Der findes mange typer CNC-maskiner og forskellige klassificeringsmetoder. Generelt kan de klassificeres efter følgende principper i henhold til funktion og struktur.
1Klassificering i henhold til den styrede bane for maskinværktøjets bevægelse.
(1) Punktstyrede CNC-maskiner
Punktpositionsstyring behøver kun at bevæge den bevægelige del af maskinværktøjet præcist fra et punkt til et andet, og kravene til bevægelsesbanen mellem punkterne er ikke strenge, og der udføres ingen bearbejdning under bevægelsesprocessen, og bevægelsen mellem hver koordinatakse er irrelevant. For at opnå hurtig og præcis positionering skal man generelt bevæge sig hurtigt først og derefter langsomt nærme sig positioneringspunktet for at sikre positioneringsnøjagtighed. Som vist i figuren nedenfor anvendes punktpositionsstyringsmetoden til positionering.
Maskinværktøj med punktstyringsfunktion omfatter primært CNC-boremaskiner, CNC-fræsemaskiner, CNC-stansemaskiner osv. På grund af udviklingen af numerisk styringsteknologi og faldet i priserne på numeriske styringssystemer er det ikke almindeligt blot at bruge punktstyring i numeriske styringssystemer.
(2) Lineær styring af CNC-maskiner
Lineære CNC-maskiner, også kendt som parallelstyrede CNC-maskiner, er kendetegnet ved, at de udover at styre den præcise positionering mellem to punkter også kan styre bevægelseshastigheden og banen (sporet) mellem to punkter, men bevægelsesbanen er kun parallel med maskinværktøjets koordinatakse. Samtidig er der kun én styrekoordinatakse (dvs. ingen interpolationsoperation er nødvendig) (dvs. ingen interpolationsoperation er nødvendig i CNC-systemet), og ingen interpolationsoperationsfunktion er nødvendig i CNC-systemet), og skæreprocessen udføres med den angivne tilspændingshastighed.
Værktøjsmaskiner med lineære styrefunktioner omfatter relativt simple CNC-drejebænke, CNC-fræsemaskiner og CNC-slibemaskiner. Værktøjsmaskinernes CNC-system kaldes også et lineært styret CNC-system. Tilsvarende er CNC-værktøjsmaskiner med simpel lineær styring også sjældne.
⑶ konturstyring CNC-maskiner
Konturstyrede CNC-maskiner, også kendt som kontinuerligt styrede CNC-maskiner, er kendetegnet ved evnen til samtidigt at styre hastigheden og forskydningen af to eller flere bevægelige koordinater.
Sådanne værktøjsmaskiner omfatter hovedsageligt CNC-drejebænke, CNC-fræsemaskiner, CNC-trådskæremaskiner, bearbejdningscentre osv. I henhold til antallet af forbindelsesstangskoordinatakser, der styres af dem, kan de opdeles i følgende former: CNC-værktøjsmaskiner.
For at imødekomme værktøjets relative bevægelsesbane langs emnets kontur og opfylde kravene til emnets bearbejdningskontur, skal forskydningskontrollen og hastighedskontrollen for hver koordinatbevægelse koordineres korrekt.
Derfor skal den numeriske styreenhed i denne styretilstand indsætte og supplere operationsfunktionen. Den såkaldte indsættelse og supplering går ud på at beskrive formen på linjen eller buen gennem matematisk behandling af indsættelse og supplering af operatoren i det numeriske styresystem i henhold til de grundlæggende data, der er indtastet i programmet (såsom koordinaterne for linjens slutpunkt, koordinaterne for cirkelbuens slutpunkt, koordinaterne for cirklens centrum eller radius). Det vil sige, at i henhold til beregningsresultaterne distribueres pulser til hver koordinatakse-controller for at styre koblingsforskydningen og den nødvendige kontur for hver koordinatakse. Under bevægelsen kan værktøjet kontinuerligt skære emnets overflade og bearbejde forskellige rette linjer, buer og kurver. Konturstyret bearbejdningsbane.
①Toakset kobling: Bruges hovedsageligt til at bearbejde roterende overflader på CNC-drejebænke eller buede søjler på CNC-fræsemaskiner.
②To-akset semi-kobling: primært til styring af værktøjsmaskiner med mere end tre akser, hvoraf to kan forbindes, og den anden akse kan bruges som periodisk tilførsel.
③ Treakset kobling: Generelt opdelt i to kategorier, den ene er koblingen af X/Y/Z tre lineære koordinatakser, som oftest bruges i CNC-fræsemaskiner, bearbejdningscentre osv. Den anden type er, at den udover at styre de to lineære koordinater i X/Y/Z på samme tid, også kan styre den roterende koordinatakse, der roterer omkring en lineær koordinatakse.
For eksempel skal et drejebearbejdningscenter styre spindlen (Z-aksen) til at rotere omkring Z-aksen ud over koblingen med længdeaksen (Z-aksen) og den vandrette akse (X-aksen).
④Fireakset kobling: Styr de tre lineære koordinatakser X/Y/Z samtidig for at forbinde med den samme roterende koordinatakse
⑤ Femakset kobling: Ud over den samtidige styring af Z roterer de to koordinatakser for a-, b- og c-koordinatakserne også samtidig. Når femakset kobling dannes samtidig, kan værktøjet indstilles i enhver retning i rummet.
For eksempel, styr værktøjet til at rotere i begge retninger af x-aksen og y-aksen på samme tid, og værktøjet opretholder altid retningen af normalen til den konturoverflade, der skal bearbejdes, ved sit skærepunkt. Dette sikrer den bearbejdede overflades glathed og forbedrer dens bearbejdningsnøjagtighed og bearbejdningseffektivitet, hvilket reducerer ruheden af den bearbejdede overflade.
2. Klassificering i henhold til servostyringsmetoden
(1) Åben sløjfestyring af CNC-maskiner
Servodrevet til denne type værktøjsmaskine er åbent sløjfe og har ingen detektions- og feedbackenhed. Generelt er drivmotoren en steppermotor. Steppermotorens hovedfunktion er, at hver gang styrekredsløbet konverterer kommandopulssignalet, vil motoren rotere trinvinklen. Motoren har selvlåsende evne.
Fremføringskommandosignalet, der udsendes af CNC-systemet, styrer drivkredsløbet via pulsfordeleren, som styrer koordinatforskydningen ved at ændre antallet af pulser, hvorved pulsfrekvensen ændres for at styre forskydningshastigheden og dermed ændre fordelingsrækkefølgen af pulserne for at styre forskydningsretningen.
Derfor er de største funktioner ved denne styringsmetode praktisk styring, enkel struktur og lav pris. Kommandosignalet, der sendes af det numeriske styresystem, er envejs, så der er ikke noget stabilitetsproblem i styresystemet, men fordi der ikke er nogen feedbackkorrektion for fejl i den mekaniske transmission, er forskydningsnøjagtigheden ikke høj.
Tidligere brugte CNC-maskiner denne styringsmetode, og fejlraten var relativt høj. På grund af forbedringen af drivkredsløbet bruges den stadig i vid udstrækning i dag. Især i vores land bruger det generelt økonomiske CNC-system og CNC-transformationen af gammelt udstyr for det meste denne styringsmetode. Derudover kan en single-chip computer eller en single-board computer på denne måde konfigureres som en numerisk styreenhed, hvorved prisen på hele systemet reduceres.
(2) Lukket kredsløbsstyring af værktøjsmaskiner
CNC-maskinens servodrev fungerer i en lukket-loop feedback-styringstilstand. Drivmotoren kan være en DC- eller AC-servomotor, og positionsfeedback og hastighedsfeedback skal konfigureres. Under bearbejdningsprocessen kan den faktiske forskydning af de bevægelige dele detekteres når som helst og sendes tilbage til komparatoren i det numeriske styresystem i tide. Sammenlignet med det kommandosignal, der genereres af interpolationsoperationen, bruges forskellen som styresignal for servodrevet til at drive forskydningselementet for at eliminere forskydningsfejlen.
I henhold til installationspositionen for positionsfeedbackdetektionselementet og den anvendte feedbackenhed er det opdelt i to kontroltilstande: fuldt lukket sløjfe og halvlukket sløjfe...
