Quanto ne sai sulla classificazione delle macchine utensili CNC?
La classificazione delle macchine utensili CNC si basa sulla funzione, struttura e applicazione.
Considereremo ora diverse classificazioni:
Basato sulla funzione
Torni:Queste macchine eseguono principalmente operazioni di tornitura su componenti cilindrici o conici.
Queste macchine possono essere utilizzate per fresare superfici piane o complesse.
Basato sulla struttura
Centri di lavoro orizzontali:Il mandrino e il pezzo vengono posizionati orizzontalmente su un tavolo.
Centri di lavoro verticali:Il mandrino e il pezzo sono posizionati verticalmente su un tavolo.
Macchine multiasse:Queste macchine sono dotate di assi multipli (3 o più), che consentono loro di eseguire operazioni precise e complesse.
In base all'applicazione
Le perforatrici sono macchine che eseguono principalmente operazioni di perforazione.
Rettificatrici:Queste macchine possono essere utilizzate per levigare e lucidare il metallo.
Macchine da taglio laser:La tecnologia laser viene utilizzata per tagliare vari materiali.
Macchine a elettroerosione (EDM):Queste macchine modellano e forano materiali elettricamente conduttivi.
I metodi di classificazione per le macchine CNC sono diversi.Esistono molti tipi e specifiche.Può essere classificato utilizzando i metodi di classificazione di cui sopra, nonché i quattro principi di funzione e struttura.
1. Classificazione delle macchine utensili in base alla loro traiettoria di controllo
1) Macchine CNC a controllo punto
L'unico requisito per il controllo del punto è il posizionamento preciso delle parti mobili da una macchina utensile all'altra.I requisiti della traiettoria tra i punti di movimento non sono molto rigidi.Durante il movimento non viene effettuata alcuna elaborazione.Non è importante come avviene il movimento tra ciascun asse delle coordinate.Per ottenere un posizionamento accurato e veloce, è importante innanzitutto spostare rapidamente la distanza tra due punti, quindi avvicinarsi lentamente al punto di posizione per garantire la precisione.La traiettoria del movimento è mostrata di seguito.
Le fresatrici CNC e le punzonatrici CNC sono esempi di macchine utensili con capacità di controllo del punto.I sistemi CNC utilizzati esclusivamente per il controllo dei punti sono diventati rari a causa del progresso della tecnologia CNC.
(2) Macchine utensili CNC a controllo lineare
Le macchine CNC a controllo parallelo sono anche conosciute come macchine CNC a controllo lineare.Ha la caratteristica di controllare non solo il posizionamento preciso tra i punti ma anche la velocità di movimento e il percorso (traiettoria), tra due punti.Il suo movimento è legato solo alle coordinate degli assi della macchina utensile che si muovono in parallelo.Ciò significa che viene controllata solo una coordinata alla volta.L'utensile può essere utilizzato per tagliare alla velocità di avanzamento specificata durante il processo di spostamento.Generalmente può essere utilizzato solo per la lavorazione di componenti rettangolari e a gradini.
Torni CNCcon controllo lineare sono principalmente fresatrici e rettificatrici CNC.Il sistema CNC di questa macchina utensile è noto anche come sistema CNC a controllo lineare.Allo stesso modo, le macchine CNC utilizzate esclusivamente per il controllo lineare sono rare.
(3) Macchine utensili CNC per il controllo del contorno 3D
Le macchine CNC a controllo continuo sono note anche come macchine CNC a controllo del contorno.La caratteristica di controllo di questa macchina è la capacità di controllare due o più coordinate di movimento contemporaneamente.
Per garantire che il movimento relativo dell'utensile sul contorno del pezzo sia conforme al contorno di lavorazione del pezzo, è necessario coordinare accuratamente lo spostamento e la velocità di ciascun movimento coordinato secondo la relazione proporzionale prescritta.
Per utilizzare questo metodo di controllo, un dispositivo CNC deve avere la funzione di interpolazione.L'interpolazione descrive la forma di una linea retta o di un arco mediante l'elaborazione matematica eseguita dagli operatori di interpolazione nel sistema CNC.Questo si basa sui dati di base immessi dal programma, come le coordinate per i punti finali di una linea retta, le coordinate per i punti finali di un arco o il raggio o la coordinata centrale.Durante il calcolo, assegnare gli impulsi a ciascun controller dell'asse delle coordinate in base ai risultati.Ciò controlla lo spostamento del collegamento per ciascuna coordinata per conformarsi al contorno desiderato.Durante il movimento, l'utensile taglia continuamente la superficie del pezzo, consentendo varie lavorazioni come linee rette, curve e archi.Traiettoria di lavorazione controllata dal contorno.
Queste macchine utensili includono torni e fresatrici CNC, nonché macchine per il taglio a filo CNC, centri di lavoro, ecc. I dispositivi CNC ad essi corrispondenti sono chiamati sistemi di controllo del contorno.Può essere classificato in tre tipologie in base al numero di assi che controlla: forma
1 Collegamenti a due assi:utilizzato principalmente per torni CNC che lavorano superfici rotanti, o fresatrici CNC che lavorano superfici cilindriche curve.
2 Semi-linker 2 assi:Viene utilizzato principalmente per il controllo di macchine utensili che hanno più di 3 assi.Due assi possono essere collegati e il terzo asse può eseguire l'alimentazione periodica.
3 Collegamento a tre assi:Si tratta di un collegamento che coinvolge tre assi di coordinate lineari, solitamente X/Y/Z, ed è utilizzato da fresatrici CNC, centri di lavoro, ecc. Il secondo tipo consente di controllare due coordinate lineari contemporaneamente in X/Y/Z, come così come l'asse delle coordinate di rotazione che ruota attorno agli assi delle coordinate lineari.
In un centro di tornitura, ad esempio, il collegamento tra due assi di coordinate lineari (asse X e asse Z in direzione longitudinale) deve essere controllato contemporaneamente al collegamento al mandrino (asse C), che ruota attorno all'asse Z .
4 Collegamento a quattro assi:Controlla simultaneamente le tre coordinate lineari X, Y e Z per collegarle con un asse di coordinate di rotazione.
5 Collegamento a cinque assi:Ciò consente di controllare il collegamento di tre assi di coordinate contemporaneamente, X/Y/Z.Lo strumento controlla inoltre simultaneamente due degli assi delle coordinate AB e C che ruotano attorno a questi assi lineari.Ciò dà un totale di cinque assi.Lo strumento può ora essere posizionato ovunque nello spazio.
L'utensile può essere controllato per ruotare attorno agli assi xey contemporaneamente, quindi taglia sempre nella stessa direzione della superficie del contorno.Ciò garantisce la levigatezza e la precisione della superficie.La superficie lavorata è più liscia, aumentando l'efficienza.
2. Classificazione dei sistemi servocontrollati
1) Macchine utensili CNC a circuito aperto
Questo tipo di macchina utensile è dotato di un servo di avanzamento ad anello aperto, il che significa che non è presente alcun dispositivo di rilevamento del feedback.Il suo motore di azionamento è solitamente uno stepper.La caratteristica principale di un motore passo-passo è che ruota di un passo completo ogni volta che il sistema di controllo cambia il segnale dell'impulso.Il motore ha una funzione autobloccante e può essere utilizzato per regolare l'angolo di distanza.
Il distributore di impulsi controlla il circuito di azionamento utilizzando il segnale di comando di avanzamento proveniente dal sistema CNC.Il numero di impulsi e la frequenza degli impulsi possono essere modificati per controllare lo spostamento delle coordinate, la velocità di spostamento o lo spostamento.direzione.
Le caratteristiche principali di questo metodo sono la semplicità, la facilità d’uso e il basso costo.Non vi è alcun problema di instabilità con il sistema di controllo poiché il sistema CNC invia solo segnali unidirezionali.La precisione dello spostamento è tuttavia bassa perché l'errore di trasmissione meccanica non viene corretto tramite feedback.
Questo metodo di controllo veniva utilizzato da tutte le prime macchine CNC, ma presentava un alto tasso di fallimento.Nonostante i miglioramenti nei circuiti di azionamento, questo metodo di controllo è ancora ampiamente utilizzato oggi.Questo metodo di controllo, soprattutto nel nostro paese, viene utilizzato per sistemi CNC generali ed economici e per trasformare vecchie apparecchiature utilizzando CNC.Questo metodo di controllo consente inoltre di configurare un computer a chip singolo o un computer a scheda singola come una macchina CNC, riducendo il costo del sistema.
Macchine utensili con controllo ad anello chiuso
Questo tipo di macchina utensile CNC utilizza il controllo a circuito chiuso.L'azionamento del motore può essere CC o CA e deve disporre sia del feedback di posizione che del feedback di velocità configurati per rilevare qualsiasi movimento effettivo della parte mobile in qualsiasi momento durante l'elaborazione.Il sistema CNC restituisce l'importo in tempo reale al comparatore.Il segnale di comando viene ottenuto tramite interpolazione e confrontato con l'importo.La differenza viene quindi utilizzata per controllare il servoazionamento, che aziona la componente di spostamento per eliminare l'errore.
A seconda della posizione e del dispositivo di feedback del rilevatore di feedback di posizione, sono disponibili due modalità: anello chiuso (completo) e anello semichiuso (anello semichiuso).
1 Controllo ad anello chiuso
Il dispositivo di feedback della posizione, come mostrato in figura, utilizza un elemento di rilevamento della distanza lineare.(Attualmente viene utilizzato più comunemente un regolo) Questo è montato sulla sella di una macchina utensile.Rileva direttamente lo spostamento lineare nelle coordinate della macchina utensile.Il segnale dal motore può essere eliminato tramite feedback.L'errore di trasmissione è ridotto nella catena di trasmissione meccanica, il che si traduce in un'elevata precisione per il posizionamento statico della macchina.
La risposta dinamica della catena di trasmissione meccanica nel suo complesso è molto più lunga della risposta elettrica.L’intero sistema di controllo a circuito chiuso è molto difficile da stabilizzare e la sua progettazione e le sue regolazioni sono piuttosto complesse.Questo metodo di controllo a circuito chiuso viene utilizzato principalmente per macchine a coordinate CNC, rettificatrici di precisione CNC, ecc. Che richiedono un'elevata precisione.
2 Controllo ad anello semichiuso
Il feedback della posizione si basa su componenti di rilevamento dell'angolo, che attualmente sono principalmente encoder.I servomotori o le viti sono dotati di componenti di rilevamento dell'angolo (attualmente principalmente encoder).Le caratteristiche di controllo del sistema sono più stabili perché la maggior parte dei collegamenti di trasmissione meccanica non è a circuito chiuso.La compensazione software del valore fisso può migliorare la precisione degli errori di trasmissione meccanica, come l'errore della vite.La maggior parte delle macchine CNC utilizza la modalità ad anello semichiuso.
Macchine CNC a controllo ibrido tridimensionale
Per creare un sistema di controllo ibrido, le caratteristiche di ciascun metodo di controllo possono essere concentrate selettivamente.Per soddisfare i requisiti di alcune macchine utensili e compensare le differenze tra i due metodi, si consiglia di utilizzare uno schema di controllo ibrido.Due metodi comuni sono il tipo con compensazione ad anello aperto e il tipo con compensazione ad anello semichiuso.
3. Sistemi CNC classificati in base al loro livello funzionale
I sistemi CNC sono classificati in tre categorie in base al loro livello funzionale: basso, medio e alto.Questo metodo di classificazione è ampiamente utilizzato nel nostro Paese.Gli standard di classificazione sono diversi da un periodo all'altro.Secondo l'attuale livello di sviluppo, i diversi tipi di sistemi CNC sono suddivisi in tre categorie in base a determinate funzioni e indicatori.I sistemi CNC di fascia media e alta vengono spesso definiti CNC con funzioni complete o standard.
(1) Taglio dei metalli
Si riferisce a macchine CNC che eseguono varie operazioni di taglio cometornitura e fresatura CNC.Questo può essere diviso in due categorie principali.
Macchine CNC come torni e fresatrici.
La caratteristica principale di un centro di lavoro è la sua libreria di utensili, che dispone di un meccanismo di cambio utensile automatico.Il pezzo passa attraverso la macchina solo una volta.Dopo aver bloccato il pezzo, gli utensili da taglio vengono sostituiti automaticamente.Vari processi, tra cui fresatura (tornitura), chiavetta, alesatura (foratura) e nastratura vengono eseguiti in continuo su ciascuna superficie del pezzo sulla stessa macchina, ad esempio (costruzione/fresatura).Centro, centro di tornitura, centro di foratura, ecc.
(2) Metallo FoRMING
Si riferisce alle macchine CNC utilizzate per l'estrusione, la punzonatura e la pressatura, nonché per l'imbutitura e altre operazioni di formatura.Alcune delle macchine CNC più comunemente utilizzate includono presse CNC e piegatrici per tubi CNC.
(3) Categoria Lavorazioni Speciali
Le macchine per elettroerosione a filo CNC sono le più comuni, seguite dataglio metalli CNCmacchine e macchine per la lavorazione laser CNC.
(4) Misurazione e disegno
In questa categoria sono inclusi principalmente strumenti di misura a coordinate tridimensionali, tool setter CNC, plotter CNC, ecc.
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Orario di pubblicazione: 06-ottobre-2023