Es gibt viele Arten von CNC-Werkzeugmaschinen und unterschiedliche Klassifizierungsmethoden. Im Allgemeinen kann es nach Funktion und Struktur nach den folgenden Prinzipien klassifiziert werden.
1. Klassifizierung nach der Steuerbahn der Werkzeugmaschinenbewegung.
(1) Punktgesteuerte CNC-Werkzeugmaschinen
Die Steuerung der Punktposition muss lediglich den beweglichen Teil der Werkzeugmaschine genau von einem Punkt zum anderen bewegen, und die Anforderungen an den Bewegungspfad zwischen den Punkten sind nicht streng, und während des Bewegungsprozesses und der Bewegung zwischen den einzelnen Punkten wird keine Verarbeitung durchgeführt Koordinatenachse ist irrelevant. Um eine schnelle und genaue Positionierung zu erreichen, bewegen Sie sich im Allgemeinen zuerst schnell und nähern Sie sich dann langsam dem Positionierungspunkt, um die Positionierungsgenauigkeit sicherzustellen. Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, wird zur Positionierung die Punktpositionssteuerungsmethode verwendet.
Zu den Werkzeugmaschinen mit Punktsteuerungsfunktion gehören hauptsächlich CNC-Bohrmaschinen, CNC-Fräsmaschinen, CNC-Stanzmaschinen usw. Aufgrund der Entwicklung der numerischen Steuerungstechnologie und des Rückgangs der Preise für numerische Steuerungssysteme ist es nicht üblich, einfach Punktsteuerung zu verwenden numerische Steuerungssysteme.
(2) CNC-Werkzeugmaschinen mit linearer Steuerung
Lineare CNC-Werkzeugmaschinen, auch CNC-Werkzeugmaschinen mit Parallelsteuerung genannt, zeichnen sich dadurch aus, dass sie nicht nur die genaue Positionierung zwischen zwei Punkten steuern, sondern auch die Bewegungsgeschwindigkeit und den Pfad (Spur) zwischen zwei Punkten steuern können, der Bewegungspfad jedoch nur parallel zur Koordinatenachse der Maschine. Gleichzeitig gibt es nur eine Steuerkoordinatenachse (d. h. es ist keine Interpolationsoperation erforderlich) (d. h. im CNC-System ist keine Interpolationsoperation erforderlich) und im CNC-System ist keine Interpolationsoperationsfunktion erforderlich). und der Schneidvorgang wird mit der angegebenen Vorschubgeschwindigkeit durchgeführt.
Zu den Werkzeugmaschinen mit linearen Steuerfunktionen gehören relativ einfache CNC-Drehmaschinen, CNC-Fräsmaschinen und CNC-Schleifmaschinen. Das CNC-System der Werkzeugmaschine wird auch als linear gesteuertes CNC-System bezeichnet. Ebenso selten sind CNC-Werkzeugmaschinen mit einfacher linearer Steuerung.
⑶ Kontursteuerung von CNC-Werkzeugmaschinen
Konturgesteuerte CNC-Werkzeugmaschinen, auch bekannt als kontinuierlich gesteuerte CNC-Werkzeugmaschinen, zeichnen sich durch die Fähigkeit aus, die Geschwindigkeit und Verschiebung von zwei oder mehr Bewegungskoordinaten gleichzeitig zu steuern.
Zu diesen Werkzeugmaschinen gehören hauptsächlich CNC-Drehmaschinen, CNC-Fräsmaschinen, CNC-Drahtschneidemaschinen, Bearbeitungszentren usw. Entsprechend der Anzahl der von ihnen gesteuerten Pleuelkoordinatenachsen können sie in folgende Formen unterteilt werden: CNC-Werkzeugmaschinen.
Um die relative Bewegungsbahn des Werkzeugs entlang der Werkstückkontur einzuhalten und die Anforderungen der Werkstückbearbeitungskontur zu erfüllen, müssen die Verschiebungssteuerung und die Geschwindigkeitssteuerung jeder Koordinatenbewegung ordnungsgemäß koordiniert werden.
Daher muss in diesem Steuermodus das numerische Steuergerät die Betriebsfunktion einfügen und ergänzen. Das sogenannte Einfügen und Ergänzen besteht darin, die Form der Linie oder des Bogens durch die mathematische Verarbeitung des Einfügens und Ergänzens des Bedieners in das numerische Steuerungssystem gemäß den im Programm eingegebenen Grunddaten (z. B. den Koordinaten des Endpunkts) zu beschreiben der Linie, die Koordinaten des Endpunkts des Kreisbogens, die Koordinaten des Kreismittelpunkts oder des Radius). Das heißt, entsprechend den Berechnungsergebnissen werden Impulse an jede Koordinatenachsensteuerung verteilt, um die Gestängeverschiebung und die erforderliche Kontur jeder Koordinatenachse zu steuern. Während der Bewegung kann das Werkzeug kontinuierlich die Werkstückoberfläche schneiden und verschiedene Geraden, Bögen und Kurven bearbeiten. Konturgesteuerter Bearbeitungsweg.
①Zweiachsiges Gestänge: Es wird hauptsächlich zur Bearbeitung rotierender Flächen auf CNC-Drehmaschinen oder gebogener Säulen auf CNC-Fräsmaschinen verwendet.
②Zweiachsige Halbverbindung: Hauptsächlich bei der Steuerung von Werkzeugmaschinen mit mehr als drei Achsen, von denen zwei verbunden werden können und die andere Achse als periodischer Vorschub verwendet werden kann.
③Drei-Achsen-Verknüpfung: Im Allgemeinen in zwei Kategorien unterteilt: Eine davon ist die Verknüpfung der drei linearen Koordinatenachsen X/Y/Z, die hauptsächlich in CNC-Fräsmaschinen, Bearbeitungszentren usw. verwendet werden zwei lineare Koordinaten in X/Y/Z gleichzeitig, es kann auch die rotierende Koordinatenachse steuern, die sich um eine lineare Koordinatenachse dreht.
Beispielsweise muss ein Drehbearbeitungszentrum zusätzlich zur Verknüpfung mit der Längsachse (Z-Achse) und der horizontalen Achse (X-Achse) auch die Spindel (Z-Achse) so steuern, dass sie sich um die Z-Achse dreht.
④Vier-Achsen-Verbindung: Steuern Sie die drei linearen Koordinatenachsen X/Y/Z gleichzeitig, um eine Verbindung mit derselben rotierenden Koordinatenachse herzustellen
⑤ Fünf-Achsen-Verbindung: Zusätzlich zur gleichzeitigen Steuerung von Z drehen sich auch die beiden Koordinatenachsen a, b und c gleichzeitig. Bei gleichzeitiger Ausbildung der Fünf-Achsen-Kopplung kann das Werkzeug in jede beliebige Raumrichtung eingestellt werden.
Steuern Sie beispielsweise das Werkzeug so, dass es sich gleichzeitig in die beiden Richtungen der x-Achse und der y-Achse dreht, und das Werkzeug behält immer die Richtung der Normalen zur Konturoberfläche bei, die an seinem Schnittpunkt bearbeitet werden soll um die Glätte der bearbeiteten Oberfläche sicherzustellen und deren Bearbeitungsgenauigkeit und Bearbeitung zu verbessern. Effizienz und reduziert die Rauheit der bearbeiteten Oberfläche.
2. Klassifizierung nach der Art der Servosteuerung
(1) Steuerung von CNC-Werkzeugmaschinen
Der Vorschubservoantrieb dieser Art von Werkzeugmaschine ist ein Open-Loop-Antrieb und verfügt über keine Erkennungs- und Rückmeldungsvorrichtung. Der Antriebsmotor ist in der Regel ein Schrittmotor. Das Hauptmerkmal des Schrittmotors besteht darin, dass der Motor jedes Mal, wenn die Steuerschaltung das Befehlsimpulssignal umwandelt, den Schrittwinkel dreht. Der Motor selbst ist selbsthemmend.
Das vom CNC-System ausgegebene Vorschubbefehlssignal steuert die Antriebsschaltung über den Impulsverteiler, der die Koordinatenverschiebung durch Änderung der Anzahl der Impulse steuert, wodurch die Frequenz der Impulse geändert wird, um die Verschiebungsgeschwindigkeit zu steuern, und somit die Verteilungsreihenfolge geändert wird Die Impulse steuern die Richtung der Verschiebung.
Daher sind die größten Merkmale dieser Steuerungsmethode die bequeme Steuerung, die einfache Struktur und der niedrige Preis. Das vom numerischen Steuerungssystem gesendete Befehlssignal ist einseitig, sodass kein Stabilitätsproblem des Steuerungssystems besteht. Da jedoch keine Rückkopplungskorrektur für den Fehler des mechanischen Getriebes erfolgt, ist die Verschiebungsgenauigkeit nicht hoch.
In der Vergangenheit verwendeten CNC-Werkzeugmaschinen diese Steuerungsmethode und die Ausfallrate war relativ hoch. Aufgrund der Verbesserung der Antriebsschaltung wird es derzeit noch in großem Umfang verwendet. Insbesondere in unserem Land verwenden das allgemeine wirtschaftliche CNC-System und die CNC-Umwandlung alter Geräte größtenteils diese Steuerungsmethode. Darüber hinaus kann auf diese Weise ein Ein-Chip-Computer oder ein Einplatinencomputer als numerisches Steuergerät konfiguriert werden, wodurch der Preis des Gesamtsystems gesenkt wird.
(2) Regelung von Werkzeugmaschinen
Der Vorschubservoantrieb der CNC-Werkzeugmaschine arbeitet im geschlossenen Regelkreis. Der Antriebsmotor kann ein Gleich- oder Wechselstrom-Servomotor sein, und Positionsrückmeldung und Geschwindigkeitsrückmeldung müssen konfiguriert werden. Während des Bearbeitungsprozesses kann jederzeit die tatsächliche Verschiebung der beweglichen Teile erfasst und rechtzeitig an den Komparator in der numerischen Steuerung zurückgemeldet werden. Verglichen mit dem durch die Interpolationsoperation erzeugten Befehlssignal wird die Differenz als Steuersignal des Servoantriebs zum Antreiben des Verschiebungselements verwendet, um den Verschiebungsfehler zu beseitigen.
Je nach Einbauort des Positionsrückmeldeerfassungselements und verwendetem Rückmeldegerät wird es in zwei Regelmodi unterteilt: vollständig geschlossener Regelkreis und halbgeschlossener Regelkreis...
