Il existe de nombreuses variétés et spécifications de machines-outils CNC, et les méthodes de classification sont également différentes. Aujourd'hui, l'éditeur partagera avec vous quelques informations utiles sur la classification des machines-outils à commande numérique. J'espère que cela vous sera utile.
1. Classification selon la trajectoire de contrôle du mouvement de la machine-outil
1. Machines-outils CNC avec contrôle ponctuel
Le contrôle de points nécessite uniquement le positionnement précis des pièces mobiles de la machine-outil d'un point à un autre. Les exigences relatives à la trajectoire de mouvement entre les points ne sont pas strictes. Aucun traitement n'est effectué pendant le mouvement. Le mouvement entre chaque axe de coordonnées n'a pas d'importance. Afin d'obtenir un positionnement à la fois rapide et précis, le déplacement entre deux points se déplace généralement rapidement d'abord, puis s'approche lentement du point de positionnement pour garantir la précision du positionnement. Comme le montre la figure ci-dessous, il s'agit de la trajectoire de mouvement du contrôle ponctuel.
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Les machines-outils dotées de fonctions de contrôle de points comprennent principalement les perceuses CNC, les fraiseuses CNC, les poinçonneuses CNC, etc. Avec le développement de la technologie CNC et la diminution du prix des systèmes CNC, les systèmes CNC uniquement utilisés pour le contrôle de points ne sont plus courants.
2. Machines-outils CNC à commande linéaire
Les machines-outils CNC à commande linéaire sont également appelées machines-outils CNC à commande parallèle. Sa caractéristique est qu'en plus de contrôler le positionnement précis entre les points, il contrôle également la vitesse de déplacement et l'itinéraire (trajectoire) entre deux points liés. Cependant, son itinéraire de mouvement n'est lié qu'aux axes de coordonnées de la machine-outil se déplacent en parallèle, ce qui signifie qu'il n'y a qu'un seul axe de coordonnées contrôlé en même temps (c'est-à-dire qu'il n'y a pas besoin de fonction d'opération d'interpolation dans le système CNC). Pendant le processus de déplacement, l'outil peut couper à la vitesse d'avance spécifiée. Généralement, il ne peut traiter que des pièces rectangulaires et étagées.
Les machines-outils dotées de fonctions de commande linéaire comprennent principalement des tours CNC relativement simples, des fraiseuses CNC et des rectifieuses CNC. Le système CNC de cette machine-outil est également appelé système CNC à commande linéaire. De même, les machines-outils CNC utilisées uniquement pour le contrôle linéaire sont rares.
3. Machines-outils CNC à contrôle de contour
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Les machines-outils CNC à contrôle de contour sont également appelées machines-outils CNC à contrôle continu. Sa fonction de contrôle est qu'il peut contrôler simultanément le déplacement et la vitesse de deux ou plusieurs coordonnées de mouvement.
Afin de répondre aux exigences selon lesquelles la trajectoire de mouvement relatif de l'outil le long du contour de la pièce est conforme au contour d'usinage de la pièce, le contrôle du déplacement et le contrôle de la vitesse de chaque mouvement coordonné doivent être coordonnés avec précision selon la relation proportionnelle prescrite.
Par conséquent, dans ce type de procédé de commande, le dispositif de commande numérique doit avoir une fonction d'opération d'interpolation. Ce qu'on appelle l'interpolation consiste à décrire la forme de la ligne droite ou de l'arc grâce au traitement mathématique de l'opérateur d'interpolation dans le système CNC sur la base des données de base saisies par le programme (telles que les coordonnées du point final de la ligne droite, le coordonnées du point final de l'arc et la coordonnée centrale ou le rayon). , c'est-à-dire que pendant le calcul, attribuez des impulsions à chaque contrôleur d'axe de coordonnées en fonction des résultats du calcul, contrôlant ainsi le déplacement de liaison de chaque axe de coordonnées pour se conformer au contour requis. Pendant le processus de mouvement, l'outil coupe en continu la surface de la pièce et divers processus peuvent être effectués. Traitement des lignes droites, des arcs et des courbes.
Ce type de machines-outils comprend principalement les tours CNC, les fraiseuses CNC, les machines de découpe à fil CNC et les centres d'usinage. Le dispositif CNC correspondant est appelé système CNC de contrôle de contour. Selon le nombre d'axes de coordonnées de liaison qu'il contrôle, il peut être divisé dans les types suivants : forme :
(1) Liaison à deux axes : principalement utilisée pour les tours CNC pour traiter des surfaces courbes rotatives ou pour les fraiseuses CNC pour traiter des surfaces cylindriques courbes.
(2) Semi-liaison à deux axes : Elle est principalement utilisée pour le contrôle de machines-outils à plus de trois axes. Deux des axes peuvent être liés et l'autre axe peut effectuer une avance périodique.
(3) Liaison à trois axes : généralement divisée en deux catégories, l'une est la liaison de trois axes de coordonnées linéaires X/Y/Z, qui est principalement utilisée dans les fraiseuses CNC, les centres d'usinage, etc. En plus de contrôler simultanément les deux coordonnées linéaires en X/Y/Z, il contrôle également simultanément l'axe de coordonnées de rotation qui tourne autour de l'un des axes de coordonnées linéaires.
Par exemple, un centre d'usinage de tournage, en plus de la liaison de deux axes de coordonnées linéaires dans le sens longitudinal (axe Z) et dans le sens transversal (axe X), il doit également contrôler simultanément la liaison de la broche (axe C) en rotation autour de l'axe Z.
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(4) Liaison à quatre axes : contrôlez simultanément les trois axes de coordonnées linéaires X/Y/Z pour les relier à un certain axe de coordonnées de rotation.
(5) Liaison à cinq axes : en plus de contrôler simultanément la liaison des trois axes de coordonnées linéaires X/Y/Z, il contrôle également simultanément deux des axes de coordonnées A, B et C qui tournent autour de l'axe de coordonnées linéaires. , formant un contrôle simultané de cinq axes de coordonnées. Les deux axes sont liés et l'outil peut être positionné dans n'importe quelle direction de l'espace.
Par exemple, l'outil est contrôlé pour osciller autour des axes X et Y en même temps, de sorte que l'outil maintient toujours une direction normale par rapport à la surface de contour en cours de traitement à son point de coupe, de manière à garantir la douceur de La surface en cours de traitement et améliorer sa précision de traitement et son traitement. efficacité, réduisant la rugosité de la surface usinée.
2. Classification selon la méthode d'asservissement
1. Machines-outils CNC à contrôle en boucle ouverte
Le servomoteur d'avance de ce type de machine-outil est en boucle ouverte, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de dispositif de retour de détection. Généralement, son moteur d’entraînement est un moteur pas à pas. La principale caractéristique d'un moteur pas à pas est que chaque fois que le circuit de commande modifie le signal d'impulsion de commande, le moteur tourne d'un pas. angle de distance, et le moteur lui-même a une capacité d'auto-verrouillage.
Le signal de commande d'alimentation émis par le système CNC contrôle le circuit d'entraînement via le distributeur d'impulsions. Il contrôle la quantité de déplacement des coordonnées en modifiant le nombre d'impulsions, contrôle la vitesse de déplacement en modifiant la fréquence d'impulsion et contrôle le déplacement en modifiant la séquence de distribution des impulsions. direction.
Par conséquent, les principales caractéristiques de cette méthode de contrôle sont un contrôle pratique, une structure simple et un prix bas. Le flux du signal de commande émis par le système CNC est unidirectionnel, il n'y a donc aucun problème de stabilité du système de contrôle. Cependant, puisque l'erreur de la transmission mécanique n'est pas corrigée par rétroaction, la précision du déplacement n'est pas élevée.
Les premières machines-outils CNC ont toutes adopté cette méthode de contrôle, mais le taux de défaillance était relativement élevé. À l'heure actuelle, en raison de l'amélioration du circuit de conduite, il est encore largement utilisé. Surtout dans notre pays, cette méthode de contrôle est souvent utilisée dans les systèmes CNC économiques généraux et dans la transformation CNC d'anciens équipements. De plus, cette méthode de contrôle peut configurer un ordinateur monopuce ou un ordinateur monocarte en tant que dispositif CNC, réduisant ainsi le prix de l'ensemble du système.
2. Machines-outils à contrôle en boucle fermée
Le servomoteur d'avance de ce type de machine-outil CNC fonctionne selon une méthode de contrôle par rétroaction en boucle fermée. Le moteur d'entraînement peut utiliser deux types de servomoteurs CC ou CA et doit être configuré avec un retour de position et un retour de vitesse pour détecter le déplacement réel des pièces mobiles à tout moment pendant le traitement. Le montant est renvoyé à temps au comparateur du système CNC. Il est comparé au signal de commande obtenu par l'opération d'interpolation. La différence est utilisée comme signal de commande du servomoteur, qui à son tour entraîne le composant de déplacement pour éliminer l'erreur de déplacement.
Selon l'emplacement d'installation de l'élément de détection de retour de position et le dispositif de retour utilisé, il est divisé en deux modes de contrôle : boucle entièrement fermée et boucle semi-fermée.
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(1) Contrôle complet en boucle fermée
Le dispositif de retour de position utilise un élément de détection de déplacement linéaire (actuellement une règle de réseau est généralement utilisée), qui est installé sur la selle de la machine-outil, c'est-à-dire qu'il détecte directement le déplacement linéaire des coordonnées de la machine-outil. Grâce au feedback, toute la chaîne de transmission mécanique, depuis le moteur jusqu'au support de la machine-outil, peut être éliminée. erreur de transmission, obtenant ainsi une précision de positionnement statique plus élevée de la machine-outil.
Cependant, dans l'ensemble de la boucle de contrôle, les caractéristiques de frottement, la rigidité et le jeu de nombreux maillons de transmission mécanique sont non linéaires, et le temps de réponse dynamique de l'ensemble de la chaîne de transmission mécanique est très important par rapport au temps de réponse électrique. Cela entraîne de grandes difficultés pour la correction de la stabilité de l'ensemble du système en boucle fermée, et la conception et l'ajustement du système sont également relativement complexes. Par conséquent, cette méthode de contrôle entièrement en boucle fermée est principalement utilisée pour les machines à coordonnées CNC, les meuleuses de précision CNC, etc. qui nécessitent une très haute précision.
(2) Contrôle en boucle semi-fermée
Son retour de position utilise des composants de détection d'angle (actuellement principalement des codeurs, etc.), qui sont directement installés à l'extrémité du servomoteur ou de la vis. Étant donné que la plupart des liaisons de transmission mécaniques ne sont pas incluses dans la boucle fermée du système, des caractéristiques de contrôle plus stables sont obtenues. Les erreurs de transmission mécanique telles que les vis ne peuvent à aucun moment être corrigées par un retour d'information, mais des méthodes logicielles de compensation à valeur fixe peuvent être utilisées pour améliorer leur précision de manière appropriée. À l'heure actuelle, la plupart des machines-outils CNC adoptent un mode de contrôle en boucle semi-fermée.
3. Machines-outils CNC à commande hybride
Les caractéristiques des procédés de contrôle ci-dessus peuvent être concentrées de manière sélective pour former un schéma de contrôle hybride. Comme mentionné précédemment, étant donné que la méthode de contrôle en boucle ouverte a une bonne stabilité, un faible coût et une mauvaise précision, tandis que la méthode de contrôle en boucle entièrement fermée a une mauvaise stabilité, afin de se compenser et de répondre aux exigences de contrôle de certaines machines. outils, une méthode de contrôle hybride doit être utilisée.
3. Classification selon le niveau fonctionnel des systèmes CNC
Les systèmes CNC sont généralement divisés en trois catégories : faible, moyen et élevé. Cette méthode de classification est couramment utilisée dans notre pays. Étant donné que les limites des notes faibles, moyennes et élevées sont relatives, les normes de classification seront différentes selon les périodes. En ce qui concerne le niveau de développement actuel, différents types de systèmes CNC peuvent être divisés en trois catégories : bas, moyen et haut de gamme selon certaines fonctions et indicateurs. Parmi eux, le moyen et le haut de gamme sont généralement appelés CNC pleine fonction ou CNC standard.
1. Découpe du métal
Désigne les machines-outils CNC qui utilisent divers processus de coupe tels que le tournage, le fraisage, l'alésage, le perçage, le meulage et le rabotage. Il peut être divisé selon les deux catégories suivantes :
(1) Machines-outils CNC ordinaires : telles que les tours CNC, les fraiseuses CNC, les meuleuses CNC, etc.
(2) Centre d'usinage : Sa principale caractéristique est une bibliothèque d'outils avec un mécanisme de changement d'outil automatique. Après le serrage, divers outils de coupe sont automatiquement remplacés et divers processus tels que le fraisage (tournage), l'alésage, le perçage et le taraudage sont effectués en continu sur chaque surface de traitement de la pièce sur la même machine-outil, tels que les centres d'usinage (fraisage) et centres de tournage. , centre de forage, etc.
2. Formage des métaux
Désigne les machines-outils CNC qui utilisent des procédés d'extrusion, de poinçonnage, de pressage, d'étirage et d'autres procédés de formage. Les presses CNC, les cintreuses CNC, les cintreuses de tubes CNC et les machines à filer CNC sont couramment utilisées.
3. Catégories de traitement spécial
Il existe principalement des machines d'électroérosion à fil CNC, des machines de formage EDM CNC, des machines de découpe à la flamme CNC, des machines de traitement laser CNC, etc.
4. Mesure et dessin
Inclut principalement un instrument de mesure de coordonnées tridimensionnelles, un régleur d'outils CNC, un traceur CNC, etc.
