طبقه بندی کامل ماشین آلات CNC

ماشین آلات CNC انواع و مشخصات زیادی دارد و روش های طبقه بندی نیز متفاوت است. امروز، ویرایشگر اطلاعات مفیدی در مورد طبقه بندی ماشین ابزار CNC با شما به اشتراک می گذارد. امیدوارم برای شما مفید باشد.

1. طبقه بندی با توجه به مسیر کنترل حرکت ماشین ابزار

1. ماشین ابزار CNC با کنترل نقطه

کنترل نقطه ای فقط مستلزم مکان یابی دقیق قطعات متحرک ماشین ابزار از یک نقطه به نقطه دیگر است. الزامات برای مسیر حرکت بین نقاط سختگیرانه نیست. هیچ پردازشی در حین حرکت انجام نمی شود. حرکت بین هر محور مختصات بی ربط است. به منظور دستیابی به موقعیت یابی سریع و دقیق، جابجایی بین دو نقطه معمولاً ابتدا به سرعت حرکت می کند و سپس به آرامی به نقطه موقعیت یابی نزدیک می شود تا از دقت موقعیت یابی اطمینان حاصل شود. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، مسیر حرکت کنترل نقطه است.

تصویر

ماشین‌آلات با عملکردهای کنترل نقطه‌ای عمدتاً شامل ماشین‌های حفاری CNC، ماشین‌های فرز CNC، ماشین‌های پانچ CNC و غیره می‌شود. با پیشرفت تکنولوژی CNC و کاهش قیمت سیستم‌های CNC، سیستم‌های CNC صرفا برای کنترل نقطه‌ای دیگر رایج نیستند.

2. کنترل خطی ماشین ابزار CNC

ماشین ابزار CNC کنترل خطی را ماشین ابزار CNC کنترل موازی نیز می نامند. ویژگی آن این است که علاوه بر کنترل موقعیت دقیق بین نقاط، سرعت حرکت و مسیر (مسیر) بین دو نقطه مرتبط را نیز کنترل می کند. با این حال، مسیر حرکت آن فقط مربوط به محورهای مختصات ماشین ابزار به صورت موازی است، به این معنی که تنها یک محور مختصات به طور همزمان کنترل می شود (یعنی نیازی به عملکرد عملیات درون یابی در سیستم CNC نیست). در طول فرآیند جابجایی، ابزار می تواند با سرعت تغذیه مشخص شده برش دهد. به طور کلی، فقط می تواند قطعات مستطیلی و پله ای را پردازش کند.

ماشین‌آلات با عملکردهای کنترل خطی عمدتاً شامل تراش‌های نسبتاً ساده CNC، ماشین‌های فرز CNC و آسیاب‌های CNC هستند. سیستم CNC این ماشین ابزار را سیستم CNC کنترل خطی نیز می نامند. به طور مشابه، ابزارهای CNC که صرفاً برای کنترل خطی استفاده می شوند نادر هستند.

3. کنترل کانتور ماشین ابزار CNC

تصویر

ماشین ابزارهای CNC کنترل کانتور، ماشین ابزار CNC کنترل پیوسته نیز نامیده می شود. ویژگی کنترلی آن این است که می تواند جابجایی و سرعت دو یا چند مختصات حرکتی را به طور همزمان کنترل کند.

برای برآورده ساختن الزاماتی که مسیر حرکت نسبی ابزار در امتداد خطوط قطعه کار با خطوط ماشین کاری قطعه کار مطابقت دارد، کنترل جابجایی و کنترل سرعت هر حرکت مختصات باید به طور دقیق مطابق با رابطه متناسب تعیین شده هماهنگ شود.

بنابراین در این نوع روش کنترل، دستگاه کنترل عددی لازم است تابع عملیات درون یابی داشته باشد. درون یابی نامیده می شود برای توصیف شکل خط مستقیم یا قوس از طریق پردازش ریاضی عملگر درون یابی در سیستم CNC بر اساس داده های اولیه ورودی توسط برنامه (مانند مختصات نقطه پایانی خط مستقیم، مختصات نقطه پایانی کمان و مختصات مرکز یا شعاع). یعنی در حین محاسبه، پالس ها را به هر کنترل کننده محور مختصات با توجه به نتایج محاسبات تخصیص دهید، در نتیجه جابجایی پیوند هر محور مختصات را کنترل کنید تا با کانتور مورد نیاز مطابقت داشته باشد. در طول فرآیند حرکت، ابزار به طور مداوم سطح قطعه کار را برش می دهد و فرآیندهای مختلفی را می توان انجام داد. پردازش خطوط مستقیم، قوس ها و منحنی ها.

این نوع ماشین آلات عمدتاً شامل تراش CNC، ماشین های فرز CNC، دستگاه های سیم برش CNC و مراکز ماشینکاری می باشد. دستگاه CNC مربوطه سیستم CNC کنترل کانتور نامیده می شود. با توجه به تعداد محورهای مختصات پیوندی که کنترل می کند، می توان آن را به انواع زیر تقسیم کرد:

(1) پیوند دو محوره: عمدتاً برای تراش های CNC برای پردازش سطوح منحنی دوار یا ماشین های فرز CNC برای پردازش سطوح استوانه ای منحنی استفاده می شود.

(2) نیمه پیوند دو محوره: عمدتاً برای کنترل ماشین آلات با بیش از سه محور استفاده می شود. دو تا از محورها می توانند به هم متصل شوند و محور دیگر می تواند تغذیه دوره ای را انجام دهد.

(3) اتصال سه محوره: به طور کلی به دو دسته تقسیم می شود، یکی اتصال سه محور مختصات خطی X/Y/Z است که بیشتر در ماشین های فرز CNC، مراکز ماشینکاری و غیره استفاده می شود. نوع دیگر این است که در علاوه بر کنترل همزمان دو مختصات خطی در X/Y/Z، همچنین به طور همزمان محور مختصات چرخشی را که حول یکی از محورهای مختصات خطی می چرخد، کنترل می کند.

به عنوان مثال، یک مرکز تراشکاری، علاوه بر اتصال دو محور مختصات خطی در جهت طولی (محور Z) و جهت عرضی (محور X)، همچنین نیاز به کنترل همزمان اتصال دوک (محور C) در حال چرخش دارد. حول محور Z

تصویر

(4) پیوند چهار محوری: به طور همزمان سه محور مختصات خطی X/Y/Z را کنترل کنید تا با یک محور مختصات چرخشی خاص پیوند برقرار کنید.

(5) پیوند پنج محوری: علاوه بر کنترل همزمان اتصال سه محور مختصات خطی X/Y/Z، به طور همزمان دو محور مختصات A، B و C را نیز کنترل می کند که حول محور مختصات خطی می چرخند. ، تشکیل یک کنترل همزمان از پنج محور مختصات. این دو محور به هم مرتبط هستند و ابزار را می توان در هر جهتی در فضا قرار داد.

به عنوان مثال، ابزار کنترل می شود تا به طور همزمان حول محور X و محور Y بچرخد، به طوری که ابزار همیشه یک جهت معمولی را نسبت به سطح کانتور در حال پردازش در نقطه برش خود حفظ می کند تا از صاف بودن آن اطمینان حاصل شود. سطح در حال پردازش و بهبود دقت پردازش و پردازش آن. راندمان، کاهش زبری سطح ماشینکاری شده.

2. طبقه بندی بر اساس روش کنترل سروو

1. کنترل حلقه باز ماشین ابزار CNC

سروو درایو این نوع ماشین ابزار حلقه باز است، یعنی دستگاه بازخورد تشخیصی وجود ندارد. به طور کلی موتور محرک آن یک موتور پله ای است. ویژگی اصلی موتور پله ای این است که هر بار که مدار کنترل سیگنال پالس فرمان را تغییر می دهد، موتور یک پله می چرخد. زاویه فاصله، و خود موتور دارای قابلیت قفل خودکار است.

سیگنال فرمان تغذیه خروجی توسط سیستم CNC مدار درایو را از طریق توزیع کننده پالس کنترل می کند. مقدار جابجایی مختصات را با تغییر تعداد پالس ها کنترل می کند، سرعت جابجایی را با تغییر فرکانس پالس کنترل می کند و با تغییر توالی توزیع پالس، جابجایی را کنترل می کند. جهت.

بنابراین بزرگترین ویژگی این روش کنترلی، کنترل راحت، ساختار ساده و قیمت پایین است. جریان سیگنال فرمان صادر شده توسط سیستم CNC یک طرفه است، بنابراین مشکل پایداری سیستم کنترل وجود ندارد. با این حال، از آنجایی که خطای انتقال مکانیکی با بازخورد اصلاح نمی شود، دقت جابجایی بالا نیست.

ماشین‌آلات اولیه CNC همگی از این روش کنترل استفاده می‌کردند، اما میزان شکست نسبتاً بالا بود. در حال حاضر، با توجه به بهبود مدار رانندگی، هنوز هم به طور گسترده استفاده می شود. به خصوص در کشور ما این روش کنترلی اغلب در سیستم های CNC اقتصادی عمومی و تبدیل CNC تجهیزات قدیمی استفاده می شود. علاوه بر این، این روش کنترلی می تواند یک کامپیوتر تک تراشه یا کامپیوتر تک برد را به عنوان یک دستگاه CNC پیکربندی کند و قیمت کل سیستم را کاهش دهد.

2. ماشین ابزار کنترل حلقه بسته

سرو درایو تغذیه این نوع ماشین ابزار CNC بر اساس روش کنترل بازخورد حلقه بسته کار می کند. موتور محرک می تواند از دو نوع سروو موتور DC یا AC استفاده کند و باید با بازخورد موقعیت و بازخورد سرعت پیکربندی شود تا جابجایی واقعی قطعات متحرک را در هر زمان در طول پردازش تشخیص دهد. مقدار به موقع به مقایسه کننده در سیستم CNC بازگردانده می شود. با سیگنال فرمان بدست آمده از عملیات درونیابی مقایسه می شود. تفاوت به عنوان سیگنال کنترل درایو سروو استفاده می شود که به نوبه خود مولفه جابجایی را برای حذف خطای جابجایی هدایت می کند.

با توجه به محل نصب عنصر تشخیص بازخورد موقعیت و دستگاه بازخورد مورد استفاده، به دو حالت کنترلی حلقه بسته کامل و حلقه نیمه بسته تقسیم می شود.

تصویر

(1) کنترل کامل حلقه بسته

دستگاه بازخورد موقعیت از یک عنصر تشخیص جابجایی خطی استفاده می کند (در حال حاضر معمولاً از خط کش گریتینگ استفاده می شود) که روی زین ماشین ابزار نصب می شود ، یعنی مستقیماً جابجایی خطی مختصات ماشین ابزار را تشخیص می دهد. از طریق بازخورد، کل زنجیره انتقال مکانیکی از موتور تا زین ماشین ابزار را می توان حذف کرد. خطای انتقال، در نتیجه دقت موقعیت یابی استاتیکی بالاتری از ماشین ابزار بدست می آید.

با این حال، در کل حلقه کنترل، ویژگی‌های اصطکاک، سختی و فاصله بسیاری از پیوندهای انتقال مکانیکی غیرخطی هستند و زمان پاسخ دینامیکی کل زنجیره انتقال مکانیکی در مقایسه با زمان پاسخ الکتریکی بسیار بزرگ است. این مشکلات زیادی را برای تصحیح پایداری کل سیستم حلقه بسته به همراه دارد و طراحی و تنظیم سیستم نیز نسبتاً پیچیده است. بنابراین، این روش کنترل کاملاً حلقه بسته عمدتاً برای ماشین های مختصات CNC، آسیاب های دقیق CNC و غیره که به دقت بسیار بالایی نیاز دارند استفاده می شود.

(2) کنترل حلقه نیمه بسته

بازخورد موقعیت آن از اجزای تشخیص زاویه (در حال حاضر عمدتاً رمزگذارها و غیره) استفاده می کند که مستقیماً در انتهای سروو موتور یا پیچ نصب می شوند. از آنجایی که بیشتر پیوندهای انتقال مکانیکی در حلقه بسته سیستم گنجانده نشده است، ویژگی های کنترلی پایدارتری به دست می آید. خطاهای انتقال مکانیکی مانند پیچ ​​ها را نمی توان در هر زمان از طریق بازخورد اصلاح کرد، اما می توان از روش های جبران ارزش ثابت نرم افزاری برای بهبود صحیح دقت آنها استفاده کرد. در حال حاضر، اکثر ماشین آلات CNC از حالت کنترل حلقه نیمه بسته استفاده می کنند.

3. کنترل ترکیبی ماشین ابزار CNC

ویژگی های روش های کنترل فوق را می توان به طور انتخابی متمرکز کرد تا یک طرح کنترل ترکیبی تشکیل شود. همانطور که قبلا ذکر شد، از آنجایی که روش کنترل حلقه باز پایداری خوب، هزینه کم و دقت ضعیف دارد، در حالی که روش کنترل حلقه بسته پایداری ضعیفی دارد تا یکدیگر را جبران کنند و نیازهای کنترلی برخی از ماشین ها را برآورده کنند. ابزار، یک روش کنترل ترکیبی باید استفاده شود.

3. طبقه بندی بر اساس سطح عملکردی سیستم های CNC

سیستم های CNC معمولا به سه دسته کم، متوسط ​​و زیاد تقسیم می شوند. این روش طبقه بندی معمولا در کشور ما استفاده می شود. از آنجایی که مرزهای درجات پایین، متوسط ​​و بالا نسبی است، استانداردهای طبقه بندی در دوره های مختلف متفاوت خواهد بود. تا آنجا که به سطح فعلی توسعه مربوط می شود، انواع مختلف سیستم های CNC را می توان با توجه به برخی عملکردها و شاخص ها به سه دسته کم، متوسط ​​و بالا تقسیم کرد. در میان آنها، متوسط ​​و رده بالا را عموما CNC تمام کارکرد یا CNC استاندارد می نامند.

1. برش فلز

به ماشین‌آلات CNC اطلاق می‌شود که از فرآیندهای مختلف برش مانند تراشکاری، فرزکاری، تراشکاری، سوراخ‌کاری، سنگ‌زنی و تراشکاری استفاده می‌کنند. می توان آن را به دو دسته زیر تقسیم کرد:

(1) ماشین آلات CNC معمولی: مانند ماشین تراش CNC، ماشین های فرز CNC، آسیاب CNC و غیره.

(2) مرکز ماشینکاری: ویژگی اصلی آن یک کتابخانه ابزار با مکانیزم تغییر خودکار ابزار است. پس از بستن، ابزارهای مختلف برش به طور خودکار جایگزین می شوند و فرآیندهای مختلفی مانند فرز (تراشکاری)، ریمینگ، سوراخ کاری و ضربه زدن به طور مداوم بر روی هر سطح پردازش قطعه کار روی همان ماشین ابزار مانند (فرزکاری) مراکز ماشینکاری و مراکز تراشکاری ، مرکز حفاری و غیره

2. شکل دهی فلز

به ماشین ابزارهای CNC اشاره دارد که از اکستروژن، پانچ، پرس، کشیدن و سایر فرآیندهای شکل دهی استفاده می کنند. مواردی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از پرس های CNC، دستگاه های خم کن CNC، دستگاه های خم کن لوله CNC و دستگاه های چرخش CNC.

3. دسته های پردازش ویژه

به طور عمده دستگاه های EDM سیم CNC، دستگاه های تشکیل دهنده CNC EDM، دستگاه های برش شعله CNC، دستگاه های پردازش لیزر CNC و غیره وجود دارد.

4. اندازه گیری و ترسیم

به طور عمده شامل ابزار اندازه گیری مختصات سه بعدی، تنظیم کننده ابزار CNC، پلاتر CNC و غیره است.