CNC 공작 기계는 프로그램 제어 시스템을 갖춘 자동 공작 기계입니다. CNC 공작 기계는 부품의 정밀하고 복잡하며 소량 배치 처리를 실현할 수 있으며 효율적이고 유연한 자동 공작 기계입니다.
CNC 공작 기계에는 여러 유형이 있으며, CNC 공작 기계는 다양한 방식으로 분류할 수 있습니다. 여기에는 모션 제어 방식, 서보 시스템 유형, 프로세스 및 사용, 수치 제어 장치의 기능 등이 포함됩니다.
운동 제어 방법에 따른 분류
CNC 공작기계는 이동을 제어하는 방식에 따라 점제어, 선형제어, 윤곽제어의 3가지로 나눌 수 있습니다.
1. 포인트 제어 CNC 공작 기계
CNC 시스템은 한 지점에서 다른 지점으로의 정확한 공구 위치만 제어하고 동작 궤적은 제어하지 않습니다. 좌표축 간의 동작은 무관하며, 동작 중에 공작물은 처리되지 않습니다. 즉, 가공 평면에서 공작물의 위치 지정 지점에 대한 공구의 좌표 위치만 제어되고, 위치 지정 동작의 궤적은 필요하지 않습니다.
이러한 유형의 제어 시스템은 주로 CNC 드릴링 머신, CNC 좌표 보링 머신, CNC 펀칭 머신, 측정 기계 등에 사용됩니다.
2. 선형제어 CNC 공작기계
수치 제어 시스템은 점 사이의 정확한 위치를 제어하는 것 외에도 두 점 사이의 이동 궤적이 직선이 되도록 보장해야 하며, 이동 속도도 제어해야 합니다. 이를 점 위치 직선 제어라고도 합니다.
선형 제어 CNC 공작 기계는 공구 또는 작업물의 적절한 이송 이동을 제어하고 좌표축과 평행한 방향으로 선형 이동 및 가공을 수행할 수 있습니다. 또는 두 좌표축을 동일한 속도로 이동하도록 제어하고 45° 사선을 따라 가공을 수행합니다.
이러한 유형의 제어 시스템은 주로 CNC 선반, CNC 보링 및 밀링 머신, CNC 연삭기 등에 사용됩니다.
3. 윤곽제어 CNC 기계
윤곽 제어의 특징은 두 개 이상의 이동 좌표의 변위와 속도를 동시에 연속적으로 제어하는 것입니다. 공작 기계의 이동 부품의 시작점과 끝점의 좌표를 제어하는 것뿐만 아니라 전체 가공 공정에서 각 점의 속도, 방향 및 변위를 제어해야 합니다. 복잡한 부품을 가공하는 경우 독립 포인트 제어 및 선형 제어 공작 기계는 거의 없으며 대부분은 윤곽 제어 CNC 공작 기계입니다. 윤곽 제어 CNC 공작 기계는 링크 처리뿐만 아니라 포인트 및 선형 제어를 실현할 수 있습니다.
이러한 CNC 공작 기계에는 주로 CNC 선반, CNC 밀링 머신, CNC 와이어 절단 공작 기계, 가공 센터가 포함됩니다.
서보 시스템 유형에 따른 분류
CNC 공작기계는 서보 시스템의 종류에 따라 오픈 루프, 클로즈드 루프, 세미 클로즈드 루프 시스템으로 나눌 수 있다. 서보 시스템이 공작기계 구현체의 움직임을 제어할 때 수치 제어 장치의 명령 요청 값을 받아들이더라도 실제 변위는 반드시 명령 요청 값과 같지는 않다. 즉, 일정한 오차가 있다.
개방 루프, 폐쇄 루프, 반폐쇄 루프 시스템 간의 주요 차이점은 사용되는 모터의 종류 , 실행 구성 요소의 측정과 오차 보정을 수행할지 여부, 오차 보정 범위의 크기입니다.
1. 오픈 루프 제어
이 유형의 공작 기계에는 위치 감지 피드백 장치가 없으며 일반적으로 스테핑 모터를 액추에이터로 사용합니다. 입력 데이터는 수치 제어 시스템에 의해 처리되고 펄스 명령이 발행되어 스테퍼 모터가 스텝 각도로 회전한 다음 기계적 전달 메커니즘을 통해 작업대의 선형 운동으로 변환됩니다. 이동 부품의 이동 속도와 변위는 입력 펄스 주파수와 펄스 수에 따라 결정됩니다.
오픈 루프 시스템은 실행 구성 요소의 측정 및 오류 보정을 수행하지 않으며 구조가 간단하고 유지 관리가 편리하며 비교적 정밀도가 낮고 비용이 저렴합니다. 일반적으로 높은 정밀도가 필요하지 않은 소형 및 중형 CNC 공작 기계에 사용됩니다.
2. 반폐쇄루프제어 CNC 공작기계
검출 소자(유도 동기화 장치 또는 광전 인코더 등)를 모터 끝단 또는 리드 스크류 끝에 설치하고, 가동부의 변위를 회전 각도를 검출하여 간접적으로 검출한 다음 수치 제어 시스템으로 피드백합니다. 대부분의 기계적 전달 링크가 시스템의 폐루프 루프에 포함되지 않기 때문에 비교적 안정적인 제어 특성을 얻을 수 있습니다. 반폐루프 시스템은 두 가지 사이에 있으며 오류의 일부만 보상하므로 이론적으로 가공 정확도는 전체 폐루프 시스템만큼 좋지 않습니다. 그러나 디버깅이 더 편리하므로 널리 사용됩니다.
3. 폐쇄 루프 제어
이 유형의 CNC 공작 기계에는 위치 검출 피드백 장치가 장착되어 있습니다. 위치 검출 피드백 장치는 선형 변위 검출 요소를 채택하여 공작 기계의 이동 부품에 직접 설치하고 측정 결과를 CNC 장치로 직접 피드백합니다. 피드백은 모터에서 공작 기계의 이동 부품까지 전체 기계적 전달 체인의 전달 오류를 제거하고 최종적으로 정밀한 위치 지정을 달성할 수 있습니다.
폐루프 시스템은 높은 정밀도와 높은 비용을 가지고 있으며, 주로 고정밀성이 요구되는 대형 정밀 CNC 공작 기계에 사용됩니다.
공예 용도별 분류
CNC 공작기계는 기술적 용도에 따라 일반 CNC 공작기계와 CNC 가공센터로 나눌 수 있습니다.
1. 일반 CNC 공작 기계
일반 CNC 공작 기계는 일반적으로 가공 과정에서 디지털 제어를 실현하는 자동화된 공작 기계를 말하며, 예를 들어 CNC 밀링 머신, CNC 선반, CNC 드릴링 머신, CNC 연삭 머신, CNC 기어 가공 공작 기계 등이 있습니다. 일반 CNC 공작 기계의 자동화 정도는 완벽하지 않으며, 공구 교체 및 부품 클램핑은 수동으로 수행해야 합니다.
2. CNC 가공 센터
머시닝 센터는 툴 매거진과 자동 툴 체인저가 있는 CNC 공작 기계입니다. CNC 밀링 머신, CNC 보링 머신, CNC 드릴링 머신의 기능을 결합합니다. 부품을 한 번 클램핑한 후 대부분의 가공 표면을 밀링할 수 있습니다.
가공센터의 가장 큰 특징은 공구 매거진과 공구 교환 매니퓰레이터를 갖추고 있어 다중공정 가공을 실현할 수 있다는 점이다.
수치제어장치의 기능에 따른 분류
CNC 공작기계는 CNC 장치의 기능에 따라 CNC 공작기계, 간이 CNC 공작기계, 경제형 CNC 공작기계로 나눌 수 있습니다.
CNC 공작 기계의 CNC 장치는 자동 프로그래밍, 자동 측정, 자동 고장 진단이 가능한 완벽한 기능을 갖추고 있습니다.
간단한 CNC 공작기계는 기능이 하나뿐이며, 자동화를 실현하는 기본 기능만 갖추고 있으며, 직관적인 입력 방식을 채택하여 구조가 간단하고 가격이 저렴합니다.
일반용 공작기계는 단일칩 컴퓨터와 단일보드 컴퓨터를 사용함으로써 안정적인 성능과 쉬운 조작을 갖춘 경제적인 CNC 공작기계로 전환할 수 있습니다.
