Die vinnige vooruitgang van CNC-stelseltegnologie het voorwaardes geskep vir die tegnologiese vooruitgang van CNC-masjiengereedskap. Om aan die behoeftes van die mark te voldoen en aan die hoër vereistes van moderne vervaardigingstegnologie vir CNC-tegnologie te voldoen, word die huidige ontwikkeling van wêreldwye CNC-tegnologie en sy toerusting hoofsaaklik weerspieël in die volgende tegniese eienskappe:
1. Hoë spoed
Die ontwikkeling vanCNC-masjiengereedskapna 'n hoëspoedrigting kan nie net die bewerkingsdoeltreffendheid aansienlik verbeter en bewerkingskoste verminder nie, maar ook die oppervlakbewerkingskwaliteit en akkuraatheid van onderdele verbeter. Ultrahoëspoedbewerkingstegnologie het breë toepaslikheid om laekosteproduksie in die vervaardigingsbedryf te bereik.
Sedert die 1990's het lande in Europa, die Verenigde State en Japan meegeding om 'n nuwe generasie hoëspoed-CNC-masjiengereedskap te ontwikkel en toe te pas, wat die tempo van hoëspoed-ontwikkeling van masjiengereedskap versnel. Nuwe deurbrake is gemaak in die hoëspoed-spindeleenheid (elektriese spindel, spoed 15000-100000 r/min), hoëspoed- en hoëversnelling/vertraging-voerbewegingskomponente (vinnige bewegingspoed 60-120m/min, snyvoerspoed tot 60m/min), hoëprestasie-CNC- en servostelsels, en CNC-gereedskapstelsels, wat nuwe tegnologiese vlakke bereik. Met die oplossing van sleuteltegnologieë in 'n reeks tegniese velde soos ultrahoëspoed-snymeganisme, ultraharde slytasiebestande langdurige gereedskapmateriale en skuur-slypgereedskap, hoëkrag-hoëspoed-elektriese spindel, hoëversnelling/vertraging lineêre motor-aangedrewe voerkomponente, hoëprestasie-beheerstelsels (insluitend moniteringstelsels) en beskermingstoestelle, is 'n tegniese fondament gelê vir die ontwikkeling en toepassing van die nuwe generasie hoëspoed-CNC-masjiengereedskap.
Tans, in ultrahoëspoedbewerking, het die snyspoed van draai en frees meer as 5000-8000 m/min bereik; Die spilspoed is bo 30000 rpm (sommige kan tot 100000 r/min bereik); Die bewegingspoed (voerspoed) van die werkbank: bo 100 m/min (sommige tot 200 m/min) teen 'n resolusie van 1 mikrometer, en bo 24 m/min teen 'n resolusie van 0.1 mikrometer; Outomatiese gereedskapwisselspoed binne 1 sekonde; Die voerspoed vir klein lyninterpolasie bereik 12 m/min.
2. Hoë presisie
Die ontwikkeling vanCNC-masjiengereedskapVan presisiebewerking tot ultra-presisiebewerking is 'n rigting waartoe industriële magte regoor die wêreld verbind is. Die akkuraatheid daarvan wissel van mikrometervlak tot submikronvlak, en selfs tot nanometervlak (<10 nm), en die toepassingsreeks daarvan word toenemend wydverspreid.
Tans, onder die vereiste van hoë-presisie bewerking, het die bewerkingsakkuraatheid van gewone CNC-masjiengereedskap toegeneem van ± 10 μm tot ± 5 μM; Die bewerkingsakkuraatheid van presisiebewerkingsentrums wissel van ± 3 tot 5 μm. Toename tot ± 1-1.5 μm. Selfs hoër; Die ultra-presisie bewerkingsakkuraatheid het die nanometervlak (0.001 mikrometer) bereik, en die spilrotasie-akkuraatheid moet 0.01~0.05 mikrometer bereik, met 'n bewerkingsrondheid van 0.1 mikrometer en 'n bewerkingsoppervlakruheid van Ra=0.003 mikrometer. Hierdie masjiengereedskap gebruik gewoonlik vektorbeheerde veranderlike frekwensie-aangedrewe elektriese spindels (geïntegreerd met die motor en spil), met 'n radiale uitloop van die spil van minder as 2 μm, aksiale verplasing van minder as 1 μm, en as-onbalans wat die G0.4-vlak bereik.
Die voeraandrywing van hoëspoed- en hoë-presisie-bewerkingsmasjiengereedskap sluit hoofsaaklik twee tipes in: "roterende servomotor met presisie hoëspoed-balskroef" en "lineêre motor direkte aandrywing". Boonop is opkomende parallelle masjiengereedskap ook maklik om hoëspoed-voer te bereik.
As gevolg van sy volwasse tegnologie en wye toepassing, bereik balskroewe nie net hoë presisie (ISO3408 vlak 1) nie, maar het ook relatief lae koste om hoëspoedbewerking te bereik. Daarom word hulle steeds deur baie hoëspoedbewerkingsmasjiene gebruik. Die huidige hoëspoedbewerkingsmasjiengereedskap wat deur balskroewe aangedryf word, het 'n maksimum bewegingspoed van 90 m/min en 'n versnelling van 1.5 g.
Balskroef behoort tot meganiese transmissie, wat onvermydelik elastiese vervorming, wrywing en omgekeerde speling tydens die transmissieproses behels, wat lei tot bewegingshisterese en ander nie-lineêre foute. Om die impak van hierdie foute op die akkuraatheid van die masjinering uit te skakel, is lineêre motor direkte aandrywing in 1993 op masjiengereedskap toegepas. Aangesien dit 'n "nul-transmissie" sonder tussenskakels is, het dit nie net klein bewegingstraagheid, hoë stelselstyfheid en vinnige reaksie nie, maar kan dit ook hoë spoed en versnelling bereik, en die slaglengte is teoreties onbeperk. Die posisioneringsakkuraatheid kan ook 'n hoë vlak bereik onder die werking van 'n hoë-presisie posisieterugvoerstelsel, wat dit 'n ideale aandrywingsmetode maak vir hoëspoed- en hoë-presisie-masjineringsmasjiengereedskap, veral medium en groot masjiengereedskap. Tans het die maksimum vinnige bewegingspoed van hoëspoed- en hoë-presisie-masjineringsmasjiene wat lineêre motors gebruik, 208 m/min bereik, met 'n versnelling van 2g, en daar is steeds ruimte vir ontwikkeling.
3. Hoë betroubaarheid
Met die ontwikkeling van netwerktoepassings vanCNC-masjiengereedskap, die hoë betroubaarheid van CNC-masjiengereedskap het 'n doelwit geword wat deur CNC-stelselvervaardigers en CNC-masjiengereedskapvervaardigers nagestreef word. Vir 'n onbemande fabriek wat twee skofte per dag werk, as dit vereis word om aaneenlopend en normaal binne 16 uur te werk met 'n foutvrye koers van P(t)=99% of meer, moet die gemiddelde tyd tussen foute (MTBF) van die CNC-masjiengereedskap groter as 3000 uur wees. Vir slegs een CNC-masjiengereedskap is die foutkoersverhouding tussen die gasheer en die CNC-stelsel 10:1 (die betroubaarheid van CNC is een orde van grootte hoër as dié van die gasheer). Op hierdie stadium moet die MTBF van die CNC-stelsel groter as 33333.3 uur wees, en die MTBF van die CNC-toestel, spil en aandrywer moet groter as 100000 uur wees.
Die MTBF-waarde van huidige buitelandse CNC-toestelle het meer as 6000 uur bereik, en die aandryftoestel het meer as 30000 uur bereik. Daar kan egter gesien word dat daar steeds 'n gaping is van die ideale teiken.
4. Saamstelling
In die proses van onderdeleverwerking word 'n groot hoeveelheid nuttelose tyd bestee aan die hantering van werkstukke, laai en aflaai, installasie en aanpassing, gereedskapwisseling, en die toe- en afname van spilspoed. Om hierdie nuttelose tye soveel as moontlik te verminder, hoop mense om verskillende verwerkingsfunksies op dieselfde masjiengereedskap te integreer. Daarom het saamgestelde funksie-masjiengereedskap die afgelope paar jaar 'n vinnig ontwikkelende model geword.
Die konsep van masjiengereedskap-saamgestelde bewerking in die veld van buigsame vervaardiging verwys na die vermoë van 'n masjiengereedskap om outomaties multiprosesbewerking van dieselfde of verskillende tipes prosesmetodes volgens 'n CNC-bewerkingsprogram uit te voer nadat die werkstuk in een slag vasgeklem is, om verskeie bewerkingsprosesse soos draai, frees, boor, boor, slyp, tap, ruim en uitbreiding van 'n kompleks gevormde onderdeel te voltooi. Wat prismatiese onderdele betref, is bewerkingsentrums die mees tipiese masjiengereedskap wat multiproses-saamgestelde verwerking met dieselfde prosesmetode uitvoer. Dit is bewys dat masjiengereedskap-saamgestelde bewerking die akkuraatheid en doeltreffendheid van bewerking kan verbeter, ruimte kan bespaar en veral die bewerkingsiklus van onderdele kan verkort.
5. Poliaksialisering
Met die popularisering van 5-as skakel-CNC-stelsels en programmeringsagteware, het 5-as skakelbeheerde bewerkingsentrums en CNC-freesmasjiene (vertikale bewerkingsentrums) 'n huidige ontwikkelingsbrandpunt geword. As gevolg van die eenvoud van 5-as skakelbeheer in CNC-programmering vir kogelfreesmasjiene tydens die bewerking van vrye oppervlaktes, en die vermoë om 'n redelike snyspoed vir kogelfreesmasjiene te handhaaf tydens die freesproses van 3D-oppervlaktes, word die ruheid van die bewerkingsoppervlak aansienlik verbeter en die bewerkingsdoeltreffendheid aansienlik verbeter. In 3-as skakelbeheerde masjiengereedskap is dit egter onmoontlik om te verhoed dat die punt van die kogelfreesmasjien met 'n snyspoed naby nul aan die sny deelneem. Daarom het 5-as skakelmasjiengereedskap die fokus van aktiewe ontwikkeling en kompetisie onder groot masjiengereedskapvervaardigers geword as gevolg van hul onvervangbare prestasievoordele.
Onlangs doen buitelandse lande steeds navorsing oor 6-as skakelbeheer deur nie-roterende snygereedskap in masjineringsentra te gebruik. Alhoewel hul masjineringsvorm nie beperk is nie en die snydiepte baie dun kan wees, is die masjineringsdoeltreffendheid te laag en is dit moeilik om prakties te wees.
6. Intelligensie
Intelligensie is 'n belangrike rigting vir die ontwikkeling van vervaardigingstegnologie in die 21ste eeu. Intelligente bewerking is 'n tipe bewerking gebaseer op neurale netwerkbeheer, vaagbeheer, digitale netwerktegnologie en teorie. Dit is daarop gemik om die intelligente aktiwiteite van menslike kundiges tydens die bewerkingsproses te simuleer, om baie onsekere probleme op te los wat handmatige ingryping vereis. Die inhoud van intelligensie sluit verskeie aspekte in CNC-stelsels in:
Om intelligente verwerkingsdoeltreffendheid en -gehalte na te streef, soos aanpasbare beheer en outomatiese generering van prosesparameters;
Om ryprestasie te verbeter en intelligente verbinding te fasiliteer, soos voorwaartse beheer, aanpasbare berekening van motorparameters, outomatiese identifisering van laste, outomatiese keuse van modelle, selfinstelling, ens.;
Vereenvoudigde programmering en intelligente werking, soos intelligente outomatiese programmering, intelligente mens-masjien-koppelvlak, ens.
Intelligente diagnose en monitering vergemaklik stelseldiagnose en -onderhoud.
Daar is baie intelligente sny- en masjineringstelsels wat wêreldwyd nagevors word, waaronder die Japan Intelligent CNC Device Research Association se intelligente masjineringoplossings vir boorwerk verteenwoordigend is.
7. Netwerkvorming
Die netwerkbeheer van masjiengereedskap verwys hoofsaaklik na die netwerkverbinding en netwerkbeheer tussen die masjiengereedskap en ander eksterne beheerstelsels of boonste rekenaars deur die toegeruste CNC-stelsel. CNC-masjiengereedskap is gewoonlik eers in die gesig gestaar deur die produksieterrein en interne LAN van die onderneming, en verbind dan met die buitekant van die onderneming via die internet, wat internet-/intranettegnologie genoem word.
Met die volwassenheid en ontwikkeling van netwerktegnologie het die bedryf onlangs die konsep van digitale vervaardiging voorgestel. Digitale vervaardiging, ook bekend as "e-vervaardiging", is een van die simbole van modernisering in meganiese vervaardigingsondernemings en die standaard voorsieningsmetode vir internasionale gevorderde masjiengereedskapvervaardigers vandag. Met die wydverspreide aanvaarding van inligtingstegnologie benodig al hoe meer huishoudelike gebruikers afstandkommunikasiedienste en ander funksies wanneer hulle CNC-masjiengereedskap invoer. Op grond van die wydverspreide aanvaarding van CAD/CAM gebruik meganiese vervaardigingsondernemings toenemend CNC-bewerkingstoerusting. CNC-toepassingsagteware word al hoe ryker en gebruikersvriendeliker. Virtuele ontwerp, virtuele vervaardiging en ander tegnologieë word toenemend deur ingenieurs- en tegniese personeel nagestreef. Die vervanging van komplekse hardeware met sagteware-intelligensie word 'n belangrike tendens in die ontwikkeling van kontemporêre masjiengereedskap. Onder die doel van digitale vervaardiging het 'n aantal gevorderde ondernemingsbestuursagteware soos ERP na vore gekom deur prosesherontwerp en inligtingstegnologie-transformasie, wat hoër ekonomiese voordele vir ondernemings skep.
8. Buigsaamheid
Die neiging van CNC-masjiengereedskap na buigsame outomatiseringstelsels is om te ontwikkel van punt (enkele CNC-masjien, masjineringsentrum en saamgestelde CNC-masjineringmasjien), lyn (FMC, FMS, FTL, FML) na oppervlak (onafhanklike vervaardigingseiland, FA), en bakwerk (CIMS, verspreide netwerk-geïntegreerde vervaardigingstelsel), en aan die ander kant, om te fokus op toepassing en ekonomie. Buigsame outomatiseringstegnologie is die belangrikste middel vir die vervaardigingsbedryf om aan te pas by dinamiese markaanvraag en produkte vinnig op te dateer. Dit is die hoofstroomneiging van vervaardigingsontwikkeling in verskeie lande en die fundamentele tegnologie in die gevorderde vervaardigingsveld. Die fokus is op die verbetering van die betroubaarheid en praktiese bruikbaarheid van die stelsel, met die doel van maklike netwerkvorming en integrasie; Beklemtoon die ontwikkeling en verbetering van eenheidstegnologie; enkel CNC-masjiengereedskap ontwikkel na hoë presisie, hoë spoed en hoë buigsaamheid; CNC-masjiengereedskap en hul buigsame vervaardigingstelsels kan maklik met CAD, CAM, CAPP, MTS gekoppel word en ontwikkel na inligtingintegrasie; Die ontwikkeling van netwerkstelsels na openheid, integrasie en intelligensie.
9. Vergroening
Die metaalsnymasjiengereedskap van die 21ste eeu moet omgewingsbeskerming en energiebesparing prioritiseer, dit wil sê, om die vergroening van snyprosesse te bereik. Tans fokus hierdie groen verwerkingstegnologie hoofsaaklik op die afwesigheid van snyvloeistof, hoofsaaklik omdat snyvloeistof nie net die omgewing besoedel en werkersgesondheid in gevaar stel nie, maar ook hulpbron- en energieverbruik verhoog. Droë sny word gewoonlik in 'n atmosferiese atmosfeer uitgevoer, maar dit sluit ook sny in spesiale gasatmosfere (stikstof, koue lug, of die gebruik van droë elektrostatiese verkoelingstegnologie) in sonder die gebruik van snyvloeistof. Vir sekere bewerkingsmetodes en werkstukkombinasies is droë sny sonder die gebruik van snyvloeistof egter tans moeilik om in die praktyk toe te pas, daarom het kwasi-droë sny met minimale smering (MQL) na vore gekom. Tans gebruik 10-15% van grootskaalse meganiese verwerking in Europa droë en kwasi-droë sny. Vir masjiengereedskap soos bewerkingsentrums wat ontwerp is vir veelvuldige bewerkingsmetodes/werkstukkombinasies, word kwasi-droë sny hoofsaaklik gebruik, gewoonlik deur 'n mengsel van uiters klein hoeveelhede snyolie en saamgeperste lug in die snyarea te spuit deur die hol kanaal binne die masjienspindel en gereedskap. Onder verskillende tipes metaal snymasjiene, is die rat-hobbingmasjien die mees algemeen gebruikte vir droë sny.
Kortliks, die vooruitgang en ontwikkeling van CNC-masjiengereedskaptegnologie het gunstige toestande geskep vir die ontwikkeling van die moderne vervaardigingsbedryf, wat die ontwikkeling van vervaardiging in 'n meer menslike rigting bevorder het. Daar kan voorsien word dat met die ontwikkeling van CNC-masjiengereedskaptegnologie en die wydverspreide toepassing van CNC-masjiengereedskap, die vervaardigingsbedryf 'n diepgaande rewolusie sal inlui wat die tradisionele vervaardigingsmodel kan skud.