סיווג מלא של כלי מכונת CNC

ישנם זנים ומפרטים רבים של כלי מכונת CNC, וגם שיטות הסיווג שונות. היום, העורך ישתף אתכם במידע שימושי על סיווג כלי מכונת CNC. אני מקווה שזה יעזור לך.

1. סיווג לפי מסלול הבקרה של תנועת כלי מכונה

1. מכונות CNC עם שליטה נקודתית

בקרת נקודות דורשת רק מיקום מדויק של החלקים הנעים של כלי המכונה מנקודה אחת לאחרת. הדרישות למסלול התנועה בין נקודות אינן מחמירות. לא מבוצע עיבוד במהלך התנועה. התנועה בין כל ציר קואורדינטות אינה רלוונטית. על מנת להשיג מיקום מהיר ומדויק כאחד, התזוזה בין שתי נקודות נעה בדרך כלל במהירות תחילה, ולאחר מכן מתקרבת לנקודת המיקום לאט כדי להבטיח דיוק במיקום. כפי שמוצג באיור למטה, זהו מסלול התנועה של בקרת נקודה.

תְמוּנָה

מכונות עם פונקציות בקרת נקודה כוללות בעיקר מכונות קידוח CNC, מכונות כרסום CNC, מכונות ניקוב CNC וכו'. עם התפתחות טכנולוגיית CNC וירידת המחיר של מערכות CNC, מערכות CNC המשמשות אך ורק לשליטה נקודתית אינן נפוצות עוד.

2. בקרה לינארית כלי מכונת CNC

כלי מכונת CNC בקרה ליניארית נקראים גם כלי מכונת CNC בקרה מקבילה. המאפיין שלו הוא שבנוסף לשליטה במיקום המדויק בין נקודות, הוא שולט גם במהירות התנועה ובמסלול (מסלול) בין שתי נקודות קשורות. עם זאת, מסלול התנועה שלו קשור רק לצירי הקואורדינטות של כלי המכונה נעים במקביל, כלומר יש רק ציר קואורדינטות אחד שנשלט בו זמנית (כלומר, אין צורך בפונקציית פעולת אינטרפולציה במערכת ה-CNC). במהלך תהליך ההזזה, הכלי יכול לחתוך במהירות ההזנה שצוינה. בדרך כלל, הוא יכול לעבד רק חלקים מלבניים ומדורגים.

מכונות עם פונקציות בקרה ליניאריות כוללות בעיקר מחרטות CNC פשוטות יחסית, מכונות כרסום CNC ומטחנות CNC. מערכת CNC של כלי מכונה זה נקראת גם מערכת CNC בקרה ליניארית. באופן דומה, כלי מכונת CNC המשמשים אך ורק לשליטה ליניארית הם נדירים.

3. בקרת קווי מתאר כלי מכונת CNC

תְמוּנָה

כלי מכונת CNC בקרת קווי מתאר נקראים גם כלי מכונת CNC בקרה רציפה. תכונת השליטה שלו היא שהוא יכול לשלוט בתזוזה ובמהירות של שתי קואורדינטות תנועה או יותר בו זמנית.

על מנת לעמוד בדרישות שמסלול התנועה היחסי של הכלי לאורך קו המתאר של חלק העבודה תואם את מתאר העיבוד של חלק העבודה, יש לתאם במדויק את בקרת התזוזה ובקרת המהירות של כל תנועת קואורדינטות בהתאם ליחס היחסי שנקבע.

לכן, בשיטת בקרה מסוג זה, התקן הבקרה המספרי נדרש לפונקציית פעולת אינטרפולציה. מה שנקרא אינטרפולציה היא לתאר את צורת הקו הישר או הקשת באמצעות עיבוד מתמטי של אופרטור האינטרפולציה במערכת ה-CNC בהתבסס על הנתונים הבסיסיים המוזנים על ידי התוכנית (כגון קואורדינטות נקודת הסיום של הקו הישר, קואורדינטות נקודת הסיום של הקשת, והקואורדינטה המרכזית או הרדיוס). , כלומר, תוך כדי חישוב, הקצו פולסים לכל בקר ציר קואורדינטות בהתאם לתוצאות החישוב, ובכך לשלוט בעקירת ההצמדה של כל ציר קואורדינטות כדי לעמוד בקו המתאר הנדרש. במהלך תהליך התנועה, הכלי חותך ברציפות את משטח העבודה, וניתן לבצע תהליכים שונים. עיבוד של קווים ישרים, קשתות ועיקולים.

סוג זה של מכונות כולל בעיקר מחרטות CNC, מכונות כרסום CNC, מכונות חיתוך חוטי CNC ומרכזי עיבוד שבבי. התקן CNC המתאים נקרא מערכת CNC בקרת קווי מתאר. לפי מספר צירי קואורדינטות ההצמדה שהיא שולטת, ניתן לחלק אותה לסוגים הבאים: טופס:

(1) הצמדה דו-צירית: משמשת בעיקר למחרטות CNC לעיבוד משטחים מעוקלים מסתובבים או מכונות כרסום CNC לעיבוד משטחים גליליים מעוקלים.

(2) הצמדה למחצה דו-צירית: היא משמשת בעיקר לשליטה על כלי מכונות עם יותר משלושה צירים. ניתן לקשר שניים מהצירים, והציר השני יכול לבצע הזנה תקופתית.

(3) הצמדה תלת-צירית: מחולקת באופן כללי לשתי קטגוריות, האחת היא הצמדה של שלושה צירי קואורדינטות ליניאריות של X/Y/Z, המשמשת בעיקר במכונות כרסום CNC, מרכזי עיבוד שבבי וכו'. הסוג השני הוא שב בנוסף לשליטה בו זמנית בשתי הקואורדינטות הליניאריות ב-X/Y/Z, היא גם שולטת בו זמנית בציר קואורדינטות הסיבוב שמסתובב סביב אחד מצירי הקואורדינטות הליניאריות.

לדוגמה, מרכז עיבוד מפנה, בנוסף להצמדה של שני צירי קואורדינטות ליניאריות בכיוון האורך (ציר Z) וכיוון רוחבי (ציר X), הוא צריך גם לשלוט בו זמנית על ההצמדה של הציר (ציר C) המסתובב סביב ציר Z.

תְמוּנָה

(4) קישור ארבע צירים: שלוט בו זמנית בשלושת צירי הקואורדינטות הליניאריות של X/Y/Z כדי לקשר עם ציר קואורדינטות סיבוב מסוים.

(5) הצמדה של חמישה צירים: בנוסף לשליטה בו זמנית על ההצמדה של שלושת צירי הקואורדינטות הליניאריות של X/Y/Z, היא גם שולטת בו זמנית בשניים מצירי הקואורדינטות A, B ו-C המסתובבות סביב ציר הקואורדינטות הליניאריות , היוצרים שליטה בו זמנית של חמישה צירי קואורדינטות. שני הצירים מקושרים, וניתן למקם את הכלי בכל כיוון בחלל.

לדוגמה, הכלי נשלט להסתובב סביב ציר ה-X וציר ה-Y בו-זמנית, כך שהכלי שומר תמיד על כיוון נורמלי למשטח המתאר המעובד בנקודת החיתוך שלו, כדי להבטיח את החלקות של המשטח המעובד ולשפר את דיוק העיבוד והעיבוד שלו. יעילות, הפחתת החספוס של המשטח המעובד.

2. סיווג לפי שיטת בקרת סרוו

1. כלי מכונת CNC בקרת לולאה פתוחה

כונן סרוו ההזנה של כלי מכונה מסוג זה הוא בלולאה פתוחה, כלומר, אין התקן משוב זיהוי. בדרך כלל, מנוע ההנעה שלו הוא מנוע צעד. המאפיין העיקרי של מנוע צעד הוא שבכל פעם שמעגל הבקרה משנה את אות דופק הפקודה, המנוע מסתובב צעד אחד. זווית מרחק, ולמנוע עצמו יש יכולת נעילה עצמית.

פלט אות פקודת ההזנה על ידי מערכת CNC שולט במעגל ההנעה דרך מפיץ הדופק. הוא שולט בכמות תזוזת הקואורדינטות על ידי שינוי מספר הפולסים, שולט על מהירות התזוזה על ידי שינוי תדר הפולסים, ושולט על העקירה על ידי שינוי רצף חלוקת הפולסים. כיוון.

לכן, המאפיינים הגדולים ביותר של שיטת בקרה זו הם שליטה נוחה, מבנה פשוט ומחיר נמוך. זרימת אותות הפקודה המונפקת על ידי מערכת CNC היא חד כיוונית, כך שאין בעיית יציבות של מערכת הבקרה. עם זאת, מכיוון שהשגיאה של התמסורת המכנית אינה מתוקנת על ידי משוב, דיוק התזוזה אינו גבוה.

כלי מכונת CNC מוקדמים אימצו כולם שיטת בקרה זו, אך שיעור הכשלים היה גבוה יחסית. נכון לעכשיו, בשל שיפור מעגל ההנעה, הוא עדיין נמצא בשימוש נרחב. במיוחד בארצנו, שיטת בקרה זו משמשת לעתים קרובות במערכות CNC חסכוניות כלליות ובטרנספורמציה CNC של ציוד ישן. בנוסף, שיטת בקרה זו יכולה להגדיר מחשב בעל שבב בודד או מחשב לוח יחיד כהתקן CNC, מה שמפחית את המחיר של המערכת כולה.

2. כלי שליטה בלולאה סגורה

כונן סרוו ההזנה של כלי מכונת CNC מסוג זה פועל לפי שיטת בקרת משוב בלולאה סגורה. מנוע הכונן יכול להשתמש בשני סוגים של מנועי סרוו DC או AC, ויש להגדיר אותו עם משוב מיקום ומשוב מהירות כדי לזהות את התזוזה בפועל של החלקים הנעים בכל עת במהלך העיבוד. הכמות מוזנת בזמן למשוואה במערכת ה-CNC. הוא מושווה לאות הפקודה המתקבל על ידי פעולת האינטרפולציה. ההבדל משמש כאות הבקרה של כונן הסרוו, אשר בתורו מניע את רכיב העקירה כדי לבטל את שגיאת העקירה.

על פי מיקום ההתקנה של אלמנט זיהוי משוב המיקום והתקן המשוב בו נעשה שימוש, הוא מחולק לשני מצבי בקרה: לולאה סגורה מלאה ולולאה סגורה למחצה.

תְמוּנָה

(1) שליטה מלאה בלולאה סגורה

התקן משוב המיקום משתמש באלמנט זיהוי תזוזה ליניארי (כיום נעשה שימוש בדרך כלל בסרגל סורג), המותקן על האוכף של כלי המכונה, כלומר, הוא מזהה ישירות את התזוזה הליניארית של קואורדינטות כלי המכונה. באמצעות משוב, ניתן לבטל את כל שרשרת ההילוכים המכנית מהמנוע ועד לאוכף כלי המכונה. שגיאת שידור, ובכך להשיג דיוק מיקום סטטי גבוה יותר של כלי המכונה.

עם זאת, בתוך לולאת הבקרה כולה, מאפייני החיכוך, הקשיחות והפינוי של חוליות תמסורת מכניות רבות אינן ליניאריות, וזמן התגובה הדינמי של כל שרשרת ההולכה המכנית גדול מאוד בהשוואה לזמן התגובה החשמלי. הדבר מביא לקשיים גדולים בתיקון היציבות של כל מערכת הלולאה הסגורה, וגם התכנון וההתאמה של המערכת מורכבים יחסית. לכן, שיטת בקרת לולאה סגורה מלאה זו משמשת בעיקר עבור מכונות קואורדינטות CNC, מטחנות דיוק CNC וכו' הדורשות דיוק גבוה מאוד.

(2) בקרת לולאה סגורה למחצה

משוב המיקום שלו משתמש ברכיבי זיהוי זווית (כיום בעיקר מקודדים וכו'), המותקנים ישירות על קצה מנוע הסרוו או הבורג. מכיוון שרוב קישורי ההולכה המכניים אינם כלולים בלולאה הסגורה של המערכת, מתקבלים מאפייני בקרה יציבים יותר. שגיאות שידור מכניות כגון ברגים לא ניתנות לתיקון בכל עת באמצעות משוב, אך ניתן להשתמש בשיטות פיצוי ערך קבוע בתוכנה כדי לשפר את דיוקן כראוי. כיום, רוב כלי מכונת CNC מאמצים מצב שליטה בלולאה סגורה למחצה.

3. כלי מכונת CNC בקרה היברידית

ניתן לרכז באופן סלקטיבי את המאפיינים של שיטות הבקרה לעיל כדי ליצור ערכת בקרה היברידית. כפי שצוין קודם לכן, כיוון ששיטת השליטה בלולאה פתוחה היא בעלת יציבות טובה, עלות נמוכה ודיוק גרוע, בעוד ששיטת השליטה בלולאה סגורה היא בעלת יציבות גרועה, על מנת לפצות זו על זו ולעמוד בדרישות הבקרה של מכונה כלשהי. כלים, יש להשתמש בשיטת בקרה היברידית.

3. סיווג לפי רמת התפקוד של מערכות CNC

מערכות CNC מחולקות בדרך כלל לשלוש קטגוריות: נמוכה, בינונית וגבוהה. שיטת סיווג זו נפוצה בארצנו. היות והגבולות של ציונים נמוכים, בינוניים וגבוהים הם יחסיים, תקני הסיווג יהיו שונים בתקופות שונות. בכל הנוגע לרמת הפיתוח הנוכחית, ניתן לחלק סוגים שונים של מערכות CNC לשלוש קטגוריות: נמוכה, בינונית וגבוהה לפי כמה פונקציות ואינדיקטורים. ביניהם, בינוניים וגבוהים נקראים בדרך כלל CNC תפקוד מלא או CNC סטנדרטי.

1. חיתוך מתכת

הכוונה לכלי מכונת CNC המשתמשים בתהליכי חיתוך שונים כגון חריטה, כרסום, קידוח, קידוח, שחיקה והקצעה. ניתן לחלק אותו לשתי הקטגוריות הבאות:

(1) כלי מכונת CNC רגילים: כגון מחרטות CNC, מכונות כרסום CNC, מטחנות CNC וכו '.

(2) מרכז עיבוד שבבי: המאפיין העיקרי שלו הוא ספריית כלים עם מנגנון החלפת כלים אוטומטי. לאחר ההידוק, מוחלפים אוטומטית כלי חיתוך שונים, ותהליכים שונים כגון כרסום (סיבוב), קידוח, קידוח והקשה מבוצעים באופן רציף על כל משטח עיבוד של חומר העבודה באותו כלי מכונה, כגון (כרסום) מרכזי עיבוד מרכזי מפנה. , מרכז קידוח וכו'.

2. יצירת מתכת

הכוונה לכלי מכונת CNC המשתמשים בתהליכי אקסטרוזיה, ניקוב, לחיצה, שרטוט ותהליכי גיבוש אחרים. אלה הנפוצים כוללים מכונות CNC, מכונות כיפוף CNC, מכונות כיפוף צינורות CNC ומכונות ספינינג CNC.

3. קטגוריות עיבוד מיוחדות

יש בעיקר מכונות CNC חוטי EDM, מכונות ליצירת CNC EDM, מכונות חיתוך להבה CNC, מכונות עיבוד לייזר CNC וכו '.

4. מדידה ושרטוט

כולל בעיקר מכשיר מדידת קואורדינטות תלת מימד, מגדיר כלי CNC, פלוטר CNC וכו'.