CNC системийн технологийн хурдацтай дэвшил нь CNC машин хэрэгслийн технологийн дэвшлийг хангах нөхцлийг бүрдүүлсэн. Зах зээлийн эрэлт хэрэгцээг хангах, CNC технологийн орчин үеийн үйлдвэрлэлийн технологийн өндөр шаардлагыг хангахын тулд дэлхийн CNC технологи, түүний тоног төхөөрөмжийн өнөөгийн хөгжил нь дараахь техникийн шинж чанаруудад голчлон тусгагдсан болно.
1. Өндөр хурдтай
-ийн хөгжилCNC машин хэрэгсэлӨндөр хурдны чиглэл рүү чиглүүлэх нь зөвхөн боловсруулалтын үр ашгийг эрс сайжруулж, боловсруулалтын зардлыг бууруулаад зогсохгүй гадаргуугийн боловсруулалтын чанар, эд ангиудын нарийвчлалыг сайжруулдаг. Хэт өндөр хурдтай боловсруулах технологи нь үйлдвэрлэлийн салбарт хямд өртөгтэй үйлдвэрлэлд хүрэхэд өргөн хэрэглэгддэг.
1990-ээд оноос хойш Европ, АНУ, Япон зэрэг улс орнууд шинэ үеийн өндөр хурдны CNC машин хэрэгслийг боловсруулж, хэрэглэхээр өрсөлдөж, машин хэрэгслийн өндөр хурдны хөгжлийн хурдыг нэмэгдүүлсэн. Өндөр хурдны булны нэгж (цахилгаан ээрэх, хурд 15000-100000 р/мин), өндөр хурдтай, өндөр хурдатгал / удаашралтай тэжээлийн хөдөлгөөний бүрэлдэхүүн хэсгүүд (хурдан хөдөлж буй хурд 60-120 м/мин, зүсэх тэжээлийн хурд 60 м/мин), CNC болон өндөр хүчин чадалтай системд шинэ нээлтүүд хийгдсэн. технологийн түвшин. Хэт өндөр хурдтай зүсэх механизм, хэт хатуу элэгдэлд тэсвэртэй, удаан эдэлгээтэй багажийн материал, зүлгүүрийн нунтаглах хэрэгсэл, өндөр хүчин чадалтай өндөр хурдны цахилгаан ээрэх, өндөр хурдасгах / удаашруулах шугаман моторт тэжээх бүрэлдэхүүн хэсгүүд, өндөр гүйцэтгэлтэй хяналтын систем (хяналтын системийг оруулаад) зэрэг техникийн цуврал гол технологиудыг шийдэж, шинэ техникийн хөгжүүлэлт, хамгаалалтын төхөөрөмжүүдийг бий болгож байна. CNC машин хэрэгсэл.
Одоогийн байдлаар хэт өндөр хурдны боловсруулалтад эргэлт, тээрэмдэх зүсэх хурд 5000-8000м / мин-ээс дээш байна; Спиндлийн хурд нь 30000 эрг / мин-ээс дээш (зарим нь 100000 эрг / мин хүртэл хүрч чаддаг); Ажлын ширээний хөдөлгөөний хурд (тэжээлийн хурд): 1 микрометрийн нарийвчлалтай 100 м / мин-ээс дээш (зарим нь 200 м / мин хүртэл), 0.1 микрометрийн нарийвчлалтай 24 м / мин-ээс дээш; 1 секундын дотор багажийн хурдыг автоматаар өөрчлөх; Жижиг шугамын интерполяцийн тэжээлийн хурд 12м/мин хүрдэг.
2. Өндөр нарийвчлал
-ийн хөгжилCNC машин хэрэгсэлНарийн боловсруулалтаас хэт нарийн боловсруулалт хүртэл дэлхийн бүх аж үйлдвэрийн хүчирхэг гүрнүүд тууштай ажилладаг чиглэл юм. Түүний нарийвчлал нь микрометрийн түвшнээс микроны түвшин хүртэл, тэр ч байтугай нанометрийн түвшин (<10нм) хүртэл хэлбэлздэг бөгөөд түүний хэрэглээний хүрээ улам бүр өргөн хүрээтэй болж байна.
Одоогийн байдлаар өндөр нарийвчлалтай боловсруулалтын шаардлагын дагуу энгийн CNC машин хэрэгслийн боловсруулалтын нарийвчлал нь ± 10 μ-ээс ± 5 μ M хүртэл нэмэгдсэн байна. Нарийвчлалтай боловсруулах төвүүдийн боловсруулалтын нарийвчлал нь ± 3-аас 5 μ м-ийн хооронд хэлбэлздэг. ± 1-1.5 μ м хүртэл нэмэгдэнэ. Бүр өндөр; Хэт нарийн боловсруулалтын нарийвчлал нь нанометрийн түвшинд (0.001 микрометр) хүрсэн бөгөөд ээрмэлийн эргэлтийн нарийвчлал нь 0.01 ~ 0.05 микрометрт хүрэх шаардлагатай бөгөөд боловсруулах дугуй нь 0.1 микрометр, боловсруулах гадаргуугийн тэгш бус байдал Ra = 0.003 микрометр байна. Эдгээр машин хэрэгсэлд гол төлөв векторын удирдлагатай хувьсах давтамжийн хөтчийн цахилгаан тэнхлэг (хөдөлгүүр ба голтой нэгдсэн) ашигладаг бөгөөд тэнхлэгийн радиаль урсац нь 2 мкм-ээс бага, тэнхлэгийн шилжилт нь 1 мкм-ээс бага, босоо амны тэнцвэргүй байдал G0.4 түвшинд хүрдэг.
Өндөр хурдтай, өндөр нарийвчлалтай машин механизмын тэжээлийн хөтөч нь үндсэндээ "өндөр хурдны шураг бүхий эргэдэг серво мотор" ба "шугаман хөдөлгүүрийн шууд хөтөч" гэсэн хоёр төрлийг агуулдаг. Нэмж дурдахад шинээр гарч ирж буй зэрэгцээ машин хэрэгсэл нь өндөр хурдны тэжээлд хүрэхэд хялбар байдаг.
Боловсруулсан технологи, өргөн хэрэглээний улмаас бөмбөлөг эрэг нь өндөр нарийвчлалтай (ISO3408 түвшин 1) төдийгүй өндөр хурдны боловсруулалт хийхэд харьцангуй бага зардалтай байдаг. Тиймээс өнөөг хүртэл тэдгээрийг өндөр хурдны машин боловсруулах олон машин ашиглаж байна. Бөмбөг эрэг шургаар удирддаг одоогийн өндөр хурдны машин механизмын хөдөлгөөний дээд хурд нь 90м/мин, хурдатгал нь 1.5г байна.
Бөмбөлөг шураг нь механик дамжуулалтад хамаарах бөгөөд дамжуулах явцад уян хатан хэв гажилт, үрэлт, урвуу цэвэрлэгээ зайлшгүй ордог бөгөөд ингэснээр хөдөлгөөний гистерезис болон бусад шугаман бус алдаа гардаг. Эдгээр алдааны боловсруулалтын нарийвчлалд үзүүлэх нөлөөллийг арилгахын тулд 1993 онд шугаман моторын шууд хөтчийг машин хэрэгсэлд ашигласан. Энэ нь завсрын холбоосгүй "тэг дамжуулалт" учраас зөвхөн хөдөлгөөний жижиг инерци, системийн өндөр хөшүүн чанар, хурдан хариу үйлдэл үзүүлэхээс гадна өндөр хурд, хурдатгалд хүрч чаддаг, харвалтын урт нь онолын хувьд тодорхойгүй байдаг. Өндөр нарийвчлалтай байрлалын санал хүсэлтийн системийн үйл ажиллагааны дор байршлын нарийвчлал нь өндөр түвшинд хүрч чаддаг бөгөөд энэ нь өндөр хурдтай, өндөр нарийвчлалтай машин механизм, ялангуяа дунд болон том машин механизмын машиныг жолоодох хамгийн тохиромжтой арга юм. Одоогийн байдлаар шугаман мотор ашиглан өндөр хурдтай, өндөр нарийвчлалтай боловсруулах машинуудын хамгийн их хурдацтай хурд нь 2 г хурдатгалтай 208 м/мин хүрч, хөгжүүлэх боломж байсаар байна.
3. Өндөр найдвартай байдал
-ийн сүлжээний хэрэглээний программуудыг хөгжүүлснээрCNC машин хэрэгсэл, CNC машин хэрэгслийн өндөр найдвартай байдал нь CNC системийн үйлдвэрлэгчид болон CNC машин хэрэгсэл үйлдвэрлэгчдийн зорилго болсон. Өдөрт хоёр ээлжээр ажилладаг хүнгүй үйлдвэрийн хувьд 16 цагийн дотор P (t)=99% ба түүнээс дээш доголдолгүй хэвийн ажиллах шаардлагатай бол CNC машин хэрэгслийн эвдрэлийн хоорондох дундаж хугацаа (MTBF) 3000 цагаас илүү байх ёстой. Зөвхөн нэг CNC машин хэрэгслийн хувьд хост болон CNC системийн хоорондох эвдрэлийн харьцаа 10: 1 байна (CNC-ийн найдвартай байдал нь хостынхоос нэг дарааллаар өндөр байна). Энэ үед CNC системийн MTBF нь 33333.3 цагаас илүү байх ёстой бөгөөд CNC төхөөрөмж, булны болон хөтөчийн MTBF нь 100000 цагаас илүү байх ёстой.
Одоогийн гадаадын CNC төхөөрөмжүүдийн MTBF үнэ цэнэ 6000 гаруй цаг, жолоодох төхөөрөмж 30000 гаруй цаг хүрсэн байна. Гэсэн хэдий ч хамгийн тохиромжтой зорилтоос зөрүүтэй хэвээр байгаа нь харагдаж байна.
4. Нийлмэл
Эд анги боловсруулах явцад бэлдэцийг зөөвөрлөх, ачих буулгах, суурилуулах, тохируулах, багаж хэрэгслийг солих, эргүүлэх хурдыг нэмэгдүүлэх, бууруулах зэрэгт их хэмжээний ашиггүй цаг зарцуулдаг. Эдгээр ашиггүй цаг хугацааг аль болох багасгахын тулд хүмүүс ижил машин дээр янз бүрийн боловсруулалтын функцийг нэгтгэх гэж найдаж байна. Тиймээс нийлмэл функциональ машин хэрэгсэл нь сүүлийн жилүүдэд эрчимтэй хөгжиж буй загвар болжээ.
Уян хатан үйлдвэрлэлийн салбарт машин хэрэгслийн нийлмэл боловсруулалтын тухай ойлголт нь ажлын хэсгийг эргүүлэх, тээрэмдэх, өрөмдөх, цоолох, зүсэх, зүсэх, дахин хэлбэржүүлэх зэрэг янз бүрийн боловсруулалтын процессыг дуусгахын тулд ажлын хэсгийг нэг дор хавчсаны дараа CNC боловсруулах програмын дагуу ижил эсвэл өөр төрлийн процессын аргаар олон процессын боловсруулалтыг автоматаар гүйцэтгэх чадварыг илэрхийлдэг. Призмийн хэсгүүдийн хувьд боловсруулах төвүүд нь ижил процессын аргыг ашиглан олон процессын нийлмэл боловсруулалтыг гүйцэтгэдэг хамгийн ердийн машин хэрэгсэл юм. Машины нийлмэл боловсруулалт нь боловсруулалтын нарийвчлал, үр ашгийг дээшлүүлж, орон зайг хэмнэж, ялангуяа эд ангиудын боловсруулалтын мөчлөгийг богиносгодог нь батлагдсан.
5. Полиаксиализаци
5 тэнхлэгт холбох CNC систем, програмчлалын программ хангамжийг түгээн дэлгэрүүлснээр 5 тэнхлэгт холболтын удирдлагатай боловсруулах төвүүд болон CNC тээрэмдэх машинууд (босоо боловсруулах төвүүд) нь өнөөгийн хөгжлийн халуун цэг болсон. Чөлөөт гадаргууг боловсруулах үед бөмбөлөгт тээрэмдэх таслагчийн CNC програмчлалын 5 тэнхлэгийн холболтын хяналтын энгийн байдал, 3 хэмжээст гадаргууг тээрэмдэх явцад бөмбөлөгт төгсгөлийн тээрэмдэх таслагчийн зүсэх хурдыг зохих түвшинд байлгах чадварын ачаар боловсруулалтын гадаргуугийн тэгш бус байдал мэдэгдэхүйц сайжирч, боловсруулалтын үр ашиг эрс нэмэгддэг. Гэсэн хэдий ч 3 тэнхлэгт холболтын удирдлагатай машин хэрэгсэлд огтлох хурд нь тэгтэй ойролцоо тээрэмдэх бөмбөлөгний төгсгөлийг огтлоход оролцохоос зайлсхийх боломжгүй юм. Иймээс 5 тэнхлэгт холбох машин хэрэгсэл нь орлуулшгүй гүйцэтгэлийн давуу талуудын улмаас томоохон машин хэрэгсэл үйлдвэрлэгчдийн идэвхтэй хөгжил, өрсөлдөөний анхаарлын төвд байна.
Сүүлийн үед гадны улс орнууд 6 тэнхлэгт холболтын хяналтыг боловсруулах төвүүдэд эргэлтгүй зүсэгч багаж ашиглан судалсаар байна. Хэдийгээр тэдгээрийн боловсруулах хэлбэр нь хязгаарлагдмал биш бөгөөд зүсэх гүн нь маш нимгэн байж болох ч боловсруулах үр ашиг нь хэтэрхий бага бөгөөд практикт хэрэглэхэд хэцүү байдаг.
6. Оюун ухаан
21-р зууны үйлдвэрлэлийн технологийн хөгжлийн гол чиглэл бол оюун ухаан юм. Ухаалаг боловсруулалт нь мэдрэлийн сүлжээний удирдлага, бүдэг бадаг удирдлага, тоон сүлжээний технологи, онол дээр суурилсан боловсруулалтын нэг төрөл юм. Энэ нь гар ажиллагаа шаарддаг тодорхойгүй олон асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд механик боловсруулалтын явцад хүний мэргэжилтнүүдийн ухаалаг үйл ажиллагааг загварчлахад чиглэгддэг. Тагнуулын агуулга нь CNC систем дэх янз бүрийн талуудыг агуулдаг.
Дасан зохицох хяналт, процессын параметрүүдийг автоматаар үүсгэх зэрэг ухаалаг боловсруулалтын үр ашиг, чанарыг эрэлхийлэх;
Жолооны гүйцэтгэлийг сайжруулж, ухаалаг холболтыг хөнгөвчлөх, тухайлбал, дамжуулалтын удирдлага, моторын параметрүүдийг дасан зохицох тооцоолол, ачааллыг автоматаар тодорхойлох, загвар автоматаар сонгох, өөрөө тохируулах гэх мэт;
Ухаалаг автомат програмчлал, хүн-машины ухаалаг интерфейс гэх мэт хялбаршуулсан програмчлал, ухаалаг ажиллагаа;
Ухаалаг оношилгоо, хяналт нь системийн оношлогоо, засвар үйлчилгээг хөнгөвчилдөг.
Дэлхий дээр олон ухаалаг хайчлах, боловсруулах системүүд судалгаа хийгдэж байгаагийн дотор Японы Ухаалаг CNC Төхөөрөмжийн Судалгааны Нийгэмлэгийн өрөмдлөгийн ухаалаг боловсруулалтын шийдлүүдийг төлөөлдөг.
7. Сүлжээ
Машин хэрэгслийн сүлжээний удирдлага нь үндсэндээ тоноглогдсон CNC системээр дамжуулан машин хэрэгсэл болон бусад гадны хяналтын системүүд эсвэл дээд компьютеруудын хоорондох сүлжээний холболт, сүлжээний хяналтыг хэлнэ. CNC машин хэрэгсэл нь ерөнхийдөө эхлээд үйлдвэрлэлийн талбай болон аж ахуйн нэгжийн дотоод LAN-тай тулгардаг бөгөөд дараа нь Интернэтээр дамжуулан аж ахуйн нэгжийн гадна талтай холбогддог бөгөөд үүнийг Интернет/Интранет технологи гэж нэрлэдэг.
Сүлжээний технологийн төлөвшил, хөгжлийг дагаад тус салбар саяхан дижитал үйлдвэрлэлийн үзэл баримтлалыг санал болгож байна. "Цахим үйлдвэрлэл" гэж нэрлэгддэг дижитал үйлдвэрлэл нь механик үйлдвэрлэлийн аж ахуйн нэгжүүдийн шинэчлэлийн бэлгэдлийн нэг бөгөөд өнөөгийн олон улсын дэвшилтэт машин хэрэгсэл үйлдвэрлэгчдийн стандарт хангамжийн арга юм. Мэдээллийн технологийг өргөнөөр нэвтрүүлснээр дотоодын улам олон хэрэглэгчид CNC машин хэрэгслийг импортлохдоо алсын холбооны үйлчилгээ болон бусад функцийг шаарддаг. CAD/CAM-ийг өргөнөөр нэвтрүүлсний үндсэн дээр механик үйлдвэрлэлийн аж ахуйн нэгжүүд CNC машин механизмыг улам бүр ашиглаж байна. CNC хэрэглээний программ хангамж нь улам баялаг болж, хэрэглэгчдэд ээлтэй болж байна. Виртуал дизайн, виртуал үйлдвэрлэл болон бусад технологиудыг инженер техникийн ажилтнууд улам бүр хөөцөлдөж байна. Нарийн төвөгтэй техник хангамжийг програм хангамжийн оюун ухаанаар солих нь орчин үеийн машин хэрэгслийн хөгжлийн чухал чиг хандлага болж байна. Дижитал үйлдвэрлэлийн зорилгын хүрээнд үйл явцын дахин инженерчлэл, мэдээллийн технологийн өөрчлөлтөөр дамжуулан ERP зэрэг аж ахуйн нэгжийн удирдлагын хэд хэдэн дэвшилтэт программ хангамж бий болж, аж ахуйн нэгжүүдэд эдийн засгийн өндөр үр өгөөжийг бий болгосон.
8. Уян хатан байдал
CNC машин хэрэгслийн уян хатан автоматжуулалтын систем рүү чиглэсэн чиг хандлага нь цэгээс (CNC дан машин, боловсруулах төв, CNC нийлмэл боловсруулах машин), шугамаас (FMC, FMS, FTL, FML) гадаргуу (бие даасан үйлдвэрлэлийн арал, FA), их бие (CIMS, тархсан сүлжээний нэгдсэн үйлдвэрлэлийн систем) болон бусад хэрэглээний болон эдийн засагт анхаарлаа хандуулах явдал юм. Уян хатан автоматжуулалтын технологи нь үйлдвэрлэлийн салбарыг зах зээлийн динамик эрэлт хэрэгцээнд дасан зохицож, бүтээгдэхүүнийг хурдан шинэчлэх гол хэрэгсэл юм. Энэ нь янз бүрийн улс орнуудын үйлдвэрлэлийн хөгжлийн гол чиг хандлага бөгөөд дэвшилтэт үйлдвэрлэлийн салбарын суурь технологи юм. Үүний гол зорилго нь сүлжээг хялбархан холбох, нэгтгэх зорилгоор системийн найдвартай байдал, практик байдлыг сайжруулахад чиглэгддэг; Нэгжийн технологийг хөгжүүлэх, сайжруулахад анхаарах; CNC нэг машин нь өндөр нарийвчлал, өндөр хурд, өндөр уян хатан байдал руу хөгжиж байна; CNC машин хэрэгсэл болон тэдгээрийн уян хатан үйлдвэрлэлийн системийг CAD, CAM, CAPP, MTS-тэй хялбар холбож, мэдээллийн интеграцчилалд хөгжүүлэх боломжтой; Нээлттэй байдал, нэгдмэл байдал, оюун ухаанд чиглэсэн сүлжээний системийг хөгжүүлэх.
9. Ногоонжуулалт
21-р зууны металл хайчлах машинууд нь байгаль орчныг хамгаалах, эрчим хүч хэмнэх, өөрөөр хэлбэл зүсэх процессыг ногоон болгоход тэргүүлэх ач холбогдол өгөх ёстой. Одоогийн байдлаар энэхүү ногоон боловсруулалтын технологи нь зүсэх шингэн нь хүрээлэн буй орчныг бохирдуулж, ажилчдын эрүүл мэндэд аюул учруулахаас гадна нөөц, эрчим хүчний хэрэглээг нэмэгдүүлдэг учраас огтлох шингэнийг ашиглахгүй байх тал дээр голчлон анхаарч байна. Хуурай зүсэлт нь ерөнхийдөө агаар мандлын уур амьсгалд явагддаг боловч огтлох шингэнийг ашиглахгүйгээр тусгай хийн агаар мандалд (азот, хүйтэн агаар эсвэл хуурай цахилгаан хөргөлтийн технологи ашиглан) огтлох зэрэг орно. Гэсэн хэдий ч тодорхой боловсруулах аргууд болон ажлын хэсгүүдийн хослолын хувьд огтлох шингэнийг ашиглахгүйгээр хуурай зүсэх нь одоогоор практикт хэрэглэхэд хэцүү байдаг тул хамгийн бага тосолгооны материалтай бараг хуурай зүсэлт (MQL) бий болсон. Одоогийн байдлаар Европт томоохон хэмжээний механик боловсруулалтын 10-15% нь хуурай болон хагас хуурай зүсэлтийг ашигладаг. Машины олон янзын арга/бэлдэцийг хослуулах зориулалттай боловсруулах төв зэрэг машин хэрэгслийн хувьд бараг хуурай зүсэлтийг голчлон ашигладаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн маш бага хэмжээний зүсэх тос болон шахсан агаарын холимогийг машины гол болон багажны доторх хөндий сувгаар зүсэх хэсэгт цацах замаар ашигладаг. Төрөл бүрийн металл хайчлах машинуудын дотроос хуурай хайчлахад хамгийн их ашиглагддаг нь араа хайчлах машин юм.
Товчхондоо, CNC машин хэрэгслийн технологийн дэвшил, хөгжил нь орчин үеийн үйлдвэрлэлийн салбарыг хөгжүүлэх таатай нөхцлийг бүрдүүлж, үйлдвэрлэлийг илүү хүмүүнлэг чиглэлд хөгжүүлэхэд түлхэц өгсөн. CNC машин хэрэгслийн технологийг хөгжүүлж, CNC машин хэрэгслийг өргөнөөр ашигласнаар үйлдвэрлэлийн салбар нь уламжлалт үйлдвэрлэлийн загварыг ганхуулж чадах гүн гүнзгий хувьсгалыг эхлүүлнэ гэж таамаглаж болно.