Існує багато типів верстатів з ЧПК і різні методи класифікації. Загалом його можна класифікувати відповідно до наступних принципів відповідно до функції та структури.
1. Класифікація за керуючою траєкторією руху верстата.
(1) Верстати з ЧПК з точковим керуванням
Контроль положення точки потребує лише точного переміщення рухомої частини верстата з однієї точки в іншу точку, і вимоги до шляху руху між точками не є суворими, і жодна обробка не виконується під час процесу руху, а рух між кожним вісь координат не має значення. Щоб досягти швидкого й точного позиціонування, зазвичай спочатку рухайтеся швидко, а потім повільно наближайтеся до точки позиціонування, щоб забезпечити точність позиціонування. Як показано на малюнку нижче, для позиціонування використовується метод контролю положення точки.
Верстати з функцією точкового керування в основному включають свердлильні верстати з ЧПК, фрезерні верстати з ЧПУ, штампові машини з ЧПУ тощо. Через розвиток технології ЧПУ та зниження цін на системи ЧПУ не прийнято просто використовувати точкове керування в системи ЧПУ.
(2) Верстати з ЧПК лінійного керування
Лінійні верстати з ЧПК, також відомі як верстати з ЧПК з паралельним керуванням, характеризуються тим, що окрім керування точним позиціонуванням між двома точками, вони також можуть керувати швидкістю руху та траєкторією (доріжкою) між двома точками, але шлях руху є тільки паралельно осі координат верстата. У той же час існує лише одна вісь керуючої координати (тобто операція інтерполяції не потрібна) (тобто операція інтерполяції не потрібна в системі ЧПК), а також функція операції інтерполяції не потрібна в системі ЧПК), і процес різання виконується із заданою швидкістю подачі.
До верстатів із лінійними функціями керування належать відносно прості токарні верстати з ЧПК, фрезерні верстати з ЧПК та шліфувальні верстати з ЧПК. Система ЧПК верстата також називається системою ЧПК лінійного керування. Так само рідко зустрічаються верстати з ЧПК із простим лінійним керуванням.
⑶ верстати з ЧПУ контурного керування
Верстати з ЧПК з контурним керуванням, також відомі як верстати з ЧПК з безперервним керуванням, характеризуються здатністю одночасно керувати швидкістю та переміщенням двох або більше рухомих координат.
До таких верстатів в основному відносяться токарні верстати з ЧПУ, фрезерні верстати з ЧПУ, верстати для різання дроту з ЧПУ, обробні центри тощо. За кількістю осей координат шатуна, якими вони керують, їх можна розділити на такі форми: Верстати з ЧПК.
Щоб відповідати траєкторії відносного руху інструменту вздовж контуру заготовки та відповідати вимогам контуру обробки заготовки, контроль переміщення та контроль швидкості кожного руху координат повинні бути належним чином узгоджені.
Тому в цьому режимі керування пристрій числового керування повинен вставити та доповнити функцію роботи. Так зване вставлення та доповнення полягає в описі форми лінії або дуги за допомогою математичної обробки вставки та доповнення оператора в системі числового керування відповідно до основних даних, введених у програму (таких як координати кінцевої точки прямої, координати кінцевої точки дуги кола, координати центру кола або радіуса). Тобто за результатами розрахунку імпульси розподіляються на кожен контролер координатної осі, щоб контролювати переміщення зчеплення та необхідний контур кожної координатної осі. Під час руху інструмент може безперервно різати поверхню заготовки, а також може обробляти різні прямі лінії, дуги та криві. Контурно керована траєкторія обробки.
①Двоосьове з’єднання: воно в основному використовується для обробки обертових поверхонь на токарних верстатах з ЧПУ або вигнутих колон на фрезерних верстатах з ЧПУ.
②Двоосьове напівзчеплення: головним чином для керування верстатами з більш ніж трьома осями, дві з яких можуть бути з’єднані, а інша вісь може використовуватися як періодична подача.
③Трьохосьове з’єднання: зазвичай поділяється на дві категорії, одна – це з’єднання трьох лінійних координатних осей X/Y/Z, які в основному використовуються у фрезерних верстатах з ЧПК, обробних центрах тощо. Інший тип полягає в тому, що крім керування дві лінійні координати в X/Y/Z одночасно, він також може керувати обертовою віссю координат, яка обертається навколо осі лінійних координат.
Наприклад, токарний обробний центр потребує керування шпинделем (вісь Z) для обертання навколо осі Z на додаток до зв’язку з поздовжньою віссю (вісь Z) і горизонтальною віссю (вісь X).
④Чотирьохосьове з’єднання: керуйте трьома лінійними осями координат X/Y/Z одночасно для з’єднання з тією самою обертовою віссю координат
⑤ П’ятиосьове з’єднання: на додаток до одночасного керування Z, дві координатні осі a, b і c також обертаються одночасно. При одночасному формуванні п'ятиосьової навіски інструмент можна встановити в будь-якому напрямку в просторі.
Наприклад, керуйте обертанням інструмента в двох напрямках осі x і осі y одночасно, і інструмент завжди зберігає напрямок нормалі до контурної поверхні, яка підлягає обробці, у точці різання, тому щоб забезпечити гладкість оброблюваної поверхні та підвищити точність її обробки та механічної обробки. ефективність, зменшуючи шорсткість обробленої поверхні.
2. Класифікація за способом сервокерування
(1) Керування верстатами з ЧПК без циклу
Сервопривод подачі цього типу верстатів є відкритим і не має пристрою виявлення та зворотного зв’язку. Як правило, його двигуном є кроковий двигун. Основною особливістю крокового двигуна є те, що кожен раз, коли схема керування перетворює сигнал командного імпульсу, двигун повертатиме кроковий кут. , сам двигун має здатність до самоблокування.
Сигнал команди подачі, що виводиться системою ЧПК, керує ланцюгом приводу через розподільник імпульсів, який контролює переміщення координат шляхом зміни кількості імпульсів, тим самим змінюючи частоту імпульсів для керування швидкістю переміщення, і таким чином змінюючи порядок розподілу імпульси для контролю напрямку переміщення.
Тому найбільшими перевагами цього методу управління є зручне керування, проста структура та низька ціна. Командний сигнал, надісланий системою числового керування, є одностороннім, тому немає проблеми зі стабільністю системи керування, але оскільки немає корекції зворотного зв’язку для помилки механічної трансмісії, тому точність переміщення невисока.
У минулому верстати з ЧПК використовували цей метод контролю, і рівень відмов був відносно високим. В даний час, завдяки вдосконаленню ланцюга руху, він все ще використовується значною мірою. Особливо в нашій країні загальна економічна система ЧПУ та перетворення старого обладнання з ЧПУ в основному використовують цей метод керування. Крім того, таким чином однокристальний комп’ютер або одноплатний комп’ютер можна налаштувати як пристрій числового керування, тим самим зменшуючи ціну всієї системи.
(2) Замкнене керування верстатами
Сервопривод подачі верстата з ЧПК працює в режимі керування зі зворотним зв'язком. Приводним двигуном може бути серводвигун постійного або змінного струму, а зворотний зв’язок за положенням і швидкість повинні бути налаштовані. Під час процесу обробки фактичне зміщення рухомих частин може бути виявлено в будь-який час і вчасно передано на компаратор у системі числового керування. У порівнянні з командним сигналом, створеним операцією інтерполяції, різниця використовується як керуючий сигнал сервоприводу для керування елементом переміщення для усунення помилки переміщення.
Відповідно до положення установки елемента виявлення зворотного зв'язку положення та використовуваного пристрою зворотного зв'язку, він розділений на два режими керування: повністю закритий контур і напівзакритий контур...
