CNC жүйесі технологиясының қарқынды дамуы CNC станоктарының технологиялық прогресіне жағдай жасады. Нарық қажеттіліктерін қанағаттандыру және CNC технологиясына заманауи өндіріс технологиясының жоғары талаптарын қанағаттандыру үшін әлемдік CNC технологиясының және оның жабдықтарының қазіргі дамуы негізінен келесі техникалық сипаттамаларда көрінеді:
1. Жоғары жылдамдық
дамуыCNC станоктарыжоғары жылдамдықты бағытқа қарай өңдеудің тиімділігін айтарлықтай арттырып, өңдеу шығындарын азайтып қана қоймай, сонымен қатар бөлшектердің бетін өңдеу сапасы мен дәлдігін жақсарта алады. Ультра жоғары жылдамдықты өңдеу технологиясы өңдеу өнеркәсібінде арзан өндіріске қол жеткізу үшін кең қолдану мүмкіндігіне ие.
1990 жылдардан бастап Еуропа, АҚШ және Жапония елдері станоктардың жоғары жылдамдықты даму қарқынын арттыра отырып, жоғары жылдамдықты CNC станоктарының жаңа буынын әзірлеу және қолдану үшін бәсекелеседі. Жоғары жылдамдықты шпиндель қондырғысында (электр шпиндельі, жылдамдық 15000-100000 р/мин), жоғары жылдамдықты және жоғары жеделдету/баяулату беру қозғалысының құрамдас бөліктерінде (жылдам қозғалатын жылдамдық 60-120 м/мин, кесу жылдамдығы 60 м/мин, кесу беру жылдамдығы), жаңа CNC және өңдеу жүйелерінде жаңа жетістіктер жасалды. технологиялық деңгейлер. Ультра жоғары жылдамдықты кесу механизмі, өте қатты тозуға төзімді ұзақ мерзімді құрал материалдары және абразивті тегістеу құралдары, жоғары қуатты жоғары жылдамдықты электр шпиндельдері, жоғары жеделдету/баяулататын сызықты қозғалтқышпен басқарылатын құрамдас бөліктер, жоғары өнімді басқару жүйелері (бақылау жүйелерін қоса алғанда) және жаңа қорғаныс құрылғыларын жасау үшін техникалық салалардағы негізгі технологияларды шешу қамтамасыз етілді. CNC станоктары.
Қазіргі уақытта өте жоғары жылдамдықты өңдеуде токарлық және фрезерлеудің кесу жылдамдығы 5000-8000 м/мин астамға жетті; Шпиндельдің айналу жылдамдығы 30000 айн/мин жоғары (кейбіреулері 100000 айн/мин дейін жетуі мүмкін); Жұмыс үстелінің қозғалыс жылдамдығы (беру жылдамдығы): 1 микрометр рұқсатта 100 м/мин жоғары (кейбіреуі 200 м/мин дейін) және 0,1 микрометр рұқсатта 24 м/мин жоғары; 1 секунд ішінде құралды автоматты түрде өзгерту жылдамдығы; Шағын желі интерполяциясы үшін беру жылдамдығы 12 м/мин жетеді.
2. Жоғары дәлдік
дамуыCNC станоктарыдәл өңдеуден өте дәл өңдеуге дейін бүкіл әлемдегі өнеркәсіптік державалар ұстанатын бағыт. Оның дәлдігі микрометр деңгейінен субмикрон деңгейіне дейін, тіпті нанометрлік деңгейге (<10нм) дейін ауытқиды және оны қолдану ауқымы барған сайын кең таралуда.
Қазіргі уақытта жоғары дәлдіктегі өңдеу талабы бойынша қарапайым CNC станоктарының өңдеу дәлдігі ± 10 μ ұлғайту м-ден ± 5 μ М-ге дейін өсті; Дәл өңдеу орталықтарының өңдеу дәлдігі ± 3-тен 5 мкм-ге дейін ауытқиды. ± 1-1,5 μ м дейін ұлғайту. Одан да жоғары; Өте дәл өңдеу дәлдігі нанометрлік деңгейге (0,001 микрометр) жетті және шпиндельдің айналу дәлдігі 0,01~0,05 микрометрге жету үшін қажет, өңдеу дөңгелектігі 0,1 микрометр және өңдеу бетінің кедір-бұдырлығы Ra=0,003 микрометр. Бұл станоктар әдетте вектормен басқарылатын ауыспалы жиілікті жетекті электр шпиндельдерін (қозғалтқышпен және шпиндельмен біріктірілген) пайдаланады, шпиндельдің радиалды ағыны 2 мкм-ден аз, осьтік орын ауыстыруы 1 мкм-ден аз және білік теңгерімсіздігі G0,4 деңгейіне жетеді.
Жоғары жылдамдықты және жоғары дәлдікті өңдеу станоктарының беріліс бергіші негізінен екі түрді қамтиды: «дәлдігі жоғары жылдамдықты шарикті бұрандалы айналмалы сервоқозғалтқыш» және «сызықтық қозғалтқыштың тікелей жетек». Сонымен қатар, жаңадан пайда болған параллельді станоктар да жоғары жылдамдықты беру оңай.
Өзінің жетілген технологиясы мен кең қолданылуының арқасында шарикті бұрандалар жоғары дәлдікке (ISO3408 1-деңгей) қол жеткізіп қана қоймай, сонымен қатар жоғары жылдамдықты өңдеуге қол жеткізудің салыстырмалы түрде төмен құнына ие. Сондықтан олар әлі күнге дейін көптеген жоғары жылдамдықты өңдеу машиналарында қолданылады. Шарлы бұрандамен басқарылатын ағымдағы жоғары жылдамдықты өңдеу станокының максималды қозғалыс жылдамдығы 90 м/мин және 1,5 г үдеу.
Шарлы бұранда механикалық беріліс қорабына жатады, ол сөзсіз серпімді деформацияны, үйкелісті және трансмиссия процесінде кері саңылауды қамтиды, нәтижесінде қозғалыс гистерезисі және басқа да сызықтық емес қателер. Бұл қателердің өңдеу дәлдігіне әсерін жою үшін 1993 жылы станоктарға сызықты қозғалтқышты тікелей жетек қолданылды. Ол аралық буындарсыз «нөлдік беріліс қорабы» болғандықтан, ол шағын қозғалыс инерциясына, жоғары жүйе қаттылығына және жылдам әрекетке ие ғана емес, ол жоғары жылдамдық пен үдетуге қол жеткізе алады, және оның жүріс ұзындығы теориялық тұрғыдан күрделі емес. Позиция дәлдігі жоғары дәлдіктегі кері байланыс жүйесінің әрекеті кезінде де жоғары деңгейге жетуі мүмкін, бұл оны жоғары жылдамдықты және жоғары дәлдіктегі станоктарды, әсіресе орташа және үлкен станоктарды өңдеу үшін тамаша жүргізу әдісі етеді. Қазіргі уақытта сызықты қозғалтқыштарды пайдаланатын жоғары жылдамдықты және жоғары дәлдіктегі өңдеу станоктарының максималды жылдам қозғалу жылдамдығы 2 г үдеумен 208 м/мин жетті және әлі де дамуға мүмкіндіктер бар.
3. Жоғары сенімділік
Желілік қосымшалардың дамуыменCNC станоктары, CNC станоктарының жоғары сенімділігі CNC жүйесін өндірушілер мен CNC станок өндірушілерінің мақсатына айналды. Тәулігіне екі ауысыммен жұмыс істейтін адамсыз зауыт үшін, егер ол P (t)=99% немесе одан да көп істен шығу жылдамдығымен 16 сағат ішінде үздіксіз және қалыпты жұмыс істеу қажет болса, CNC станоктарының істен шығуы арасындағы орташа уақыт (MTBF) 3000 сағаттан артық болуы керек. Тек бір CNC станок үшін хост пен CNC жүйесі арасындағы ақаулық коэффициенті 10:1 құрайды (CNC сенімділігі хостқа қарағанда бір рет жоғары). Бұл кезде CNC жүйесінің MTBF 33333,3 сағаттан, ал CNC құрылғысының, шпиндельдің және жетектің MTBF 100000 сағаттан көп болуы керек.
Ағымдағы шетелдік CNC құрылғыларының MTBF мәні 6000 сағаттан асады, ал жүргізу құрылғысы 30000 сағатқа жетті. Дегенмен, идеалды мақсаттан әлі де алшақтық бар екенін байқауға болады.
4. Құрастыру
Бөлшектерді өңдеу процесінде дайындамаларды өңдеуге, тиеуге және түсіруге, орнатуға және реттеуге, құралды ауыстыруға, шпиндельдің жылдамдығын жоғарылатуға және төмендетуге көп уақыт жұмсалады. Осы пайдасыз уақыттарды мүмкіндігінше азайту үшін адамдар бір станокта әртүрлі өңдеу функцияларын біріктіруге үміттенеді. Сондықтан күрделі функциялы станоктар соңғы жылдары қарқынды дамып келе жатқан үлгіге айналды.
Икемді өндіріс саласындағы станокты композициялық өңдеу концепциясы станоктың өңдеу, фрезерлеу, бұрғылау, бұрғылау, күрделі өңдеу, бөлшектерді илеу, пішіндеу, қайта өңдеу сияқты әртүрлі өңдеу процестерін аяқтау үшін дайындаманы бір қозғалыста қысқаннан кейін CNC өңдеу бағдарламасына сәйкес технологиялық әдістердің бірдей немесе әртүрлі типтерін көп процессті өңдеуді автоматты түрде орындау мүмкіндігін білдіреді. Призматикалық бөлшектерге келетін болсақ, өңдеу орталықтары бірдей технологиялық әдісті қолдана отырып, көп технологиялық композиттік өңдеуді орындайтын ең типтік станоктар болып табылады. Станокты композициялық өңдеу өңдеу дәлдігі мен тиімділігін арттыруға, кеңістікті үнемдеуге және әсіресе бөлшектерді өңдеу циклін қысқартуға болатыны дәлелденді.
5. Полиаксиализация
5 осьті байланыстырушы CNC жүйелерін және бағдарламалау бағдарламалық жасақтамасын танымал ету арқылы 5 осьті байланыстырумен басқарылатын өңдеу орталықтары және CNC фрезерлік станоктар (тік өңдеу орталықтары) қазіргі даму нүктесіне айналды. Бос беттерді өңдеу кезінде шарлы фрезерлер үшін CNC бағдарламалаудағы 5 осьті байланыстыруды басқарудың қарапайымдылығына және 3D беттерін фрезерлеу процесінде шарлы ұшты фрезалар үшін қолайлы кесу жылдамдығын сақтау мүмкіндігіне байланысты, Нәтижесінде өңдеу бетінің кедір-бұдыры айтарлықтай жақсарады және өңдеу тиімділігі айтарлықтай жақсарады. Алайда, 3 осьті байланыстырушы басқарылатын станоктарда кесу жылдамдығы нөлге жақын шарлы фрезаның ұшын кесуге қатысудан аулақ болу мүмкін емес. Сондықтан, 5 осьті байланыстырушы станоктар олардың алмастырылмайтын өнімділік артықшылықтарына байланысты ірі станок өндірушілері арасындағы белсенді даму мен бәсекелестіктің фокусына айналды.
Жақында шет елдер өңдеу орталықтарында айналмайтын кескіш құралдарды пайдалана отырып, 6 осьті байланыстыруды басқаруды әлі де зерттеп жатыр. Олардың өңдеу пішіні шектелмегенімен және кесу тереңдігі өте жұқа болуы мүмкін, бірақ өңдеу тиімділігі тым төмен және практикалық болуы қиын.
6. Интеллект
Интеллект 21 ғасырда өндіріс технологиясын дамытудың негізгі бағыты болып табылады. Интеллектуалды өңдеу – нейрондық желіні басқаруға, анық емес басқаруға, сандық желі технологиясына және теорияға негізделген өңдеу түрі. Ол қолмен араласуды қажет ететін көптеген белгісіз мәселелерді шешу үшін өңдеу процесінде адам мамандарының зияткерлік әрекеттерін имитациялауға бағытталған. Интеллект мазмұны CNC жүйелеріндегі әртүрлі аспектілерді қамтиды:
Адаптивті басқару және процесс параметрлерін автоматты түрде жасау сияқты өңдеудің интеллектуалды тиімділігі мен сапасына ұмтылу;
Жүргізу өнімділігін жақсарту және интеллектуалды қосылымды жеңілдету үшін, мысалы, алға қарай басқару, қозғалтқыш параметрлерін адаптивті есептеу, жүктемелерді автоматты түрде анықтау, үлгілерді автоматты түрде таңдау, өзін-өзі реттеу және т.б.;
Жеңілдетілген бағдарламалау және интеллектуалды операция, мысалы, интеллектуалды автоматты бағдарламалау, интеллектуалды адам мен машина интерфейсі және т.б.;
Зияткерлік диагностика және бақылау жүйені диагностикалауды және техникалық қызмет көрсетуді жеңілдетеді.
Әлемде зерттелуде көптеген интеллектуалды кесу және өңдеу жүйелері бар, олардың арасында Жапонияның интеллектуалды CNC құрылғыларын зерттеу қауымдастығының бұрғылауға арналған интеллектуалды өңдеу шешімдері ұсынылған.
7. Желі құру
Станоктарды желілік басқару негізінен станок пен басқа сыртқы басқару жүйелері немесе жабдықталған CNC жүйесі арқылы жоғарғы компьютерлер арасындағы желілік қосылымды және желіні басқаруды білдіреді. CNC станоктары, әдетте, алдымен кәсіпорынның өндірістік алаңы мен ішкі LAN желісімен бетпе-бет келеді, содан кейін Internet/Intranet технологиясы деп аталатын Интернет арқылы кәсіпорынның сыртына қосылады.
Желілік технологияның жетілуі мен дамуымен сала жақында цифрлық өндіріс тұжырымдамасын ұсынды. Сандық өндіріс, сондай-ақ «электрондық өндіріс» ретінде белгілі механикалық өндіріс кәсіпорындарындағы модернизация символдарының бірі және бүгінгі таңда халықаралық озық станок өндірушілері үшін стандартты жабдықтау әдісі. Ақпараттық технологиялардың кең таралуымен отандық пайдаланушылар CNC станоктарын импорттау кезінде қашықтан байланыс қызметтерін және басқа функцияларды қажет етеді. CAD/CAM-ды кеңінен енгізу негізінде механикалық өндіріс кәсіпорындары CNC өңдеу жабдықтарын көбірек пайдаланады. CNC қолданбалы бағдарламалық жасақтамасы барған сайын бай және пайдаланушыға ыңғайлы болып келеді. Виртуалды дизайн, виртуалды өндіріс және басқа да технологияларды инженерлік және техникалық қызметкерлер көбірек іздейді. Күрделі аппараттық құралдарды бағдарламалық интеллектпен ауыстыру қазіргі заманғы станоктардың дамуындағы маңызды тенденцияға айналуда. Цифрлық өндіріс мақсатына сәйкес, ERP сияқты бірқатар озық кәсіпорынды басқару бағдарламалық жасақтамасы процестерді реинжиниринг және ақпараттық технологияларды трансформациялау арқылы пайда болды, бұл кәсіпорындар үшін жоғары экономикалық тиімділік туғызды.
8. Икемділік
CNC станоктарының икемді автоматтандыру жүйелеріне беталысы нүктеден (CNC жалғыз станок, өңдеу орталығы және CNC композиттік өңдеу станок), желіден (FMC, FMS, FTL, FML) бетіне (тәуелсіз өндіріс аралы, FA) және корпусқа (CIMS, бөлінген желілік интеграцияланған өндіріс жүйесі) және басқа қолданбалы экономикаға назар аудару болып табылады. Икемді автоматтандыру технологиясы өңдеу өнеркәсібінің динамикалық нарық талаптарына бейімделуінің және өнімдерді жылдам жаңартудың негізгі құралы болып табылады. Бұл әртүрлі елдердегі өндірісті дамытудың негізгі тенденциясы және озық өндіріс саласындағы іргелі технология. Оның назары жүйенің сенімділігі мен практикалықтығын жақсартуға бағытталған, бұл оңай желіні құру және интеграциялау; Бірлік технологиясының дамуы мен жетілдірілуіне мән беру; CNC жалғыз машинасы жоғары дәлдікке, жоғары жылдамдыққа және жоғары икемділікке қарай дамып келеді; CNC станоктары және олардың икемді өндірістік жүйелері CAD, CAM, CAPP, MTS-пен оңай қосылып, ақпараттық интеграцияға қарай дами алады; Желілік жүйелерді ашықтыққа, интеграцияға және интеллектке қарай дамыту.
9. Жасылдандыру
21 ғасырдағы металл кесетін станоктар қоршаған ортаны қорғауға және энергияны үнемдеуге, яғни кесу процестерін жасылдандыруға қол жеткізуге басымдық беруі керек. Қазіргі уақытта бұл жасыл өңдеу технологиясы негізінен кесу сұйықтығын пайдаланбауға бағытталған, себебі кесу сұйықтығы қоршаған ортаны ластап, жұмысшылардың денсаулығына қауіп төндіреді, сонымен қатар ресурстар мен энергияны тұтынуды арттырады. Құрғақ кесу әдетте атмосфералық атмосферада жүзеге асырылады, бірақ ол сонымен қатар арнайы газ атмосферасында (азот, суық ауа немесе құрғақ электростатикалық салқындату технологиясын пайдалану) кесу сұйықтығын пайдаланбай кесуді қамтиды. Дегенмен, белгілі бір өңдеу әдістері мен дайындама комбинациялары үшін кесу сұйықтығын қолданбай құрғақ кесуді қазіргі уақытта тәжірибеде қолдану қиын, сондықтан минималды майлаумен (MQL) квази құрғақ кесу пайда болды. Қазіргі уақытта Еуропадағы ауқымды механикалық өңдеудің 10-15% құрғақ және квази құрғақ кесуді пайдаланады. Бірнеше өңдеу әдістеріне/дайындама комбинацияларына арналған өңдеу орталықтары сияқты станоктар үшін негізінен құрғақ кесу қолданылады, әдетте кесу аймағына өте аз мөлшердегі кесу майы мен сығылған ауа қоспасын станок шпиндельінің және құралдың ішіндегі қуыс арна арқылы бүрку арқылы қолданылады. Металл кесетін станоктардың әртүрлі түрлерінің ішінде құрғақ кесу үшін ең жиі қолданылатын тісті доңғалақ машинасы болып табылады.
Бір сөзбен айтқанда, CNC станоктар технологиясының ілгерілеуі мен дамуы қазіргі заманғы өңдеу өнеркәсібінің дамуына қолайлы жағдайларды қамтамасыз етіп, өңдеу өнеркәсібінің ізгілендірілген бағытқа қарай дамуына ықпал етті. CNC станоктары технологиясының дамуымен және CNC станоктарының кеңінен қолданылуымен өңдеу өнеркәсібі дәстүрлі өндіріс үлгісін шайқайтын терең революцияны бастайды деп болжауға болады.