CNC工作機械の分類についてどれくらい知っていますか?
CNC工作機械は機能、構造、用途に基づいて分類されます。
次に、さまざまな分類を見ていきます。
機能に基づく
旋盤:これらの機械は主に円筒形または円錐形の部品の旋削加工を実行します。
これらの機械は、平坦な表面や複雑な表面のフライス加工に使用できます。
構造に基づく
横形マシニングセンタ:主軸とワークはテーブル上に水平に設置されます。
立形マシニングセンタ:主軸とワークはテーブル上に垂直に設置されます。
多軸加工機:これらの機械には複数の軸（3 つ以上）が装備されており、精密かつ複雑な動作を実行できます。
申請に基づいて
ボール盤は、主に穴あけ作業を実行する機械です。
研削盤:これらの機械は金属の研削と研磨に使用できます。
レーザー切断機:レーザー技術はさまざまな材料の切断に使用されます。
放電加工機 (EDM):これらの機械は、導電性材料を成形および穴あけします。
CNC マシンの分類方法は異なります。種類も仕様も豊富です。上記の分類方法に加え、機能と構造の4原則を用いて分類することができます。
1. 工作機械の制御軌跡による分類
1) ポイントコントロールCNCマシン
ポイント制御の唯一の要件は、ある工作機械から別の工作機械への可動部品の正確な位置決めです。動作のための点間の軌道の要件はそれほど厳密ではありません。移動中は何も処理されません。各座標軸間で動きがどのように発生するかは重要ではありません。正確かつ迅速な位置決めを実現するには、まず 2 点間の距離を素早く移動し、次にゆっくりと位置点に近づいて精度を確保することが重要です。動作軌跡を以下に示します。
CNC フライス盤や CNC パンチングマシンは、点制御機能を備えた工作機械の例です。CNC 技術の進歩により、点制御のみに使用される CNC システムは珍しくなりました。
(2) 線形制御CNC工作機械
並列制御 CNC マシンは、リニア制御 CNC マシンとも呼ばれます。2点間の正確な位置決めだけでなく、2点間の移動速度やルート(軌道)も制御する特徴があります。その動きは平行移動する工作機械の座標軸のみに関係します。これは、一度に 1 つの座標のみが制御されることを意味します。工具を使用して、シフトプロセス中に指定された送り速度で切削することができます。通常、長方形および段付きコンポーネントの処理にのみ使用できます。
CNC旋盤リニア制御を備えた製品は主に CNC フライス盤と CNC グラインダーです。この工作機械の CNC システムは、リニア制御 CNC システムとも呼ばれます。同様に、リニア制御専用のCNCマシンも稀です。
(3) 3D輪郭制御CNC工作機械
連続制御 CNC マシンは、輪郭制御 CNC マシンとも呼ばれます。本機の制御機能は、複数の動作座標を同時に制御できることです。
ワーク輪郭上での工具の相対運動をワークの加工輪郭に合わせて行うためには、各連携動作の変位と速度を規定の比例関係に従って正確に連携させる必要があります。
この制御方法を使用するには、CNC 装置が補間機能を備えている必要があります。補間は、CNC システムの補間演算子によって実行される数学的処理によって直線または円弧の形状を記述します。これは、直線の端点の座標、円弧の端点の座標、半径または中心の座標など、プログラムによって入力された基本データに基づいています。計算中は、その結果に応じて座標軸の各コントローラにパルスを割り当てます。これにより、希望の輪郭に一致するように各座標のリンク変位が制御されます。移動しながらワーク表面を連続的に切削し、直線・曲線・円弧など多彩な加工が可能です。輪郭制御された加工軌跡。
これらの工作機械には、CNC旋盤やフライス盤のほか、CNCワイヤカットマシンやマシニングセンターなどが含まれます。これらに相当するCNC装置を輪郭制御システムと呼びます。制御する軸の数に基づいて 3 つのタイプに分類できます。
1 2 軸リンク:主に回転面を加工するCNC旋盤や円筒曲面を加工するCNCフライス盤に使用されます。
2セミリンケージ2軸：主に3軸以上の工作機械の制御に使用されます。2軸を連動させて3軸目で周期送りを行うことも可能です。
3 3 軸リンケージ:これは、通常 X/Y/Z の 3 つの直線座標軸を含むリンケージで、CNC フライス盤やマシン センターなどで使用されます。2 番目のタイプでは、次のように X/Y/Z で 2 つの直線座標を同時に制御できます。直線座標軸の周りを回転する回転座標軸も同様です。
たとえば旋盤センターでは、2 つの直線座標軸 (長手方向の X 軸と Z 軸) 間の連動を、Z 軸を中心に回転する主軸 (C 軸) への連動と同時に制御する必要があります。 。
4 4 軸リンケージ:3 つの直線座標 X、Y、Z を 1 つの回転座標軸にリンクして同時に制御します。
5 5 軸リンケージ:これにより、X/Y/Z の 3 つの座標軸のリンクを一度に制御できます。このツールは、これらの直線軸の周りを回転する AB 座標軸と C 座標軸の 2 つを同時に制御します。これにより、合計 5 つの軸が得られます。ツールは空間内のどこにでも配置できるようになりました。
工具は x 軸と y 軸の両方を中心に同時に回転するように制御できるため、常に輪郭面と同じ方向に切削します。これにより、表面の滑らかさと精度が保証されます。加工面が滑らかになり、効率が向上します。
2. サーボ制御システムの分類
1) オープンループ CNC 工作機械
このタイプの工作機械にはオープンループ送りサーボが搭載されているため、フィードバック検出装置はありません。その駆動モーターは通常ステッパーです。ステッピング モーターの主な特徴は、制御システムがパルス信号を変更するたびにステッピング モーターがフル ステップ回転することです。モーターにはセルフロック機能があり、距離角度を調整するために使用できます。
パルス分配器はCNCシステムからの送り指令信号を利用して駆動回路を制御します。パルス数やパルス周波数を変更することで、座標変位、変位速度、変位を制御できます。方向。
この方法の主な特徴は、そのシンプルさ、使いやすさ、そして低コストです。CNC システムは一方向の信号のみを送信するため、制御システムに不安定性の問題はありません。ただし、機械的な伝達誤差をフィードバック補正していないため、変位の精度は低くなります。
この制御方法は初期のすべての CNC マシンで使用されていましたが、故障率が高かったです。駆動回路の改良にもかかわらず、この制御方法は現在でも広く使用されています。この制御方法は、特に我が国では、経済的な一般的な CNC システムや、CNC を使用して古い装置を改造するために使用されます。この制御方法により、シングル チップ コンピュータまたはシングル ボード コンピュータを CNC マシンとして構成することもできるため、システムのコストが削減されます。
閉ループ制御を備えた工作機械
このタイプの CNC 工作機械は閉ループ制御を使用します。モータードライブは DC または AC のいずれかであり、処理中の任意の時点で可動部品の実際の動きを検出するように構成された位置フィードバックと速度フィードバックの両方が必要です。CNC システムはその量をリアルタイムでコンパレータにフィードバックします。コマンド信号は補間によって取得され、量と比較されます。次に、その差を使用してサーボドライブを制御し、誤差を除去するために変位成分を駆動します。
位置フィードバック検出器の位置とフィードバックデバイスに応じて、クローズドループ (フル) とセミクローズドループ (セミクローズドループ) の 2 つのモードがあります。
1 閉ループ制御
位置フィードバック装置は、図に示すように直線距離検出素子を使用しています。（現在は格子定規が最も多く使われています） 工作機械のサドルに取り付けます。工作機械座標上の直線変位を直接検出します。モーターからの信号はフィードバックにより除去できます。機械式伝動チェーンの伝動誤差が減少し、機械の静的位置決めの高精度が得られます。
機械的伝動チェーン全体の動的応答は、電気的応答よりもはるかに長くなります。閉ループ制御システム全体を安定させるのは非常に難しく、その設計と調整は非常に複雑です。この閉ループ制御方式は、主に高精度を必要とする CNC 座標機械、CNC 精密研削盤などに使用されます。
2 セミクローズドループ制御
位置フィードバックは、現在主にエンコーダである角度検出コンポーネントに基づいています。サーボモーターやネジには角度検出部品（現在は主にエンコーダ）が取り付けられています。機械的伝送リンクの大部分が閉ループにないため、システムの制御特性はより安定しています。ソフトウェア固定値補正により、ねじ誤差などの機械的な伝達誤差の精度を向上させることができます。ほとんどの CNC マシンはセミクローズド ループ モードを使用します。
3次元ハイブリッド制御CNCマシン
各制御方式の特徴を選択的に集約してハイブリッド制御システムを構築できます。特定の工作機械の要件を満たし、2 つの方法間の違いを補うために、ハイブリッド制御方式を使用することをお勧めします。一般的な方式としては、オープンループ補償タイプとセミクローズドループ補償タイプの2つがあります。
3. 機能レベルに応じて分類された CNC システム
CNC システムは、機能レベルに基づいて、低、中、高の 3 つのカテゴリに分類されます。この分類方法は我が国で広く使用されています。分類基準は時代によって異なります。現在の開発レベルに応じて、さまざまなタイプの CNC システムは、特定の機能と指標に基づいて 3 つのカテゴリに分類されます。中級および高級 CNC システムは、フル機能または標準 CNC と呼ばれることがよくあります。
(1) 金属の切削加工
などのさまざまな切削加工を行うCNC機械を指します。CNC旋盤とフライス加工。これは 2 つの主なカテゴリに分類できます。
旋盤やフライス盤などのCNC機械。
マシニングセンタの最大の特徴は、自動工具交換機構を備えた工具ライブラリです。ワークを機械に通過させるのは 1 回だけです。ワーククランプ後、刃具は自動で交換されます。フライス加工 (旋削)、キー加工、リーマ加工 (穴あけ)、ねじ山テーピングなどのさまざまなプロセスが、たとえば同じ機械上で部品の各表面に連続的に実行されます (構築/フライス加工)。センター、ターニングセンター、ドリリングセンターなど
(2)メタルフォ鳴いている
押出、打ち抜き、プレス、絞り、その他の成形作業に使用される CNC マシンを指します。最も一般的に使用される CNC マシンには、CNC プレスや CNC パイプ ベンダーなどがあります。
(3) 特殊加工カテゴリー
CNC ワイヤー EDM マシンが最も一般的で、次に次が続きます。CNC金属切断機械やCNCレーザー加工機など。
(4) 測定と作図
主に三次元座標測定器、CNCツールセッター、CNCプロッターなどがこのカテゴリーに含まれます。
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投稿時間: 2023 年 10 月 6 日