51吃瓜

Till?mpningen av numerisk styrteknik har medf?rt kvalitativa f?r?ndringar i den traditionella tillverkningsindustrin, s?rskilt de senaste ?ren. Utvecklingen av mikroelektronikteknik och datorteknik har gett ny vitalitet till numerisk styrteknik. Numerisk styrteknik och numerisk styrutrustning ?r viktiga grundvalar f?r industriell modernisering i olika l?nder.

Numeriska styrverktygsmaskiner ?r den moderna tillverkningsindustrins vanliga utrustning, den n?dv?ndiga utrustningen f?r precisionsbearbetning, en viktig symbol f?r den tekniska niv?n f?r moderna verktygsmaskiner och modern maskintillverkningsindustri och ett strategiskt material relaterat till den nationella ekonomin och m?nniskors f?rs?rjning och banbrytande konstruktion av nationellt f?rsvar. D?rf?r har alla industril?nder i v?rlden vidtagit stora ?tg?rder f?r att utveckla sin egen numeriska styrteknik och dess industrier.

CNC numerisk styrning bearbetning

CNC ?r f?rkortningen av Computer Numberical Control p? engelska, vilket betyder "datordatakontroll", vilket helt enkelt ?r "numerisk kontrollbehandling".

Numerisk styrbehandling ?r en avancerad bearbetningsteknik i dagens maskintillverkning. Det ?r en automatiserad bearbetningsmetod med h?g effektivitet, h?g precision och h?g flexibilitet. Det ?r att mata in arbetsstyckets numeriska styrprogram till verktygsmaskinen, och verktygsmaskinen bearbetar automatiskt arbetsstycket som uppfyller m?nniskors ?nskem?l under kontroll av dessa data f?r att producera underbara produkter.

Numerisk kontrollbearbetningsteknik kan effektivt l?sa komplexa, exakta och sm? batchf?r?ndringsbara bearbetningsproblem som formar och helt anpassa sig till behoven hos modern produktion. Kraftfullt utvecklande numerisk kontrollbearbetningsteknik har blivit ett viktigt s?tt f?r v?rt land att p?skynda den ekonomiska utvecklingen och f?rb?ttra oberoende innovationsf?rm?ga. F?r n?rvarande ?r anv?ndningen av numeriska styrverktygsmaskiner i v?rt land mer och mer vanligt, och att kunna beh?rska numerisk styrmaskinprogrammering ?r ett viktigt s?tt att ge full spel ?t dess funktioner.

Numerisk styrverktygsverktyg ?r en typisk mekatronikprodukt, den integrerar mikroelektronikteknik, datorteknik, m?tteknik, sensorteknik, automatisk styrteknik och artificiell intelligens och annan avancerad teknik, och ?r n?ra kombinerad med bearbetningsteknik, ?r en ny generation av mekanisk tillverkning teknik och utrustning.

Sammans?ttning av CNC numerisk styrmaskin

Numerisk styrmaskin ?r en automatiseringsutrustning som integrerar verktygsmaskiner, datorer, motorer och tekniker som drag, dynamisk styrning och detektering. De grundl?ggande komponenterna i numeriska styrverktygsverktyg inkluderar styrmedium, numerisk styrenhet, servosystem, ?terkopplingsanordning och verktygsmaskinkropp, som visas i figur

1. kontrollmedium

Styrmediet ?r det medium som lagrar allt ?tg?rdsverktyg i f?rh?llande till arbetsstyckets positionsinformation som kr?vs f?r numerisk styrbearbetning. Det registrerar delens bearbetningsprogram. D?rf?r h?nvisar styrmediet till informationsb?raren som ?verf?r bearbetningsinformationen f?r delen till den numeriska styrenheten. Det finns m?nga former av styrmedia, som varierar med typen av numerisk styrenhet. De vanligaste ?r perforerad tejp, perforerat kort, magnetband, magnetskiva etc. Med utvecklingen av numerisk styrteknik tenderar perforerad tejp och perforerat kort att elimineras. Metoden att anv?nda CAD / CAM-programvara f?r att programmera i en dator och sedan kommunicera med det numeriska styrsystemet f?r att direkt ?verf?ra programmet och data till den numeriska styrenheten anv?nds mer och mer allm?nt.

2, numerisk styrenhet

Den numeriska styrenheten ?r k?rnan i det numeriska styrverktygsverktyget, som kallas "det centrala systemet". Moderna numeriska styrverktygsverktyg anv?nder datorns numeriska styrenhet CNC. Den numeriska styrenheten innefattar inmatningsanordningen, centralprocessorn (CPU) och utmatningsanordningen etc. Den numeriska styrenheten kan slutf?ra informationsinmatning, lagring, transformation, interpolering och realisera olika styrfunktioner.

3. servosystem

Servosystemet ?r en drivande del som tar emot instruktionerna fr?n den numeriska styrenheten och driver r?relsen f?r verktygsmaskinens st?lldon. Det inkluderar spindeldrivenheten, matningsdrivenheten, spindelmotorn och matningsmotorn. Vid arbete accepterar servosystemet kommandoinformationen f?r det numeriska styrsystemet och j?mf?r den med positions- och hastighets?terkopplingssignalerna enligt kraven i kommandoinformationen, driver de r?rliga delarna eller verkst?llande delarna av verktygsmaskinen f?r att fungera och bearbetar de delar som uppfyller kraven i ritningarna.

4. ?terkopplingsenhet

?terkopplingsanordningen best?r av m?telement och motsvarande kretsar. Dess funktion ?r att detektera hastighet och f?rskjutning och mata tillbaka informationen f?r att bilda en sluten slingstyrning. Vissa numeriska styrverktygsverktyg med l?ga noggrannhetskrav och ingen ?terkopplingsanordning kallas open-loop-system.

5. Verktygsmaskinkropp

Maskinkroppen ?r enheten f?r det numeriska styrverktygsverktyget, vilket ?r den mekaniska delen som fullbordar den faktiska sk?rbehandlingen, inklusive s?ngkroppen, basen, bordet, s?ngsadeln, spindeln etc.

Egenskaperna hos CNC-bearbetningsteknik

CNC: s numeriska styrbearbetningsprocess f?ljer ocks? bearbetningslagen, som ?r ungef?r densamma som bearbetningsprocessen f?r vanliga verktygsmaskiner. Eftersom det ?r en automatiserad bearbetning som till?mpar datorstyrningsteknik p? bearbetning, har den egenskaperna h?g bearbetningseffektivitet och h?g precision. Bearbetningsprocessen har sina egna unika egenskaper. Processen ?r mer komplicerad och arbetsstegsarrangemanget ?r mer detaljerat och noggrant.

CNC numerisk styrbearbetningsprocess innefattar val av verktyg, best?mning av sk?rparametrar och utformningen av sk?rprocessv?gen. CNC numerisk styrbearbetningsprocess ?r grunden och k?rnan i numerisk styrprogrammering. F?rst n?r processen ?r rimlig kan ett h?geffektivt och h?gkvalitativt numeriskt styrprogram sammanst?llas. Standarderna f?r att m?ta kvaliteten p? numeriska styrprogram ?r: minimal bearbetningstid, minimal verktygsf?rlust och det b?sta arbetsstycket.

Den numeriska styrbearbetningsprocessen ?r en del av arbetsstyckets ?vergripande bearbetningsprocess, eller till och med en process. Den m?ste samarbeta med andra fr?mre och bakre processer f?r att slutligen uppfylla monteringskraven f?r den totala maskinen eller formen f?r att bearbeta kvalificerade delar.

Numeriska kontrollbearbetningsf?rfaranden ?r i allm?nhet uppdelade i grovbearbetning, medel- och grovvinkelbearbetning, halvbearbetning och efterbehandling.

Programmering av numerisk CNC-styrning

Numerisk styrprogrammering ?r hela processen fr?n delritning till numeriskt styrbearbetningsprogram. Dess huvudsakliga uppgift ?r att ber?kna sk?rkontrollpunkten (sk?rplatspunkt kallad CL-punkt) vid bearbetning. Sk?rkontrollpunkten tas i allm?nhet som sk?rningspunkten mellan verktygsaxeln och verktygsytan, och verktygsaxelvektorn ges ocks? vid fleraxlig bearbetning.

Det numeriska styrverktygsverktyget ?r baserat p? kraven i arbetsstycksm?nstret och bearbetningsprocessen, och r?relsem?ngden, hastighets- och ?tg?rdssekvensen, spindelhastigheten, spindelrotationsriktningen, sk?rhuvudets fastsp?nning, sk?rhuvudets lossning och kylning av det anv?nda verktyget och olika komponenter sammanst?lls till ett programblad i form av en specificerad numerisk styrkod, som matas in i verktygsmaskinens specialdator. Sedan, efter att det numeriska styrsystemet har sammanst?llt, ber?knat och logiskt bearbetat enligt ing?ngsinstruktionerna, matar det ut olika signaler och instruktioner och styr varje del f?r att bearbeta olika former av arbetsstycken enligt den angivna f?rskjutningen och sekventiella ?tg?rder. D?rf?r har programmeringen stor inverkan p? effektiviteten hos det numeriska styrverktygsverktyget.

Det numeriska styrverktygsverktyget m?ste mata in instruktionskoderna som representerar olika funktioner i den numeriska styranordningen i form av ett program, och sedan utf?r den numeriska styranordningen ber?kningsbehandling och skickar sedan ut pulssignaler f?r att styra driften av de olika r?rliga delarna. av det numeriska styrverktygsverktyget f?r att slutf?ra sk?rningen av delarna.

Det finns f?r n?rvarande tv? standarder f?r numeriska kontrollprogram: ISO f?r den internationella standardorganisationen och MKB f?r American Electronics Industry Association. ISO-koder anv?nds i v?rt land.

Med teknikutvecklingen ?r 3D-numerisk styrprogrammering i allm?nhet s?llan manuellt programmerad och kommersiell CAD / CAM-programvara anv?nds.

CAD / CAM ?r k?rnan i det datorst?dda programmeringssystemet, och dess huvudfunktioner inkluderar datainmatning / utmatning, bearbetning av sp?rber?kning och redigering, processparameterinst?llning, bearbetningssimulering, efterbehandling av numeriskt kontrollprogram och datahantering.

F?r n?rvarande, i v?rt land av anv?ndare som, numerisk kontroll programmering kraftfull programvara Mastercam, UG, Cimatron, PowerMILL, CAXA och s? vidare. Varje programvara f?r numeriska kontroll programmeringsprinciper, grafiska bearbetningsmetoder och bearbetningsmetoder ?r likartade, men var och en har sina egna egenskaper.

CNC numeriska styrsteg f?r bearbetningsdelar

1. Analysera delritningarna f?r att f?rst? arbetsstyckets allm?nna situation (geometri, arbetsstycksmaterial, processkrav etc.)

2. Best?m den numeriska styrbearbetningstekniken f?r delarna (bearbetningsinneh?ll, bearbetningsv?g)

3, utf?r n?dv?ndiga numeriska ber?kningar (baspunkt, nodkoordinatber?kning)

4. Skriv programbladet (olika verktygsmaskiner kommer att vara olika, f?lj anv?ndarhandboken)

5. Programverifiering (ange programmet i verktygsmaskinen och utf?r grafisk simulering f?r att verifiera programmeringens riktighet)

6. Bearbetning av arbetsstycket (bra processkontroll kan spara tid och f?rb?ttra bearbetningskvaliteten)

7. Arbetsstyckets acceptans och kvalitetsfelanalys (arbetsstycket inspekteras, och det kvalificerade flyter in i n?sta. Om det misslyckas hittas orsaken till felet och korrigeringsmetoden genom kvalitetsanalys).

Utvecklingshistorik f?r numeriska styrverktygsmaskiner

Efter andra v?rldskriget f?rlitade sig st?rre delen av tillverkningen inom tillverkningsindustrin p? manuell drift. Efter att arbetarna hade l?st ritningarna man?vrerade de verktygsmaskiner och bearbetade delar manuellt. P? s? s?tt var produktionen av produkter dyr, ineffektiv och kvaliteten var inte garanterad.

I slutet av 1940-talet t?nkte en ingenj?r i USA, John Parsons, en metod f?r att stansa h?l i ett kartongkort f?r att representera geometrin hos de delar som ska bearbetas och anv?nda ett h?rt kort f?r att kontrollera maskinverktygets r?relse. Vid den tiden var detta bara en idé.

1948 visade Parsons sin idé f?r US Air Force. Efter att ha sett det uttryckte US Air Force stort intresse, eftersom US Air Force letade efter en avancerad bearbetningsmetod i hopp om att l?sa bearbetningsproblemet f?r flygplansformmodeller. P? grund av modellens komplexa form, h?ga precisionskrav och sv?righeter att anpassa sig till allm?n utrustning best?llde och sponsrade US Air Force omedelbart Massachusetts Institute of Technology (MIT) f?r att bedriva forskning och utveckla detta cardboard-controlled verktygsmaskin. Slutligen, 1952, samarbetade MIT och Parsons och utvecklade framg?ngsrikt den f?rsta demonstrationsmaskinen. ?r 1960 hade den relativt enkla och ekonomiska punktstyrda borrmaskinen och den linj?ra numeriska kontrollfr?smaskinen utvecklats snabbt, vilket gradvis fr?mjade den numeriska styrmaskinen i olika sektorer av tillverkningsindustrin.

Historien om CNC-bearbetning har g?tt igenom mer ?n ett halvt sekel, och det numeriska styrsystemet NC har ocks? utvecklats fr?n den tidigaste analoga signalkretsstyrningen till ett extremt komplext integrerat bearbetningssystem, och programmeringsmetoden har ocks? utvecklats manuellt till ett intelligent och kraftfullt CAD / CAM-integrerat system.

N?r det g?ller v?rt land ?r utvecklingen av numerisk styrteknik relativt l?ngsam. F?r de flesta verkst?der i Kina ?r utrustningen relativt bak?t och den tekniska niv?n och personalkonceptet ?r bak?t, vilket manifesteras som l?g bearbetningskvalitet och bearbetningseffektivitet och ofta f?rsenar leveranstiden.

Den f?rsta generationen av NC-system introducerades 1951, och dess styrenhet bestod huvudsakligen av olika ventiler och analoga kretsar. 1952 f?ddes det f?rsta CNC-verktygsverktyget, och det har utvecklats fr?n en fr?smaskin eller en svarv till ett bearbetningscenter och blivit en nyckelutrustning i modern tillverkning.

Andra generationens NC-system producerades 1959 och bestod huvudsakligen av enskilda transistorer och andra komponenter.

1965 introducerades tredje generationens NC-system, som f?rst antog integrerade kretskort.

Faktum ?r att 1964 utvecklades fj?rde generationens NC-system, n?mligen det numeriska styrsystemet (CNC-styrsystemet) som vi ?r mycket bekanta med.

1975 antog NC-systemet en kraftfull mikroprocessor, vilket var den femte generationen av NC-systemet.

6. Sj?tte generationens NC-system antar det nuvarande integrerade tillverkningssystemet (MIS) + DNC + flexibelt bearbetningssystem (FMS).

Utvecklingstrend f?r numeriska styrverktygsmaskiner

1. H?g hastighet

Med den snabba utvecklingen av bil-, nationellt f?rsvars-, flyg-, rymd- och andra industrier och till?mpningen av nya material som aluminiumlegeringar blir h?ghastighetskraven f?r numerisk styrverktygsbearbetning h?gre och h?gre.

A. Spindelhastighet: Maskinen antar en elektrisk spindel (inbyggd spindelmotor) och den maximala spindelhastigheten ?r 200000r / min;

B. Matningshastighet: med en uppl?sning p? 0,01 ?m ?r den maximala matningshastigheten 240 m / min och komplex precisionsbearbetning ?r m?jlig.

C. Datorhastighet: Den snabba utvecklingen av mikroprocessorer har gett en garanti f?r utvecklingen av numeriska styrsystem till h?g hastighet och h?g precision. CPU har utvecklats till 32-bitars och 64-bitars numeriska styrsystem, och frekvensen har ?kats till flera hundra MHz och gigahertz. P? grund av den stora f?rb?ttringen av datorhastigheten, n?r uppl?sningen ?r 0,1 ?m och 0,01 ?m, kan matningshastigheten fortfarande vara s? h?g som 24 ~ 240m / min;

D. Verktygsbyteshastighet: F?r n?rvarande ?r verktygsutbytestiden f?r utl?ndska avancerade bearbetningscentra i allm?nhet runt 1-talet, och den h?ga har n?tt 0,5-talet. Tyska Chiron-f?retaget designar verktygsmagasinet som en korgstil, med spindeln som axel, och verktygen ?r ordnade i en cirkel. Verktygsbytetiden fr?n kniv till kniv ?r bara 0,9-tal.

2. H?g precision

Kraven p? numerisk styrverktygsnoggrannhet ?r nu inte begr?nsade till statisk geometrisk noggrannhet, och r?relsenoggrannheten, termisk deformation och vibrations?vervakning och kompensation av verktygsmaskiner f?r mer och mer uppm?rksamhet.

A. F?rb?ttra kontrollnoggrannheten i CNC-systemet: Anv?nd h?ghastighetsinterpoleringsteknik f?r att uppn? kontinuerlig matning med sm? programsegment, vilket g?r CNC-styrenheten f?rfinad och anv?nder h?guppl?sta positionsdetekteringsanordningar f?r att f?rb?ttra positionsdetekteringsnoggrannheten. Positionsservosystemet anv?nder matningskontroll och icke-linj?ra kontrollmetoder.

B. Anta felkompensationsteknik: anv?nd kompensation f?r omv?nd frig?ng, kompensation f?r skruvstigningsfel och kompensation f?r verktygsfel f?r att helt kompensera f?r utrustningens termiska deformationsfel och rumsliga fel.

C. Kontrollera och f?rb?ttra bearbetningscentrets r?relsesp?rnoggrannhet med hj?lp av rutn?tsteknik: f?ruts?ga verktygsmaskinens bearbetningsnoggrannhet genom simulering f?r att s?kerst?lla verktygsmaskinens positioneringsnoggrannhet och upprepade positioneringsnoggrannhet, s? att dess prestanda kan vara stabil under l?ng tid och det kan slutf?ra en m?ngd olika bearbetningsuppgifter under olika driftsf?rh?llanden.

3. Funktionell integration

Betydelsen av kompositverktygsmaskiner h?nvisar till f?rverkligandet eller slutf?randet av olika element fr?n grov till f?rdig produkt p? en verktygsmaskin. Enligt dess strukturella egenskaper kan den delas in i tv? kategorier: processkomposittyp och processkomposittyp. Bearbetningscentra kan slutf?ra olika processer som svarvning, fr?sning, borrning, hobbing, slipning, laserv?rmebehandling etc. och kan slutf?ra all bearbetning av komplexa delar. Med den kontinuerliga f?rb?ttringen av moderna bearbetningskrav v?lkomnas ett stort antal numeriska styrverktygsmaskiner med flera axlar mer och mer av stora f?retag.

4. Intelligent styrning

Med utvecklingen av artificiell intelligensteknologi, f?r att m?ta utvecklingsbehoven f?r tillverkningsproduktionsflexibilitet och tillverkningsautomation, f?rb?ttras intelligensen hos numeriska styrverktygsverktyg st?ndigt. Specifikt ?terspeglas i f?ljande aspekter:

A. Processadaptiv styrteknik.

B. Intelligent optimering och val av bearbetningsparametrar;

C. Intelligent feldiagnos och sj?lvreparationsteknik;

D. Intelligent feluppspelning och felsimuleringsteknik;

E. Intelligent v?xelstr?msf?rs?rjning.

F. Intelligent 4M numeriskt styrsystem: I tillverkningsprocessen integreras m?tning, modellering, bearbetning och maskindrift i ett system.

5. ?ppet system

?ppen f?r framtida teknik: Eftersom b?de mjukvaru- och h?rdvarugr?nssnitt f?ljer accepterade standardprotokoll kan de antas, absorberas och kompatibla med en ny generation programvara och h?rdvara f?r allm?nt bruk.

B. ?ppet f?r anv?ndarnas specifika krav: uppdatera produkter, ut?ka funktioner och tillhandah?lla olika kombinationer av h?rdvaru- och programvaruprodukter f?r att uppfylla specifika applikationskrav.

C. Uppr?ttande av numeriska kontrollstandarder: Standardiserat programmeringsspr?k, vilket ?r bekv?mt f?r anv?ndare, anv?nder och minskar arbetskonsumtionen direkt relaterad till driftseffektivitet.

6. K?r parallellanslutning

Det kan realisera flera funktioner f?r numerisk styrbehandling, montering och m?tning med flera koordinater, och kan b?ttre m?ta bearbetningen av komplexa specialdelar. Parallella verktygsmaskiner anses vara "den mest betydelsefulla utvecklingen i verktygsmaskinindustrin sedan uppfinningen av numerisk styrteknik" och "en ny generation av numerisk styrbehandlingsutrustning under 2000-talet".

7. Extrem (stor och miniatyriserad)

Utvecklingen av nationell f?rsvars-, flyg- och rymdindustri och storskalig utveckling av grundl?ggande industriell utrustning som energi kr?ver st?d av storskaliga och h?gpresterande numeriska styrverktygsmaskiner. Ultraprecisionsbearbetningsteknik och mikro-nano-teknik ?r strategisk teknik under 2000-talet, och nya tillverkningsprocesser och utrustning som kan anpassas till mikro-storlek och mikro-nano-bearbetningsnoggrannhet m?ste utvecklas.

8. N?tverkande av informationsutbyte

Det kan inte bara f?rverkliga delningen av n?tverksresurser utan ocks? f?rverkliga fj?rr?vervakning, kontroll, fj?rrdiagnos och underh?ll av verktyg f?r numerisk styrning.

9. Gr?n bearbetning

Under de senaste ?ren har verktygsmaskiner som inte kr?ver eller anv?nder mindre kylv?tska f?r att uppn? energibesparing och milj?skydd f?r torrsk?rning och halvtorr sk?rning dykt upp, och trenden med gr?n tillverkning har p?skyndat utvecklingen av olika energibesparande och milj?v?nliga verktygsmaskiner.

10. Till?mpning av multimediateknik

Multimediateknik integrerar dator-, ljudbild- och kommunikationsteknik, vilket g?r att datorn har f?rm?gan att helt?ckande bearbeta ljud-, text-, bild- och videoinformation. Den kan integreras och intelligent i informationsbehandling och till?mpas p? realtids?vervakning, feldiagnos av system och produktionsf?ltutrustning, ?vervakning av produktionsprocessparametrar etc., s? den har stort applikationsv?rde.