Máy công cụ CNC có nhiều loại và thông số kỹ thuật khác nhau, phương pháp phân loại cũng khác nhau. Hôm nay, biên tập viên sẽ chia sẻ với các bạn một số thông tin hữu ích về phân loại máy công cụ CNC. Tôi hy vọng nó sẽ hữu ích cho bạn.
1. Phân loại theo quỹ đạo điều khiển chuyển động của máy công cụ
1. Máy công cụ CNC điều khiển điểm
Điều khiển điểm chỉ yêu cầu định vị chính xác các bộ phận chuyển động của máy công cụ từ điểm này đến điểm khác. Các yêu cầu về quỹ đạo chuyển động giữa các điểm không nghiêm ngặt. Không có quá trình xử lý nào được thực hiện trong quá trình di chuyển. Chuyển động giữa mỗi trục tọa độ là không liên quan. Để đạt được cả việc định vị nhanh và chính xác, sự dịch chuyển giữa hai điểm thường di chuyển nhanh trước tiên, sau đó tiếp cận điểm định vị từ từ để đảm bảo độ chính xác của việc định vị. Như thể hiện trong hình bên dưới, đó là quỹ đạo chuyển động của điều khiển điểm.
hình ảnh
Máy công cụ có chức năng điều khiển điểm chủ yếu bao gồm máy khoan CNC, máy phay CNC, máy đột dập CNC, v.v. Với sự phát triển của công nghệ CNC và giá thành của hệ thống CNC giảm, các hệ thống CNC thuần túy dùng để điều khiển điểm không còn phổ biến nữa.
2. Máy công cụ CNC điều khiển tuyến tính
Máy công cụ CNC điều khiển tuyến tính còn được gọi là máy công cụ CNC điều khiển song song. Đặc điểm của nó là ngoài việc kiểm soát vị trí chính xác giữa các điểm, nó còn kiểm soát tốc độ di chuyển và lộ trình (quỹ đạo) giữa hai điểm liên quan. Tuy nhiên, lộ trình chuyển động của nó chỉ liên quan đến Các trục tọa độ của máy công cụ di chuyển song song, nghĩa là chỉ có một trục tọa độ được điều khiển cùng lúc (nghĩa là không cần chức năng vận hành nội suy trong hệ thống CNC). Trong quá trình dịch chuyển, dao có thể cắt ở tốc độ tiến dao được chỉ định. Nói chung, nó chỉ có thể xử lý các phần hình chữ nhật và bậc thang.
Máy công cụ có chức năng điều khiển tuyến tính chủ yếu bao gồm máy tiện CNC tương đối đơn giản, máy phay CNC và máy mài CNC. Hệ thống CNC của máy công cụ này còn được gọi là hệ thống CNC điều khiển tuyến tính. Tương tự, máy công cụ CNC chỉ được sử dụng để điều khiển tuyến tính là rất hiếm.
3. Máy công cụ CNC điều khiển đường viền
hình ảnh
Máy công cụ CNC điều khiển đường viền còn được gọi là máy công cụ CNC điều khiển liên tục. Tính năng điều khiển của nó là có thể điều khiển độ dịch chuyển và tốc độ của hai hoặc nhiều tọa độ chuyển động cùng một lúc.
Để đáp ứng yêu cầu quỹ đạo chuyển động tương đối của dao dọc theo đường viền phôi phù hợp với đường viền gia công phôi, việc điều khiển dịch chuyển và điều khiển tốc độ của từng chuyển động tọa độ phải được phối hợp chính xác theo mối quan hệ tỷ lệ quy định.
Vì vậy, trong loại phương pháp điều khiển này, thiết bị điều khiển số bắt buộc phải có chức năng vận hành nội suy. Cái gọi là nội suy là mô tả hình dạng của đường thẳng hoặc cung thông qua quá trình xử lý toán học của toán tử nội suy trong hệ thống CNC dựa trên dữ liệu cơ bản do chương trình nhập vào (chẳng hạn như tọa độ điểm cuối của đường thẳng, tọa độ điểm cuối của cung và tọa độ tâm hoặc bán kính). , tức là trong khi tính toán, phân bổ xung tới từng bộ điều khiển trục tọa độ theo kết quả tính toán, từ đó điều khiển chuyển vị liên kết của từng trục tọa độ tuân thủ theo đường viền yêu cầu. Trong quá trình di chuyển, dụng cụ liên tục cắt bề mặt phôi và có thể thực hiện nhiều quy trình khác nhau. Xử lý đường thẳng, vòng cung và đường cong.
Loại máy công cụ này chủ yếu bao gồm máy tiện CNC, máy phay CNC, máy cắt dây CNC và trung tâm gia công. Thiết bị CNC tương ứng được gọi là hệ thống CNC điều khiển đường viền. Theo số lượng trục tọa độ liên kết mà nó điều khiển, nó có thể được chia thành các loại sau: dạng:
(1) Liên kết hai trục: chủ yếu được sử dụng cho máy tiện CNC để gia công các bề mặt cong quay hoặc máy phay CNC để gia công các bề mặt hình trụ cong.
(2) Bán liên kết hai trục: Nó chủ yếu được sử dụng để điều khiển các máy công cụ có nhiều hơn ba trục. Hai trong số các trục có thể được liên kết và trục còn lại có thể thực hiện nạp định kỳ.
(3) Liên kết ba trục: Thường được chia thành hai loại, một loại là liên kết ba trục tọa độ tuyến tính X/Y/Z, loại này chủ yếu được sử dụng trong các máy phay CNC, trung tâm gia công, v.v. Loại còn lại là trong ngoài việc điều khiển đồng thời hai tọa độ tuyến tính trong X/Y/Z, nó còn điều khiển đồng thời trục tọa độ quay quay quanh một trong các trục tọa độ tuyến tính.
Ví dụ, một trung tâm gia công tiện, ngoài việc liên kết hai trục tọa độ tuyến tính theo phương dọc (trục Z) và phương ngang (trục X) còn cần điều khiển đồng thời sự liên kết quay của trục chính (trục C). quanh trục Z.
hình ảnh
(4) Liên kết bốn trục: Điều khiển đồng thời ba trục tọa độ tuyến tính X/Y/Z để liên kết với một trục tọa độ quay nhất định.
(5) Liên kết năm trục: Ngoài việc điều khiển đồng thời liên kết ba trục tọa độ tuyến tính X/Y/Z còn điều khiển đồng thời hai trục tọa độ A, B, C quay quanh trục tọa độ tuyến tính , tạo thành một điều khiển đồng thời của năm trục tọa độ. Hai trục được liên kết và công cụ có thể được định vị theo bất kỳ hướng nào trong không gian.
Ví dụ: công cụ được điều khiển để xoay quanh trục X và trục Y cùng một lúc, để công cụ luôn duy trì hướng bình thường đối với bề mặt đường viền đang được xử lý tại điểm cắt của nó, để đảm bảo độ mịn của bề mặt đang được xử lý và cải thiện độ chính xác và xử lý của nó. hiệu quả, giảm độ nhám bề mặt gia công.
2. Phân loại theo phương pháp điều khiển servo
1. Máy công cụ CNC điều khiển vòng hở
Bộ truyền động servo cấp liệu của loại máy công cụ này là vòng lặp mở, nghĩa là không có thiết bị phản hồi phát hiện. Nói chung, động cơ truyền động của nó là động cơ bước. Đặc điểm chính của động cơ bước là mỗi khi mạch điều khiển thay đổi tín hiệu xung lệnh thì động cơ sẽ quay một bước. góc khoảng cách, và bản thân động cơ có khả năng tự khóa.
Đầu ra tín hiệu lệnh nạp của hệ thống CNC điều khiển mạch truyền động thông qua bộ phân phối xung. Nó kiểm soát lượng dịch chuyển tọa độ bằng cách thay đổi số xung, kiểm soát tốc độ dịch chuyển bằng cách thay đổi tần số xung và điều khiển dịch chuyển bằng cách thay đổi trình tự phân phối xung. phương hướng.
Vì vậy, ưu điểm lớn nhất của phương pháp điều khiển này là điều khiển thuận tiện, cấu trúc đơn giản và giá thành thấp. Luồng tín hiệu lệnh do hệ thống CNC phát ra là một chiều nên hệ thống điều khiển không gặp vấn đề về độ ổn định. Tuy nhiên, do lỗi của hộp số cơ không được khắc phục bằng phản hồi nên độ chính xác dịch chuyển không cao.
Các máy công cụ CNC đời đầu đều áp dụng phương pháp điều khiển này nhưng tỷ lệ thất bại tương đối cao. Hiện nay do mạch dẫn động được cải tiến nên nó vẫn được sử dụng rộng rãi. Đặc biệt ở nước ta, phương pháp điều khiển này thường được sử dụng trong các hệ thống CNC tiết kiệm nói chung và chuyển đổi CNC của các thiết bị cũ. Ngoài ra, phương pháp điều khiển này có thể cấu hình máy tính đơn chip hoặc máy tính bảng đơn làm thiết bị CNC, giúp giảm giá thành toàn bộ hệ thống.
2. Máy công cụ điều khiển vòng kín
Bộ truyền động servo nạp của loại máy công cụ CNC này hoạt động theo phương pháp điều khiển phản hồi vòng kín. Động cơ truyền động có thể sử dụng hai loại động cơ servo DC hoặc AC và cần được cấu hình với phản hồi vị trí và phản hồi tốc độ để phát hiện sự dịch chuyển thực tế của các bộ phận chuyển động bất cứ lúc nào trong quá trình xử lý. Số lượng được đưa trở lại bộ so sánh trong hệ thống CNC kịp thời. Nó được so sánh với tín hiệu lệnh thu được bằng phép nội suy. Sự khác biệt được sử dụng làm tín hiệu điều khiển của bộ truyền động servo, từ đó điều khiển thành phần dịch chuyển để loại bỏ lỗi dịch chuyển.
Theo vị trí lắp đặt của phần tử phát hiện phản hồi vị trí và thiết bị phản hồi được sử dụng, nó được chia thành hai chế độ điều khiển: vòng kín hoàn toàn và vòng nửa kín.
hình ảnh
(1) Điều khiển vòng kín hoàn toàn
Thiết bị phản hồi vị trí sử dụng phần tử phát hiện chuyển vị tuyến tính (hiện nay thường sử dụng thước cách tử), được lắp trên yên của máy công cụ, nghĩa là nó trực tiếp phát hiện chuyển vị tuyến tính của tọa độ máy công cụ. Thông qua phản hồi, toàn bộ chuỗi truyền động cơ học từ động cơ đến yên máy công cụ có thể được loại bỏ. lỗi truyền dẫn, nhờ đó đạt được độ chính xác định vị tĩnh của máy công cụ cao hơn.
Tuy nhiên, trong toàn bộ vòng điều khiển, các đặc tính ma sát, độ cứng và khe hở của nhiều mắt xích truyền động cơ học là phi tuyến tính và thời gian đáp ứng động của toàn bộ chuỗi truyền động cơ học là rất lớn so với thời gian đáp ứng điện. Điều này gây khó khăn lớn cho việc điều chỉnh ổn định của toàn bộ hệ thống vòng kín, đồng thời việc thiết kế và điều chỉnh hệ thống cũng tương đối phức tạp. Vì vậy, phương pháp điều khiển vòng kín hoàn toàn này chủ yếu được sử dụng cho các máy tọa độ CNC, máy mài chính xác CNC,… đòi hỏi độ chính xác rất cao.
(2) Điều khiển vòng nửa kín
Phản hồi vị trí của nó sử dụng các thành phần phát hiện góc (hiện nay chủ yếu là bộ mã hóa, v.v.), được lắp đặt trực tiếp ở đầu mô tơ servo hoặc vít. Do hầu hết các liên kết truyền động cơ học không được đưa vào vòng kín của hệ thống nên thu được các đặc tính điều khiển ổn định hơn. Các lỗi truyền động cơ học như vít không thể sửa được bất cứ lúc nào thông qua phản hồi, nhưng các phương pháp bù giá trị cố định bằng phần mềm có thể được sử dụng để cải thiện độ chính xác của chúng một cách thích hợp. Hiện nay, hầu hết các máy công cụ CNC đều áp dụng chế độ điều khiển vòng bán kín.
3. Máy công cụ CNC điều khiển lai
Đặc điểm của các phương pháp điều khiển trên có thể được tập trung chọn lọc để tạo thành sơ đồ điều khiển lai. Như đã đề cập trước đó, do phương pháp điều khiển vòng hở có độ ổn định tốt, chi phí thấp và độ chính xác kém, trong khi phương pháp điều khiển vòng kín hoàn toàn có độ ổn định kém, nhằm bù đắp cho nhau và đáp ứng yêu cầu điều khiển của một số máy. công cụ, nên sử dụng phương pháp điều khiển kết hợp.
3. Phân loại theo cấp độ chức năng của hệ thống CNC
Hệ thống CNC thường được chia thành ba loại: thấp, trung bình và cao. Cách phân loại này được sử dụng phổ biến ở nước ta. Vì ranh giới của các cấp thấp, trung bình và cao chỉ mang tính chất tương đối nên tiêu chuẩn phân loại sẽ khác nhau ở các thời kỳ khác nhau. Theo mức độ phát triển hiện nay, các loại hệ thống CNC khác nhau có thể được chia thành ba loại: thấp, trung bình và cao cấp theo một số chức năng và chỉ số. Trong số đó, loại trung và cao cấp thường được gọi là CNC đầy đủ chức năng hoặc CNC tiêu chuẩn.
1. Cắt kim loại
Đề cập đến các máy công cụ CNC sử dụng các quy trình cắt khác nhau như tiện, phay, doa, khoan, mài và bào. Nó có thể được chia thành hai loại sau:
(1) Máy công cụ CNC thông thường: như máy tiện CNC, máy phay CNC, máy mài CNC, v.v.
(2) Trung tâm gia công: Tính năng chính của nó là thư viện dao với cơ chế thay dao tự động. Sau khi kẹp, các dụng cụ cắt khác nhau sẽ tự động được thay thế và các quy trình khác nhau như phay (tiện), doa, khoan và khai thác được thực hiện liên tục trên mỗi bề mặt gia công của phôi trên cùng một máy công cụ, chẳng hạn như trung tâm gia công (phay) và các trung tâm quay. , trung tâm khoan, v.v.
2. Tạo hình kim loại
Đề cập đến các máy công cụ CNC sử dụng quá trình ép đùn, đục lỗ, ép, vẽ và các quá trình tạo hình khác. Những loại thường được sử dụng bao gồm máy ép CNC, máy uốn CNC, máy uốn ống CNC và máy kéo sợi CNC.
3. Hạng mục xử lý đặc biệt
Chủ yếu có máy EDM dây CNC, máy tạo hình CNC EDM, máy cắt ngọn lửa CNC, máy gia công laser CNC, v.v.
4. Đo và vẽ
Chủ yếu bao gồm dụng cụ đo tọa độ ba chiều, bộ công cụ CNC, máy vẽ CNC, v.v.
