Esistono molte varietà e specifiche delle macchine utensili CNC e anche i metodi di classificazione sono diversi. Oggi l'editore condividerà con voi alcune informazioni utili sulla classificazione delle macchine utensili CNC. Spero che ti sarà utile.
1. Classificazione in base alla traiettoria di controllo del movimento della macchina utensile
1. Macchine utensili CNC con controllo del punto
Il controllo del punto richiede solo il posizionamento accurato delle parti mobili della macchina utensile da un punto all'altro. I requisiti per la traiettoria del movimento tra i punti non sono rigidi. Durante il movimento non viene eseguita alcuna elaborazione. Il movimento tra ciascun asse delle coordinate è irrilevante. Per ottenere un posizionamento rapido e accurato, lo spostamento tra due punti generalmente si sposta prima rapidamente, quindi si avvicina lentamente al punto di posizionamento per garantire la precisione del posizionamento. Come mostrato nella figura seguente, è la traiettoria di movimento del controllo del punto.
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Le macchine utensili con funzioni di controllo del punto includono principalmente foratrici CNC, fresatrici CNC, punzonatrici CNC, ecc. Con lo sviluppo della tecnologia CNC e la diminuzione del prezzo dei sistemi CNC, i sistemi CNC utilizzati esclusivamente per il controllo del punto non sono più comuni.
2. Macchine utensili CNC a controllo lineare
Le macchine utensili CNC a controllo lineare sono anche chiamate macchine utensili CNC a controllo parallelo. La sua caratteristica è che oltre a controllare il posizionamento accurato tra i punti, controlla anche la velocità di movimento e il percorso (traiettoria) tra due punti correlati. Tuttavia, il suo percorso di movimento è correlato solo a Gli assi coordinati della macchina utensile si muovono in parallelo, il che significa che c'è un solo asse coordinato controllato contemporaneamente (ovvero, non è necessaria la funzione operativa di interpolazione nel sistema CNC). Durante il processo di spostamento, l'utensile può tagliare alla velocità di avanzamento specificata. Generalmente, può elaborare solo parti rettangolari e a gradini.
Le macchine utensili con funzioni di controllo lineare includono principalmente torni CNC, fresatrici CNC e smerigliatrici CNC relativamente semplici. Il sistema CNC di questa macchina utensile è anche chiamato sistema CNC a controllo lineare. Allo stesso modo, le macchine utensili CNC utilizzate esclusivamente per il controllo lineare sono rare.
3. Macchine utensili CNC per il controllo del contorno
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Le macchine utensili CNC a controllo del contorno sono anche chiamate macchine utensili CNC a controllo continuo. La sua caratteristica di controllo è che può controllare simultaneamente lo spostamento e la velocità di due o più coordinate di movimento.
Per soddisfare i requisiti secondo cui la traiettoria di movimento relativo dell'utensile lungo il contorno del pezzo è conforme al contorno di lavorazione del pezzo, il controllo dello spostamento e il controllo della velocità di ciascun movimento delle coordinate devono essere accuratamente coordinati secondo la relazione proporzionale prescritta.
Pertanto, in questo tipo di metodo di controllo, il dispositivo di controllo numerico deve avere una funzione operativa di interpolazione. La cosiddetta interpolazione consiste nel descrivere la forma della linea retta o dell'arco attraverso l'elaborazione matematica dell'operatore di interpolazione nel sistema CNC sulla base dei dati di base immessi dal programma (come le coordinate del punto finale della linea retta, il coordinate del punto finale dell'arco e coordinata del centro o raggio). , ovvero, durante il calcolo, assegnare gli impulsi a ciascun controller dell'asse delle coordinate in base ai risultati del calcolo, controllando così lo spostamento del collegamento di ciascun asse delle coordinate per conformarsi al contorno richiesto. Durante il processo di movimento, l'utensile taglia continuamente la superficie del pezzo e possono essere eseguiti vari processi. Elaborazione di linee rette, archi e curve.
Questo tipo di macchine utensili comprende principalmente torni CNC, fresatrici CNC, macchine per taglio filo CNC e centri di lavoro. Il corrispondente dispositivo CNC è chiamato sistema CNC di controllo del contorno. In base al numero di assi coordinati di collegamento che controlla, può essere suddiviso nelle seguenti tipologie: forma:
(1) Collegamento a due assi: utilizzato principalmente per torni CNC per la lavorazione di superfici curve rotanti o fresatrici CNC per la lavorazione di superfici cilindriche curve.
(2) Semi-linking a due assi: viene utilizzato principalmente per il controllo di macchine utensili con più di tre assi. Due assi possono essere collegati e l'altro asse può eseguire un avanzamento periodico.
(3) Collegamento a tre assi: generalmente diviso in due categorie, una è il collegamento di tre assi di coordinate lineari X/Y/Z, utilizzato principalmente nelle fresatrici CNC, nei centri di lavoro, ecc. L'altro tipo è quello in oltre a controllare simultaneamente le due coordinate lineari in X/Y/Z, controlla simultaneamente anche l'asse delle coordinate di rotazione che ruota attorno a uno degli assi delle coordinate lineari.
Ad esempio, un centro di lavoro di tornitura, oltre al collegamento di due assi di coordinate lineari in direzione longitudinale (asse Z) e trasversale (asse X), deve anche controllare contemporaneamente il collegamento del mandrino (asse C) rotante attorno all'asse Z.
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(4) Collegamento a quattro assi: controlla contemporaneamente i tre assi delle coordinate lineari di X/Y/Z per collegarli con un determinato asse delle coordinate di rotazione.
(5) Collegamento a cinque assi: oltre a controllare simultaneamente il collegamento dei tre assi di coordinate lineari X/Y/Z, controlla anche simultaneamente due degli assi di coordinate A, B e C che ruotano attorno all'asse di coordinate lineari , formando un controllo simultaneo di cinque assi coordinati. I due assi sono collegati e l'utensile può essere posizionato in qualsiasi direzione dello spazio.
Ad esempio, l'utensile è controllato per oscillare attorno all'asse X e all'asse Y contemporaneamente, in modo che l'utensile mantenga sempre una direzione normale rispetto alla superficie del contorno da elaborare nel punto di taglio, in modo da garantire la levigatezza del la superficie da elaborare e migliorarne l'accuratezza e l'elaborazione. efficienza, riducendo la rugosità della superficie lavorata.
2. Classificazione in base al metodo di servocontrollo
1. Macchine utensili CNC con controllo ad anello aperto
Il servoazionamento di avanzamento di questo tipo di macchina utensile è ad anello aperto, ovvero non è presente alcun dispositivo di feedback di rilevamento. Generalmente, il suo motore di azionamento è un motore passo-passo. La caratteristica principale di un motore passo-passo è che ogni volta che il circuito di controllo modifica il segnale dell'impulso di comando, il motore ruota di un passo. angolo di distanza e il motore stesso ha capacità autobloccante.
Il segnale di comando di avanzamento emesso dal sistema CNC controlla il circuito di azionamento attraverso il distributore di impulsi. Controlla la quantità di spostamento delle coordinate modificando il numero di impulsi, controlla la velocità di spostamento modificando la frequenza degli impulsi e controlla lo spostamento modificando la sequenza di distribuzione degli impulsi. direzione.
Pertanto, le principali caratteristiche di questo metodo di controllo sono il controllo conveniente, la struttura semplice e il prezzo basso. Il flusso del segnale di comando emesso dal sistema CNC è unidirezionale, quindi non vi è alcun problema di stabilità del sistema di controllo. Tuttavia, poiché l'errore della trasmissione meccanica non viene corretto dal feedback, la precisione dello spostamento non è elevata.
Tutte le prime macchine utensili CNC adottavano questo metodo di controllo, ma il tasso di guasto era relativamente alto. Attualmente, grazie al miglioramento del circuito di guida, è ancora ampiamente utilizzato. Soprattutto nel nostro paese, questo metodo di controllo viene spesso utilizzato nei sistemi CNC economici generali e nella trasformazione CNC di vecchie apparecchiature. Inoltre, questo metodo di controllo può configurare un computer a chip singolo o un computer a scheda singola come dispositivo CNC, riducendo il prezzo dell'intero sistema.
2. Macchine utensili a controllo chiuso
Il servoazionamento di avanzamento di questo tipo di macchina utensile CNC funziona secondo un metodo di controllo del feedback ad anello chiuso. Il motore di azionamento può utilizzare due tipi di servomotori CC o CA e deve essere configurato con feedback di posizione e feedback di velocità per rilevare lo spostamento effettivo delle parti mobili in qualsiasi momento durante la lavorazione. L'importo viene restituito tempestivamente al comparatore nel sistema CNC. Viene confrontato con il segnale di comando ottenuto dall'operazione di interpolazione. La differenza viene utilizzata come segnale di controllo del servoazionamento, che a sua volta aziona la componente di spostamento per eliminare l'errore di spostamento.
A seconda della posizione di installazione dell'elemento di rilevamento del feedback di posizione e del dispositivo di feedback utilizzato, è suddiviso in due modalità di controllo: anello completamente chiuso e anello semi chiuso.
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(1) Controllo completo ad anello chiuso
Il dispositivo di feedback della posizione utilizza un elemento di rilevamento dello spostamento lineare (attualmente viene generalmente utilizzato un righello a reticolo), che viene installato sulla sella della macchina utensile, ovvero rileva direttamente lo spostamento lineare delle coordinate della macchina utensile. Attraverso il feedback è possibile eliminare l'intera catena di trasmissione meccanica dal motore alla sella della macchina utensile. errore di trasmissione, ottenendo così una maggiore precisione di posizionamento statico della macchina utensile.
Tuttavia, all'interno dell'intero circuito di controllo, le caratteristiche di attrito, rigidità e gioco di molti collegamenti di trasmissione meccanica non sono lineari e il tempo di risposta dinamica dell'intera catena di trasmissione meccanica è molto ampio rispetto al tempo di risposta elettrica. Ciò comporta grandi difficoltà nella correzione della stabilità dell'intero sistema a circuito chiuso e anche la progettazione e la regolazione del sistema sono relativamente complesse. Pertanto questo metodo di controllo completamente chiuso viene utilizzato principalmente per macchine a coordinate CNC, rettificatrici di precisione CNC, ecc. che richiedono una precisione molto elevata.
(2) Controllo ad anello semichiuso
Il suo feedback di posizione utilizza componenti di rilevamento dell'angolo (attualmente principalmente encoder, ecc.), che sono installati direttamente sull'estremità del servomotore o della vite. Poiché la maggior parte dei collegamenti di trasmissione meccanica non sono inclusi nel circuito chiuso del sistema, si ottengono caratteristiche di controllo più stabili. Gli errori di trasmissione meccanica, come le viti, non possono essere corretti in qualsiasi momento tramite feedback, ma è possibile utilizzare metodi software di compensazione del valore fisso per migliorarne adeguatamente la precisione. Attualmente, la maggior parte delle macchine utensili CNC adotta la modalità di controllo a circuito semichiuso.
3. Macchine utensili CNC a controllo ibrido
Le caratteristiche dei metodi di controllo di cui sopra possono essere concentrate selettivamente per formare uno schema di controllo ibrido. Come accennato in precedenza, poiché il metodo di controllo ad anello aperto ha una buona stabilità, un basso costo e una scarsa precisione, mentre il metodo di controllo ad anello chiuso ha una scarsa stabilità, per compensarsi a vicenda e soddisfare i requisiti di controllo di alcune macchine strumenti, dovrebbe essere utilizzato un metodo di controllo ibrido.
3. Classificazione in base al livello funzionale dei sistemi CNC
I sistemi CNC sono solitamente divisi in tre categorie: basso, medio e alto. Questo metodo di classificazione è comunemente utilizzato nel nostro Paese. Poiché i confini dei voti basso, medio e alto sono relativi, gli standard di classificazione saranno diversi nei diversi periodi. Per quanto riguarda l'attuale livello di sviluppo, i vari tipi di sistemi CNC possono essere suddivisi in tre categorie: fascia bassa, media e alta in base ad alcune funzioni e indicatori. Tra questi, quelli di fascia media e alta sono generalmente chiamati CNC con funzioni complete o CNC standard.
1. Taglio dei metalli
Si riferisce alle macchine utensili CNC che utilizzano vari processi di taglio come tornitura, fresatura, alesatura, foratura, rettifica e piallatura. Può essere suddiviso nelle due categorie seguenti:
(1) Macchine utensili CNC ordinarie: come torni CNC, fresatrici CNC, smerigliatrici CNC, ecc.
(2) Centro di lavoro: la sua caratteristica principale è una libreria di utensili con un meccanismo di cambio utensile automatico. Dopo il bloccaggio, vari utensili da taglio vengono sostituiti automaticamente e vari processi come fresatura (tornitura), alesatura, foratura e maschiatura vengono eseguiti continuamente su ciascuna superficie di lavorazione del pezzo sulla stessa macchina utensile, come centri di lavoro (fresatura) e centri di tornitura. , centro di perforazione, ecc.
2. Formatura dei metalli
Si riferisce alle macchine utensili CNC che utilizzano processi di estrusione, punzonatura, pressatura, trafilatura e altri processi di formatura. Quelli comunemente utilizzati includono presse CNC, piegatrici CNC, piegatrici per tubi CNC e filatoi CNC.
3. Categorie di lavorazioni particolari
Esistono principalmente macchine per elettroerosione a filo CNC, macchine per formatura per elettroerosione CNC, macchine per taglio a fiamma CNC, macchine per la lavorazione laser CNC, ecc.
4. Misurazione e disegno
Includono principalmente strumenti di misura delle coordinate tridimensionali, tool setter CNC, plotter CNC, ecc.
