepřetržitě řeže povrch obrobku a lze provádět různé procesy. Zpracování přímek, oblouků a křivek.
Mezi tento typ obráběcích strojů patří především CNC soustruhy, CNC frézky, CNC drátové řezací stroje a obráběcí centra. Odpovídající CNC zařízení se nazývá CNC systém pro řízení obrysu. Podle počtu souřadnicových os vazby, které řídí, lze rozdělit na následující typy: forma:
(1) Dvouosé propojení: používá se hlavně pro CNC soustruhy pro zpracování rotačních zakřivených povrchů nebo CNC frézky pro zpracování zakřivených válcových povrchů.
(2) Dvouosé polospojení: Používá se hlavně pro řízení obráběcích strojů s více než třemi osami. Dvě z os mohou být propojeny a druhá osa může provádět periodický posuv.
(3) Tříosé propojení: Obecně rozděleno do dvou kategorií, jedna je spojení tří lineárních souřadnicových os X/Y/Z, které se většinou používá u CNC frézek, obráběcích center atd. Druhý typ je ten, kromě současného ovládání dvou lineárních souřadnic v X/Y/Z také současně ovládá rotační souřadnicovou osu, která se otáčí kolem jedné z lineárních souřadnicových os.
Například soustružnické obráběcí centrum potřebuje kromě spojení dvou lineárních souřadnicových os v podélném směru (osa Z) a příčném směru (osa X) současně ovládat také spojení rotujícího vřetena (osa C). kolem osy Z.
obrázek
(4) Čtyřosé propojení: Současné ovládání tří lineárních souřadnicových os X/Y/Z pro spojení s určitou rotační souřadnicovou osou.
(5) Pětiosé propojení: Kromě současného ovládání spojení tří lineárních souřadnicových os X/Y/Z také současně ovládá dvě ze souřadnicových os A, B a C, které se otáčejí kolem lineární souřadnicové osy. , tvořící současné řízení pěti souřadných os. Tyto dvě osy jsou propojeny a nástroj lze umístit v libovolném směru v prostoru.
Nástroj je například řízen tak, aby se současně otáčel kolem osy X a osy Y, takže nástroj v místě řezu vždy udržuje kolmý směr ke zpracovávané ploše obrysu, aby byla zajištěna hladkost zpracovávaný povrch a zlepšit jeho přesnost zpracování a zpracování. účinnost, snížení drsnosti obrobeného povrchu.
2. Klasifikace podle metody servořízení
1. Řízení CNC obráběcích strojů s otevřenou smyčkou
Servopohon posuvu tohoto typu obráběcího stroje je bez zpětné vazby, to znamená, že zde není žádné detekční zpětnovazební zařízení. Obecně je jeho hnacím motorem krokový motor. Hlavním rysem krokového motoru je, že pokaždé, když řídicí obvod změní signál příkazového impulsu, motor se otočí o jeden krok. úhel vzdálenosti a samotný motor má samosvornou schopnost.
Výstup signálu příkazu posuvu ze systému CNC řídí obvod pohonu prostřednictvím rozdělovače impulsů. Řídí velikost posunutí souřadnic změnou počtu impulsů, řídí rychlost posuvu změnou frekvence impulsů a řídí posuv změnou sekvence distribuce impulsů. směr.
Proto jsou největšími přednostmi tohoto způsobu ovládání pohodlné ovládání, jednoduchá struktura a nízká cena. Tok povelového signálu vydávaného CNC systémem je jednosměrný, takže nevzniká žádný problém se stabilitou řídicího systému. Protože však chyba mechanického převodu není korigována zpětnou vazbou, není přesnost posuvu vysoká.
První CNC obráběcí stroje všechny přijaly tuto metodu řízení, ale míra poruch byla relativně vysoká. V současné době je díky zdokonalování jízdního okruhu stále hojně využíván. Zejména u nás je tento způsob řízení často využíván v obecně ekonomických CNC systémech a CNC přestavbách starých zařízení. Tento způsob ovládání navíc dokáže nakonfigurovat jednočipový počítač nebo jednodeskový počítač jako CNC zařízení, čímž se sníží cena celého systému.
2. Obráběcí stroje s uzavřenou smyčkou
Servopohon posuvu tohoto typu CNC obráběcího stroje pracuje podle metody řízení zpětné vazby v uzavřené smyčce. Hnací motor může používat dva typy stejnosměrných nebo střídavých servomotorů a musí být nakonfigurován se zpětnou vazbou o poloze a rychlosti, aby bylo možné kdykoli během zpracování detekovat skutečné posunutí pohyblivých částí. Částka je včas vrácena zpět do komparátoru v CNC systému. Porovnává se s povelovým signálem získaným interpolační operací. Rozdíl se používá jako řídicí signál servopohonu, který zase pohání posuvnou komponentu, aby se eliminovala chyba posunutí.
Podle místa instalace prvku detekce polohy zpětné vazby a použitého zpětnovazebního zařízení se dělí na dva režimy řízení: plně uzavřená smyčka a částečně uzavřená smyčka.
obrázek
(1) Řízení s plně uzavřenou smyčkou
Zařízení pro zpětnou vazbu polohy využívá prvek pro detekci lineárního posunu (v současnosti se obecně používá mřížkové pravítko), který je instalován na sedle obráběcího stroje, to znamená, že přímo snímá lineární posun souřadnic obráběcího stroje. Prostřednictvím zpětné vazby lze eliminovat celý mechanický přenosový řetězec od motoru až po sedlo obráběcího stroje. chyba přenosu, čímž se získá vyšší statická přesnost polohování obráběcího stroje.
V rámci celé regulační smyčky jsou však třecí charakteristiky, tuhost a vůle mnoha mechanických převodových článků nelineární a dynamická doba odezvy celého mechanického převodového řetězce je velmi dlouhá ve srovnání s dobou elektrické odezvy. To přináší velké potíže s korekcí stability celého systému uzavřené smyčky a také návrh a seřízení systému jsou poměrně složité. Proto se tato plně uzavřená metoda řízení používá hlavně u CNC souřadnicových strojů, CNC přesných brusek atd., které vyžadují velmi vysokou přesnost.
(2) Řízení s polouzavřenou smyčkou
Jeho polohová zpětná vazba využívá komponenty pro detekci úhlu (v současnosti především enkodéry apod.), které se instalují přímo na konec servomotoru nebo šroubu. Protože většina mechanických přenosových spojů není zahrnuta v uzavřené smyčce systému, jsou získány stabilnější regulační charakteristiky. Chyby mechanického přenosu, jako jsou šrouby, nelze kdykoli korigovat prostřednictvím zpětné vazby, ale lze použít softwarové metody kompenzace s pevnou hodnotou k odpovídajícímu zlepšení jejich přesnosti. V současnosti většina CNC obráběcích strojů využívá režim řízení s polouzavřenou smyčkou.
3. Hybridní řízení CNC obráběcích strojů
Charakteristiky výše uvedených způsobů řízení mohou být selektivně koncentrovány pro vytvoření hybridního regulačního schématu. Jak již bylo zmíněno dříve, protože metoda řízení s otevřenou smyčkou má dobrou stabilitu, nízkou cenu a špatnou přesnost, zatímco metoda řízení s plně uzavřenou smyčkou má špatnou stabilitu, aby se vzájemně kompenzovaly a splnily požadavky na řízení některých strojů. nástrojů, měla by být použita hybridní metoda řízení.
3. Klasifikace podle funkční úrovně CNC systémů
CNC systémy se obvykle dělí do tří kategorií: nízké, střední a vysoké. Tento způsob klasifikace se u nás běžně používá. Protože hranice nízkého, středního a vysokého stupně jsou relativní, budou se klasifikační standardy v různých obdobích lišit. Pokud jde o současnou úroveň vývoje, lze různé typy CNC systémů rozdělit podle některých funkcí a ukazatelů do tří kategorií: nízké, střední a špičkové. Mezi nimi se střední a vyšší třídy obecně nazývají plně funkční CNC nebo standardní CNC.
1. Řezání kovů
Označuje CNC obráběcí stroje, které používají různé řezné procesy, jako je soustružení, frézování, vystružování, vrtání, broušení a hoblování. Lze jej rozdělit do následujících dvou kategorií:
(1) Běžné CNC obráběcí stroje: jako jsou CNC soustruhy, CNC frézky, CNC brusky atd.
(2) Obráběcí centrum: Jeho hlavním rysem je knihovna nástrojů s mechanismem automatické výměny nástrojů. Po upnutí se různé řezné nástroje automaticky vyměňují a na každém obráběcím povrchu obrobku na stejném obráběcím stroji se nepřetržitě provádějí různé procesy jako frézování (soustružení), vystružování, vrtání a závitování, jako jsou (frézovací) obráběcí centra a soustružnická centra. , vrtací centrum atd.
2. Tváření kovů
Týká se CNC obráběcích strojů, které používají vytlačování, děrování, lisování, tažení a další tvářecí procesy. Mezi běžně používané patří CNC lisy, CNC ohýbačky, CNC ohýbačky trubek a CNC spřádací stroje.
3. Speciální kategorie zpracování
Jedná se především o CNC drátové EDM stroje, CNC EDM tvářecí stroje, CNC řezací stroje plamenem, CNC laserové obráběcí stroje atd.
4. Měření a kreslení
Zahrnuje především trojrozměrný souřadnicový měřicí přístroj, CNC seřizovač nástrojů, CNC plotr atd.
