Vývojový trend CNC obrábění

Od vzniku technologie číselného řízení uprostřed 20. století přinesly stroje s číselným řízením revoluční změny průmyslu strojírenství. CNC obrábění má následující vlastnosti: dobrá flexibilita zpracování, vysoká přesnost zpracování, vysoká produktivita, snižuje fyzickou náročnost na operátora, zlepšuje pracovní podmínky, je přínosné pro modernizaci produkčního manažmentu a zvýšení ekonomické účinnosti. Je vhodné pro zpracování dílů v malých sériích s mnoha variantami, složitých dílů se specifickými přesností požadavky, dílů, které vyžadují časté úpravy, klíčových dílů, které jsou drahé a nesmí být zahozeny, dílů, které vyžadují přesnou reprodukci, dílů, které musí zkrátit cyklus výroby a dílů, které vyžadují 100% kontrolu. Charakteristiky a aplikace CNC obráběcího stroje ho činí důležitým zařízením pro rozvoj národního hospodářství a obranného výzkumu.

Vstupem do 21. století je ekonomika Číny plně integrována do mezinárodního společenství a vstoupila do nového období vigorousního rozvoje. Průmyslové vybavení pro výrobu se nachází před příležitostí způsobenou zvýšením požadavků strojírenského průmyslu, ale také čelí tlaku ostré mezinárodní konkurence po vstupu do Světové obchodní organizace. Zrychlení rozvoje CNC stříkaček je klíčem k řešení udržitelného rozvoje výroby strojírenství. S velkou poptávkou po CNC stříkačkách v průmyslu a rychlým pokrokem počítačových technologií a moderních návrhových technologií se rozsah použití CNC stříkaček stále rozšiřuje a dále se vyvíjí tak, aby lépe vyhovoval potřebám výroby a zpracování. Tento článek stručně analyzuje vývojové trendy CNC stříkaček, jako jsou vysoká rychlost, vysoká přesnost, komplexnost, inteligence, otevřenost, síťovost, víceosovost a ekologickost, a uvádí některé problémy spojené s rozvojem CNC stříkaček v naší zemi.

Trend vývoje CNC strojů

1 Vysoká rychlost

S rychlým rozvojem automobilového, obranného, leteckého, kosmického průmyslu a použitím nových materiálů, jako je slitina hliníku, jsou požadavky na vysokorychlostní zpracování CNC stroji stále vyšší.

(1) Otáčky hlavní osy: stroj používá elektroosu (integrovaný motorek osy) a maximální otáčky hlavní osy dosahují 200000 ot./min;

(2) Rychlost podávání: při rozlišení 0,01 μm dosahuje maximální rychlost podávání 240 m/min a lze přesně zpracovávat komplexní plochy;

(3) Výpočetní rychlost: Rychlý vývoj mikroprocesorů poskytuje záruku pro rozvoj CNC systémů ve směru vysoké rychlosti a přesnosti. Vývoj CPU dosáhl 32bitových a 64bitových CNC systémů, a frekvence byla zvýšena na stovky megahertzů a tisíce megahertzů. Díky velkému zlepšení operační rychlosti lze dosáhnout zásobníkové rychlosti až 24-240 m/min, když je rozlišení 0,1 μm a 0,01 μm.

(4) Rychlost výměny nástrojů: V současnosti je čas na výměnu nástrojů u zahraničních pokročilých frézoveckých centrálních jednotek obecně asi 1s a maximálně dosahuje 0,5s. Německá společnost Chiron navrhla nástrojovou knihovnu jako košíkovitou, s hlavním vodítkem jako osou, nástroje jsou uspořádány v kruhu a čas na změnu nástroje je pouze 0,9s.

2 Vysoká přesnost

Požadavky na přesnost CNC strojních zařízení už nejsou omezeny pouze na statickou geometrickou přesnost, ale stále více pozornosti je věnováno monitorování a kompenzaci pohybové přesnosti, tepelné deformace a vibrací.

(1) Zvýšení přesnosti řídícího systému CNC: Použití vysokorychlostní interpolace umožňuje spojitou podávku pomocí malých programových úseků, čímž se zjemňuje jednotka CNC řízení, a použití měřicích zařízení s vysokým rozlišením zvyšuje přesnost měření polohy (v Japonsku byl vyvinut AC servomotor s integrovaným měřicím detektorem o 106 pulsu/kolo, jehož přesnost měření polohy může dosahovat 0.01μm/puls), a systém polohového servoregulace používá metody předčasného řízení a nelineárního řízení.

(2) Použití technologie kompenzace chyb: použití kompenzace opačného přebytečného prostoru, kompenzace chyb šroubovice a kompenzace nástrojových chyb, komplexní kompenzace tepelné deformace a prostorových chyb zařízení. Výsledky ukazují, že aplikace komplexní technologie kompenzace chyb může snížit I sčítací chybu o 60%~80%.

(3) Použití mřížkového dekodéru pro kontrolu a zlepšení přesnosti pohybové dráhy ostruhovacího centra a predikce přesnosti obrábění stroje pomocí simulace, aby se zajistila přesnost umístění a opakovaná přesnost umístění stroje, takže jeho výkon zůstává dlouhodobě stabilní a dokáže vykonávat různé úlohy obrábění za různých provozních podmínek, a zároveň zajistit kvalitu obráběných dílů.