Існує багато різновидів і специфікацій верстатів з ЧПК, і методи класифікації також різні. Сьогодні редактор поділиться з вами корисною інформацією щодо класифікації верстатів з ЧПК. Сподіваюся, це буде вам корисно.
1. Класифікація за траєкторією керування рухом верстата
1. Верстати з ЧПК з точковим керуванням
Точкове керування вимагає лише точного позиціонування рухомих частин верстата від однієї точки до іншої. Вимоги до траєкторії руху між точками несуворі. Під час руху обробка не виконується. Переміщення між кожною віссю координат не має значення. Щоб досягти як швидкого, так і точного позиціонування, переміщення між двома точками зазвичай спочатку швидко рухається, а потім повільно наближається до точки позиціонування, щоб забезпечити точність позиціонування. Як показано на малюнку нижче, це траєкторія руху точки керування.
картина
Верстати з функціями керування точкою в основному включають свердлильні верстати з ЧПК, фрезерні верстати з ЧПК, штампові машини з ЧПК тощо. З розвитком технології ЧПУ та зниженням ціни на системи ЧПК системи ЧПК, які використовуються виключно для керування точкою, більше не є поширеними.
2. Верстати з ЧПК лінійного керування
Верстати з ЧПК з лінійним керуванням також називають верстатами з ЧПК з паралельним керуванням. Його характеристика полягає в тому, що крім контролю точного позиціонування між точками, він також контролює швидкість руху та маршрут (траєкторію) між двома пов’язаними точками. Однак його маршрут руху пов’язаний лише з тим, що координатні осі верстата рухаються паралельно, що означає, що одночасно керується лише одна координатна вісь (тобто в системі ЧПК немає потреби у функції інтерполяції). Під час процесу перемикання інструмент може різати із заданою швидкістю подачі. Як правило, він може обробляти лише прямокутні та ступінчасті деталі.
Верстати з функціями лінійного управління в основному включають відносно прості токарні верстати з ЧПК, фрезерні верстати з ЧПК і шліфувальні верстати з ЧПК. Система ЧПК цього верстата також називається системою ЧПК лінійного керування. Так само рідко зустрічаються верстати з ЧПК, які використовуються виключно для лінійного керування.
3. Верстати з ЧПК контурного керування
картина
Верстати з ЧПК з контурним керуванням також називають верстатами з ЧПК безперервного керування. Його функція керування полягає в тому, що він може контролювати переміщення та швидкість двох або більше координат руху одночасно.
Щоб задовольнити вимоги щодо відповідності відносної траєкторії руху інструменту вздовж контуру заготовки контуру обробки заготовки, контроль переміщення та контроль швидкості кожного координатного руху повинні бути точно скоординовані відповідно до встановленого пропорційного співвідношення.
Отже, у цьому типі методу керування пристрій числового керування повинен мати функцію інтерполяції. Так звана інтерполяція призначена для опису форми прямої лінії або дуги за допомогою математичної обробки оператора інтерполяції в системі ЧПК на основі основних даних, введених програмою (таких як координати кінцевої точки прямої лінії, координати кінцевої точки дуги та координати центру або радіуса). , тобто під час обчислення призначати імпульси кожному контролеру координатної осі відповідно до результатів обчислення, тим самим керуючи зміщенням зв’язку кожної координатної осі для відповідності необхідному контуру. Під час процесу руху інструмент безперервно ріже поверхню заготовки, і можуть виконуватися різні процеси. Обробка прямих, дуг, кривих.
Цей тип верстатів в основному включає токарні верстати з ЧПУ, фрезерні верстати з ЧПУ, верстати для різання дроту з ЧПУ та обробні центри. Відповідний пристрій ЧПК називається системою ЧПК контурного керування. За кількістю осей зв'язків координат, якими він керує, його можна розділити на такі типи: форма:
(1) Двоосьове з’єднання: в основному використовується для токарних верстатів з ЧПК для обробки обертових вигнутих поверхонь або фрезерних верстатів з ЧПК для обробки вигнутих циліндричних поверхонь.
(2) Двоосьове напівзчеплення: воно в основному використовується для керування верстатами з більш ніж трьома осями. Дві осі можуть бути з’єднані, а інша вісь може виконувати періодичну подачу.
(3) Триосьове з’єднання: зазвичай поділяється на дві категорії, одна – це з’єднання трьох лінійних координатних осей X/Y/Z, яке в основному використовується у фрезерних верстатах з ЧПК, обробних центрах тощо. Інший тип полягає в тому, що в крім одночасного керування двома лінійними координатами в X/Y/Z, він також одночасно керує віссю координат обертання, яка обертається навколо однієї з осей лінійних координат.
Наприклад, токарний обробний центр, окрім з’єднання двох лінійних координатних осей у поздовжньому (вісь Z) і поперечному напрямку (вісь X), також потребує одночасного керування з’єднанням шпинделя (вісь C), що обертається. навколо осі Z.
картина
(4) Чотирьохосьове з’єднання: Одночасне керування трьома лінійними осями координат X/Y/Z для зв’язку з певною віссю координат обертання.
(5) П’ятиосьове з’єднання: крім одночасного керування з’єднанням трьох лінійних координатних осей X/Y/Z, воно також одночасно керує двома координатними осями A, B і C, які обертаються навколо лінійної координатної осі. , формуючи одночасне керування п'ятьма координатними осями. Дві осі пов’язані, і інструмент можна розташувати в будь-якому напрямку в просторі.
Наприклад, інструмент контролюється таким чином, щоб обертатися навколо осі X і Y одночасно, щоб інструмент завжди зберігав нормальний напрямок до контурної поверхні, що обробляється в точці різання, щоб забезпечити гладкість поверхні, що обробляється, і підвищити точність її обробки і обробки. ефективність, зменшуючи шорсткість обробленої поверхні.
2. Класифікація за способом сервокерування
1. Верстати з ЧПК без циклу керування
Сервопривід подачі цього типу верстатів є відкритим контуром, тобто немає пристрою зворотного зв’язку виявлення. Як правило, його двигуном є кроковий двигун. Основною особливістю крокового двигуна є те, що кожен раз, коли схема управління змінює сигнал командного імпульсу, двигун обертається на один крок. кут відстані, а сам двигун має здатність до самоблокування.
Вихідний сигнал команди подачі системою ЧПК керує ланцюгом приводу через розподільник імпульсів. Він контролює величину зміщення координат, змінюючи кількість імпульсів, контролює швидкість зміщення, змінюючи частоту імпульсів, і контролює зміщення, змінюючи послідовність розподілу імпульсів. напрямок.
Тому найбільшими перевагами цього методу управління є зручне керування, проста структура та низька ціна. Потік командного сигналу, виданий системою ЧПК, є одностороннім, тому немає проблеми стабільності системи керування. Однак, оскільки помилка механічної трансмісії не виправляється зворотним зв'язком, точність переміщення не висока.
Усі ранні верстати з ЧПК використовували цей метод керування, але відсоток відмов був відносно високим. В даний час, завдяки вдосконаленню схеми приводу, він все ще широко використовується. Особливо в нашій країні цей метод управління часто використовується в загальних економічних системах ЧПУ та трансформації старого обладнання з ЧПУ. Крім того, цей метод управління може налаштувати однокристальний комп’ютер або одноплатний комп’ютер як пристрій ЧПК, що знижує ціну всієї системи.
2. Верстати замкнутого циклу керування
Сервопривід подачі цього типу верстатів з ЧПК працює за методом замкнутого зворотного зв'язку. Привідний двигун може використовувати два типи серводвигунів постійного або змінного струму, і його потрібно налаштувати зі зворотним зв’язком за положенням і зворотним зв’язком за швидкістю для виявлення фактичного зміщення рухомих частин у будь-який час під час обробки. Сума вчасно повертається до компаратора в системі ЧПУ. Він порівнюється з командним сигналом, отриманим за допомогою операції інтерполяції. Різниця використовується як керуючий сигнал сервоприводу, який, у свою чергу, керує компонентом переміщення для усунення помилки переміщення.
Відповідно до місця установки елемента виявлення зворотного зв’язку положення та використовуваного пристрою зворотного зв’язку, він поділяється на два режими керування: повний замкнутий контур і напівзамкнений контур.
картина
(1) Повне керування замкнутим контуром
Пристрій зворотного зв'язку за положенням використовує елемент визначення лінійного переміщення (в даний час, як правило, використовується гратчаста лінійка), який встановлюється на сідлі верстата, тобто безпосередньо визначає лінійне зміщення координат верстата. Завдяки зворотному зв'язку можна усунути весь ланцюг механічної передачі від двигуна до сідла верстата. помилка передачі, що дозволяє отримати більш високу статичну точність позиціонування верстата.
Однак у всьому контурі керування характеристики тертя, жорсткість і зазор багатьох ланок механічної трансмісії є нелінійними, а час динамічного відгуку всього ланцюга механічної трансмісії є дуже великим порівняно з часом відгуку електричного. Це створює великі труднощі для корекції стабільності всієї замкнутої системи, а конструкція та налаштування системи також є відносно складними. Таким чином, цей повністю замкнутий метод керування в основному використовується для координатних верстатів з ЧПК, точних шліфувальних машин з ЧПК тощо, які вимагають дуже високої точності.
(2) Напівзамкнене керування
Зворотний зв'язок його позиції використовує компоненти визначення кута (наразі головним чином кодери тощо), які встановлюються безпосередньо на кінці сервомотора або гвинта. Оскільки більшість ланок механічної передачі не включені в замкнутий контур системи, виходять більш стабільні характеристики керування. Механічні помилки передачі, такі як гвинти, не можна виправити в будь-який час за допомогою зворотного зв’язку, але можна використовувати методи компенсації фіксованого значення програмного забезпечення для належного підвищення їх точності. В даний час більшість верстатів з ЧПК використовують режим керування з напівзамкнутим контуром.
3. Верстати з ЧПК гібридного керування
Характеристики вищевказаних методів керування можуть бути вибірково сконцентровані для формування гібридної схеми керування. Як згадувалося раніше, оскільки метод керування з відкритим контуром має добру стабільність, низьку вартість і низьку точність, тоді як метод керування з повним замкнутим контуром має низьку стабільність, щоб компенсувати один одного та відповідати вимогам керування деякою машиною інструменти, слід використовувати гібридний метод контролю.
3. Класифікація за функціональним рівнем систем ЧПК
Системи ЧПУ зазвичай діляться на три категорії: низький, середній і високий. Цей метод класифікації широко використовується в нашій країні. Оскільки межі низьких, середніх і високих оцінок відносні, стандарти класифікації будуть різними в різні періоди. Що стосується сучасного рівня розвитку, то за деякими функціями та показниками різні типи систем ЧПУ можна розділити на три категорії: низького, середнього та високого рівня. Серед них середнього та високого класу зазвичай називають повнофункціональним ЧПК або стандартним ЧПК.
1. Різання металу
Відноситься до верстатів з ЧПК, які використовують різні процеси різання, такі як токарна обробка, фрезерування, розгортання, свердління, шліфування та стругання. Його можна розділити на такі дві категорії:
(1) Звичайні верстати з ЧПК: токарні верстати з ЧПК, фрезерні верстати з ЧПК, шліфувальні верстати з ЧПК тощо.
(2) Обробний центр: його головною особливістю є бібліотека інструментів із механізмом автоматичної зміни інструменту. Після затискання різні ріжучі інструменти автоматично замінюються, і різні процеси, такі як фрезерування (токарна обробка), розгортання, свердління та нарізання різьблення безперервно виконуються на кожній поверхні обробки заготовки на одному верстаті, наприклад (фрезерні) обробні центри та токарні центри. , буровий центр та ін.
2. Обробка металу тиском
Відноситься до верстатів з ЧПК, які використовують екструзію, штампування, пресування, витягування та інші процеси формування. Зазвичай використовуються преси з ЧПК, згинальні машини з ЧПК, трубогиби з ЧПК і прядильні машини з ЧПК.
3. Спеціальні категорії обробки
В основному існують верстати для дротяної електроерозії з ЧПУ, електроформувальні машини з ЧПУ, верстати для полум’яного різання з ЧПУ, машини для лазерної обробки з ЧПУ тощо.
4. Вимірювання та креслення
В основному включають тривимірний координатно-вимірювальний прилад, установку інструментів з ЧПК, плоттер з ЧПК тощо.
