Strojové nástroje vysokokoncového CNC

Tieto šesť slov obsahujú tri vrstvy koncepcií, pozrime s a bližšie na každú vrstvu.

Handtmann PBZ HD 5-os CNC mletidlo

Po prvé, čo je "strojový nástroj"?

V úzkom zmysle sa „strojový nástroj“ zvyčajne vzťahuje na „strojový nástroj na rezanie“ (v úzkom zmysle je to preto, že existujú aj doplnkové strojové nástroje, ako sú 3D tlač alebo in é špeciálne strojové nástroje), ktoré používajú metódy rezania na spracovanie dielov na strojové časti. To znamená, strojové nástroje sú stroje, ktoré vyrábajú stroje, takže sú tiež známe ako „pracujúce stroje“.

Prvým skutočným strojovým nástrojom bol v skutočnosti nudný stroj, ktorý vynašiel britský priemyselník John Wilkinson v roku 1775. Pôvodnou motiváciou vynálezu tohto nudného stroja bolo vyriešiť praktický problém výroby vysokopresných kanónových kanónových kanónov v tom čase v armáde.

Nudné stroje je proces rezania, ktorý používa rezacie nástroje na zväčšenie vnútorného priemeru dier alebo iných kruhových obrysov na rotujúcich dieloch. Zodpovedá otáčaniu, ktorý je procesom rezania, ktorý používa nástroj na zníženie vonkajšieho priemeru otáčajúceho diela alebo na formovanie koncovej tváre. [2]

Nudné (ľavé) a otočené (pravé) procesy

47-ročný Wilkinson, po nepretržitom úsilí v továrni jeho otca, konečne vytvoril tento nový stroj, ktorý môže vyrábať kanónové barely s zriedkavou presnosťou. Pracovná zásada je otáča ť pevný šuf nudného nástroja cez vodný koles a tlačiť ho vo vzťahu k valcovému dielu. Pevný šuf nudného nástroja prechádza cez valček a je podporovaný na oboch koncoch. Vzhľadom na relatívny pohyb medzi nástrojom a dielom sa materiál nudí do vysokopresnej valcovej diery.

Skémový diagram prvého nudného stroja

A nudný stroj sa neskôr použil na strojové valce parných motorov. Dôvodom je, že po tom, ako James Watt vymyslel parný motor, považoval za veľmi ťažké vyrábať valce s parnými motormi pomocou falšovacích metód a vzhľadom na nízku presnosť výroby a závažný únik vzduchu valcov bol výroba a zlepšenie účinnosti parného motora obmedzené. [3] Po prijatí tohto nudného stroja sa môžu vyrábať vysokopresné valce s presnosťou viac ako 50 palcov, čím sa výrazne zlepší spracovateľská kvalita a výrobná účinnosť valcov s parnými motormi, a tým sa dosiahne veľký úspech.

Potom sa vzájomne objavili rôzne typy strojových nástrojov, ako sú zámky, mletiace stroje, lietadlá, mletiace stroje, vrtové stroje atď., s cieľom uspokojiť potreby rôznych spracovateľských techník. [4]

Procesy vŕtania (ľava) a mletia (pravá)

Tak čo je "strojový nástroj CNC"?

Prvý elektronický počítač sa narodil 14. februára 1946 na univerzite Pennsylvánie v Spojených štátoch. Pôvodnou motiváciou jeho vývoja bola výroba „elektronického“ počítačového zariadenia používajúceho elektronické trubice namiesto relejov, ako požiadala americká armáda v kontexte II. svetovej vojny, na výpočet trajektórie škrupín.

Po šiestich rokoch, v roku 1952, Parsons spolupracoval s Massachusettským technologickým in štitútom (MIT) na rozvoji prvého strojového nástroja číselnej kontroly (NC) (tiež známeho ako „digitálny riadiaci nástroj“) kombinovaním systému číselnej kontroly založeného na elektronických počítačoch s mletiacim strojom z Cincinnati. Odvtedy tradičné strojové nástroje prešli kvalitatívnou zmenou, ktorá označila začiatok éry CNC pre strojové nástroje. [5]

Prvý strojový nástroj CNC (mletiaci stroj)

O šesť rokov neskôr, v roku 1958, MIT spolupracovala s viacerými spoločnosťami pod sponzorstvom americkej armády na rozvoji APT (nástrojov automatického programovania), jazyka vysokej úrovne počítačového programovania používaného na vytváranie pracovných pokynov pre strojové nástroje CNC. Najbežnejšou metódou je teraz používať pokyny formátu RS-274, zvyčajne označené ako „kód G“. [7]

S nepretržitým rozvojom počítačovej technológie sa mikroprocesory uplatňovali na digitálnu kontrolu, čím sa výrazne zlepšili ich funkcie. Tento typ systému sa nazýva počítačová digitálna kontrola (CNC), Computer Numerical Control）， Strojový nástroj, ktorý používa tento systém, je tiež známy ako strojový nástroj CNC, ktorý je počítačom riadeným numerickým riadiacim strojom, alebo jednoducho označený ako „strojový nástroj CNC“.

Technológia číselnej kontroly strojových nástrojov CNC je technická metóda, ktorá používa digitálne signály na riadenie pohybu a strojového procesu strojového nástroja. Strojový nástroj CNC je strojový nástroj, ktorý používa technológiu CNC alebo je vybavený systémom CNC. piaty technický výbor Medzinárodnej federácie spracovania informácií (IFIP) definuje strojový nástroj CNC ako strojový nástroj vybavený systémom riadenia programu. Tento riadiaci systém môže logicky spracovávať programy riadiacimi kódmi alebo inými symbolickými pokynmi, dekódovať ich, reprezentovať ich kódovanými číslami a vstupovať ich do systému CNC prostredníctvom informačných nosičov. Po výpočte a spracovaní zariadenie CNC vydáva rôzne ovládacie signály na ovládanie činnosti strojového nástroja a časti sa automaticky spracúvajú podľa požiadaviek.

Strojový proces strojových nástrojov CNC

Spracovanie strojového nástroja CNC rozdeľuje súradnice pohybu nástroja a pracovného diela na niektoré minimálne jednotky, konkrétne minimálny pohyb. Systém CNC pohybuje súradnice niekoľkými minimálnymi pohybmi podľa požiadaviek časti programu (t. j. ovláda trasu pohybu nástroja), čím dosiahne relatívny pohyb medzi nástrojom a pracovným dielom a dokončuje strojové zariadenie časti.

Relatívny pohyb nástroja pozdĺž každej súradnice sa meria v jednotkách ekvivalentu impulzu (mm/impulz). Keď je trasa rezania rovnou čiarou alebo uhlom, zariadenie CNC vykonáva „hustotu dátových bodov“ medzi počiatočnými a koncovými hodnotami súradnice segmentu alebo uhla línie, vypočíta sériu hodnôt súradnice stredného bodu a potom vstupy impulzujú do každej súradnice podľa hodnôt súradnice stredného bodu, aby sa zabezpečilo spracovanie požadovaného kontoru rovnej čiary alebo uhla.

Densitifikácia údajových bodov vykonávaná zariadeniami CNC sa nazýva interpolácia a zariadenia CNC majú vo všeobecnosti funkciu interpolácie základných funkcií (ako sú lineárne a kruhové funkcie). V skutočnosti sa strojovanie akejkoľvek časti krivky L na strojovom nástroji CNC približuje základnými matematickými funkciami, ktoré zariadenie CNC môže ovládať, ako sú čiary, uhly atď. Prirodzene, chyba pri aproximácii musí spĺňať požiadavky výkresu časti.

V porovnaní s tradičnými strojnými nástrojmi majú strojné nástroje CNC tieto výhody:

Vysoká presnosť spracovania a stabilná kvalita. Pre každý pulzný výstup systému CNC sa presun pohybujúcich častí strojového nástroja nazýva pulzný ekvivalent. Pulzný ekvivalent strojových nástrojov CNC je vo všeobecnosti 0,001 mm a strojové nástroje s vysokou presnosťou CNC môžu dosiahnuť 0,0001 mm s oveľa vyšším rozlíšením pohybu ako bežné strojové nástroje. Okrem toho strojové nástroje CNC majú zariadenia na detekciu polohy, ktoré môžu poskytnúť spätnú väzbu k systému CNC o skutočnom premiestnení pohybujúcich častí alebo uhlu skrutka a servomotora a kompenzovať ho. Preto je možné dosiahnuť vyššiu presnosť strojového zariadenia ako samotný strojový nástroj. Kvalita častí spracovaných strojovými nástrojmi CNC je zaručená strojovým nástrojom a nie je ovplyvnená prevádzkovými chybami, takže veľkosť rovnakej šarže častí je dobrá a kvalita je stabilná. schopné spracovať zložité časti, ktoré sú ťažké alebo nemožné spracovať bežnými strojnými nástrojmi. Napríklad strojové nástroje CNC, ktoré používajú spojenie dvoch os alebo spojenie viac ako dvoch os, môžu spracovať otáčajúce časti zakrivených tela, časti kamier a rôzne zložité priestorové zakrivené časti s zakriveným generátorom. Vysoká účinnosť výroby. Rýchlosť a rozsah spínania strojových nástrojov CNC sú väčšie ako nástroje bežných strojových nástrojov a dobrá konštrukčná pevnosť umožňuje strojovým nástrojom CNC používať veľké množstvá rezania a efektívne ušetriť čas manévrovania. Pri spracovaní určit ých zložitých častí, ak sa používa strojové centrum CNC s automatickým zariadením na zmenu nástrojov, môže dosiahnuť nepretržité spracovanie viacerých procesov pri jednom klampingu, znížiť čas obratu polohotových výrobkov a výraznejšie zlepšiť produktivitu. Silná prispôsobovateľnosť prepracovaniu výrobkov. Po modifikovanej konštrukcii strojových častí je potrebné zmeniť strojový program častí a nastaviť parametre nástroja na strojovom nástroji CNC len tak, aby sa dosiahlo strojové zariadenie modifikovaných častí, čím sa výrazne zníži výrobný prípravný cyklus. Strojové nástroje CNC preto môžu rýchlo prechádzať z spracovania jedného typu časti na spracovanie iného upraveného konštrukčného konštrukčného konštrukčného konštrukčného konštrukčného konštrukčného konštrukčného konštrukčného konštrukčného konštrukčného konštrukčného konštrukčného konštrukčného konštrukčného konštrukčného konštrukčného konštrukčného Príjemný pre rozvoj výrobných technológií smerom k komplexnej automatizácii. Strojové nástroje CNC sú základným zariadením na automatizáciu mechanického spracovania. Integrované automatizačné systémy, ako napríklad FMC (Flexible Machine Center), FMS (Flexible Manufacturing System), CIMS (Computer Integrated Manufacturing System) atď., vybudované na strojových nástrojoch CNC, umožňujú integráciu, inteligenciu a automatizáciu mechanického výroby. Je to preto, že riadiaci systém strojových nástrojov CNC prijíma digitálne informácie a štandardizovaný vstup kódu a má komunikačné rozhrania, čo uľahčuje dosiahnutie komunikácie údajov medzi strojovými nástrojmi CNC. Je najvhodnejšie na pripojenie počítačov vytvoriť priemyselnú riadiacu sieť, realizovať výpočet, riadenie a kontrolu automatizovaných výrobných procesov. Silná monitorovacia funkcia a schopnosť diagnostikovať chyby. Systém CNC nielen ovláda pohyb strojového nástroja, ale poskytuje aj komplexné monitorovanie strojového nástroja. Napríklad pri niektorých faktoroch, ktoré spôsobujú chyby, možno vykonať včasné varovanie a diagnostiku chyb, čo značne zlepšuje účinnosť údržby. Znížiť intenzitu pracovnej sily pracovníkov a zlepšiť pracovné podmienky. Nakoniec, čo je "vysoko koncový strojový nástroj CNC"?

Definícia strojových nástrojov CNC „vysoko koncových“ alebo „vysoko koncových“: strojové nástroje CNC s funkciami, ako sú vysokorýchlostné, presné, inteligentné, kompozitné, viacnásobné prepojenie, sieťová komunikácia atď. Jej vývoj symbolizuje, že s účasný priemysel výroby strojových nástrojov v krajine má pokročilý stupeň v rozvoji svetového priemyslu strojových nástrojov. Preto s a na medzinárodnej úrovni technológie vysokokvalitných strojových nástrojov, ako sú napríklad strojové nástroje spojené s piatimi osi, považujú za dôležitý symbol priemyselnej výroby krajiny. [10]

DMG 5-os strojové centrum

Strojové nástroje CNC sa môžu rozdeliť na tri úrovne na základe ich funkčnej úrovne: nízka, stredná a vysoká. Táto metóda klasifikácie sa vo veľkej miere používa v Číne. Hranice medzi nízkym, stredným a vysokým koncom sú relatívne a klasifikačné normy sa líšia v rôznych obdobiach. Na základe súčasnej úrovne vývoja sa môže vo všeobecnosti rozlišovať od týchto aspektov (samozrejme, táto klasifikácia nemôže zahŕňať všetky ukazovatele):

Porovnanie strojových nástrojov CNC vysokého, stredného a nízkeho konca

S rozvojom pokročilých výrobných technológií sa vyžadujú modern é strojové nástroje CNC na rozvoj smerom k vysokej rýchlosti, vysokej presnosti, vysokej spoľahlivosti, inteligencii a kompletnejším funkciám.