CNC 공작기계에는 종류와 사양이 다양하며 분류 방법도 다릅니다. 오늘 편집자는 CNC 공작 기계 분류에 대한 유용한 정보를 여러분과 공유할 것입니다. 나는 그것이 당신에게 도움이되기를 바랍니다.
1. 공작기계 운동의 제어 궤적에 따른 분류
1. 포인트 제어 기능이 있는 CNC 공작 기계
포인트 제어에는 공작 기계의 움직이는 부품을 한 지점에서 다른 지점으로 정확하게 위치시키는 것만 필요합니다. 점 사이의 모션 궤적에 대한 요구 사항은 엄격하지 않습니다. 이동 중에는 처리가 수행되지 않습니다. 각 좌표축 사이의 이동은 관련이 없습니다. 빠르고 정확한 포지셔닝을 달성하기 위해 일반적으로 두 지점 사이의 변위가 먼저 빠르게 이동한 다음 포지셔닝 정확도를 보장하기 위해 포지셔닝 지점에 천천히 접근합니다. 아래 그림과 같이 포인트 제어의 모션 궤적입니다.
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포인트 제어 기능을 갖춘 공작기계에는 주로 CNC 드릴링 머신, CNC 밀링 머신, CNC 펀칭 머신 등이 있습니다. CNC 기술의 발전과 CNC 시스템 가격의 하락으로 순수 포인트 제어에만 사용되는 CNC 시스템은 더 이상 보편화되지 않았습니다.
2. 선형 제어 CNC 공작 기계
선형 제어 CNC 공작 기계는 병렬 제어 CNC 공작 기계라고도 합니다. 점 사이의 정확한 위치 제어뿐만 아니라, 관련된 두 점 사이의 이동 속도와 경로(궤적)도 제어하는 것이 특징입니다. 그러나 이동 경로는 공작 기계 좌표축이 평행하게 이동하는 것과만 관련됩니다. 즉, 동시에 제어되는 좌표축은 하나만 있습니다(즉, CNC 시스템에서는 보간 작업 기능이 필요하지 않습니다). 이동 과정에서 공구는 지정된 이송 속도로 절단할 수 있습니다. 일반적으로 직사각형 및 계단형 부품만 처리할 수 있습니다.
선형 제어 기능을 갖춘 공작기계에는 주로 비교적 간단한 CNC 선반, CNC 밀링 머신, CNC 연삭기가 포함됩니다. 본 공작기계의 CNC 시스템은 선형 제어 CNC 시스템이라고도 합니다. 마찬가지로 선형 제어에만 사용되는 CNC 공작 기계도 드뭅니다.
3. 윤곽 제어 CNC 공작 기계
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윤곽 제어 CNC 공작 기계는 연속 제어 CNC 공작 기계라고도합니다. 제어 특징은 두 개 이상의 모션 좌표의 변위와 속도를 동시에 제어할 수 있다는 것입니다.
공작물 윤곽을 따라 공구의 상대 동작 궤적이 공작물 가공 윤곽과 일치해야 한다는 요구 사항을 충족하려면 각 좌표 동작의 변위 제어 및 속도 제어가 규정된 비례 관계에 따라 정확하게 조정되어야 합니다.
따라서 이러한 제어방법에서는 수치제어장치에 보간연산 기능이 요구된다. 소위 보간이란 프로그램에 의해 입력된 기본 데이터(직선의 끝점 좌표, 호의 끝점 좌표, 중심 좌표 또는 반경). 즉, 계산하는 동안 계산 결과에 따라 각 좌표축 제어기에 펄스를 할당하여 각 좌표축의 연동 변위를 필요한 형상에 맞게 제어합니다. 이동 과정에서 공구는 지속적으로 공작물 표면을 절단하며 다양한 공정을 수행할 수 있습니다. 직선, 호, 곡선 처리.
이러한 유형의 공작 기계에는 주로 CNC 선반, CNC 밀링 기계, CNC 와이어 절단 기계 및 머시닝 센터가 포함됩니다. 해당 CNC 장치를 윤곽 제어 CNC 시스템이라고 합니다. 제어하는 연결좌표축의 개수에 따라 다음과 같은 형태로 나눌 수 있습니다.
(1) 2축 연결: 회전 곡면을 가공하는 CNC 선반이나 곡면 원통형 곡면을 가공하는 CNC 밀링 머신에 주로 사용됩니다.
(2) 2축 반링크: 주로 3축 이상의 공작기계 제어에 사용됩니다. 두 개의 축을 연결할 수 있으며, 다른 축은 주기적 이송을 수행할 수 있습니다.
(3) 3축 연동 : 일반적으로 두 가지로 분류되는데, 하나는 X/Y/Z의 3개의 선형 좌표축을 연동하는 것으로 주로 CNC밀링머신, 머시닝센터 등에 사용된다. X/Y/Z의 두 선형 좌표를 동시에 제어하는 것 외에도 선형 좌표축 중 하나를 중심으로 회전하는 회전 좌표축도 동시에 제어합니다.
예를 들어 터닝 머시닝 센터는 세로 방향(Z축)과 가로 방향(X축)의 두 선형 좌표축의 연동 외에도 회전하는 스핀들(C축)의 연동도 동시에 제어해야 합니다. Z 축 주위.
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(4) 4축 연동: X/Y/Z의 3개의 선형 좌표축을 동시에 제어하여 특정 회전 좌표축과 연동합니다.
(5) 5축 연동 : X/Y/Z의 3개 선형좌표축의 연동을 동시에 제어하는 것 외에, 선형좌표축을 중심으로 회전하는 A, B, C 좌표축 2개를 동시에 제어한다. , 5개의 좌표축을 동시에 제어합니다. 두 축은 연결되어 있으며 도구는 공간의 어느 방향으로나 배치될 수 있습니다.
예를 들어, 공구는 X축과 Y축을 동시에 회전하도록 제어되므로 공구는 절단 지점에서 처리되는 윤곽 표면에 대해 항상 법선 방향을 유지하여 작업의 부드러움을 보장합니다. 처리되는 표면을 처리하고 처리 정확도와 처리를 향상시킵니다. 효율성, 가공된 표면의 거칠기를 감소시킵니다.
2. 서보 제어 방식에 따른 분류
1. 개방 루프 제어 CNC 공작 기계
이 유형의 공작 기계의 피드 서보 드라이브는 개방 루프입니다. 즉, 감지 피드백 장치가 없습니다. 일반적으로 구동 모터는 스테퍼 모터입니다. 스테퍼 모터의 주요 특징은 제어 회로가 명령 펄스 신호를 변경할 때마다 모터가 한 단계 회전한다는 것입니다. 거리 각도 및 모터 자체에는 자동 잠금 기능이 있습니다.
CNC 시스템에서 출력되는 피드 명령 신호는 펄스 분배기를 통해 구동 회로를 제어합니다. 펄스 수를 변경하여 좌표 변위량을 제어하고, 펄스 주파수를 변경하여 변위 속도를 제어하며, 펄스 분포 순서를 변경하여 변위를 제어합니다. 방향.
따라서 이 제어방식의 가장 큰 특징은 제어가 편리하고 구조가 간단하며 가격이 저렴하다는 점이다. CNC 시스템에서 발행된 명령 신호 흐름은 단방향이므로 제어 시스템의 안정성 문제가 없습니다. 그러나 기계식 변속기의 오차는 피드백에 의해 수정되지 않으므로 변위 정확도가 높지 않습니다.
초기 CNC 공작기계는 모두 이 제어 방식을 채택했지만 고장률이 상대적으로 높았습니다. 현재는 구동회로의 개선으로 인해 여전히 널리 사용되고 있다. 특히 우리나라에서는 일반 경제적인 CNC 시스템이나 오래된 장비의 CNC 변형에 이 제어 방식을 자주 사용하고 있다. 또한 이 제어 방식은 단일 칩 컴퓨터나 단일 보드 컴퓨터를 CNC 장치로 구성할 수 있어 전체 시스템의 가격을 낮출 수 있다.
2. 폐쇄 루프 제어 공작 기계
이러한 유형의 CNC 공작 기계의 피드 서보 드라이브는 폐쇄 루프 피드백 제어 방법에 따라 작동합니다. 구동 모터는 두 가지 유형의 DC 또는 AC 서보 모터를 사용할 수 있으며 처리 중 언제든지 움직이는 부품의 실제 변위를 감지하기 위해 위치 피드백과 속도 피드백으로 구성되어야 합니다. 그 양은 적시에 CNC 시스템의 비교기로 피드백됩니다. 보간 연산으로 얻은 명령 신호와 비교됩니다. 그 차이는 서보 드라이브의 제어 신호로 사용되며, 이는 차례로 변위 부품을 구동하여 변위 오차를 제거합니다.
위치 피드백 검출 요소와 사용되는 피드백 장치의 설치 위치에 따라 완전 폐쇄 루프와 반 폐쇄 루프의 두 가지 제어 모드로 구분됩니다.
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(1) 완전 폐쇄 루프 제어
위치 피드백 장치는 공작 기계 새들에 설치되는 선형 변위 감지 요소 (현재 격자 눈금자가 일반적으로 사용됨)를 사용합니다. 즉, 공작 기계 좌표의 선형 변위를 직접 감지합니다. 피드백을 통해 모터에서 공작 기계 새들까지의 전체 기계 전송 체인을 제거할 수 있습니다. 전송 오류로 인해 공작 기계의 정적 위치 정확도가 높아집니다.
그러나 전체 제어 루프 내에서 많은 기계식 변속기 링크의 마찰 특성, 강성 및 간격은 비선형이며 전체 기계식 변속기 체인의 동적 응답 시간은 전기 응답 시간에 비해 매우 큽니다. 이는 전체 폐쇄 루프 시스템의 안정성 보정에 큰 어려움을 가져오고 시스템의 설계 및 조정도 상대적으로 복잡합니다. 따라서 이 완전 폐쇄 루프 제어 방식은 매우 높은 정밀도를 요구하는 CNC 좌표 기계, CNC 정밀 연삭기 등에 주로 사용됩니다.
(2) 반폐쇄루프 제어
위치 피드백은 서보 모터나 나사의 끝부분에 직접 설치되는 각도 감지 부품(현재는 주로 엔코더 등)을 사용합니다. 대부분의 기계적 전송 링크는 시스템의 폐쇄 루프에 포함되지 않으므로 보다 안정적인 제어 특성을 얻을 수 있습니다. 나사와 같은 기계적 전송 오류는 피드백을 통해 언제든지 수정할 수 없지만 소프트웨어 고정 값 보상 방법을 사용하여 정확도를 적절하게 향상시킬 수 있습니다. 현재 대부분의 CNC 공작 기계는 반폐쇄 루프 제어 모드를 채택하고 있습니다.
3. 하이브리드 제어 CNC 공작 기계
위의 제어방식의 특성을 선택적으로 집중시켜 하이브리드 제어방식을 형성할 수 있다. 앞에서 언급한 바와 같이 개방 루프 제어 방법은 안정성이 좋고 비용이 낮으며 정확도가 좋지 않지만 완전 폐쇄 루프 제어 방법은 안정성이 낮기 때문에 서로를 보상하고 일부 기계의 제어 요구 사항을 충족시키기 위해 도구를 사용하려면 하이브리드 제어 방법을 사용해야 합니다.
3. CNC 시스템의 기능 수준에 따른 분류
CNC 시스템은 일반적으로 낮음, 중간, 높음의 세 가지 범주로 나뉩니다. 이 분류 방법은 우리나라에서 일반적으로 사용됩니다. 낮은 등급, 중간 등급, 높은 등급의 경계는 상대적이기 때문에 분류 기준은 시기에 따라 달라집니다. 현재 개발 수준에 관한 한 다양한 유형의 CNC 시스템은 일부 기능 및 지표에 따라 저급, 중급 및 고급의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 그 중 중급 및 고급형은 일반적으로 전기능 CNC 또는 표준 CNC라고 합니다.
1. 금속절단
터닝, 밀링, 리밍, 드릴링, 연삭, 플래닝 등 다양한 절삭 공정을 사용하는 CNC 공작 기계를 말합니다. 이는 다음 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
(1) 일반 CNC 공작 기계: CNC 선반, CNC 밀링 기계, CNC 연삭기 등
(2) 머시닝 센터: 주요 기능은 자동 공구 교환 메커니즘을 갖춘 공구 라이브러리입니다. 클램핑 후 각종 절삭공구가 자동으로 교체되며, (밀링)머시닝센터, 등 동일한 공작기계에서 공작물의 각 가공면에 대해 밀링(선삭), 리밍, 드릴링, 탭핑 등 다양한 공정이 연속적으로 수행된다. 터닝 센터. , 드릴링 센터 등
2. 금속성형
압출, 펀칭, 프레싱, 드로잉 및 기타 성형 공정을 사용하는 CNC 공작 기계를 말합니다. 일반적으로 사용되는 기계에는 CNC 프레스, CNC 벤딩 머신, CNC 파이프 벤딩 머신 및 CNC 방적 머신이 포함됩니다.
3. 특수 가공 카테고리
주로 CNC 와이어 EDM 기계, CNC EDM 성형 기계, CNC 화염 절단기, CNC 레이저 가공 기계 등이 있습니다.
4. 측정 및 도면
주로 3차원 좌표 측정 장비, CNC 도구 설정기, CNC 플로터 등이 포함됩니다.
