Εργαλειομηχανές υψηλής ποιότητας CNC

Αυτές οι έξι λέξεις περιέχουν τρία στρώματα εννοιών, ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε κάθε στρώμα.

Μια μηχανή άλεσης πέντε αξόνων

Πρώτον, τι είναι η "εργαλειομηχανή";

Με μια στενή έννοια, "εργαλειομηχανή" αναφέρεται συνήθως στην "τέμνουσα εργαλειομηχανή" (με μια στενή έννοια, είναι επειδή υπάρχουν επίσης πρόσθετα εργαλειομηχανές κατασκευής όπως τρισδιάστατη εκτύπωση ή άλλα ειδικά εργαλειομηχανές), τα οποία χρησιμοποιούν τέμνουσες μεθόδους για να επεξεργαστούν κομμάτια προς κατεργασία σε μέρη μηχανών. Δηλαδή, εργαλειομηχανές είναι οι μηχανές που κατασκευάζουν μηχανές, έτσι είναι επίσης γνωστές ως "μηχανές εργασίας". Στα ιαπωνικά, ονομάζονται "μηχανήματα εργασίας" (και στα αγγλικά, ονομάζονται "εργαλειομηχανές".

Η πρώτη πραγματική εργαλειομηχανή ήταν στην πραγματικότητα μια βαρετή μηχανή, εφευρέθηκε από τον Βρετανό βιομήχανο Τζον Γουίλκινσον το 1775. Το αρχικό κίνητρο για την εφεύρεση αυτού του βαρετού μηχανήματος ήταν να λύσει το πρακτικό πρόβλημα της κατασκευής βαρέλι κανονιών υψηλής ακρίβειας στον στρατό εκείνη την εποχή.

Η κατεργασία διάτρησης είναι μια τέμνουσα διαδικασία που χρησιμοποιεί εργαλεία κοπής για να διευρύνει την εσωτερική διάμετρο των τρυπών ή άλλων κυκλικών περιγραμμάτων σε περιστρεφόμενα κομμάτια προς κατεργασία. Αντιστοιχεί στην περιστροφή, η οποία είναι μια τέμνουσα διαδικασία που χρησιμοποιεί ένα εργαλείο για να μειώσει την εξωτερική διάμετρο ενός περιστρεφόμενου κομματιού προς κατεργασία ή να διαμορφώσει το τελικό πρόσωπο. [2]

Διαδικασίες διάτρησης (αριστερά) και στροφής (δεξιά)

Ο 47-χρονος Γουίλκινσον, μετά από συνεχείς προσπάθειες στο εργοστάσιο του πατέρα του, δημιούργησε τελικά αυτό το νέο μηχάνημα που μπορεί να παράγει βαρέλια κανονιών με σπάνια ακρίβεια. Η αρχή εργασίας είναι να περιστραφεί ο σταθερός άξονας του εργαλείου διάτρησης μέσω ενός τροχού νερού και να τον ωθήσει σχετικά με το κυλινδρικό κομμάτι προς κατεργασία. Ο σταθερός άξονας του εργαλείου διάτρησης περνά μέσω του κυλίνδρου και υποστηρίζεται και στις δύο άκρες. Λόγω της σχετικής κίνησης μεταξύ του εργαλείου και του κομματιού προς κατεργασία, το υλικό τρυπιέται σε μια κυλινδρική τρύπα υψηλής ακρίβειας.

Σχηματικό διάγραμμα της πρώτης διάτρησης μηχανής

Και η μηχανή διάτρησης χρησιμοποιήθηκε αργότερα για την κατεργασία κυλίνδρων ατμομηχανής. Ο λόγος είναι ότι αφού ο Τζέιμς Γουάτ εφηύρε την ατμομηχανή, βρήκε πολύ δύσκολο να κατασκευάσει τους κυλίνδρους ατμομηχανής χρησιμοποιώντας μεθόδους σφυρηλασίας και λόγω της χαμηλής ακρίβειας κατασκευής και της σοβαρής διαρροής αέρα των κυλίνδρων, η κατασκευή και η βελτίωση της αποδοτικότητας της ατμομηχανής ήταν περιορισμένη. [3] Μετά την υιοθέτηση αυτής της διάτρησης μηχανής, οι κύλινδροι υψηλής ακρίβειας πάνω από 50 ίντσες μπορούν να κατασκευαστούν, βελτιώνοντας σημαντικά την ποιότητα επεξεργασίας και την αποδοτικότητα παραγωγής των κυλίνδρων ατμομηχανών, και επιτυγχάνοντας έτσι τη μεγάλη επιτυχία.

Στη συνέχεια, προκειμένου να καλυφθούν οι ανάγκες των διαφόρων τεχνικών επεξεργασίας, αναδύθηκαν διάφοροι τύποι εργαλειομηχανών όπως τόρνοι, μηχανές άλεσης, Hobelers, αλέτρινες, γεωτρήσεις κ.λπ. [4]

Διαδικασίες διάτρησης (αριστερά) και άλεσης (δεξιά)

Τότε, τι είναι μια "μηχανή CNC";

Ο πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής γεννήθηκε τον 14ο Φεβρουάριο, 1946 στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια στις Ηνωμένες Πολιτείες. Το αρχικό κίνητρο για την ανάπτυξή του ήταν η κατασκευή μιας "ηλεκτρονικής" υπολογιστικής συσκευής που αντικατέστησε τα ρελέ με ηλεκτρονικούς σωλήνες κατόπιν αιτήματος του αμερικανικού στρατού στο πλαίσιο του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, για τον υπολογισμό της τροχιάς των κελύφων.

Έξι χρόνια αργότερα, το 1952, ο Πάρσονς συνεργάστηκε με το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) για να αναπτύξει την πρώτη εργαλειομηχανή αριθμητικού ελέγχου (γνωστή και ως "εργαλείο ψηφιακού ελέγχου") συνδυάζοντας ένα σύστημα αριθμητικού ελέγχου βασισμένο σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές με μια μηχανή άλεσης από το Από τότε, τα παραδοσιακά εργαλειομηχανές υποβλήθηκαν σε ποιοτική αλλαγή, σηματοδοτώντας την αρχή της εποχής των εργαλειομηχανών. [5]

Η πρώτη μηχανή CNC (μηχανή άλεσης)

Έξι χρόνια αργότερα, το 1958, το ΜΙΤ συνεργάστηκε με πολλές εταιρείες υπό τη χορηγία του αμερικανικού στρατού για να αναπτύξει μια γλώσσα προγραμματισμού υπολογιστών υψηλού επιπέδου που χρησιμοποιείται για την παραγωγή οδηγιών εργασίας για εργαλειομηχανές CNC. Η πιο κοινή μέθοδος τώρα είναι η χρήση οδηγιών μορφής που αναφέρονται συνήθως ως "κώδικας Γ". [7]

Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας υπολογιστών, οι μικροεπεξεργαστές έχουν εφαρμοστεί στον ψηφιακό έλεγχο, βελτιώνοντας σημαντικά τις λειτουργίες τους. Computer Numerical Control）， Η εργαλειομηχανή που εφαρμόζει αυτό το σύστημα είναι επίσης γνωστή ως εργαλειομηχανή η οποία είναι ένα μηχανοκίνητο εργαλείο αριθμητικού ελέγχου, ή απλά αναφέρεται ως "εργαλειομηχανή".

Η τεχνολογία αριθμητικού ελέγχου σε εργαλειομηχανές είναι μια τεχνική μέθοδος που χρησιμοποιεί ψηφιακά σήματα για να ελέγξει τη διαδικασία κίνησης και κατεργασίας της εργαλειομηχανής. Μια εργαλειομηχανή είναι μια εργαλειομηχανή που χρησιμοποιεί τεχνολογία ή είναι εξοπλισμένη με ένα σύστημα. Η 5η Τεχνική Επιτροπή της Διεθνούς Ομοσπονδίας Επεξεργασίας Πληροφοριών (IFIP) ορίζει μια εργαλειομηχανή ως εργαλειομηχανή εξοπλισμένη με σύστημα ελέγχου προγράμματος. Αυτό το σύστημα ελέγχου μπορεί λογικά να επεξεργαστεί προγράμματα με κωδικούς ελέγχου ή άλλες συμβολικές οδηγίες, να τα αποκωδικοποιήσει, να τα αναπαραστήσει με κωδικοποιημένους αριθμούς και να τα εισαγάγει στο σύστημα μέσω φορέων πληροφοριών. Μετά από τον υπολογισμό και την επεξεργασία, τα διάφορα σήματα ελέγχου εκδίδονται από τη συσκευή για να ελέγξουν τη δράση της εργαλειομηχανής, και τα μέρη επεξεργάζονται αυτόματα σύμφωνα με τις απαιτήσεις.

Η διαδικασία κατεργασίας των εργαλειομηχανών

Η επεξεργασία εργαλειομηχανών διαιρεί τις συντεταγμένες κίνησης του εργαλείου και του τεμαχίου προς κατεργασία σε μερικές ελάχιστες μονάδες, δηλαδή την ελάχιστη μετατόπιση.Το σύστημα κινεί τις συντεταγμένες με αρκετές ελάχιστες μετατοπίσεις σύμφωνα με τις απαιτήσεις του προγράμματος μερών (δηλ. ελέγχει την τροχιά κίνησης εργαλειομηχανών), επιτυγχάνοντας έτσι τη σχετική κίνηση μεταξύ του εργαλείου και του τεμαχίου προς κατεργασία και ολοκληρώνοντας την κατεργασία του μέρους.

Η σχετική κίνηση του εργαλείου κατά μήκος κάθε άξονα συντεταγμένων μετράται σε μονάδες ισοδύναμου παλμού (mm/παλμός). Όταν η τέμνουσα διαδρομή είναι μια ευθεία γραμμή ή τόξο, η συσκευή εκτελεί "πυκνότητα σημείου δεδομένων" μεταξύ των αρχικών και τελικών τιμών συντεταγμένων του τμήματος ή του τόξου γραμμών, υπολογίζει μια σειρά ενδιάμεσων τιμών συντεταγμένων σημείων, και έπειτα παράγει παλμούς σε κάθε συντεταγμένη σύμφωνα με τις ενδιάμεσες τιμές συντεταγμένων σημείων για να εξασφαλίσει ότι το επιθυμητό περίγραμμα ευθείας γραμμής ή τόξου επεξεργάζεται.

Η πυκνότητα των σημείων δεδομένων που πραγματοποιείται από τις συσκευές ονομάζεται παρεμβολή, και γενικά οι συσκευές έχουν τη λειτουργία της παρεμβολής βασικών λειτουργιών (όπως γραμμικές και κυκλικές λειτουργίες). Στην πραγματικότητα, η κατεργασία οποιουδήποτε τμήματος καμπύλης σε μια εργαλειομηχανή προσεγγίζεται από τις βασικές μαθηματικές λειτουργίες που η συσκευή μπορεί να χειριστεί, όπως γραμμές, τόξα, κ.λπ. Φυσικά, το σφάλμα προσέγγισης πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις του σχεδίου μερών.

Έναντι των παραδοσιακών εργαλειομηχανών, οι εργαλειομηχανές έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

Υψηλή ακρίβεια επεξεργασίας και σταθερή ποιότητα. Για κάθε παραγωγή σφυγμού από το σύστημα η μετατόπιση των κινούμενων μερών της εργαλειομηχανής καλείται ισοδύναμο σφυγμού Το ισοδύναμο σφυγμού των εργαλειομηχανών είναι γενικά 0.001και τα εργαλειομηχανές υψηλής ακρίβειας μπορούν να φτάσουν σε 0.000με πολύ υψηλότερη ανάλυση κίνησης από τα συνηθισμένα εργαλειομηχανές. Επιπλέον, τα εργαλειομηχανά έχουν συσκευές ανίχνευσης θέσης που μπορούν να παρέχουν ανατροφοδότηση στο σύστημα σχετικά με την πραγματική μετατόπιση των κινούμενων μερών ή τη γωνία της βίδας και του σερβο κινητήρα, και να αντισταθμίσουν για αυτό. Ως εκ τούτου, υψηλότερη ακρίβεια κατεργασίας από την ίδια την εργαλειομηχανή μπορεί να επιτευχθεί. Η ποιότητα των μερών που υποβάλλονται σε επεξεργασία από εργαλειομηχανές εγγυάται η εργαλειομηχανή και δεν επηρεάζεται από λειτουργικά λάθη, έτσι η συνέπεια μεγέθους της ίδιας παρτίδας μερών είναι καλή και η ποιότητα είναι σταθερή. Ικανός να επεξεργαστεί σύνθετα μέρη που είναι δύσκολο ή αδύνατο να επεξεργαστεί με συνηθισμένες εργαλειομηχανές. Για παράδειγμα, τα εργαλειομηχανά που χρησιμοποιούν τη σύνδεση δύο αξόνων ή περισσότερο από τη σύνδεση δύο αξόνων μπορούν να επεξεργαστούν τα περιστρεφόμενα καμπυλωτά μέρη σωμάτων, τα μέρη εκκεντροφόρων, και τα διάφορα σύνθετα χωρικά καμπυλωτά μέρη με την καμπυλωτή γεννήτρια. Υψηλή απόδοση παραγωγής. Η σειρά ταχύτητας άξονα και τροφής των εργαλειομηχανών είναι μεγαλύτερη από αυτές των συνηθισμένων εργαλειομηχανών και η καλή δομική ακαμψία επιτρέπει στα εργαλειομηχανά να χρησιμοποιούν μεγάλες ποσότητες κοπής, εξοικονομώντας αποτελεσματικά χρόνο ελιγμών. Για την επεξεργασία ορισμένων σύνθετων μερών, εάν χρησιμοποιείται ένα κέντρο κατεργασίας με μια αυτόματη συσκευή αλλαγής εργαλείων, μπορεί να επιτύχει τη συνεχή επεξεργασία πολλαπλών διαδικασιών κάτω από μια στερέωση, να μειώσει το χρόνο κύκλου εργασιών των ημιτελών προϊόντων και να βελτιώσει σημαντικά την παραγωγικότητα. Ισχυρή προσαρμοστικότητα στον επανασχεδιασμό προϊόντων. Μετά το τροποποιημένο σχέδιο των κατεργασμένων μερών, είναι απαραίτητο μόνο να αλλάξετε το πρόγραμμα κατεργασίας των μερών και να ρυθμίσετε τις παραμέτρους εργαλείων στην εργαλειομηχανή για να επιτύχετε την κατεργασία των τροποποιημένων μερών, μειώνοντας σημαντικά τον κύκλο προετοιμασίας παραγωγής. Ως εκ τούτου, οι εργαλειομηχανές μπορούν γρήγορα να μεταβαίνουν από την επεξεργασία ενός τύπου μέρους στην επεξεργασία ενός άλλου τροποποιημένου σχεδίου του μέρους, το οποίο παρέχει τη μεγάλη ευκολία για την επεξεργασία των ενιαίων και μικρών παρτίδων νέων δοκιμαστικών προϊόντων και τις συχνές ενημερώσεις της δομής προϊόντων. Ευωφελής για την ανάπτυξη της τεχνολογίας κατασκευής προς την ολοκληρωμένη αυτοματοποίηση. Οι εργαλειομηχανές είναι ο βασικός εξοπλισμός για την αυτοματοποίηση της μηχανικής επεξεργασίας Τα ολοκληρωμένα συστήματα αυτοματοποίησης όπως το Εύκαμπτο Κέντρο Μηχανών, το Εύκαμπτο Σύστημα Παραγωγής, το Ολοκληρωμένο Σύστημα Παραγωγής Υπολογιστών, κ.λπ., χτισμένα σε εργαλειομηχανές επιτρέπουν την ολοκλήρωση, την ευφυΐα και την αυτοματοποίηση της μηχανικής κατασκευής. Αυτό συμβαίνει επειδή το σύστημα ελέγχου των εργαλειομηχανών υιοθετεί ψηφιακές πληροφορίες και τυποποιημένη εισαγωγή κώδικα, και έχει διεπαφές επικοινωνίας, καθιστώντας εύκολο να επιτευχθεί επικοινωνία δεδομένων μεταξύ εργαλειομηχανών Είναι καταλληλότερο για τη σύνδεση υπολογιστών για να διαμορφώσει ένα βιομηχανικό δίκτυο ελέγχου, πραγματοποιώντας τον υπολογισμό, τη διαχείριση, και τον έλεγχο των αυτοματοποιημένων διαδικασιών παραγωγής. Ισχυρή λειτουργία παρακολούθησης και η δυνατότητα διάγνωσης ελαττωμάτων. Το σύστημα όχι μόνο ελέγχει την κίνηση της εργαλειομηχανής, αλλά παρέχει επίσης ολοκληρωμένη παρακολούθηση της εργαλειομηχανής. Για παράδειγμα, η έγκαιρη προειδοποίηση και η διάγνωση σφαλμάτων μπορεί να πραγματοποιηθεί για ορισμένους παράγοντες που προκαλούν σφάλματα, βελτιώνοντας σημαντικά την αποδοτικότητα της συντήρησης. Μειώστε την ένταση εργασίας των εργαζομένων και βελτιώστε τις συνθήκες εργασίας. Τέλος, τι είναι μια "υψηλής ποιότητας εργαλειομηχανή";

Ο ορισμός των εργαλειομηχανών "υψηλών σημείων" ή "υψηλών σημείων": εργαλειομηχανές με λειτουργίες όπως η υψηλή ταχύτητα, η ακρίβεια, η ευφυΐα, η σύνθετη, η σύνδεση πολλαπλών αξόνων, η επικοινωνία δικτύων, κ.λπ. Η ανάπτυξή του συμβολίζει ότι η τρέχουσα βιομηχανία κατασκευής εργαλειομηχανών της χώρας καταλαμβάνει ένα προηγμένο στάδιο στην ανάπτυξη της παγκόσμιας βιομηχανίας εργαλειομηχανών Ως εκ τούτου, διεθνώς, τεχνολογίες εργαλειομηχανών υψηλών σημείων όπως τα εργαλεία εργαλειομηχανών πέντε αξόνων θεωρούνται ως ένα σημαντικό σύμβολο της εκβιομηχάνισης μιας χώρας. [10]

Κέντρο κατεργασίας πέντε αξόνων DMG

Οι εργαλειομηχανές μπορούν να χωριστούν σε τρία επίπεδα με βάση το λειτουργικό τους επίπεδο: χαμηλό, μέσο και υψηλό. Αυτή η μέθοδος ταξινόμησης χρησιμοποιείται ευρέως στην Κίνα. Τα όρια μεταξύ χαμηλού, μεσαίου και υψηλού επιπέδου είναι σχετικά, και τα πρότυπα ταξινόμησης διαφέρουν σε διαφορετικές περιόδους.Με βάση το τρέχον επίπεδο ανάπτυξης, μπορεί γενικά να διακριθεί από τις ακόλουθες πτυχές (φυσικά, η ταξινόμηση αυτή δεν μπορεί να περιλαμβάνει όλους τους δείκτες):

Σύγκριση των εργαλειομηχανών υψηλών, μεσαίων και χαμηλών σημείων

Με την ανάπτυξη της προηγμένης τεχνολογίας παραγωγής, τα σύγχρονα εργαλειομηχανά απαιτούνται για να αναπτυχθούν προς την υψηλή ταχύτητα, την υψηλή ακρίβεια, την υψηλή αξιοπιστία, την ευφυΐα, και τις πληρέστερες λειτουργίες.