Mga kagamitan ng high end CNC machine

Ang anim na salita na ito ay may tatlong layer ng konsepto, tingnan natin nang malapit ang bawat layer.

Isang Handtmann PBZ HD na limang axis na CNC milling machine

Una, ano ang "machine tool"?

Sa makitid na paraan, ang "machine tool" ay karaniwang tumutukoy sa "cutting machine tool" (sa makitid na paraan, ito ay dahil mayroong mga adisyonal na kagamitan ng machine manufacturing tulad ng 3D printing o iba pang espesyal na kagamitan ng machine), na gumagamit ng mga paraan ng pagputol upang magproseso ng mga workpiece sa mga bahagi ng machine. Ibig sabihin, ang mga kasangkapan ng makina ay ang mga makina na gumagawa ng mga makina, kaya tinatawag na rin sila bilang "mga makina na gumagawa". Sa Hapon, tinatawag na ito ay "mga makina na gumagawa" (こさくき[UNK][UNK]), at sa Ingles, tinatawag na ito ay "Machine Tools".

Ang unang tunay na kasangkapan ng makina ay talagang nakakapagod na makina, na imbento ng industriyante ng Britanya na si John Wilkinson noong 1775. Ang orihinal na motivasyon para imbento ang nakakapagod na makina na ito ay upang malutas ang praktikal na problema ng paggawa ng mga bariles ng cannon ng mataas na precision sa militar noong panahon.

Ang pagod ng makina ay isang proseso ng pagputol na gumagamit ng mga kagamitan ng pagputol upang palawakin ang panloob na diameter ng mga butas o iba pang bilog na contours sa pag-ikot ng mga workpieces. Ito ay tumutugon sa pagputol, na isang proseso ng pagputol na gumagamit ng kasangkapan upang mabawasan ang panlabas na diameter ng isang nagputol na workpiece o upang hugis ang mukha ng dulo. [2]

Pagod (kaliwa) at nagiging (kanan) proseso

47 taong gulang na Wilkinson, pagkatapos ng patuloy na pagsisikap sa pabrika ng kanyang ama, sa wakas lumikha ng bagong makina na maaaring gumawa ng bariles cannon na may bihirang katiyakan. Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ay upang i-ikot ang maayos na haba ng nakakapagod na kasangkapan sa pamamagitan ng isang gulong tubig at itulak ito relatibong sa silindrikong trabaho. Ang maayos na haba ng nakakapagod na kasangkapan ay lumipas sa silindro at suportado sa parehong dulo. Dahil sa relatibong paggalaw sa pagitan ng kasangkapan at workpiece, ang materyal ay nababato sa isang silindrikong butas na mataas na precision.

Schematic diagram of the first boring machine

At mamaya, ginamit ang boring machine para sa paggawa ng mga silindro ng steam engine. Ang dahilan ay pagkatapos ni James Watt na imbento ang steam engine, nahanap niya na napakahirap na gumawa ng mga silindro ng steam engine gamit ang mga pamamaraan ng pagkukumpuni, at dahil sa mababang katotohanan ng paggawa at malubhang pagpapalaglag ng hangin ng mga silindro, ang paggawa at pagpapabuti ng epektibo ng steam engine ay limitado. [3] Pagkatapos ng pagpapatupad ng makina na ito, maaaring gumawa ng mga silindro na may mataas na presyon na higit sa 50 pulgada, na magpapabuti ng malaking kalidad ng pagpapapro-proseso at epektibo ng paggawa ng mga silindro ng steam engine, at kaya makakagawa ng malaking tagumpay.

Pagkatapos, upang matugunan ang mga pangangailangan ng iba't ibang pamamaraan ng pagproseso, iba't ibang uri ng mga kasangkapan ng makina tulad ng lathes, milling machines, planers, grinders, drilling machines, atbp. lumitaw sa isa't isa. [4]

Proyektong pang-drilling (kaliwa) at pang-milling (kanan)

Kung ganoon, ano ang "CNC machine tool"?

Ang unang elektronikong kompyuter ay ipinanganak noong Pebrero 14, 1946 sa Pamantasan ng Pennsylvania sa Estados Unidos. Ang unang motivasyon para sa pagpapaunlad nito ay ang paggawa ng "electronic" na aparato ng kompyuter gamit ang mga electronic tubes sa halip ng mga relay, ayon sa hiniling ng militar ng Estados Unidos, sa konteksto ng ika-II na Pandaigdigang Digmaan, upang magkalkula ang trajectory ng mga shell.

anim na taon ang nakalipas, noong 1952, nagtulungan si Parsons sa Massachusetts Institute of Technology (MIT) upang gumawa ng unang kasangkapan ng kompyuter ng numerical control (NC) (na tinatawag rin bilang "digital control machine tool") sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng sistema ng numerical control na nakabase sa mga elektronikong kompyuter na may machine ng milling mula sa Cincinnati. [5]

Ang unang kasangkapan ng CNC machine (machine ng pagmilling)

anim na taon ang nakalipas, noong 1958, ang MIT ay nagtulungan sa iba't ibang kumpanya na pinagsasagawa ng militar ng US upang gumawa ng APT (Automatic Programming Tools), isang wika ng programasyon ng kompyuter na mataas na antas na ginagamit upang lumikha ng mga aralan para sa trabaho ng mga kasangkapan ng CNC. Ang pinaka-karaniwang paraan ngayon ay gamitin ang mga tagubilin sa RS-274 format, na karaniwang tinatawag na "G code". [7]

Sa patuloy na pagpapaunlad ng teknolohiyang kompyuter, ang mga mikroprocessor ay naglagay sa digital control, na nagpapabuti sa kanilang mga funksyon. Computer Numerical Control）， Ang kasangkapan ng makina na gumagamit ng sistema na ito ay kilala rin bilang kasangkapan ng makina CNC, na isang kasangkapan ng makina na kontrol ng numero na kompyuter, o simpleng tinatawag na "kasangkapan ng makina CNC".

Ang teknolohiyang Numerical Control sa mga kasangkapan ng CNC ay isang paraan ng teknika na gumagamit ng mga signal digital upang kontrolin ang proseso ng paggalaw at paggawa ng makina ng kasangkapan ng machine. Isang kasangkapan ng CNC ay isang kasangkapan ng machine na gumagamit ng teknolohiyang CNC, o may sistema ng CNC. Ang Ikalawang Komite Teknika ng Pandaigdigang Federasyon ng Pagpapatupad ng Informasyon (IFIP) ay naglalarawan ng isang kasangkapan ng CNC bilang isang kasangkapan ng makina na may sistema ng kontrol ng program a. Ang control system na ito ay maaaring logikal na proseso ang mga program gamit ang control codes o iba pang mga simbolikong aralan, i-decode ang mga ito, i-represent ang mga ito gamit ang coded numbers, at i-input ang mga ito sa sistema ng CNC sa pamamagitan ng mga carrier ng impormasyon. Pagkatapos ng pagkalkula at pagpapapro-proseso, iba't ibang signal ng control ay inilabas ng aparato CNC upang kontrolin ang aksyon ng kasangkapan ng makina, at ang mga bahagi ay awtomatiko na ginagamit ayon sa mga pangangailangan.

Ang proseso ng paggawa ng makina ng mga kasangkapan ng CNC

Ang CNC system ay nagpapalipat ng mga coordinates sa pamamagitan ng ilang pinakamababang paglipat ayon sa mga pangangailangan ng part program (i.e. ay nagpapatunay sa trajektorya ng paglipat ng tool), upang makakuha ng relatibong paglipat sa pagitan ng tool at workpiece at pagkumpleto ng machining ng bahagi.

Ang relasyonal na galaw ng kagamitan kasama ang bawat axis ng mga koordinate ay sukat sa unit ng pulse equivalent (mm/pulse). Kapag ang path ng pagputol ay isang tuwid na linya o arc, ang device ng CNC ay gumagawa ng "densification ng data point" sa pagitan ng simula at pagtatapos ng mga nilalaman ng coordinate ng segment o arc ng linya, nagkakalkula ng isang serye ng mga nilalaman ng intermediate point coordinate, at pagkatapos ay gumagawa ng mga pulse sa bawat coordinate ayon sa mga nilalaman ng intermediate point coordinate upang siguraduhin na ang desired straight line o arc contour ay proseso.

Ang densification ng mga data points na ginawa sa pamamagitan ng mga device ng CNC ay tinatawag na interpolation, at sa pangkalahatan ang mga device ng CNC ay may fungsyon ng interpolation ng mga pangunahing fungsyon (tulad ng mga linear at circular functions). Sa katunayan, ang paggawa ng kahit anong bahagi ng kurba L sa isang CNC machine tool ay halos halos sa pamamagitan ng mga pangunahing matematikong funksyon na maaaring hawakan ng CNC device, tulad ng mga linya, arc, atbp. Natural, the approximation error must meet the requirements of the part drawing.

Compared to traditional machine tools, CNC machine tools have the following advantages:

Mataas na presyo at matatag na kalidad. Para sa bawat pulse output ng sistema ng CNC, ang paglipat ng mga gumagalaw na bahagi ng kasangkapan ng makina ay tinatawag na pulse equivalent. Sa karagdagan nito, may mga kasangkapan ng CNC para sa paghahanap ng posisyon na maaaring magbigay ng feedback sa CNC sa tunay na paglipat ng mga bahagi na gumagalaw o sa angulo ng screw at servo motor, at kumpensahan ang mga ito. Samakatuwid, mas mataas ang katibayan ng paggawa ng makina kaysa sa kasangkapan ng makina mismo ay maaaring makamit. Ang kwalidad ng mga bahagi na ginagamit ng mga kasangkapan ng CNC ay tiyak na ng kasangkapan ng makina at hindi naapekto ng mga pagkakamali sa pagpapatakbo, kaya ang konsistensya sa sukat ng parehong batch ng mga bahagi ay maganda at ang kwalidad ay matatag. Kapayahan ng pagproseso ng mga kumplikadong bahagi na mahirap o imposible na magproseso gamit ang mga ordinaryong kasangkapan ng makina. Halimbawa, ang mga kasangkapan ng CNC na gumagamit ng dalawang axis linkage o higit sa dalawang axis linkage ay maaaring magproseso ng pag-ikot ng mga bahagi ng katawan na curved, bahagi ng cam, at iba't ibang kumplikadong mga bahagi ng espasyong curved na may curved generatrix. Mataas na produktibong epektibo. Ang spindle speed at feed range ng mga kasangkapan ng CNC ay mas malaki kaysa sa mga ordinaryong kasangkapan ng makina, at ang mabuting struktural na matigas ay nagbibigay-daan sa mga kasangkapan ng CNC upang gamitin ang malaking dami ng pagputol, at maaring i-save ang oras ng maneuvering. Para sa pagproseso ng ilang kumplikadong bahagi, kung ginagamit ang CNC Machining center na may aparato na awtomatiko na pagbabago ng kasangkapan, maaari itong makamit ng patuloy na pagproseso ng iba't ibang proseso sa ilalim ng isang pindutin, mabawasan ang turnover time ng mga semi-finished na produksyon, at mas mabuti ang produktivity. Malakas na pagkakaiba sa pagbabago ng produkto. Pagkatapos ng bagong disenyo ng mga bahagi ng makina, kailangan lamang baguhin ang programa ng makina ng mga bahagi at ayusin ang mga parametro ng kagamitan sa kagamitan ng CNC upang makamit ng paggawa ng makina ng mga bagong bahagi, nang mababawasan ang ciclo ng paghahanda ng produksyon. Samakatuwid, ang mga kasangkapan ng CNC ay maaaring mabilis na paglipat mula sa pagproseso ng isang uri ng bahagi patungo sa pagproseso ng isa pang binago na disenyo ng bahagi, na nagbibigay ng mahusay na kaginhawahan para sa pagproseso ng iisang at maliit na batch ng mga bagong produkto sa pagsubok at madalas na pag-update ng struktur Mabuti para sa pag-unlad ng teknolohiyang pang-manifattura patungo sa kumpletong automation. Ang mga kasangkapan ng CNC ay ang pangunahing kagamitan para sa pagpapatupad ng automation sa mekanika. Ito ay dahil ang sistema ng control ng mga kasangkapan ng CNC ay gumagamit ng digital na impormasyon at standardized code input, at may interfaces ng komunikasyon, na nagpapadali sa makakuha ng impormasyon sa pagitan ng mga kasangkapan ng CNC machine. Ang malakas na funksyon ng pagmamanman at ang kakayahang mag-diagnosis ng mga pagkakamali. Ang sistema ng CNC ay hindi lamang nagpapatakbo sa kilusan ng kasangkapan ng makina, ngunit nagbibigay din ng komprensong pagmamanmonitor ng kasangkapan ng makina. Halimbawa, ang maagang babala at diagnosis ng kasalanan ay maaaring gumawa para sa ilang mga dahilan na nagdudulot ng mga pagkakamali, na nagpapabuti ng malaking epektibo ng pagpapanatili. Baguhin ang intensyon ng trabaho ng mga manggagawa at mabuti ang kondisyon ng trabaho. Sa wakas, ano ang "high-end machine tool ng CNC"?

Ang definisyon ng mga kasangkapan ng "high-end" o "high-end" CNC machine: mga kasangkapan ng CNC machine na may mga fungsyon tulad ng high-speed, precision, intelligence, composite, multi-axis linkage, network communication, atbp. Ipinapakita nito na ang kasalukuyang industriya ng paggawa ng mga kasangkapan ng makina s a bansa ay may mataas na hakbang sa pag-unlad ng industriya ng mga kasangkapan ng makina sa daigdig. [10]

DMG Five Axis Machining Center

Ang mga kasangkapan ng mga CNC ay maaaring bahagi sa tatlong antas na batay sa kanilang epektibong antas: mababa, medyo at mataas. Ang paraan ng klasifikasyon na ito ay ginagamit sa Tsina. Ang mga hangganan sa pagitan ng mababang, medyo at mataas na dulo ay relatibong, at ang mga pamantayan ng klasifikasyon ay iba't ibang pagkakataon.

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

Sa pagpapaunlad ng mga pinakamagaling na teknolohiyang produksyon, kailangan ng modernong mga kasangkapan ng CNC na gumagawa upang gumawa ng mataas na bilis, mataas na precision, mataas na pagkakatiwalaan, intelihensya at mas kumpletong mga fungsyon.