Csúcsminőségű CNC szerszámgépek

Ez a hat szó három rétegű fogalmat tartalmaz, nézzük meg közelebbről az egyes rétegeket.

A Handtmann PBZ HD öt tengelyes CNC marógép

Először is, mi az a "szerszámgép"?

Szűk értelemben a "szerszámgép" általában a "szerszámgép" kifejezésre utal (szűk értelemben azért, mert vannak olyan additív gyártású szerszámgépek is, mint például 3D nyomtatás vagy egyéb speciális szerszámgépek), amelyek vágási módszereket alkalmaznak a munkadarabok gép alkatrészekké történő feldolgozására. Ez azt jelenti, hogy a szerszámgépek azok a gépek, amelyek gépeket gyártanak, tehát "munkagépek" néven is ismerik őket, japánul "munkagépeknek" nevezik, angolul pedig "szerszámgépeknek".

Az első igazi szerszámgép valójában egy fúrógép volt, amit John Wilkinson brit iparos talált fel 1775-ben. A fúrógép feltalálásának eredeti motivációja az volt, hogy megoldja a nagy pontosságú ágyúhordók gyártásának gyakorlati problémáját a hadseregben.

A fúrómegmunkálás olyan vágási folyamat, amely vágószerszámokkal nagyítja a lyukak belső átmérőjét vagy más körkörös kontúrokat forgó munkadarabokon. Ez megfelel az esztergálásnak, amely egy olyan vágási folyamat, amely egy szerszámmal csökkenti a forgó munkadarab külső átmérőjét vagy alakítja a végfelület. [2]

Fúrási (bal) és esztergálási (jobb) folyamatok

A 47 éves Wilkinson, apja gyárában folyamatos erőfeszítések után végre megalkotta ezt az új gépet, amely ritka pontossággal képes ágyúhordókat gyártani. A fúrószerszám rögzített tengelyét egy vízkeréken keresztül forgatjuk, majd a hengeres munkadarabhoz viszonyítva toljuk. A fúrószerszám rögzített tengelye áthalad a hengeren és mindkét végén támasztjuk alá. A szerszám és a munkadarab relatív mozgása miatt az anyagot nagy pontosságú hengeres lyukba fúrjuk.

Az első fúrógép séma

És a fúrógépet később gőzmotor hengerek megmunkálására használták. Ennek oka az, hogy miután James Watt feltalálta a gőzmotort, nagyon nehéz volt kovácsolási módszerekkel gyártani a gőzmotor hengereket, és a hengerek alacsony gyártási pontossága és súlyos levegőszivárgása miatt a gőzmotor gyártása és hatékonyságának javítása korlátozott volt. [3] A fúrógép elfogadása után 50 hüvelyknél nagyobb pontosságú hengerek gyárthatók, nagymértékben javítva a gőzmotor hengerek feldolgozási minőségét és gyártási hatékonyságát, és így nagy sikert érve el.

Ezt követően a különböző feldolgozási technikák igényeinek kielégítése érdekében különböző típusú szerszámgépek, mint például eszterga, marógépek, gyalugépek, csiszológépek, fúrógépek stb. jelentek meg egymás után. [4]

Fúrási (bal) és marási (jobb) folyamatok

Akkor mi az a "CNC szerszámgép"?

Az első elektronikus számítógép 1946. február 14-én született az Egyesült Államokban található Pennsylvania Egyetemen. Fejlesztésének kezdeti motivációja egy "elektronikus" számítógépes eszköz gyártása volt, amely az amerikai hadsereg kérésére elektronikus csövekkel helyettesítette a reléket a második világháború kontextusában, hogy kiszámítsa a lövedékek pályáját.

Hat évvel később, 1952-ben, Parsons együttműködött a Massachusetts Institute of Technology (MIT) és kifejlesztette az első numerikus vezérlésű (NC) szerszámgép (más néven "digitális vezérlésű szerszámgép") kifejlesztését az elektronikus számítógépeken alapuló numerikus vezérlési rendszer és egy cincinnati marógép kombinációjával. Ettől kezdve a hagyományos szerszámgépek minőségi változáson mentek keresztül, jelezve a CNC korszak kezdetét a szerszámgépek terén. [5]

Az első CNC szerszámgép (marógép)

Hat évvel később, 1958-ban az MIT több vállalattal együttműködött az amerikai hadsereg támogatásával, hogy kifejlesszék az APT (Automatic Programming Tools), egy magas szintű számítógépes programozási nyelvet, amelyet CNC szerszámgépekhez használnak. A leggyakoribb módszer most az RS-274 formátumú utasítások használata, általában "G kód". [7]

A számítógépes technológia folyamatos fejlesztésével mikroprocesszorokat alkalmaztak a digitális vezérlésre, amelyek jelentősen javítják funkcióikat. Computer Numerical Control）， Az ezt a rendszert alkalmazó szerszámgépet CNC szerszámgépnek is nevezik, amely egy számítógép által vezérelt numerikus szerszámgép, vagy egyszerűen "CNC szerszámgép".

A CNC szerszámgépek numerikus vezérlési technológiája olyan technikai módszer, amely digitális jeleket használ a szerszámgép mozgásának és megmunkálási folyamatának vezérlésére. A CNC szerszámgép olyan szerszámgép, amely CNC technológiát használ, vagy CNC rendszerrel van felszerelve. A Nemzetközi Információfeldolgozási Szövetség (IFIP) ötödik műszaki bizottsága a CNC szerszámgépet programvezérlő rendszerrel felszerelt szerszámgépként határozza meg. Ez a vezérlőrendszer logikusan feldolgozhatja a programokat vezérlőkódokkal vagy más szimbolikus utasításokkal, dekódolhatja őket, kódolt számokkal ábrázolhatja őket, és információhordozókon keresztül beviheti őket a CNC rendszerbe. A számítás és a feldolgozás után a CNC eszköz különböző vezérlőjeleket bocsát ki a szerszámgép működésének ellenőrzésére, és az alkatrészeket automatikusan a követelményeknek megfelelően dolgozza fel.

A CNC szerszámgépek megmunkálási folyamata

A CNC szerszámgépi megmunkálás a szerszám és a munkadarab mozgási koordinátáit minimális egységekre osztja, nevezetesen a minimális elmozdulásra. A CNC rendszer a koordinátákat az alkatrészprogram követelményeinek megfelelően több minimális elmozdulással mozgatja (azaz szabályozza a szerszám mozgási pályáját), így relatív mozgást ér el a szerszám és a munkadarab között, és befejezi az alkatrész megmunkálását.

A szerszám relatív mozgását minden koordináta tengely mentén impulzusegyenértékekben (mm/impulzus) mérjük. Ha a vágási út egyenes vonal vagy ív, a CNC eszköz "adatpont sűrűsítést" hajt végre a vonalszegmens vagy ív kezdő és befejező koordinátaértékei között, kiszámít egy sor köztes pontkoordinátaértéket, majd impulzusokat ad ki minden koordinátára a köztes pontkoordinátaértékek szerint, hogy biztosítsa a kívánt egyenes vonal vagy ívkontúr feldolgozását.

A CNC eszközök által végzett adatpontok sűrűsítését interpolációnak nevezik, és általában a CNC eszközök interpolálják az alapvető funkciókat (például lineáris és körkörös funkciókat). Valójában a CNC szerszámgépen bármely L görbe alkatrész megmunkálását a CNC eszköz által kezelhető alapvető matematikai funkciók, mint például vonalak, ívek stb. Természetesen a közelítési hibának meg kell felelnie az alkatrészrajz követelményeinek.

A hagyományos szerszámgépekkel összehasonlítva a CNC szerszámgépek a következő előnyökkel rendelkeznek:

Nagy feldolgozási pontosság és stabil minőség. A CNC rendszer minden egyes impulzuskimeneténél a szerszámgép mozgó alkatrészeinek elmozdulását impulzusmegfelelőnek nevezik. A CNC szerszámgépek impulzusmegfelelője általában 0,001mm, a nagy pontosságú CNC szerszámgépek pedig elérhetik a 0,000mm-t, sokkal nagyobb mozgási felbontással, mint a hagyományos szerszámgépek. Ezenkívül a CNC szerszámgépek helyzetérzékelő eszközökkel rendelkeznek, amelyek visszajelzést adnak a CNC rendszernek a mozgó alkatrészek tényleges elmozdulásáról vagy a csavar és szervomotor szögéről, és kompenzálják azt. Ezért nagyobb megmunkálási pontosság érhető el, mint maga a szerszámgép. A CNC szerszámgépekkel feldolgozott alkatrészek minőségét a szerszámgép garantálja, és nem befolyásolja a működési hibák, így ugyanazon alkatrésztétel méretkövetkezetessége jó és a minőség stabil. Képes komplex alkatrészek feldolgozására, amelyeket nehéz vagy lehetetlen megmunkálni hagyományos szerszámgépekkel. Például a két tengely vagy több mint két tengely összekötést használó CNC szerszámgépek képesek forgó test ívelt alkatrészeket, kamerás alkatrészeket és különböző komplex térbeli ívelt alkatrészeket feldolgozni ívelt generátorral. Nagy gyártási hatékonyság. A CNC szerszámgépek orsósebessége és előtolási tartománya nagyobb, mint a hagyományos szerszámgépek, és a jó szerkezeti merevség lehetővé teszi a CNC szerszámgépek számára, hogy nagy vágási mennyiségeket használjanak, hatékonyan megtakarítva a manőverezési időt. Bizonyos összetett alkatrészek feldolgozásához, ha automatikus szerszámcserélő berendezéssel rendelkező CNC megmunkáló központot használnak, akkor több folyamat folyamatos feldolgozását érheti el egy szorítás alatt, csökkentheti a félkész termékek forgalmi idejét és jelentősen javíthatja a termelékenységet. Erős alkalmazkodóképesség a termék újratervezéséhez. A megmunkált alkatrészek módosított kialakítása után csak az alkatrészek megmunkálási programjának megváltoztatása és a CNC szerszámgép szerszám paramétereinek beállítása szükséges a módosított alkatrészek megmunkálása érdekében, jelentősen csökkentve a gyártás előkészítési ciklusát. Ezért a CNC szerszámgépek gyorsan átmehetnek az egyik típusú alkatrész feldolgozásáról egy másik módosított alkatrész feldolgozására, ami nagy kényelmet biztosít az egy- és kis tételű új próbatermékek feldolgozásához és a termékszerkezet gyakori frissítéséhez. Előnyös a gyártástechnika fejlesztése szempontjából az átfogó automatizálás felé. A CNC szerszámgépek a mechanikai feldolgozás automatizálásának alapvető berendezései: az olyan integrált automatizálási rendszerek, mint az FMC (Flexible Machine Center), az FMS (Flexible Manufacturing System), a CIMS (Computer Integrated Manufacturing System), stb., amelyek CNC szerszámgépekre épülnek, lehetővé teszik a mechanikai gyártás integrációját, intelligenciáját és automatizálását. Ez azért van, mert a CNC szerszámgépek vezérlőrendszere digitális információt és szabványosított kód bevitelt alkalmaz, és kommunikációs interfészekkel rendelkezik, amelyek megkönnyítik a CNC szerszámgépek közötti adatkommunikáció elérését. A legmegfelelőbb a számítógépek csatlakoztatására ipari vezérlőhálózat kialakítására, az automatizált gyártási folyamatok számításának, irányításának és ellenőrzésének megvalósítására. Erős monitoring funkció és a hibák diagnosztizálásának képessége. A CNC rendszer nemcsak a szerszámgép mozgását szabályozza, hanem a szerszámgép átfogó felügyeletét is biztosítja. Például a hibákat okozó tényezők korai figyelmeztetését és hibadiagnosztizálását lehet elvégezni, ami jelentősen javítja a karbantartás hatékonyságát. Csökkentse a munkaerő intenzitását a munkavállalók és javítsa a munkakörülményeket. Végül, mi az a "high-end CNC szerszámgép"?

A "high-end" vagy "high-end" CNC szerszámgépek definíciója: CNC szerszámgépek olyan funkciókkal, mint a nagy sebesség, pontosság, intelligencia, kompozit, többtengelyes összekötés, hálózati kommunikáció stb. Fejlődése szimbolizálja, hogy az ország jelenlegi szerszámgép-gyártó iparága fejlett szakaszt foglal el a világ szerszámgépiparának fejlődésében, ezért nemzetközi szinten a csúcsminőségű szerszámgép technológiák, mint például az öttengelyes összekötésű CNC szerszámgépek egy ország iparosodásának fontos szimbólumát tekintik. [10]

DMG öttengelyes megmunkáló központ

A CNC szerszámgépek funkcionális szintjük alapján három szintre oszthatók: alacsony, közepes és magas. Ezt az osztályozási módszert széles körben használják Kínában. Az alacsony, közepes és felső kategóriák közötti határok relatívak, az osztályozási szabványok különböző időszakokban változnak, a jelenlegi fejlettségi szint alapján általában megkülönböztethetők a következő szempontoktól (természetesen ez az osztályozás nem tartalmazhat minden mutatót):

Magas, közepes és alacsony végű CNC szerszámgépek összehasonlítása

A fejlett gyártástechnika fejlesztésével modern CNC szerszámgépekre van szükség a nagy sebesség, a nagy pontosság, a nagy megbízhatóság, az intelligencia és a teljesebb funkciók felé.