A numerikus vezérlő technológia alkalmazása minőségi változásokat hozott a hagyományos feldolgozóiparban, különösen az elmúlt években. A mikroelektronikai technológia és a számítógépes technológia fejlődése új életerőt hozott a numerikus vezérlő technológiának. A numerikus vezérlő technológia és a numerikus vezérlő berendezések fontos alapjai az ipari modernizációnak a különböző országokban.

A numerikus vezérlőszerszámgépek a modern feldolgozóipar fő felszerelései, a precíziós megmunkáláshoz szükséges berendezések, a modern szerszámgépek és a modern gépgyártóipar műszaki szintjének fontos szimbóluma, valamint a nemzetgazdasággal és az emberek megélhetésével, valamint a nemzetvédelem élvonalbeli építésével összefüggő stratégiai anyag. Ezért a világ valamennyi iparosodott országa jelentős intézkedéseket tett saját numerikus vezérlő technológiája és annak iparágai fejlesztésére.

CNC numerikus vezérlés megmunkálás

A CNC a Computer Numberical Control rövidítése angolul, ami azt jelenti, hogy "számítógépes adatvezérlés", ami egyszerűen "numerikus vezérlés feldolgozása".

A numerikus vezérlés feldolgozása a mai gépgyártás fejlett feldolgozási technológiája. Ez egy nagy hatékonysággal, nagy pontossággal és nagy rugalmassággal rendelkező automatizált feldolgozási módszer. A munkadarab numerikus vezérlési programjának bevitele a szerszámgépbe, és a szerszámgép automatikusan feldolgozza az emberek kívánságainak megfelelő munkadarabot ezen adatok ellenőrzése alatt, hogy csodálatos termékeket készítsen.

A numerikus vezérlési feldolgozási technológia hatékonyan megoldhatja az összetett, precíz és kis tétel változékony feldolgozási problémákat, mint a formák, és teljes mértékben alkalmazkodik a modern termelés igényeihez.A numerikus vezérlési feldolgozási technológia erőteljesen fejlesztése fontos módja lett hazánk számára a gazdasági fejlődés felgyorsításának és a független innovációs képességek javításának.Jelenleg a numerikus vezérlőgépek használata hazánkban egyre gyakoribb, és a numerikus vezérlőgép programozásának elsajátítása fontos módja annak, hogy teljes játékot adjon funkcióinak.

A numerikus vezérlőgép szerszám egy tipikus mechatronikai termék, integrálja a mikroelektronikai technológiát, a számítógépes technológiát, a mérési technológiát, az érzékelő technológiát, az automatikus vezérlő technológiát és a mesterséges intelligencia technológiát és más fejlett technológiákat, és szorosan kombinálva a megmunkálási technológiával, a mechanikai gyártási technológia és berendezések új generációja.

A CNC numerikus vezérlőgép összetétele

A numerikus vezérlőgép olyan automatizálási berendezés, amely integrálja a szerszámgépeket, számítógépeket, motorokat és olyan technológiákat, mint a húzás, a dinamikus vezérlés és az érzékelés. A numerikus vezérlőgépek alapvető elemei közé tartozik a vezérlő közeg, a numerikus vezérlőeszköz, a szervorendszer, a visszacsatolási eszköz és a szerszámgép test, amint az ábrán látható

1. Vezérlő közeg

A vezérlő közeg az a közeg, amely tárolja az összes cselekvési eszközt a numerikus vezérlő megmunkáláshoz szükséges munkadarab helyzetéhez képest. Ez rögzíti az alkatrész megmunkálási programját. Ezért a vezérlő közeg az információs hordozóra vonatkozik, amely továbbítja az alkatrész megmunkálási információit a numerikus vezérlőeszközre. A vezérlőhordozók számos formája létezik, amelyek a numerikus vezérlőeszköz típusától függően változnak. Az általánosan használtak a perforált szalag, perforált kártya, mágneseszalag, mágneslemez stb. A numerikus vezérlő technológia fejlődésével a perforált szalag és a perforált kártya általában megszűnik. A CAD / CAM szoftverek használatának módja a számítógépen történő programozáshoz, majd a numerikus vezérlőrendszerrel való kommunikációhoz

2, numerikus vezérlőeszköz

A numerikus vezérlőeszköz a numerikus vezérlőgép szerszám magja, melyet "központi rendszernek" neveznek. A modern numerikus vezérlőgépek a számítógépes numerikus vezérlőeszköz CNC-t használják. A numerikus vezérlőeszköz magában foglalja a bemeneti eszközt, a központi processzort (CPU) és a kimeneti eszközt stb. A numerikus vezérlőeszköz képes befejezni az információbeviteli, tárolási, átalakítási, interpolációs műveletet és megvalósítani a különböző vezérlő funkciókat.

3. Szervo rendszer

A szervorendszer egy olyan hajtó alkatrész, amely a numerikus vezérlőeszköz utasításait kapja, és a szerszámgép működtetőjének mozgását hajtja. Magában foglalja az orsóhajtóegységet, az orsóhajtóegységet, az orsómotort és az adagolómotort. A szervorendszer munkavégzéskor elfogadja a numerikus vezérlőrendszer parancs információit, és a parancs információ követelményeinek megfelelően összehasonlítja a helyzet- és sebességvisszacsatolási jelekkel, működésre hajtja a szerszámgép mozgó részeit vagy végrehajtó részeit, és feldolgozza a rajzok követelményeinek megfelelő alkatrészeket.

4. Visszajelzés eszköz

A visszacsatoló készülék mérőelemekből és a megfelelő áramkörökből áll. Funkciója a sebesség és az elmozdulás észlelése, valamint az információ visszacsatolása, hogy zárt hurok vezérlést alkosson. Néhány alacsony pontossági követelményekkel és visszacsatoló készülékkel rendelkező numerikus vezérlőgépet nyílt hurok rendszernek nevezzük.

5. Szerszámgép test

A géptest a numerikus vezérlőszerszámgép entitása, amely a tényleges vágási feldolgozást végző mechanikai rész, beleértve az ágytestet, az alapot, az asztalt, az ágynyereget, az orsót stb.

A CNC megmunkálás technológia jellemzői

A CNC numerikus vezérlési megmunkálási folyamat a megmunkálási törvényt is követi, ami nagyjából megegyezik a közönséges szerszámgépek megmunkálási folyamatával. Mivel ez egy automatizált megmunkálás, amely számítógépes vezérlési technológiát alkalmaz a megmunkálásra, a magas megmunkálási hatékonyság és a nagy pontosság jellemzőivel rendelkezik. A megmunkálási folyamatnak megvannak a maga egyedi tulajdonságai. A folyamat bonyolultabb, a munkalépcső elrendezése pedig részletesebb és aprólékosabb.

A CNC numerikus vezérlés megmunkálási folyamat magában foglalja a szerszámok kiválasztását, a vágási paraméterek meghatározását és a vágási folyamat útvonalának kialakítását. A CNC numerikus vezérlés megmunkálási folyamat a numerikus vezérlés programozás alapja és magja. Csak akkor, ha a folyamat ésszerű, állítható össze nagy hatékonyságú és kiváló minőségű numerikus vezérlés program. A numerikus vezérlés programok minőségének méréséhez szükséges szabványok: minimális megmunkálási idő, minimális szerszámveszteség és a legjobb munkadarab.

A numerikus vezérlési megmunkálási folyamat a munkadarab általános megmunkálási folyamatának, vagy akár egy folyamatnak egy része. Együtt kell működnie más első és hátsó folyamatokkal, hogy végre megfeleljen az általános gép vagy penész összeszerelési követelményeinek, a minősített alkatrészek feldolgozása érdekében.

A numerikus kontrollfeldolgozási eljárások általában durva feldolgozásra, közepes és durva szögfeldolgozásra, félbefejező és befejező lépésekre oszlanak.

CNC numerikus vezérlő programozás

A numerikus vezérlés programozás az egész folyamat a részrajztól a numerikus vezérlés megmunkálási programig. Fő feladata a vágó ellenőrző pont (a vágó helypont CL pontként emlegetett) kiszámítása a megmunkálás során. A vágó ellenőrző pontot általában a szerszámtengely és a szerszámfelület metszéspontjaként veszik, és a többtengelyes megmunkálás során a szerszámtengely vektort is megadják.

A numerikus vezérlőgépszerszám a munkadarab mintájának és a megmunkálási folyamat követelményein alapul, és a használt szerszám és a különböző alkatrészek mozgásmennyiségét, sebességét és akciószekvenciáját, orsósebességét, orsóforgási irányát, vágófej szorítását, vágófej lazítási és hűtési műveleteit egy meghatározott numerikus vezérlőkód formájában programlapra állítják össze, amelyet a szerszámgép speciális számítógépébe adnak be. Ezután, miután a numerikus vezérlőrendszer a bemeneti utasításoknak megfelelően összeállítja, kiszámítja és logikailag feldolgozza, különböző jeleket és utasításokat ad ki, és minden egyes alkatrészt vezérli a munkadarabok különböző formáinak feldolgozására a meghatározott elmozdulási és szekvenciális műveletek szerint. Ezért a programozás nagy hatással van a nu

A numerikus vezérlőgép szerszámnak a különböző funkciókat ábrázoló utasításkódokat program formájában kell bevinnie a numerikus vezérlőeszközbe, majd a numerikus vezérlőeszköz számítási feldolgozást hajt végre, majd impulzusjeleket küld ki a numerikus vezérlőgép szerszám különböző mozgó részeinek működésének szabályozására, hogy az alkatrészek vágása teljes legyen.

A numerikus ellenőrzési programokra jelenleg két szabvány létezik: a nemzetközi szabványügyi szervezet ISO-ja és az American Electronics Industry Association EIA-ja. Hazánkban ISO kódokat használnak.

A technológia fejlődésével a 3D-s numerikus vezérlő programozást általában ritkán programozzák manuálisan, és kereskedelmi CAD/CAM szoftvereket használnak.

A CAD/CAM a számítógépes programozási rendszer magja, fő funkciói közé tartozik az adatbevitel/kimenet, a megmunkálási pályaszámítás és szerkesztés, a folyamatparaméterek beállítása, a megmunkálási szimuláció, a numerikus vezérlőprogram utófeldolgozása és az adatkezelés.

Jelenleg hazánkban olyan felhasználók, mint a numerikus vezérlés programozás hatékony szoftver Mastercam, UG, Cimatron, PowerMILL, CAXA és így tovább. Minden szoftver numerikus vezérlés programozási elvek, grafikai feldolgozási módszerek és feldolgozási módszerek hasonlóak, de mindegyiknek megvannak a maga jellemzői.

A megmunkáló alkatrészek CNC numerikus vezérlési lépései

1. Elemezze a részrajzokat, hogy megértse a munkadarab általános helyzetét (geometria, munkadarab anyaga, folyamatkövetelmények stb.)

2. Alkatrészek numerikus vezérlésű feldolgozási technológiájának meghatározása (feldolgozási tartalom, feldolgozási útvonal)

3, elvégezze a szükséges numerikus számításokat (bázispont, csomópont-koordináta számítás)

4. Írd meg a programlapot (a különböző szerszámgépek különbözőek lesznek, kövesd a felhasználói kézikönyvet)

5. Programellenőrzés (a program beírása a szerszámgépbe és grafikus szimuláció elvégzése a programozás helyességének ellenőrzése érdekében)

6. A munkadarab megmunkálása (jó folyamatvezérlés időt takaríthat meg és javíthatja a feldolgozási minőséget)

7. Munkadarab elfogadása és minőségi hibalemzés (a munkadarabot megvizsgálják, és a minősített a következőbe áramlik. Ha meghibásodik, a hiba okát és a javítási módszert minőségelemzésen keresztül találjuk meg).

Numerikus vezérlőgépek fejlesztési története

A második világháború után a feldolgozóiparban a termelés nagy része a kézi működésre támaszkodott. Miután a munkások elolvasták a rajzokat, kézzel működtették a szerszámgépeket és feldolgozták az alkatrészeket. Így a termékek gyártása drága, nem volt hatékony, a minőség nem volt garantált.

Az 1940-es évek végén egy amerikai mérnök, John Parsons egy olyan módszert dolgozott ki, melynek során a megmunkálandó alkatrészek geometriáját ábrázoló kartonkártyán lyukakat szúrtak, a szerszámgép mozgásának szabályozására pedig kemény kártyát használtak. Akkoriban ez csak egy ötlet volt.

1948-ban Parsons megmutatta ötletét az amerikai légierőnek. Miután meglátta, az amerikai légierő nagy érdeklődést fejezett ki, mert az amerikai légierő fejlett feldolgozási módszert keresett, remélve, hogy megoldja a repülőgépformájú modellek feldolgozási problémáját. A modell összetett formája, nagy pontossági követelményei és az általános berendezésekhez való alkalmazkodás nehézségei miatt az amerikai légierő azonnal megbízta és szponzorálta a Massachusetts Institute of Technology (MIT), hogy végezzen kutatást és fejlesztse ezt cardboard-controlled szerszámgép. Végül 1952-ben az MIT és a Parsons együttműködött és sikeresen kifejlesztette az első demonstrációs gépet. 1960-ra gyorsan kifejlesztették a viszonylag egyszerű és gazdaságos pontvezérlésű fúrógépet és a lineáris numerikus vezérlésű marógépet, ami fokozatosan népszerűsítette a numerikus vezérlésű gépet a feldolgozóipar különböző ágazataiban.

A CNC megmunkálás története több mint fél évszázadon keresztül ment keresztül, és az NC numerikus vezérlőrendszer is a legkorábbi analóg jel áramkör vezérléséből rendkívül bonyolult integrált megmunkálási rendszerré fejlődött, és a programozási módszert is manuálisan intelligenssé fejlesztették ki. és erőteljes CAD/CAM integrált rendszer.

Ami hazánkat illeti, a numerikus vezérlési technológia fejlődése viszonylag lassú. A legtöbb kínai műhelynél a felszerelés viszonylag visszafelé halad, a személyzet műszaki szintje és koncepciója pedig visszafelé halad, ami alacsony feldolgozási minőségben és feldolgozási hatékonyságban nyilvánul meg, és gyakran késlelteti a szállítási időt.

Az NC rendszer első generációját 1951-ben mutatták be, vezérlőegysége főként különböző szelepekből és analóg áramkörökből állt. 1952-ben született meg az első CNC szerszámgép, és ez marógépből vagy esztergagépből megmunkáló központtá fejlődött, a modern gyártás kulcsfontosságú berendezésévé vált.

A második generációs NC rendszert 1959-ben gyártották, és főként egyedi tranzisztorokból és egyéb alkatrészekből állt.

1965-ben bemutatták a harmadik generációs NC rendszert, amely először fogadta el az integrált áramköri lapokat.

Valójában 1964-ben fejlesztették ki a negyedik generációs NC rendszert, nevezetesen a számítógépes numerikus vezérlőrendszert (CNC vezérlőrendszer), amelyet nagyon jól ismerünk.

1975-ben az NC rendszer egy erős mikroprocesszort fogadott el, ami az NC rendszer ötödik generációja volt.

6. A hatodik generációs NC rendszer a jelenlegi integrált gyártási rendszert (MIS) + DNC + rugalmas megmunkálási rendszert (FMS) fogadja el.

A numerikus vezérlőgépek fejlesztési trendje

1. Nagy sebesség

Az autóipar, a honvédelmi, a légiközlekedési, az űrkutatási és más iparágak gyors fejlődésével, valamint az új anyagok, például az alumíniumötvözetek alkalmazásával egyre magasabbak a numerikus vezérlőszerszámgépfeldolgozás nagysebességi követelményei.

A. Orsósebesség: A gép elektromos orsót fogad el (beépített orsómotor), és a maximális orsósebesség 200000r/perc;

B. Betáplálási sebesség: 0,01 μm felbontásnál a maximális betáplálási sebesség 240 m/perc, és komplex precíziós megmunkálás lehetséges.

C. Számítási sebesség: A mikroprocesszorok gyors fejlődése garanciát nyújtott a numerikus vezérlőrendszerek nagy sebességű és nagy pontosságú fejlesztéséhez. A CPU-t 32 bites és 64 bites numerikus vezérlőrendszerekre fejlesztették ki, és a frekvenciát több száz MHz-re és gigahertz-re növelték. A számítástechnikai sebesség nagyszerű javulása miatt, ha a felbontás 0,1 μm és 0,01 μm, a betáplálási sebesség még mindig akár 24 ~ 240 m / perc is lehet;

D. Szerszámcsere sebessége: Jelenleg a külföldi fejlett megmunkáló központok szerszámcsere ideje általában 1s körül alakul, a magas pedig elérte a 0,5s-t. A német Chiron cég a szerszámmagazint kosár stílusban tervezi, az orsó tengelyeként, a szerszámok körben vannak elrendezve. A szerszámcsere ideje késről késre mindössze 0,9s.

2. Nagy pontosság

A numerikus vezérlőszerszámgép pontosságának követelményei ma már nem korlátozódnak a statikus geometriai pontosságra, és egyre nagyobb figyelmet kapnak a szerszámgépek mozgáspontossága, hődeformációja és rezgésfigyelése, kompenzációja.

A. A CNC rendszer vezérlési pontosságának javítása: nagy sebességű interpolációs technológia segítségével folyamatos takarmányozást érhetünk el apró programszegmensekkel, a CNC vezérlőegységet finomítjuk, és nagy felbontású pozícióérzékelő eszközöket használunk a pozícióérzékelési pontosság javítása érdekében. A pozíciószervo rendszer feedforward vezérlést és nonlineáris vezérlési módszereket használ.

B. A hibakompenzációs technológia elfogadása: fordított távolsági kompenzáció, csavarmagassági hibakompenzáció és szerszámhibakompenzáció használata a berendezés hődeformációs hibájának és térbeli hibájának átfogó kompenzálására.

C. A megmunkáló központ mozgáspálya pontosságának ellenőrzése és javítása rácstechnológia alkalmazásával: a szerszámgép megmunkálási pontosságának szimulációval történő előrejelzése a szerszámgép helymeghatározási pontosságának és ismételt helymeghatározási pontosságának biztosítása érdekében, hogy teljesítménye hosszú ideig stabil legyen, és különböző üzemeltetési körülmények között különböző feldolgozási feladatokat tud elvégezni.

3. Funkcionális integráció

A kompozit szerszámgép jelentése különböző elemek megvalósítására vagy befejezésére vonatkozik a durva késztermék egy szerszámgépen. Szerkezeti jellemzői szerint két kategóriára osztható: folyamatkompozit típusú és folyamatkompozit típusú. A megmunkáló központok különböző folyamatokat tudnak elvégezni, mint például esztergálás, marás, fúrás, hobbizás, csiszolás, lézeres hőkezelés stb., és befejezhetik az összetett alkatrészek összes feldolgozását. A modern megmunkálási követelmények folyamatos javulásával a nagyvállalkozások egyre inkább üdvözlik a többtengelyes összekapcsolási számvezérlő szerszámgépeket.

4. Intelligens vezérlés

A mesterséges intelligencia technológia fejlődésével a gyártási termelési rugalmasság és a gyártási automatizálás fejlesztési igényeinek kielégítése érdekében a numerikus vezérlőszerszámgépek intelligenciája folyamatosan javul. Konkrétan az alábbi szempontokban tükröződik:

A. Folyamat adaptív vezérlési technológia;

B. A feldolgozási paraméterek intelligens optimalizálása és kiválasztása;

C. Intelligens hiba öndiagnózis és önjavító technológia;

D. Intelligens hibalejátszási és hiba szimulációs technológia;

E. Intelligens AC szervo meghajtó készülék;

F. Intelligens 4M numerikus vezérlőrendszer: A gyártási folyamatban a mérés, a modellezés, a megmunkálás és a gép működése egy rendszerbe integrálódik.

5. Nyitott rendszer

Nyitott a jövőbeli technológiákra: Mivel mind a szoftver-, mind a hardver-interfészek betartják az elfogadott szabványos protokollokat, elfogadhatók, felszívhatók és kompatibilisek az általános célú szoftverek és hardverek új generációjával.

B. Nyitott a felhasználók speciális követelményeihez: frissítse a termékeket, bővítse a funkciókat, és különböző hardver- és szoftvertermékek kombinációit biztosítsa a speciális alkalmazási követelményeknek.

C. Numerikus vezérlési szabványok kialakítása: Szabványosított programozási nyelv, amely a felhasználók számára kényelmes, használ, és csökkenti a munkaerő-fogyasztást közvetlenül a működési hatékonysághoz.

6. Hajtás párhuzamos kapcsolat

A többkoordinátás kapcsolódás számvezérlő feldolgozásának, összeszerelésének és mérésének több funkcióját képes megvalósítani, és jobban megfelelhet a komplex speciális alkatrészek feldolgozásának. A párhuzamos szerszámgépeket "a számvezérlő technológia feltalálása óta a legjelentősebb fejlődésnek tekintik a szerszámgépiparban" és "a 21. századi számvezérlő feldolgozó berendezések új generációjának".

7. Extrém (nagy és miniatürizált)

A nemzetvédelmi, légiközlekedési és repülőgépipar fejlődése, valamint az alapvető ipari berendezések, például az energia nagyszabású fejlődése nagyszabású és nagy teljesítményű numerikus vezérlőgépek támogatását igényli. Az ultraprecíziós megmunkálás technológia és a mikro-nano technológia a 21. század stratégiai technológiái, és olyan új gyártási folyamatokat és berendezéseket kell kidolgozni, amelyek alkalmazkodnak a mikromérethez és a mikro-nano megmunkálás pontosságához.

8. Az információcsere hálózatépítése

Nemcsak a hálózati erőforrások megosztását képes megvalósítani, hanem a numerikus vezérlőgépek távfelügyeletét, vezérlését, távdiagnózisát és karbantartását is megvalósítani.

9. Zöld feldolgozás

Az utóbbi években olyan szerszámgépek alakultak ki, amelyek nem igényelnek vagy kevesebb hűtőfolyadékot használnak fel energiatakarékosság és környezetvédelem elérése érdekében a szárazvágáshoz és a félszárazvágáshoz, és a zöld gyártás irányzata felgyorsította a különböző energiatakarékos és környezetbarát szerszámgépek fejlődését.

10. A multimédia technológia alkalmazása

A multimédia technológia integrálja a számítógépes, hangkép- és kommunikációs technológiát, így a számítógép képes átfogóan feldolgozni a hang-, szöveg-, kép- és videóinformációkat. Az információfeldolgozásban integrálható és intelligens, és valós idejű megfigyelésre, rendszerek és gyártási helyszíni berendezések hibadiagnózisára, gyártási folyamatparaméterek nyomon követésére stb. alkalmazható, így nagy alkalmazási értéke van.