Высококлассный "ЧПУ" "станок"

Эти шесть слов содержат три уровня понятий, которые мы рассматриваем один за другим.

5 - осевой фрезерный станок с ЧПУ Handtmann PBZ HD

Во - первых, что такое "станок"?

« Станок» в узком смысле обычно относится к « режущему станку» (« в узком значении», потому что теперь также появляются машины, похожие на 3D - печать и другие специальные станки для изготовления присадок или другие специальные станки), режущие станки используют метод резания, чтобы превратить заготовки в детали машины. То есть, станки - это машины, которые производят машины, поэтому их также называют « рабочими материнскими машинами», которые на японском языке называются « рабочими машинами», а на английском языке - « Machine Tools».

Первый станок в реальном смысле был расточным станком, изобретенным британским промышленником Джоном Уилкинсоном в 1775 году. Первоначальным мотивом изобретения этого расточного станка было решение практических задач военного производства высокоточных артиллерийских стволов того времени.

Расточная обработка - это процесс резания, который расширяет верхние отверстия или другие круглые контуры вращающихся деталей ножом. В соответствии с токарной обработкой, токарное шлифование - это процесс резания, который уменьшает внешний диаметр вращающихся деталей с помощью инструмента или формует торец. [2]

расточный (слева) и токарный (справа) процесс

47 - летний Уилкинсон, работая на фабрике своего отца, наконец, создал новую машину, которая производит стволы с редкой точностью. Принцип работы заключается в том, что с помощью водяного колеса вращается ось закрепленного расточного ножа и двигается его относительно цилиндрических деталей, в которых ось расточного ножа проходит через цилиндр и поддерживается на обоих концах. Из - за относительного движения между инструментом и деталью материал растачивается из цилиндрических отверстий с высокой точностью.

Первый расточный станок

Впоследствии этот станок использовался для обработки цилиндров паровых двигателей. Это связано с тем, что после того, как Джеймс Уотт изобрел паровой двигатель, было трудно сделать цилиндр парового двигателя методом ковки и что цилиндр из - за низкой точности изготовления и серьезной утечки воздуха ограничивает производство парового двигателя и повышение эффективности его использования. [3] После использования расточного станка могут быть изготовлены высокоточные цилиндры более 50 дюймов, что значительно повышает качество обработки и производительность паровых цилиндров и, следовательно, имеет большой успех.

После этого, чтобы удовлетворить потребности различных процессов обработки, появились токарные, фрезерные, строгальные, шлифовальные, сверлильные станки и другие различные типы станков. [4]

Процесс сверления (слева) и фрезерования (справа)

Тогда, что такое "станок с ЧПУ"?

Первый компьютер был создан 14 февраля 1946 года в Пенсильванском университете. Первоначальный мотив его разработки состоял в том, чтобы в контексте Второй мировой войны, по просьбе военных США, создать « электронное» вычислительное устройство с электронными трубками вместо реле для расчета траектории снаряда.

Шесть лет спустя, в 1952 году, Parsons в сотрудничестве с Массачусетским технологическим институтом (MIT) и в сочетании с фрезерными станками Numerical Control System на основе компьютеров и Cincinnati разработали первую рабочую материнскую машину NC (Numerical Control), также известную как « станок цифрового контроля», и с тех пор традиционные станки претерпели качественные изменения, ознаменовавшие начало перехода станков в эпоху цифрового управления. [5]

Первый станок с ЧПУ (фрезерный станок)

Еще через шесть лет, в 1958 году, Массачусетский технологический институт в сотрудничестве с несколькими компаниями, спонсируемыми военными США, разработал APT (Automatic Programming Tools) [6], продвинутый язык компьютерного программирования, который генерирует рабочие инструкции для станков с ЧПУ. Одним из наиболее распространенных сейчас является использование инструкций формата RS - 274, часто называемых « G - кодом». [7]

После непрерывного развития компьютерных технологий микропроцессоры были применены к цифровому управлению, значительно улучшив функции, такие системы называются компьютерным цифровым управлением (CNC), Computer Numerical Control）， Станки, использующие эту систему, также известны как станки CNC, то есть компьютеры с цифровым управлением, или сокращенно « станки с ЧПУ».

Технология Numerical Control (Numerical Control) в станках с ЧПУ является техническим методом управления движением станка и процессом его обработки с помощью цифровых сигналов. Станки с ЧПУ - это станки, использующие технологию ЧПУ или оснащенные системой ЧПУ. Технический комитет 5 Международной федерации обработки информации (IFIP) определяет станки с ЧПУ как станки с программным управлением. Система управления может логически обрабатывать программы с кодами управления или другими символическими инструкциями и декодировать их, выражать в кодированных цифрах и вводить в систему ЧПУ через носитель информации. После вычислительной обработки устройство ЧПУ посылает различные сигналы управления, контролирует движение станка, автоматически обрабатывает детали по требованию.

Процесс обработки станков с ЧПУ

Обработка станка с ЧПУ, чтобы разделить координаты движения инструмента и детали на некоторые минимальные единицы, то есть минимальное смещение, система ЧПУ в соответствии с требованиями программы детали, так что координаты перемещают несколько минимальных смещений (т. е. управление траекторией движения инструмента), чтобы реализовать относительное движение инструмента и детали, завершить обработку детали.

Относительное движение инструмента вдоль оси координат выражается в импульсном эквиваленте (mm / pulse). Когда траектория прожектора является прямой или дугой, устройство ЧПУ выполняет « уплотнение точки данных» между исходными и конечными координатами отрезка или дуги, определяя координатные значения ряда промежуточных точек, а затем выводит импульсы в каждую координату по координатным значениям середины, чтобы обеспечить обработку необходимой прямой или дуговой контуры.

Это « уплотнение точки данных», выполняемое устройствами ЧПУ, называется интерполяцией, и обычные устройства ЧПУ имеют функцию интерполяции основных функций, таких как линейные и круглые функции. На самом деле, обработка деталей произвольной кривой L на станке с ЧПУ приближается к основным математическим функциям, которые может обрабатывать устройство ЧПУ, таким как прямая линия, дуга и т. Д. Естественно, ошибка приближения должна соответствовать требованиям чертежа детали.

По сравнению с традиционными станками, станки с ЧПУ имеют следующие преимущества:

Высокая точность обработки, стабильное качество. Каждый выходной импульс системы ЧПУ, смещение движущихся частей станка называется импульсным эквивалентом, импульсный эквивалент станка ЧПУ обычно составляет 0001 мм, высокоточный станок ЧПУ может достигать 00001 мм, разрешение движения намного выше, чем у обычного станка. Кроме того, станок с ЧПУ имеет устройство обнаружения положения, которое может возвращать фактическое смещение движущейся части или винт, угол поворота сервомотора в систему ЧПУ и компенсировать его. Таким образом, можно получить более высокую точность обработки, чем сам станок. Качество деталей, обработанных станками с ЧПУ, гарантируется станком, и никто не влияет на ошибки в эксплуатации, поэтому одна и та же партия деталей имеет хорошую согласованность размеров и стабильное качество. Может выполнять сложную обработку деталей, которую обычный станок не может выполнить или не может обработать вообще. Например, станки с ЧПУ с двухосной или более высокой связью могут обрабатывать детали кривой вращающегося тела с шиной, детали кулачков и различные детали типа сложных пространственных поверхностей. Высокая производительность. Диапазон оборотов и подачи шпинделя станка с ЧПУ больше, чем диапазон обычных станков, хорошая структурная жесткость позволяет станку с ЧПУ использовать большое количество резания, что эффективно экономит время маневра. Обработка некоторых сложных деталей, если использовать центр обработки с ЧПУ с автоматическим переключением ножей, может обеспечить многопроцессную непрерывную обработку под одним зажимом, уменьшая время оборота полуфабрикатов, повышение производительности более заметно. Высокая адаптивность к модифицированному дизайну продукции. Когда переработанная деталь после модификации конструкции, на станке с ЧПУ просто изменить процесс обработки деталей, отрегулировать параметры инструмента и т. Д., Чтобы реализовать модифицированную конструкцию после обработки деталей, цикл подготовки к производству значительно сокращается. Таким образом, станки с ЧПУ могут быть быстро преобразованы из обработки одной детали в обработку другой модифицированной детали, что обеспечивает большое удобство для обработки отдельных деталей, небольших партий новых пробных продуктов и частых обновлений структуры продукта. Это способствует развитию производственных технологий в направлении комплексной автоматизации. Станки с ЧПУ являются основным оборудованием для автоматизации механической обработки, а интегрированные системы автоматизации, такие как FMC (Flexible Machine Center, центр гибкой обработки), FMS (Flexible manufacturing system, гибкая производственная система) [8] и CIMS (Computer - integrated manufacturing system, компьютерная интегрированная производственная система) [9], основанные на станках с ЧПУ, позволяют интегрировать, интеллектировать и автоматизировать машиностроение. Это связано с тем, что система управления станками с ЧПУ использует цифровую информацию и стандартизированный ввод кода и имеет коммуникационный интерфейс, который легко реализует передачу данных между станками с ЧПУ, наиболее подходящее соединение между компьютерами, образует промышленную сеть управления и реализует расчет, управление и управление автоматизированным производственным процессом. Мониторинг мощный, с возможностью диагностики неисправностей. Система CNC не только контролирует движение станка, но и обеспечивает полный контроль станка. Например, некоторые факторы, вызывающие неисправность, могут быть заранее предупреждены, диагностика неисправностей и т. Д. Это значительно повышает эффективность капитального ремонта. Снижение интенсивности труда рабочих, улучшение условий труда. Наконец, что такое « высококачественные станки с ЧПУ»?

Определение станков с ЧПУ « высокого класса» или « высокого класса»: станки с ЧПУ с высокоскоростными, точными, интеллектуальными, композитными, многоосными связями, сетевой связью и другими функциями. Его развитие символизирует, что в настоящее время станкостроительная промышленность страны занимает передовый этап развития станкостроительной промышленности в мире, поэтому международное сообщество рассматривает пятиосные станки с ЧПУ и другие высококачественные технологии станков в качестве важного символа индустриализации страны. [10]

ПЦП пятиосный обрабатывающий центр

Станки с ЧПУ в зависимости от функционального уровня станка можно разделить на низкую, среднюю и высшую. Таких классификаций в нашей стране очень много. Границы низкого, среднего и высокого класса относительны, и критерии деления в разные периоды различны, и, судя по нынешнему уровню развития, их можно в целом отличить от нескольких аспектов (конечно, такая классификация не может охватывать все показатели):

Сравнение станков с ЧПУ высокого, среднего и низкого уровня

С развитием передовых производственных технологий современные станки с ЧПУ должны развиваться в направлении высокой скорости, высокой точности, высокой надежности, интеллекта и более совершенной функции.