Alat mesin CNC tinggi

Enam kata ini mengandung tiga lapisan konsep, mari kita melihat lebih dekat setiap lapisan.

Handtmann PBZ HD lima paksi mesin pemotong CNC

Pertama, apa itu "alat mesin"?

Dalam arti yang sempit, "alat mesin" biasanya berarti "alat mesin memotong" (dalam arti yang sempit, karena ada juga alat mesin produksi aditif seperti cetakan 3D atau alat mesin khusus lainnya), yang menggunakan metode memotong untuk memproses bagian kerja mesin. Maksudnya, alat mesin adalah mesin yang memproduksi mesin, sehingga mereka juga dikenal sebagai "mesin yang bekerja". Dalam bahasa Jepang, mereka disebut "mesin yang bekerja" (こさくき), dan dalam bahasa Inggris, mereka disebut "alat mesin".

Alat mesin asli pertama sebenarnya adalah mesin yang membosankan, yang diciptakan oleh industrialis Inggris John Wilkinson pada tahun 1775. Motivasi asli untuk menemukan mesin membosankan ini adalah untuk memecahkan masalah praktis memproduksi baril meriam presisi tinggi di militer pada saat itu.

Membosankan mesin adalah proses memotong yang menggunakan alat memotong untuk memperbesar diameter dalam lubang atau kontur lingkaran lainnya pada potongan kerja yang berputar. Ini cocok dengan memutar, yang merupakan proses memotong yang menggunakan alat untuk mengurangi diameter luar dari bagian kerja berputar atau untuk membentuk wajah akhir. [2]

Proses membosankan (kiri) dan berputar (kanan)

Wilkinson berusia 47 tahun, setelah berusaha terus menerus di pabrik ayahnya, akhirnya menciptakan mesin baru ini yang dapat menghasilkan tong meriam dengan presisi langka. Prinsip kerja adalah untuk memutar lengkung tetap alat membosankan melalui roda air dan mendorongnya relatif dengan bagian kerja silindrik. lengkung tetap alat membosankan melewati silindri dan didukung di kedua ujung. Karena gerakan relatif antara alat dan bagian kerja, bahan membosankan ke dalam lubang silindrik presisi tinggi.

Diagram skematik mesin yang membosankan pertama

Dan mesin membosankan kemudian digunakan untuk mesin mesin uap silinder. Alasannya adalah setelah James Watt menemukan mesin uap, ia menemukan sangat sulit untuk memproduksi silinder mesin uap menggunakan metode pemalsuan, dan karena akurasi produksi rendah dan kebocoran udara berat dari silinder, produksi dan peningkatan efisiensi mesin uap terbatas. [3] Setelah mengadopsi mesin membosankan ini, silinder presisi tinggi lebih dari 50 inci dapat diproduksi, meningkatkan kualitas proses dan efisiensi produksi silinder mesin uap, dan dengan itu mencapai sukses besar.

Kemudian, untuk memenuhi kebutuhan dari berbagai teknik pemroses, berbagai jenis alat mesin seperti kunci, mesin pemotong, pesawat, pemotong, mesin pengeboran, dll. muncul satu sama lain. [4]

Proses pengeboran (kiri) dan pemilihan (kanan)

Lalu, apa itu "alat mesin CNC"?

Komputer elektronik pertama lahir pada 14 Februari 1946 di Universitas Pennsylvania di Amerika Serikat. Motivasi awal untuk pembangunannya adalah untuk memproduksi perangkat komputer "elektronik" menggunakan tabung elektronik bukannya relay, seperti yang diminta militer AS, dalam konteks Perang Dunia II, untuk menghitung trajektori shell.

Enam tahun kemudian, pada tahun 1952, Parsons bekerja sama dengan Massachusetts Institute of Technology (MIT) untuk mengembangkan alat mesin kontrol numerik (NC) pertama (juga dikenal sebagai "alat mesin kontrol digital") dengan menggabungkan sistem kontrol numerik berdasarkan komputer elektronik dengan mesin pemilihan dari Cincinnati. Mulai saat itu, alat mesin tradisional mengalami perubahan kualitatif, menandai awal era CNC untuk alat mesin. [5]

Alat mesin CNC pertama (mesin pemotong)

Enam tahun kemudian, pada tahun 1958, MIT bekerja sama dengan beberapa perusahaan di bawah sponsorsi militer AS untuk mengembangkan APT (Alat Programasi Otomatis), bahasa programasi komputer tinggi yang digunakan untuk menghasilkan instruksi kerja untuk alat mesin CNC. Metode yang paling umum sekarang adalah menggunakan instruksi format RS-274, biasanya disebut sebagai "kode G". [7]

Dengan pengembangan terus menerus teknologi komputer, mikroprosesor telah diaplikasikan untuk kontrol digital, meningkatkan fungsi mereka. Jenis sistem ini disebut Computer Digital Control (CNC), Computer Numerical Control）， Alat mesin yang menerapkan sistem ini juga dikenal sebagai alat mesin CNC, yang merupakan alat mesin kontrol numerik yang dikendalikan komputer, atau hanya disebut sebagai "alat mesin CNC".

Teknologi Kontrol Numeris dalam alat mesin CNC adalah metode teknik yang menggunakan sinyal digital untuk mengendalikan proses gerakan dan mesin alat mesin. Alat mesin CNC adalah alat mesin yang menggunakan teknologi CNC, atau dipersediakan dengan sistem CNC. Komite Teknik Kelima Federasi Internasional Proses Informasi (IFIP) menentukan alat mesin CNC sebagai alat mesin yang disediakan dengan sistem kontrol program. Sistem kontrol ini secara logis dapat memproses program dengan kode kontrol atau instruksi simbolik lainnya, mengekodikannya, mewakili mereka dengan nomor kode, dan memasukkannya ke sistem CNC melalui pembawa informasi. Setelah perhitungan dan proses, berbagai sinyal kontrol dikeluarkan oleh perangkat CNC untuk mengendalikan tindakan perangkat mesin, dan bagian-bagian secara otomatis diproses menurut keperluan.

Proses mesin alat mesin CNC

Proses alat mesin CNC membagi koordinat pergerakan alat dan bagian kerja ke beberapa unit minimal, yaitu pergerakan minimum. Sistem CNC menggerakkan koordinat dengan beberapa pergerakan minimum menurut keperluan program bagian (i.e. mengendalikan trajektori pergerakan alat), dengan itu mencapai pergerakan relatif antara alat dan bagian kerja dan menyelesaikan mesinan bagian.

Gerakan relatif alat sepanjang setiap paksi koordinat diukur dalam unit ekvivalent denyut (mm/denyut). Ketika jalur memotong adalah garis lurus atau lengkung, perangkat CNC melakukan "densifikasi titik data" antara nilai koordinat awal dan akhir dari segmen atau lengkung garis, menghitung seri nilai koordinat titik intermedi, dan kemudian keluar puls ke setiap koordinat menurut nilai koordinat titik intermedi untuk memastikan garis lurus atau kontor lengkung yang diinginkan diproses.

Densitasifikasi titik data yang dilakukan oleh perangkat CNC disebut interpolasi, dan umumnya perangkat CNC memiliki fungsi interpolasi fungsi dasar (seperti fungsi linear dan bular). Bahkan, mesin setiap bagian kurva L pada alat mesin CNC diharapkan oleh fungsi matematika dasar yang perangkat CNC dapat menangani, seperti garis, lengkung, dll. Tentu saja, kesalahan pendekatan harus memenuhi keperluan gambar bagian.

Berbanding dengan alat mesin tradisional, alat mesin CNC memiliki keuntungan berikut:

Ketepian proses tinggi dan kualitas stabil. Untuk setiap output denyut oleh sistem CNC, pemindahan bagian bergerak alat mesin disebut ekvivalent denyut denyut. Ekvivalent denyut dari alat mesin CNC umumnya 0,001mm, dan alat mesin CNC presisi tinggi dapat mencapai 0,0001mm, dengan resolusi gerak jauh lebih tinggi dari alat mesin biasa. Selain itu, peralatan mesin CNC memiliki peralatan deteksi posisi yang dapat memberikan feedback ke sistem CNC pada pemindahan sebenarnya bagian bergerak atau sudut skru dan motor servo, dan membayarnya. Oleh karena itu, akurasi mesin yang lebih tinggi dari alat mesin sendiri dapat dicapai. Kualitas bagian yang diproses oleh alat mesin CNC dijamin oleh alat mesin dan tidak terpengaruh oleh kesalahan operasional, jadi konsistensi ukuran dari seri bagian yang sama adalah baik dan kualitas stabil. mampu memproses bagian kompleks yang sulit atau mustahil untuk memproses dengan alat mesin biasa. Contohnya, alat mesin CNC yang menggunakan hubungan dua paksi atau lebih dari dua paksi hubungan dapat memproses berbalik bagian kurva tubuh, bagian kamera, dan berbagai bagian kurva ruang kompleks dengan generatrix kurva. Efisiensi produksi tinggi. Kecepatan dan jangkauan feed dari peralatan mesin CNC lebih besar dari peralatan mesin biasa, dan kemegahan struktur yang baik memungkinkan peralatan mesin CNC untuk menggunakan jumlah pemotong besar, secara efektif menghemat waktu manever. Untuk memproses bagian-bagian kompleks tertentu, jika pusat mesin CNC dengan perangkat perubahan alat otomatis digunakan, dapat mencapai proses terus menerus berbilang di bawah satu tekanan, mengurangi waktu pembukaan produk semi-selesai, dan meningkatkan produktivitas lebih signifikan. Kemampuan yang kuat untuk mendesain ulang produk. Setelah desain modifikasi bagian mesin, hanya perlu untuk mengubah program mesin bagian-bagian dan menyesuaikan parameter alat pada alat mesin CNC untuk mencapai mesin bagian-bagian modifikasi, dengan besar mengurangi ciclus persiapan produksi. Oleh karena itu, alat mesin CNC dapat dengan cepat transisi dari memproses satu jenis bagian ke memproses desain modifikasi lainnya bagian, yang menyediakan kenyamanan besar untuk memproses produk percobaan baru tunggal dan kecil dan pemutakhiran sering struktur produk. Banyak untuk pengembangan teknologi produksi menuju otomatisasi komprensif. Peralatan mesin CNC adalah peralatan dasar untuk proses otomatisasi mekanik. Sistem otomatisasi terintegrasi seperti FMC (Pusat Mesin Fleksibel), FMS (Sistem Manufactura Fleksibel), CIMS (Sistem Manufactura Integrat Komputer), dll., dibangun pada peralatan mesin CNC, memungkinkan integrasi, kecerdasan, dan otomatisasi produksi mekanik. Ini karena sistem kendali alat mesin CNC mengadopsi informasi digital dan input kode standar, dan memiliki antarmuka komunikasi, membuat mudah untuk mencapai komunikasi data antara alat mesin CNC. Ini paling cocok untuk menghubungkan komputer untuk membentuk jaringan kendali industri, menyadari kalkulasi, manajemen, dan kontrol proses produksi otomatis. Fungsi pengawasan yang kuat dan kemampuan untuk mendiagnosis kesalahan. Sistem CNC tidak hanya mengendalikan pergerakan alat mesin, tetapi juga menyediakan pengawasan komprensif alat mesin. Contohnya, peringatan awal dan diagnosis kesalahan dapat dilakukan untuk beberapa faktor yang menyebabkan kesalahan, meningkatkan efektivitas pemeliharaan. Mengurangi intensitas pekerjaan pekerja dan meningkatkan kondisi kerja. Akhirnya, apa itu "alat mesin CNC tinggi"?

Definisi peralatan mesin CNC "high-end" atau "high-end": peralatan mesin CNC dengan fungsi seperti kecepatan tinggi, presisi, kecerdasan, komposit, hubungan multi paksi, komunikasi jaringan, dll. Pengembangannya simbolisasi bahwa industri pembuatan mesin mesin di negara ini menguasai tahap maju dalam pembangunan industri mesin di dunia. [10]

DMG Five Axis Machining Center

Peralatan mesin CNC dapat dibagi menjadi tiga tingkat berdasarkan tingkat fungsi mereka: rendah, medium, dan tinggi. Metode klasifikasi ini sangat digunakan di Cina. Batas antara ujung rendah, tengah, dan tinggi adalah relatif, dan standar klasifikasi berbeda dalam periode yang berbeda. Berdasarkan tingkat perkembangan saat ini, secara umum dapat dibedakan dari aspek berikut (tentu saja, klasifikasi ini tidak dapat memasukkan semua indikator):

Comparison of High, Medium, and Low End CNC Machine Tools

Dengan pengembangan teknologi produksi maju, peralatan mesin CNC modern diperlukan untuk mengembangkan menuju kecepatan tinggi, presisi tinggi, kepercayaan tinggi, kecerdasan, dan fungsi yang lebih lengkap.