51吃瓜

A aplica??o da tecnologia de controle numérico trouxe mudan?as qualitativas para a indústria de manufatura tradicional, especialmente nos últimos anos. O desenvolvimento da tecnologia microeletr?nica e da tecnologia de computador trouxe nova vitalidade à tecnologia de controle numérico. A tecnologia de controle numérico e os equipamentos de controle numérico s?o bases importantes para a moderniza??o industrial em vários países.

As máquinas-ferramentas de controle numérico s?o o equipamento principal da indústria de manufatura moderna, o equipamento necessário para usinagem de precis?o, um símbolo importante do nível técnico das máquinas-ferramentas modernas e da indústria de fabrica??o de máquinas modernas, e um material estratégico relacionado à economia nacional e ao sustento das pessoas e à constru??o de ponta da defesa nacional. Portanto, todos os países industrializados do mundo tomaram medidas importantes para desenvolver sua própria tecnologia de controle numérico e suas indústrias.

Usinagem de controle numérico CNC

CNC é a abreviatura de Computer Numberical Control em inglês, que significa "controle de dados do computador", que é simplesmente "processamento de controle numérico."

O processamento de controle numérico é uma tecnologia de processamento avan?ada na fabrica??o de máquinas de hoje. ? um método de processamento automatizado com alta eficiência, alta precis?o e alta flexibilidade. ? inserir o programa de controle numérico da pe?a de trabalho na máquina-ferramenta, e a máquina-ferramenta processa automaticamente a pe?a de trabalho que atende aos desejos das pessoas sob o controle desses dados para produzir produtos maravilhosos.

A tecnologia de processamento de controle numérico pode efetivamente resolver problemas complexos, precisos e de processamento mutável em pequenos lotes, como moldes, e se adaptar totalmente às necessidades da produ??o moderna. O desenvolvimento vigoroso da tecnologia de processamento de controle numérico tornou-se uma forma importante para o nosso país acelerar o desenvolvimento econ?mico e melhorar as capacidades de inova??o independente. Atualmente, o uso de máquinas-ferramentas de controle numérico em nosso país é cada vez mais comum, e ser capaz de dominar a programa??o de máquinas de controle numérico é uma forma importante de dar pleno desempenho às suas fun??es.

A máquina-ferramenta de controle numérico é um produto típico da mecatr?nica, integra tecnologia de microeletr?nica, tecnologia de computador, tecnologia de medi??o, tecnologia de sensores, tecnologia de controle automático e tecnologia de inteligência artificial e outras tecnologias avan?adas, e é intimamente combinada com a tecnologia de usinagem, é uma nova gera??o de tecnologia e equipamentos de fabrica??o mec?nica.

Composi??o da máquina de controle numérico CNC

A máquina de controle numérico é um equipamento de automa??o que integra máquinas-ferramentas, computadores, motores e tecnologias como arrasto, controle din?mico e detec??o. Os componentes básicos das máquinas-ferramentas de controle numérico incluem meio de controle, dispositivo de controle numérico, sistema servo, dispositivo de feedback e corpo da máquina-ferramenta, conforme mostrado na Figura

1. Meio de controle

O meio de controle é o meio que armazena todas as informa??es de a??o da ferramenta em rela??o às informa??es de posi??o da pe?a de trabalho necessárias para a usinagem de controle numérico. Ele registra o programa de usinagem da pe?a. Portanto, o meio de controle refere-se ao portador de informa??es que transmite as informa??es de usinagem da pe?a para o dispositivo de controle numérico. Existem muitas formas de mídia de controle, que variam com o tipo de dispositivo de controle numérico. Os comumente usados s?o fita perfurada, cart?o perfurado, fita magnética, disco magnético, etc. Com o desenvolvimento da tecnologia de controle numérico, fita perfurada e cart?o perfurado tendem a ser eliminados. O método de usar o software CAD / CAM para programar em um computador e depois se comunicar com o sistema de controle numérico para transmitir diretamente o programa e os dados para o dispositivo de controle numérico é cada vez mais amplamente utilizado.

2, dispositivo de controle numérico

O dispositivo de controle numérico é o núcleo da máquina-ferramenta de controle numérico, conhecida como "sistema central". As máquinas-ferramentas de controle numérico modernas usam o dispositivo de controle numérico do computador CNC. O dispositivo de controle numérico inclui o dispositivo de entrada, o processador central (CPU) e o dispositivo de saída, etc. O dispositivo de controle numérico pode completar a entrada de informa??es, armazenamento, transforma??o, opera??o de interpola??o e realizar várias fun??es de controle.

3. Sistema de servo

O servo-sistema é uma parte motriz que recebe as instru??es do dispositivo de controle numérico e impulsiona o movimento do atuador da máquina-ferramenta. Inclui a unidade de acionamento do fuso, a unidade de acionamento de alimenta??o, o motor do fuso e o motor de alimenta??o. Ao funcionar, o servo-sistema aceita as informa??es de comando do sistema de controle numérico e as compara com os sinais de feedback de posi??o e velocidade de acordo com os requisitos das informa??es de comando, impulsiona as partes móveis ou executivas da máquina-ferramenta para operar e processa as pe?as que atendem aos requisitos dos desenhos.

4. Dispositivo de feedback

O dispositivo de feedback é composto por elementos de medi??o e circuitos correspondentes. Sua fun??o é detectar a velocidade e o deslocamento e realimentar as informa??es para formar um controle de loop fechado. Algumas máquinas-ferramentas de controle numérico com requisitos de baixa precis?o e nenhum dispositivo de feedback s?o chamadas de sistemas de loop aberto.

5. Corpo da máquina-ferramenta

O corpo da máquina é a entidade da máquina-ferramenta de controle numérico, que é a parte mec?nica que completa o processamento de corte real, incluindo o corpo da cama, a base, a mesa, a sela da cama, o fuso, etc.

As características da tecnologia de usinagem CNC

O processo de usinagem de controle numérico CNC também segue a lei de usinagem, que é aproximadamente a mesma que o processo de usinagem de máquinas-ferramentas comuns. Por ser uma usinagem automatizada que aplica tecnologia de controle por computador à usinagem, ela tem as características de alta eficiência de usinagem e alta precis?o. O processo de usinagem tem suas próprias características exclusivas. O processo é mais complicado e a disposi??o da etapa de trabalho é mais detalhada e meticulosa.

O processo de usinagem de controle numérico CNC inclui a sele??o de ferramentas, a determina??o dos par?metros de corte e o projeto da rota do processo de corte. O processo de usinagem de controle numérico CNC é a base e o núcleo da programa??o de controle numérico. Somente quando o processo é razoável pode ser compilado um programa de controle numérico de alta eficiência e alta qualidade. Os padr?es para medir a qualidade dos programas de controle numérico s?o: tempo mínimo de usinagem, perda mínima de ferramenta e a melhor pe?a de trabalho.

O processo de usinagem de controle numérico é uma parte do processo de usinagem geral da pe?a de trabalho, ou mesmo um processo. Deve cooperar com outros processos dianteiros e traseiros para finalmente atender aos requisitos de montagem da máquina ou molde geral, de modo a processar pe?as qualificadas.

Os procedimentos de processamento de controle numérico s?o geralmente divididos em processamento bruto, processamento de ?ngulo médio e áspero, etapas de semi-acabamento e acabamento.

Programa??o de controle numérico CNC

A programa??o de controle numérico é todo o processo, desde o desenho da pe?a até o programa de usinagem de controle numérico. Sua principal tarefa é calcular o ponto de verifica??o do cortador (ponto de localiza??o do cortador referido como ponto CL) na usinagem. O ponto de verifica??o do cortador é geralmente tomado como a interse??o do eixo da ferramenta e da superfície da ferramenta, e o vetor do eixo da ferramenta também é fornecido na usinagem multieixo.

A máquina-ferramenta de controle numérico é baseada nos requisitos do padr?o da pe?a de trabalho e do processo de usinagem, e a quantidade de movimento, velocidade e sequência de a??o, velocidade do eixo, dire??o de rota??o do eixo, fixa??o da cabe?a do cortador, afrouxamento da cabe?a do cortador e opera??es de resfriamento da ferramenta usada e vários componentes s?o compilados em uma folha de programa na forma de um código de controle numérico especificado, que é inserido no computador especial da máquina-ferramenta. Ent?o, depois que o sistema de controle numérico compila, calcula e processa logicamente de acordo com as instru??es de entrada, ele produz vários sinais e instru??es e controla cada parte para processar várias formas de pe?as de acordo com o deslocamento especificado e a??es sequenciais. Portanto, a programa??o tem um grande impacto na eficácia da máquina-ferramenta de controle numérico.

A máquina-ferramenta de controle numérico deve inserir os códigos de instru??o que representam várias fun??es no dispositivo de controle numérico na forma de um programa e, em seguida, o dispositivo de controle numérico executa o processamento de cálculo e, em seguida, envia sinais de pulso para controlar o funcionamento das várias partes móveis da máquina-ferramenta de controle numérico, de modo a completar o corte das pe?as.

Existem atualmente dois padr?es para programas de controle numérico: ISO da organiza??o internacional de padr?es e EIA da American Electronics Industry Association. Os códigos ISO s?o usados em nosso país.

Com o avan?o da tecnologia, a programa??o de controle numérico 3D geralmente raramente é programada manualmente, e software comercial CAD / CAM é usado.

CAD / CAM é o núcleo do sistema de programa??o auxiliado por computador, e suas principais fun??es incluem entrada / saída de dados, cálculo e edi??o da trilha de usinagem, configura??o de par?metros de processo, simula??o de usinagem, pós-processamento do programa de controle numérico e gerenciamento de dados.

Atualmente, em nosso país por usuários como, software poderoso de programa??o de controle numérico Mastercam, UG, Cimatron, PowerMILL, CAXA e assim por diante. Cada software para princípios de programa??o de controle numérico, métodos de processamento gráfico e métodos de processamento s?o semelhantes, mas cada um tem suas próprias características.

Etapas de controle numérico CNC de pe?as de usinagem

1. Analise os desenhos da pe?a para entender a situa??o geral da pe?a (geometria, material da pe?a, requisitos do processo, etc.)

2. Determinar a tecnologia de processamento de controle numérico das pe?as (conteúdo de processamento, rota de processamento)

3, realizar os cálculos numéricos necessários (ponto de base, cálculo de coordenadas do nó)

4. Escreva a planilha do programa (máquinas-ferramentas diferentes ser?o diferentes, siga o manual do usuário)

5. Verifica??o do programa (insira o programa na máquina-ferramenta e execute simula??o gráfica para verificar a corre??o da programa??o)

6. Usinagem da pe?a de trabalho (bom controle do processo pode economizar tempo e melhorar a qualidade do processamento)

7. Aceita??o da pe?a e análise de erros de qualidade (a pe?a é inspecionada e a qualificada flui para a próxima. Se falhar, a causa do erro e o método de corre??o s?o encontrados por meio da análise de qualidade).

Histórico de desenvolvimento de máquinas-ferramentas de controle numérico

Após a Segunda Guerra Mundial, a maior parte da produ??o na indústria manufatureira dependia da opera??o manual. Depois que os trabalhadores leram os desenhos, eles operavam manualmente máquinas-ferramentas e pe?as processadas. Dessa forma, a produ??o de produtos era cara, ineficiente e a qualidade n?o era garantida.

No final da década de 1940, um engenheiro nos Estados Unidos, John Parsons, concebeu um método de fazer furos em um cart?o de papel?o para representar a geometria das pe?as a serem usinadas e usar um cart?o rígido para controlar o movimento da máquina-ferramenta. Naquela época, isso era apenas uma ideia.

Em 1948, Parsons mostrou sua ideia à For?a Aérea dos Estados Unidos. Depois de vê-lo, a For?a Aérea dos Estados Unidos expressou grande interesse, porque a For?a Aérea dos Estados Unidos estava procurando um método de processamento avan?ado, na esperan?a de resolver o problema de processamento de modelos de formato de aeronaves. Devido à forma complexa do modelo, requisitos de alta precis?o e dificuldade de adapta??o ao equipamento geral, a For?a Aérea dos Estados Unidos imediatamente encomendou e patrocinou o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) para realizar pesquisas e desenvolver esta cardboard-controlled máquina-ferramenta. Finalmente, em 1952, o MIT e Parsons cooperaram e desenvolveram com sucesso a primeira máquina de demonstra??o. Em 1960, a relativamente simples e econ?mica furadeira de ponto controlado e a fresadora de controle numérico linear foram rapidamente desenvolvidas, o que gradualmente promoveu a máquina de controle numérico em vários setores da indústria manufatureira.

A história da usinagem CNC já passou por mais de meio século, e o sistema de controle numérico NC também se desenvolveu desde o mais antigo controle de circuito de sinal analógico até um sistema de usinagem integrado extremamente complexo, e o método de programa??o também foi desenvolvido manualmente em um inteligente e poderoso sistema integrado CAD / CAM.

No que diz respeito ao nosso país, o desenvolvimento da tecnologia de controle numérico é relativamente lento. Para a maioria das oficinas na China, o equipamento está relativamente atrasado e o nível técnico e o conceito de pessoal est?o atrasados, o que se manifesta como baixa qualidade de processamento e eficiência de processamento, e muitas vezes atrasa o tempo de entrega.

A primeira gera??o do sistema NC foi introduzida em 1951, e sua Unidade de Controle era composta principalmente por várias válvulas e circuitos analógicos. Em 1952, nasceu a primeira máquina-ferramenta CNC e se desenvolveu de uma fresadora ou torno para um centro de usinagem, tornando-se um equipamento chave na fabrica??o moderna.

O sistema NC de segunda gera??o foi produzido em 1959 e era composto principalmente de transistores individuais e outros componentes.

Em 1965, o sistema NC de terceira gera??o foi introduzido, que primeiro adotou placas de circuito integrado.

Na verdade, em 1964, foi desenvolvido o sistema NC de quarta gera??o, ou seja, o sistema de controle numérico por computador (sistema de controle CNC) com o qual estamos muito familiarizados.

Em 1975, o sistema NC adotou um poderoso microprocessador, que foi a quinta gera??o do sistema NC.

6. O sistema NC de sexta gera??o adota o atual sistema de fabrica??o integrado (MIS) + DNC + sistema de usinagem flexível (FMS).

Tendência de desenvolvimento de máquinas-ferramentas de controle numérico

1. Alta velocidade

Com o rápido desenvolvimento de automóveis, defesa nacional, avia??o, aeroespacial e outras indústrias e a aplica??o de novos materiais, como ligas de alumínio, os requisitos de alta velocidade para processamento de máquinas-ferramenta de controle numérico est?o ficando cada vez maiores.

A. Velocidade do fuso: A máquina adota um fuso elétrico (motor de fuso embutido), e a velocidade máxima do fuso é de 200000r / min;

B. Taxa de avan?o: com uma resolu??o de 0,01 ?m, a taxa de avan?o máxima é de 240 m / min e a usinagem de precis?o complexa é possível.

C. Velocidade de computa??o: O rápido desenvolvimento de microprocessadores forneceu uma garantia para o desenvolvimento de sistemas de controle numérico com alta velocidade e alta precis?o. A CPU foi desenvolvida para sistemas de controle numérico de 32 e 64 bits, e a frequência foi aumentada para várias centenas de MHz e gigahertz. Devido à grande melhoria na velocidade de computa??o, quando a resolu??o é de 0,1 ?m e 0,01 ?m, a velocidade de alimenta??o ainda pode ser t?o alta quanto 24 ~ 240m / min;

D. Velocidade de mudan?a de ferramenta: Atualmente, o tempo de troca de ferramentas de centros de usinagem avan?ados estrangeiros é geralmente em torno de 1s, e a alta atingiu 0,5. A empresa alem? Chiron projeta o carregador de ferramentas como um estilo de cesta, com o fuso como eixo, e as ferramentas est?o dispostas em um círculo. O tempo de mudan?a de ferramenta de faca para faca é de apenas 0,9 s.

2. Alta precis?o

Os requisitos de precis?o de máquinas-ferramenta de controle numérico agora n?o se limitam à precis?o geométrica estática, e a precis?o de movimento, deforma??o térmica e monitoramento de vibra??o e compensa??o de máquinas-ferramentas est?o recebendo cada vez mais aten??o.

A. Melhorar a precis?o do controle do sistema CNC: usando a tecnologia de interpola??o de alta velocidade para obter alimenta??o contínua com pequenos segmentos de programa, tornando a unidade de controle CNC refinada e usando dispositivos de detec??o de posi??o de alta resolu??o para melhorar a precis?o da detec??o de posi??o. O sistema de servo de posi??o usa controle de avan?o e métodos de controle n?o linear.

B. Adote a tecnologia de compensa??o de erros: usando compensa??o de folga reversa, compensa??o de erro de passo do parafuso e compensa??o de erro da ferramenta para compensar de forma abrangente o erro de deforma??o térmica e o erro espacial do equipamento.

C. Verifique e melhore a precis?o da trilha de movimento do centro de usinagem usando a tecnologia de grade: preveja a precis?o de usinagem da máquina-ferramenta por meio de simula??o para garantir a precis?o de posicionamento e a precis?o de posicionamento repetido da máquina-ferramenta, para que seu desempenho possa ser estável por um longo tempo e possa concluir uma variedade de tarefas de processamento sob diferentes condi??es operacionais.

3. Integra??o funcional

O significado de máquina-ferramenta composta refere-se à realiza??o ou conclus?o de vários elementos, desde o produto bruto até o produto acabado em uma máquina-ferramenta. De acordo com suas características estruturais, pode ser dividido em duas categorias: tipo de composto de processo e tipo de composto de processo. Os centros de usinagem podem concluir vários processos, como torneamento, fresagem, perfura??o, mandrilamento, retifica??o, tratamento térmico a laser, etc., e podem concluir todo o processamento de pe?as complexas. Com a melhoria contínua dos requisitos de usinagem modernos, um grande número de máquinas-ferramentas de controle numérico de liga??o multieixo s?o cada vez mais bem-vindas por grandes empresas.

4. Controle inteligente

Com o desenvolvimento da tecnologia de inteligência artificial, a fim de atender às necessidades de desenvolvimento de flexibilidade de produ??o de fabrica??o e automa??o de fabrica??o, a inteligência das máquinas-ferramentas de controle numérico está constantemente melhorando. Especificamente refletido nos seguintes aspectos:

A. Tecnologia de controle adaptativo de processo;

B. Otimiza??o inteligente e sele??o de par?metros de processamento;

C. Autodiagnóstico inteligente de falhas e tecnologia de autorrepara??o;

D. Tecnologia inteligente de reprodu??o e simula??o de falhas;

E. Dispositivo de servo acionamento CA inteligente;

F. Sistema de controle numérico 4M inteligente: No processo de fabrica??o, a medi??o, modelagem, usinagem e opera??o da máquina s?o integradas em um sistema.

5. Sistema aberto

Aberto a tecnologias futuras: Como as interfaces de software e hardware aderem a protocolos padr?o aceitos, elas podem ser adotadas, absorvidas e compatíveis com uma nova gera??o de software e hardware de uso geral.

B. Aberto aos requisitos específicos dos usuários: atualizar produtos, expandir fun??es e fornecer várias combina??es de produtos de hardware e software para atender aos requisitos específicos do aplicativo.

C. Estabelecimento de padr?es de controle numérico: Linguagem de programa??o padronizada, conveniente para usuários, usos e redu??o do consumo de m?o de obra diretamente relacionada à eficiência da opera??o.

6. Conex?o paralela de acionamento

Ele pode realizar várias fun??es de processamento de controle numérico de liga??o multi-coordenada, montagem e medi??o, e pode atender melhor ao processamento de pe?as especiais complexas. As máquinas-ferramentas paralelas s?o consideradas "o progresso mais significativo na indústria de máquinas-ferramenta desde a inven??o da tecnologia de controle numérico" e "uma nova gera??o de equipamentos de processamento de controle numérico no século 21."

7. Extremo (grande e miniaturizado)

O desenvolvimento das indústrias nacionais de defesa, avia??o e aeroespacial e o desenvolvimento em larga escala de equipamentos industriais básicos, como energia, exigem o apoio de máquinas-ferramentas de controle numérico de grande escala e alto desempenho. A tecnologia de usinagem de ultra-precis?o e a tecnologia micro-nano s?o tecnologias estratégicas no século 21, e novos processos de fabrica??o e equipamentos que podem se adaptar à precis?o de usinagem de micro e micro-nano precisam ser desenvolvidos.

8. Rede de interc?mbio de informa??es

Ele pode n?o só realizar o compartilhamento de recursos de rede, mas também realizar o monitoramento remoto, controle, diagnóstico remoto e manuten??o de máquinas-ferramentas de controle numérico.

9. Processamento verde

Nos últimos anos, surgiram máquinas-ferramentas que n?o exigem ou usam menos refrigerante para alcan?ar a conserva??o de energia e a prote??o ambiental para corte a seco e corte semi-seco, e a tendência da fabrica??o verde acelerou o desenvolvimento de várias máquinas-ferramentas que economizam energia e respeitam o meio ambiente.

10. Aplica??o da tecnologia multimédia

A tecnologia multimídia integra computador, imagem sonora e tecnologia de comunica??o, fazendo com que o computador tenha a capacidade de processar de forma abrangente informa??es de som, texto, imagem e vídeo. Pode ser integrado e inteligente no processamento de informa??es e é aplicado ao monitoramento em tempo real, diagnóstico de falhas de sistemas e equipamentos de campo de produ??o, monitoramento de par?metros do processo de produ??o, etc., por isso tem grande valor de aplica??o.