Tipos de tornos CNC
1. Máquinas herramienta CNC para corte de metales
Las máquinas herramienta CNC correspondientes al torneado, fresado, taladrado, rectificado y procesamiento de engranajes tradicionales incluyen tornos CNC y fresado CNC. Máquinas, taladradoras CNC, amoladoras CNC, máquinas herramienta de procesamiento de engranajes CNC, etc. Aunque estas máquinas herramienta CNC son muy diferentes en tecnología de procesamiento y métodos de control específicos, todas las acciones y movimientos de las máquinas herramienta se controlan digitalmente, con alta eficiencia de producción y automatización.
Añadir un almacén de herramientas y un cambiador de herramientas a una máquina herramienta CNC normal se convierte en una máquina herramienta de centro de mecanizado CNC. Las máquinas herramienta de los centros de mecanizado mejoran aún más la automatización y la productividad de las máquinas herramienta CNC comunes. Por ejemplo, el centro de mecanizado de fresado, mandrinado y taladrado se forma añadiendo un almacén de herramientas de gran capacidad y un cambiador automático de herramientas sobre la base de una fresadora CNC. Después de sujetar la pieza de trabajo una vez, se pueden mecanizar la mayoría de las piezas de la caja. puede realizar procesamientos multiproceso en cuatro o incluso cinco lados, como fresado, taladrado, expansión, escariado y roscado, y es especialmente adecuado para procesar piezas de cajas. El centro de mecanizado puede evitar eficazmente errores de posicionamiento causados por múltiples instalaciones de piezas de trabajo, reducir la cantidad de máquinas herramienta y el espacio, acortar el tiempo auxiliar y mejorar en gran medida la eficiencia de producción y la calidad del procesamiento.
2. Máquinas herramienta CNC de procesamiento especial
Además de cortar máquinas herramienta CNC, la tecnología CNC también se utiliza ampliamente en máquinas herramienta de electroerosión por hilo CNC, máquinas herramienta de conformado CNC EDM y plasma CNC. máquinas herramienta de corte por arco, máquinas herramienta de corte por llama CNC y máquinas herramienta de procesamiento láser CNC.
3. Máquinas herramienta CNC para procesamiento de chapa metálica
Las máquinas herramienta CNC para procesamiento de chapa metálica de uso común incluyen prensas CNC, máquinas cizallas CNC y máquinas dobladoras CNC.
En los últimos años, la tecnología CNC también se ha utilizado ampliamente en otros equipos mecánicos, como máquinas de medición multicoordenadas CNC, trefiladoras automáticas y robots industriales.
2. Clasificación de control de trayectorias de movimiento
1. Máquinas herramienta CNC de control de puntos
La característica de las máquinas herramienta CNC de control de puntos es que las partes móviles de la La máquina herramienta solo se puede controlar mediante un posicionamiento preciso de una posición a otra sin ningún procesamiento durante el movimiento y el posicionamiento. El sistema CNC de la máquina herramienta solo controla el valor de las coordenadas del punto final del recorrido y no controla la trayectoria del movimiento entre puntos. Por lo tanto, no existe conexión entre los movimientos de varios ejes de coordenadas. Se pueden mover varias coordenadas al punto objetivo al mismo tiempo, o cada coordenada se puede mover de forma individual y secuencial.
Este tipo de máquinas herramienta CNC incluyen principalmente mandrinadoras por coordenadas CNC, taladradoras CNC, punzonadoras CNC, máquinas de soldadura por puntos CNC, etc. El dispositivo CNC para máquinas herramienta CNC de control de puntos se denomina dispositivo CNC de puntos.
2. Máquinas herramienta CNC de control lineal
Las máquinas herramienta CNC de control lineal pueden controlar la herramienta o mesa de trabajo para realizar movimientos lineales y cortes en la dirección paralela al eje de coordenadas con un avance adecuado. La velocidad de avance puede variar dentro de un cierto rango según las condiciones de corte.
Un torno CNC simple con control lineal tiene solo dos ejes de coordenadas y puede procesar ejes paso a paso. Una fresadora CNC de control lineal con tres ejes de coordenadas que se puede utilizar para fresar planos. Las máquinas herramienta combinadas modernas utilizan un servosistema de alimentación CNC para accionar el cabezal de potencia con alimentación axial de caja de múltiples ejes para el procesamiento de taladrado y mandrinado. También se puede considerar una máquina herramienta CNC de control lineal.
Máquinas mandrinadoras y fresadoras CNC, centros de mecanizado y otras máquinas herramienta, la velocidad del movimiento de avance en cada dirección de coordenadas se puede ajustar dentro de un cierto rango y tienen las funciones de control de puntos y control de línea de mecanizado. Las máquinas herramienta deben denominarse máquinas herramienta CNC controladas por puntos o cables.
3. Máquinas herramienta CNC con control de contorno
Las máquinas herramienta CNC con control de contorno pueden controlar continuamente el desplazamiento y la velocidad de dos o más movimientos, de modo que el plano o espacio de la trayectoria del movimiento puede ser sintetizado Cumplir con los requisitos del esquema de la parte. No solo puede controlar las coordenadas de los puntos inicial y final de las partes móviles de la máquina herramienta, sino también controlar la velocidad y el desplazamiento de cada punto en todo el contorno de procesamiento, procesando así la pieza de trabajo en la forma de contorno requerida.
Los tornos CNC, las fresadoras CNC y las rectificadoras CNC de uso común son máquinas herramienta CNC típicas con control de contorno. Las máquinas de corte por llama CNC, las máquinas de electroerosión y los trazadores CNC también utilizan sistemas de control de contorno. La estructura del sistema de control de contorno es más compleja que el sistema de control puntual/lineal y requiere una interpolación continua durante el proceso de mecanizado y luego el correspondiente control de velocidad y desplazamiento.
Hoy en día, todas las funciones de control de los equipos de control numérico por computadora se implementan a través de software, y agregar funciones de control de contorno no aumentará los costos. Por lo tanto, además de algunos sistemas de control especializados, los modernos equipos de control numérico por computadora también tienen funciones de control de contorno.
3. Clasificación según las características del dispositivo de accionamiento
1. Máquinas herramienta CNC de control de bucle abierto
Este tipo de sistema de control para controlar la máquina CNC. Las herramientas no tienen componentes de detección de posición. Los componentes del servoaccionamiento suelen ser motores paso a paso reactivos o motores servo paso a paso híbridos. Después de que el sistema CNC emite un comando de avance, la potencia del circuito de accionamiento lo amplifica para hacer que el motor paso a paso gire en un cierto ángulo y luego impulsa el tornillo para que gire a través del dispositivo reductor, que se convierte en desplazamiento lineal de las partes móviles a través del mecanismo de tuerca de tornillo. La velocidad y el desplazamiento de las partes móviles están determinados por la frecuencia y el número de pulsos de entrada. El flujo de información de este tipo de máquina herramienta CNC es unidireccional, es decir, después de enviar el pulso de alimentación, el valor de movimiento real ya no se retroalimenta, por lo que se denomina máquina herramienta CNC de control de bucle abierto.
Las máquinas herramienta CNC con sistemas de control de bucle abierto tienen estructuras simples y bajos costos. Sin embargo, este sistema no puede monitorear el desplazamiento real de las partes móviles y realizar correcciones de errores. Por lo tanto, el motor paso a paso fuera de sincronismo, el error de ángulo de paso y los errores de transmisión, como engranajes y tornillos, afectarán la precisión de las piezas procesadas. El sistema de control de bucle abierto solo es adecuado para máquinas herramienta CNC pequeñas y medianas que no requieren una alta precisión de procesamiento, especialmente máquinas herramienta CNC simples y económicas.
2. Máquinas herramienta CNC con control de circuito cerrado
Las máquinas herramienta CNC con control de circuito cerrado instalan dispositivos de detección de desplazamiento lineal directamente en las partes móviles de la máquina herramienta para detectar directamente el desplazamiento real. del banco de trabajo, y el valor de desplazamiento real medido se devuelve al dispositivo CNC, se compara con el valor de desplazamiento del comando de entrada, y la diferencia se utiliza para controlar la máquina herramienta para que las piezas móviles se muevan de acuerdo con el desplazamiento real , consiguiendo en última instancia un movimiento preciso de las piezas móviles. La diferencia se utiliza para controlar la máquina herramienta de modo que las partes móviles se muevan de acuerdo con el desplazamiento real requerido y, en última instancia, lograr un movimiento y posicionamiento precisos de las partes móviles. Teóricamente, la precisión del movimiento del sistema de circuito cerrado depende principalmente de la precisión de detección del dispositivo de detección y no tiene nada que ver con el error de la cadena de transmisión, por lo que su precisión de control es alta. La Figura 1-3 es un diagrama de bloques de un sistema de máquina herramienta CNC con control de bucle cerrado. En la figura, A es el sensor de velocidad y C es el sensor de desplazamiento lineal. Cuando el valor del comando de desplazamiento se envía al circuito de comparación de posición, si el banco de trabajo no se mueve, no hay retroalimentación. El valor del comando hace que el servomotor gire. La señal de retroalimentación de velocidad se envía al circuito de control de velocidad a través de A. el desplazamiento real del banco de trabajo se retroalimenta al circuito de control de velocidad a través de C. Un circuito de comparación de posición que compara con el valor del comando de desplazamiento utiliza la diferencia entre los valores de comparación para realizar el control de posición hasta que la diferencia sea cero. Este método de control de las máquinas herramienta CNC se denomina control de circuito cerrado de las máquinas herramienta CNC porque ingresa al enlace de control del banco de trabajo de la máquina herramienta.
Las máquinas herramienta CNC con control de circuito cerrado tienen una alta precisión de posicionamiento, pero la depuración y el mantenimiento son difíciles, el sistema es complejo y el costo es alto.
3. Máquina herramienta CNC con control de circuito semicerrado
La máquina herramienta CNC con control de circuito semicerrado está equipada con un dispositivo de detección de corriente de desplazamiento angular (como un codificador fotoeléctrico, etc.) en el eje del servomotor o en la máquina herramienta CNC. El ángulo de detección detecta indirectamente el ángulo de desplazamiento real de la parte móvil del tornillo y luego lo devuelve al dispositivo CNC para corregir el error. La Figura 1-4 es el diagrama de bloques del sistema de una máquina herramienta CNC con control de circuito semicerrado. En la figura, A es el sensor de velocidad y B es el sensor de ángulo. La velocidad del servomotor se puede detectar indirectamente a través del elemento de medición de velocidad A y el disco codificador fotoeléctrico B, y se puede calcular el desplazamiento real del banco de trabajo, y este valor se puede comparar con el valor de comando, y la diferencia se puede utilizado para lograr el control. Debido a que el banco de trabajo no está en el circuito de control, se denomina máquina herramienta CNC de control de circuito semicerrado.
El sistema CNC de control de circuito semicerrado es más conveniente de depurar y tiene buena estabilidad. En la actualidad, la mayoría de los sistemas CNC de control de circuito semicerrado integran el dispositivo de detección de ángulo y el servomotor, lo que hace que la estructura sea más compacta.
4. Máquinas herramienta CNC de control híbrido
Basándose en las características de los tres tipos de máquinas herramienta CNC anteriores, se forman las máquinas herramienta CNC de control híbrido.
Las máquinas herramienta CNC de control híbrido son particularmente adecuadas para máquinas herramienta CNC grandes o pesadas, porque las máquinas herramienta CNC grandes o pesadas requieren altas velocidades de avance y una precisión bastante alta, y sus cadenas de transmisión tienen una gran inercia y par si solo se dispone de un control total de circuito cerrado. Cuando se utiliza, la cadena de transmisión de la máquina herramienta y el banco de trabajo se colocan en un circuito de control de circuito cerrado, y la depuración de circuito cerrado es más complicada. Los sistemas de control híbridos se dividen en dos formas:
(1) Tipo de compensación de bucle abierto. Su método de control básico utiliza un servomecanismo de circuito abierto de motor paso a paso y también se agrega un circuito de corrección. La señal de retroalimentación del elemento de medición de desplazamiento lineal instalado en el banco de trabajo se utiliza para corregir el error del sistema mecánico.
(2) Compensación en bucle semicerrado. Logra un control de alta precisión a través del control de circuito semicerrado y luego logra una corrección de circuito cerrado completo a través del elemento de medición de desplazamiento lineal instalado en el banco de trabajo, logrando así la unidad de alta velocidad y alta precisión. Entre ellos, A es el elemento de medición de velocidad (como un generador de velocidad), B es el elemento de medición de ángulo y C es el elemento de medición de desplazamiento lineal.