51吃瓜

Vrhunska CNC obdelovalna orodja

Te ?est besed vsebujejo tri plasti konceptov, pobli?je si oglejmo vsako plast.

Handtmann PBZ HD petosni CNC rezkalni stroj

Prvi?, kaj je "strojno orodje"?

V ozkem smislu se "strojno orodje" obi?ajno nana?a na "strojno orodje za rezanje" (v ozkem smislu je to zato, ker obstajajo tudi dodatna proizvodna strojna orodja, kot je 3D tiskanje ali druga posebna strojna orodja), ki uporabljajo metode rezanja za obdelavo obdelovancev v strojne dele. To pomeni, da so stroji, ki proizvajajo stroje, zato so znani tudi kot "delovni stroji". V japon??ini se imenujejo "delovni stroji" (くきい), v angle??ini pa se imenujejo "stroji".

Prvi pravi stroj je bil pravzaprav vrtalni stroj, ki ga je izumil britanski industrijalec John Wilkinson leta 1775. Prvotna motivacija za izum tega vrtalnega stroja je bila re?itev prakti?nega problema proizvodnje visoko natan?nih topovskih sodov v tistem ?asu v vojski.

Strojna obdelava vrtanja je proces rezanja, ki uporablja rezalna orodja za pove?anje notranjega premera lukenj ali drugih kro?nih kontur na vrtljivih obdelovancih. Ustreza stru?enju, ki je proces rezanja, ki uporablja orodje za zmanj?anje zunanjega premera vrte?ega se obdelovanca ali oblikovanje kon?ne povr?ine. [2]

Postopki vrtanja (levo) in vrtenja (desno)

47-letni Wilkinson je po nenehnih naporih v o?etovi tovarni kon?no ustvaril ta nov stroj, ki lahko izdeluje topovske sode z redko natan?nostjo. Na?elo delovanja je, da se fiksna gred vrtalnega orodja vrti skozi vodno kolo in ga potisne glede na valjast obdelovanec. Fiksna gred vrtalnega orodja poteka skozi valj in je podprta na obeh koncih. Zaradi relativnega gibanja med orodjem in obdelovancem se material vrti v visoko natan?no valjasto luknjo.

Shematski diagram prvega vrtalnega stroja

In vrtalni stroj je bil kasneje uporabljen za obdelavo valjev parnih strojev. Razlog je, da je po tem, ko je James Watt izumil parni stroj, zelo te?ko izdelati valje parnih strojev z metodami kovanja, zaradi nizke proizvodne natan?nosti in hudega uhajanja zraka valjev pa je bila proizvodnja in izbolj?anje u?inkovitosti parnega stroja omejena. [3] Po sprejetju tega vrtalnega stroja se lahko izdelajo visoko natan?ni valji ve? kot 50 palcev, kar mo?no izbolj?a kakovost obdelave in u?inkovitost proizvodnje valjev parnih strojev ter s tem dose?e velik uspeh.

Za zadovoljitev potreb razli?nih tehnik obdelave so se nato pojavile razli?ne vrste obdelovalnih strojev, kot so stru?nice, rezkalni stroji, skoblji, brusilniki, vrtalni stroji itd. [4]

Postopki vrtanja (levo) in rezkanja (desno)

Kaj je potem "CNC strojno orodje"?

Prvi elektronski ra?unalnik se je rodil 14. februarja 1946 na Univerzi v Pennsylvaniji v ZDA. Za?etna motivacija za njegov razvoj je bila izdelava "elektronske" ra?unalni?ke naprave z uporabo elektronskih cevi namesto relejev, kot je zahtevala ameri?ka vojska v okviru druge svetovne vojne, za izra?un poti nabojev.

?est let kasneje, leta 1952, je Parsons sodeloval z Massachusetts Institute of Technology (MIT) pri razvoju prvega numeri?nega krmilnega stroja (znanega tudi kot "digitalni krmilni stroj") z zdru?itvijo numeri?nega krmilnega sistema, ki temelji na elektronskih ra?unalnikih, z rezkalnim strojem iz Cincinnatija. Od takrat so tradicionalni stroji do?iveli kvalitativno spremembo, kar je ozna?ilo za?etek obdobja CNC za obdelovalna orodja. [5]

Prvi CNC obdelovalni stroj (rezkalni stroj)

?est let kasneje, leta 1958, je MIT sodeloval z ve? podjetji pod pokroviteljstvom ameri?ke vojske pri razvoju APT (Automatic Programming Tools), ra?unalni?kega programskega jezika visoke ravni, ki se uporablja za ustvarjanje delovnih navodil za CNC obdelovalna orodja. Najpogostej?a metoda zdaj je uporaba navodil za format RS-274, obi?ajno imenovanih "koda G". [7]

Z nenehnim razvojem ra?unalni?ke tehnologije so mikroprocesorji uporabljali za digitalno krmiljenje, kar je mo?no izbolj?alo njihove funkcije. Computer Numerical Control）， Strojno orodje, ki uporablja ta sistem, je znano tudi kot CNC obdelovalno orodje, ki je ra?unalni?ko nadzorovano numeri?no krmiljenje ali preprosto imenovano "CNC obdelovalno orodje".

Tehnologija numeri?nega krmiljenja v CNC obdelovalnih strojih je tehni?na metoda, ki uporablja digitalne signale za nadzor gibanja in procesa obdelave obdelovalnega stroja. CNC obdelovalno orodje je obdelovalno orodje, ki uporablja CNC tehnologijo ali je opremljeno s CNC sistemom. Peti tehni?ni odbor Mednarodne federacije za obdelavo informacij (IFIP) opredeljuje CNC obdelovalno orodje kot obdelovalno orodje, opremljeno s programskim krmilnim sistemom. Ta krmilni sistem lahko logi?no obdeluje programe s krmilnimi kodami ali drugimi simboli?nimi navodili, jih dekodira, jih predstavlja s kodiranimi ?tevilkami in jih vnese v CNC sistem prek nosilcev informacij. Po izra?unu in obdelavi naprava CNC izda razli?ne krmilne signale za nadzor delovanja obdelovalnega stroja, deli pa se samodejno obdelujejo v skladu z zahtevami.

Postopek obdelave CNC obdelovalnih strojev

CNC obdelava obdelovalnih strojev deli koordinate gibanja orodja in obdelovanca na nekatere minimalne enote, namre? minimalni premik. CNC sistem premika koordinate z ve? minimalnimi premiki v skladu z zahtevami programa delov (tj. nadzoruje pot gibanja orodja), s ?imer dose?e relativno gibanje med orodjem in obdelovancem ter dokon?a obdelavo dela.

Relativno gibanje orodja vzdol? vsake koordinatne osi se meri v enotah ekvivalenta impulza (mm/impulz). Ko je rezalna pot ravna ?rta ali lok, naprava CNC izvede "gostitev podatkovne to?ke" med za?etnimi in kon?nimi koordinatnimi vrednostmi ?rtnega segmenta ali loka, izra?una niz vmesnih koordinatnih vrednosti to?k in nato izvaja impulze na vsako koordinato glede na koordinatne vrednosti vmesne to?ke, da se zagotovi obdelava ?elene ravne ?rte ali oblo?ne konture.

Zgostitev podatkovnih to?k, ki jih izvajajo CNC naprave, se imenuje interpolacija, na splo?no pa imajo CNC naprave funkcijo interpolacije osnovnih funkcij (kot so linearne in kro?ne funkcije). Dejansko se obdelava katerega koli krivulje L dela na CNC obdelovalnem orodju pribli?uje osnovnim matemati?nim funkcijam, s katerimi lahko CNC naprava upravlja, kot so linije, loki itd. Seveda mora napaka pribli?evanja izpolnjevati zahteve risbe dela.

V primerjavi s tradicionalnimi obdelovalnimi stroji imajo CNC obdelovalni stroji naslednje prednosti:

Visoka natan?nost obdelave in stabilna kakovost. Za vsak pulzni izhod sistema CNC se premik gibljivih delov obdelovalnega orodja imenuje impulzni ekvivalent. Impulzni ekvivalent CNC obdelovalnih strojev je obi?ajno 0,001mm, visokonatan?ni CNC obdelovalni stroji pa lahko dose?ejo 0,000mm, z veliko vi?jo lo?ljivostjo gibanja kot navadni obdelovalni stroji. Poleg tega imajo CNC obdelovalni stroji naprave za zaznavanje polo?aja, ki lahko CNC sistemu zagotovijo povratne informacije o dejanskem premiku gibljivih delov ali kotu vijaka in servo motorja ter ga nadomestijo. Zato je mogo?e dose?i vi?jo natan?nost obdelave kot samo obdelovalno orodje. Kakovost delov, ki jih obdelujejo CNC obdelovalni stroji, zagotavlja strojno orodje in na njo ne vplivajo operativne napake, zato je doslednost velikosti iste serije delov dobra in kakovost stabilna. Sposobnost obdelave kompleksnih delov, ki jih je te?ko ali nemogo?e obdelati z obi?ajnimi obdelovalnimi stroji. CNC obdelovalni stroji, ki uporabljajo dvoosno povezavo ali ve? kot dvoosno povezavo, lahko na primer obdelajo vrtljive ukrivljene dele telesa, odmi?ne dele in razli?ne kompleksne prostorske ukrivljene dele z ukrivljenim generatriksom. Visoka proizvodna u?inkovitost. Hitrost vretena in razpon podajanja CNC obdelovalnih strojev sta ve?ja od obi?ajnih obdelovalnih strojev, dobra strukturna togost pa omogo?a CNC obdelovalnim strojem uporabo velikih koli?in rezanja, kar u?inkovito prihrani ?as manevriranja. Za obdelavo nekaterih kompleksnih delov, ?e se uporablja CNC obdelovalni center z napravo za samodejno menjavo orodja, lahko dose?e neprekinjeno obdelavo ve? procesov pod enim vpenjanjem, zmanj?a ?as obratovanja polizdelkov in bistveno izbolj?a produktivnost. Mo?na prilagodljivost na preoblikovanje izdelkov. Po spremenjeni zasnovi obdelanih delov je treba le spremeniti program obdelave delov in prilagoditi parametre orodja na CNC obdelovalnem orodju, da se dose?e obdelava spremenjenih delov, kar mo?no zmanj?a cikel priprave proizvodnje. Zato lahko CNC obdelovalna orodja hitro preidejo iz obdelave ene vrste dela v obdelavo druge spremenjene zasnove dela, kar zagotavlja veliko udobja za obdelavo enojnih in majhnih serij novih preskusnih izdelkov in pogoste posodobitve strukture izdelka. Koristno za razvoj proizvodne tehnologije v smeri celovite avtomatizacije. CNC obdelovalni stroji so osnovna oprema za avtomatizacijo mehanske obdelave, integrirani sistemi avtomatizacije, kot so FMC (Flexible Machine Center), FMS (Flexible Manufacturing System), CIMS (Computer Integrated Manufacturing System) itd., zgrajeni na CNC obdelovalnih strojih, omogo?ajo integracijo, inteligenco in avtomatizacijo mehanske proizvodnje. To je zato, ker krmilni sistem CNC obdelovalnih strojev sprejema digitalne informacije in standardiziran vnos kode ter ima komunikacijske vmesnike, kar omogo?a enostavno doseganje podatkovne komunikacije med CNC obdelovalnimi stroji.Najprimernej?i je za povezovanje ra?unalnikov v oblikovanje industrijske krmilne mre?e, uresni?evanje izra?una, upravljanja in nadzora avtomatiziranih proizvodnih procesov. Mo?na funkcija spremljanja in sposobnost diagnosticiranja napak. Sistem CNC ne samo nadzoruje gibanja obdelovalnega orodja, temve? zagotavlja tudi celovito spremljanje obdelovalnega orodja. Na primer, zgodnje opozarjanje in diagnosticiranje napak se lahko izvede za nekatere dejavnike, ki povzro?ajo napake, kar mo?no izbolj?a u?inkovitost vzdr?evanja. Zmanj?ati delovno intenzivnost delavcev in izbolj?ati delovne pogoje. Kon?no, kaj je "vrhunski CNC obdelovalni stroj"?

Opredelitev "high-end" ali "high-end" CNC obdelovalnih strojev: CNC obdelovalni stroji s funkcijami, kot so visoka hitrost, natan?nost, inteligenca, kompozit, ve?osna povezava, omre?na komunikacija itd. Njegov razvoj simbolizira, da sedanja industrija proizvodnje obdelovalnih strojev v dr?avi zavzema napredno stopnjo v razvoju svetovne industrije obdelovalnih strojev, zato se na mednarodni ravni vrhunske tehnologije obdelovalnih strojev, kot je petosna povezava CNC obdelovalna orodja, ?tejejo za pomemben simbol industrializacije dr?ave. [10]

DMG Petosni obdelovalni center

CNC obdelovalna orodja lahko razdelimo na tri stopnje glede na njihovo funkcionalno raven: nizko, srednje in visoko. Ta metoda klasifikacije se na Kitajskem pogosto uporablja. Meje med nizkimi, srednjimi in visokimi razredi so relativne, standardi klasifikacije pa se v razli?nih obdobjih razlikujejo, glede na trenutno stopnjo razvoja pa jih je mogo?e na splo?no razlikovati od naslednjih vidikov (ta klasifikacija seveda ne more vklju?evati vseh kazalnikov):

Primerjava visokih, srednjih in nizkih CNC obdelovalnih strojev

Z razvojem napredne proizvodne tehnologije so sodobna CNC obdelovalna orodja potrebna za razvoj v smeri visoke hitrosti, visoke natan?nosti, visoke zanesljivosti, inteligence in bolj popolnih funkcij.