Existem muitas variedades e especificações de máquinas-ferramentas CNC, e os métodos de classificação também são diferentes. Hoje, o editor irá compartilhar com vocês algumas informações úteis sobre a classificação das máquinas-ferramenta CNC. Espero que seja útil para você.
1. Classificação de acordo com a trajetória de controle do movimento da máquina-ferramenta
1. Máquinas-ferramentas CNC com controle de ponto
O controle de ponto requer apenas o posicionamento preciso das partes móveis da máquina-ferramenta de um ponto a outro. Os requisitos para a trajetória do movimento entre pontos não são rígidos. Nenhum processamento é executado durante o movimento. O movimento entre cada eixo de coordenadas é irrelevante. Para obter um posicionamento rápido e preciso, o deslocamento entre dois pontos geralmente se move primeiro rapidamente e depois se aproxima lentamente do ponto de posicionamento para garantir a precisão do posicionamento. Conforme mostrado na figura abaixo, é a trajetória de movimento do controle de ponto.
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Máquinas-ferramentas com funções de controle de ponto incluem principalmente furadeiras CNC, fresadoras CNC, puncionadeiras CNC, etc. Com o desenvolvimento da tecnologia CNC e a diminuição do preço dos sistemas CNC, os sistemas CNC usados exclusivamente para controle de ponto não são mais comuns.
2. Máquinas-ferramentas CNC de controle linear
As máquinas-ferramentas CNC de controle linear também são chamadas de máquinas-ferramentas CNC de controle paralelo. Sua característica é que além de controlar o posicionamento preciso entre pontos, também controla a velocidade de movimento e rota (trajetória) entre dois pontos relacionados. Porém, sua rota de movimento está relacionada apenas ao movimento paralelo dos eixos coordenados da máquina-ferramenta, o que significa que há apenas um eixo coordenado controlado ao mesmo tempo (ou seja, não há necessidade de função de operação de interpolação no sistema CNC). Durante o processo de mudança, a ferramenta pode cortar na velocidade de avanço especificada. Geralmente, só pode processar peças retangulares e escalonadas.
Máquinas-ferramentas com funções de controle linear incluem principalmente tornos CNC relativamente simples, fresadoras CNC e retificadoras CNC. O sistema CNC desta máquina-ferramenta também é chamado de sistema CNC de controle linear. Da mesma forma, máquinas-ferramentas CNC usadas exclusivamente para controle linear são raras.
3. Máquinas-ferramentas CNC de controle de contorno
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As máquinas-ferramentas CNC de controle de contorno também são chamadas de máquinas-ferramentas CNC de controle contínuo. Sua característica de controle é que ele pode controlar o deslocamento e a velocidade de duas ou mais coordenadas de movimento simultaneamente.
A fim de atender aos requisitos de que a trajetória do movimento relativo da ferramenta ao longo do contorno da peça esteja em conformidade com o contorno de usinagem da peça, o controle de deslocamento e o controle de velocidade de cada movimento coordenado devem ser coordenados com precisão de acordo com a relação proporcional prescrita.
Portanto, neste tipo de método de controle, é necessário que o dispositivo de controle numérico tenha uma função de operação de interpolação. A chamada interpolação consiste em descrever a forma da linha reta ou do arco através do processamento matemático do operador de interpolação no sistema CNC com base nos dados básicos inseridos pelo programa (como as coordenadas do ponto final da linha reta, o coordenadas do ponto final do arco e a coordenada central ou raio). , isto é, durante o cálculo, aloque pulsos para cada controlador de eixo de coordenadas de acordo com os resultados do cálculo, controlando assim o deslocamento de ligação de cada eixo de coordenadas para cumprir o contorno necessário. Durante o processo de movimento, a ferramenta corta continuamente a superfície da peça e vários processos podem ser executados. Processamento de linhas retas, arcos e curvas.
Este tipo de máquinas-ferramentas inclui principalmente tornos CNC, fresadoras CNC, máquinas de corte de fio CNC e centros de usinagem. O dispositivo CNC correspondente é chamado de sistema CNC de controle de contorno. De acordo com o número de eixos coordenados de ligação que controla, pode ser dividido nos seguintes tipos: forma:
(1) Articulação de dois eixos: usada principalmente para tornos CNC para processar superfícies curvas rotativas ou fresadoras CNC para processar superfícies cilíndricas curvas.
(2) Semi-ligação de dois eixos: É usada principalmente para o controle de máquinas-ferramentas com mais de três eixos. Dois dos eixos podem ser vinculados e o outro eixo pode realizar alimentação periódica.
(3) Ligação de três eixos: Geralmente dividida em duas categorias, uma é a ligação de três eixos de coordenadas lineares de X/Y/Z, que é usada principalmente em fresadoras CNC, centros de usinagem, etc. além de controlar simultaneamente as duas coordenadas lineares em X/Y/Z, também controla simultaneamente o eixo de coordenadas de rotação que gira em torno de um dos eixos de coordenadas lineares.
Por exemplo, um centro de usinagem de torneamento, além da ligação de dois eixos de coordenadas lineares na direção longitudinal (eixo Z) e na direção transversal (eixo X), também precisa controlar simultaneamente a ligação do fuso (eixo C) girando em torno do eixo Z.
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(4) Ligação de quatro eixos: Controle simultaneamente os três eixos de coordenadas lineares de X/Y/Z para vincular com um determinado eixo de coordenadas de rotação.
(5) Ligação de cinco eixos: Além de controlar simultaneamente a ligação dos três eixos de coordenadas lineares de X/Y/Z, também controla simultaneamente dois dos eixos de coordenadas A, B e C que giram em torno do eixo de coordenadas lineares , formando um controle simultâneo de cinco eixos coordenados. Os dois eixos estão interligados e a ferramenta pode ser posicionada em qualquer direção do espaço.
Por exemplo, a ferramenta é controlada para girar em torno do eixo X e do eixo Y ao mesmo tempo, de modo que a ferramenta sempre mantenha uma direção normal à superfície do contorno que está sendo processada em seu ponto de corte, de modo a garantir a suavidade do a superfície que está sendo processada e melhora sua precisão de processamento e processamento. eficiência, reduzindo a rugosidade da superfície usinada.
2. Classificação de acordo com o método de servocontrole
1. Máquinas-ferramentas CNC de controle de malha aberta
O servoacionamento de alimentação deste tipo de máquina-ferramenta é em malha aberta, ou seja, não há dispositivo de realimentação de detecção. Geralmente, seu motor de acionamento é um motor de passo. A principal característica de um motor de passo é que toda vez que o circuito de controle altera o sinal de pulso de comando, o motor gira um passo. ângulo de distância, e o próprio motor tem capacidade de travamento automático.
O sinal de comando de alimentação emitido pelo sistema CNC controla o circuito de acionamento através do distribuidor de pulso. Ele controla a quantidade de deslocamento coordenado alterando o número de pulsos, controla a velocidade de deslocamento alterando a frequência do pulso e controla o deslocamento alterando a sequência de distribuição de pulso. direção.
Portanto, as maiores características deste método de controle são controle conveniente, estrutura simples e preço baixo. O fluxo do sinal de comando emitido pelo sistema CNC é unidirecional, portanto não há problema de estabilidade do sistema de controle. Porém, como o erro da transmissão mecânica não é corrigido por feedback, a precisão do deslocamento não é alta.
Todas as primeiras máquinas-ferramentas CNC adotaram esse método de controle, mas a taxa de falhas foi relativamente alta. Atualmente, devido à melhoria do circuito de condução, ainda é amplamente utilizado. Especialmente em nosso país, este método de controle é frequentemente utilizado em sistemas CNC econômicos em geral e na transformação CNC de equipamentos antigos. Além disso, este método de controle pode configurar um computador de chip único ou computador de placa única como um dispositivo CNC, reduzindo o preço de todo o sistema.
2. Máquinas-ferramentas de controle de malha fechada
O servoacionamento de alimentação deste tipo de máquina-ferramenta CNC funciona de acordo com um método de controle de feedback de malha fechada. O motor de acionamento pode usar dois tipos de servomotores CC ou CA e precisa ser configurado com feedback de posição e feedback de velocidade para detectar o deslocamento real das peças móveis a qualquer momento durante o processamento. A quantidade é retornada ao comparador no sistema CNC a tempo. É comparado com o sinal de comando obtido pela operação de interpolação. A diferença é usada como sinal de controle do servoconversor, que por sua vez aciona o componente de deslocamento para eliminar o erro de deslocamento.
De acordo com o local de instalação do elemento de detecção de feedback de posição e do dispositivo de feedback utilizado, ele é dividido em dois modos de controle: malha totalmente fechada e malha semifechada.
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(1) Controle de malha fechada total
O dispositivo de realimentação de posição utiliza um elemento de detecção de deslocamento linear (atualmente geralmente é utilizada uma régua de grade), que é instalado na sela da máquina-ferramenta, ou seja, detecta diretamente o deslocamento linear das coordenadas da máquina-ferramenta. Através do feedback, toda a cadeia de transmissão mecânica do motor ao selim da máquina-ferramenta pode ser eliminada. erro de transmissão, obtendo assim maior precisão de posicionamento estático da máquina-ferramenta.
No entanto, dentro de todo o circuito de controle, as características de atrito, rigidez e folga de muitos elos de transmissão mecânica não são lineares, e o tempo de resposta dinâmica de toda a cadeia de transmissão mecânica é muito grande em comparação com o tempo de resposta elétrica. Isto traz grandes dificuldades para a correção da estabilidade de todo o sistema em malha fechada, e o projeto e ajuste do sistema também são relativamente complexos. Portanto, este método de controle de circuito totalmente fechado é usado principalmente para máquinas de coordenadas CNC, retificadoras de precisão CNC, etc., que exigem precisão muito alta.
(2) Controle de malha semifechada
Seu feedback de posição utiliza componentes de detecção de ângulo (atualmente principalmente encoders, etc.), que são instalados diretamente na extremidade do servo motor ou parafuso. Como a maioria dos links de transmissão mecânica não estão incluídos no circuito fechado do sistema, são obtidas características de controle mais estáveis. Erros de transmissão mecânica, como parafusos, não podem ser corrigidos a qualquer momento por meio de feedback, mas métodos de compensação de valor fixo de software podem ser usados para melhorar adequadamente sua precisão. Atualmente, a maioria das máquinas-ferramentas CNC adota o modo de controle de circuito semifechado.
3. Máquinas-ferramentas CNC de controle híbrido
As características dos métodos de controle acima podem ser concentradas seletivamente para formar um esquema de controle híbrido. Como mencionado anteriormente, uma vez que o método de controle de malha aberta tem boa estabilidade, baixo custo e baixa precisão, enquanto o método de controle de malha totalmente fechada tem baixa estabilidade, a fim de compensar um ao outro e atender aos requisitos de controle de algumas máquinas ferramentas, um método de controle híbrido deve ser usado.
3. Classificação de acordo com o nível funcional dos sistemas CNC
Os sistemas CNC são geralmente divididos em três categorias: baixo, médio e alto. Este método de classificação é comumente utilizado em nosso país. Como os limites das notas baixa, média e alta são relativos, os padrões de classificação serão diferentes em diferentes períodos. No que diz respeito ao actual nível de desenvolvimento, vários tipos de sistemas CNC podem ser divididos em três categorias: baixo, médio e topo de gama de acordo com algumas funções e indicadores. Entre eles, os de médio e alto padrão são geralmente chamados de CNC de função completa ou CNC padrão.
1. Corte de metal
Refere-se a máquinas-ferramentas CNC que utilizam vários processos de corte, como torneamento, fresamento, alargamento, furação, retificação e aplainamento. Pode ser dividido nas duas categorias a seguir:
(1) Máquinas-ferramentas CNC comuns: como tornos CNC, fresadoras CNC, retificadoras CNC, etc.
(2) Centro de usinagem: Sua principal característica é uma biblioteca de ferramentas com mecanismo de troca automática de ferramentas. Após a fixação, várias ferramentas de corte são substituídas automaticamente e vários processos, como fresamento (torneamento), alargamento, furação e rosqueamento, são executados continuamente em cada superfície de processamento da peça de trabalho na mesma máquina-ferramenta, como centros de usinagem (fresamento) e centros de giro. , centro de perfuração, etc.
2. Formação de metal
Refere-se a máquinas-ferramentas CNC que utilizam extrusão, puncionamento, prensagem, trefilação e outros processos de conformação. Os comumente usados incluem prensas CNC, dobradeiras CNC, dobradeiras de tubos CNC e máquinas de fiar CNC.
3. Categorias especiais de processamento
Existem principalmente máquinas de EDM de fio CNC, máquinas formadoras de EDM CNC, máquinas de corte por chama CNC, máquinas de processamento a laser CNC, etc.
4. Medição e desenho
Inclui principalmente instrumento de medição de coordenadas tridimensionais, configurador de ferramentas CNC, plotter CNC, etc.
