La tendance de développement de l'usinage CNC

Depuis l'émergence de la technologie de commande numérique au milieu du XXe siècle, les machines-outils à commande numérique ont apporté des changements révolutionnaires à l'industrie de la fabrication mécanique. L'usinage CNC présente les caractéristiques suivantes : une bonne flexibilité de traitement, une haute précision de traitement, une productivité élevée, une réduction de l'intensité du travail de l'opérateur, une amélioration des conditions de travail, ce qui est favorable à la modernisation de la gestion de production et à l'amélioration des bénéfices économiques. Il est adapté pour usiner des pièces en petites séries et variées, des pièces à structure complexe avec des exigences de précision élevée, des pièces nécessitant des modifications fréquentes, des pièces clés coûteuses qui ne doivent pas être défectueuses, des pièces nécessitant une reproduction précise, des pièces nécessitant un raccourcissement du cycle de production et des pièces nécessitant un contrôle qualité à 100 %. Les caractéristiques et le domaine d'application des machines-outils CNC en font un équipement important pour le développement de l'économie nationale et de la construction de la défense.

En entrant dans le XXIe siècle, l'économie chinoise est pleinement intégrée à la communauté internationale et est entrée dans une nouvelle période de développement vigoureux. L'industrie de fabrication des machines-outils fait face à l'opportunité de développement des équipements de fabrication due à l'amélioration du niveau de demande de l'industrie de mécanique, mais rencontre également la pression de la concurrence féroce sur le marché international après son adhésion à l'Organisation mondiale du commerce. Accélérer le développement des machines-outils commandées numériquement (CNC) est une clé pour résoudre le développement durable de l'industrie de fabrication des machines-outils. Avec une forte demande de machines-outils CNC dans l'industrie manufacturière et les progrès rapides des technologies informatiques et de conception moderne, la gamme d'applications des machines-outils CNC continue de s'étendre, et elles évoluent constamment pour mieux répondre aux besoins de production et de transformation. Cet article analyse brièvement les tendances de développement des machines-outils CNC telles que la vitesse élevée, la précision accrue, la complexité, l'intelligence, l'ouverture, le réseau, les axes multiples et le respect de l'environnement, et soulève certains problèmes existants dans le développement des machines-outils CNC en Chine.

La tendance de développement des centres d'usinage CNC

1 Grande vitesse

Avec le développement rapide des industries automobiles, de la défense, de l'aéronautique, de l'aérospatiale et autres, ainsi que l'utilisation de nouveaux matériaux tels que l'aluminium, les exigences en matière de traitement par machines-outils CNC à haute vitesse augmentent de plus en plus.

(1) Vitesse de broche : la machine utilise une broche électrique (moteur intégré dans la broche), et la vitesse maximale de la broche est de 200 000 tr/min;

(2) Vitesse d'avance : lorsque la résolution est de 0,01 μm, la vitesse d'avance maximale atteint 240 m/min et des surfaces complexes peuvent être traitées avec précision;

(3) Vitesse de calcul : le développement rapide des microprocesseurs offre une garantie pour l'évolution des systèmes CNC vers des directions haute vitesse et haute précision. Le développement du CPU a atteint des systèmes CNC 32 bits et 64 bits, avec des fréquences augmentées jusqu'à plusieurs centaines de mégahertz et même des milliers de mégahertz. Grâce à l'amélioration considérable de la vitesse de calcul, une vitesse d'alimentation allant jusqu'à 24-240 m/min peut être obtenue lorsque la résolution est de 0,1 μm et 0,01 μm.

(4) Vitesse de changement d'outil : actuellement, le temps de changement d'outil des centres d'usinage avancés étrangers est généralement d'environ 1 seconde, avec un record de 0,5 seconde. L'entreprise allemande Chiron a conçu la bibliothèque d'outils en forme de panier, avec l'arbre comme axe, les outils étant disposés en cercle, et le temps de changement d'outil à outil n'est que de 0,9 seconde.

2 Haute précision

Les exigences de précision des machines-outils CNC ne se limitent plus aujourd'hui à la précision géométrique statique, mais l'attention portée à la précision du mouvement de la machine-outil, ainsi qu'à la surveillance et à la compensation des déformations thermiques et des vibrations augmente de plus en plus.

(1) Améliorer la précision de contrôle du système CNC : la technologie d'interpolation haute vitesse est utilisée pour réaliser une avance continue avec de petits segments de programme, ce qui affine l'unité de contrôle CNC, et un dispositif de détection de position à haute résolution est utilisé pour améliorer la précision de détection de position (le Japon a développé un moteur servo AC équipé d'un détecteur de position intégré de 106 impulsions/tour, permettant une précision de détection de position pouvant atteindre 0,01 μm/impulsion), et le système de commande en position utilise des méthodes de contrôle par anticipation et des méthodes de contrôle non linéaire.

(2) L'utilisation de la technologie de compensation d'erreur : l'utilisation de la compensation inverse des jeux, de la compensation des erreurs de pas de vis et de la technologie de compensation des erreurs d'outil, ainsi que la compensation globale des erreurs de déformation thermique et des erreurs d'espace de l'équipement. Les résultats montrent que l'application de la technologie de compensation d'erreur globale peut réduire l'erreur d'addition de I de 60 % à 80 %.

(3) L'utilisation d'un décodeur réseau pour vérifier et améliorer la précision des trajectoires de mouvement du centre d'usinage, et prédire la précision d'usinage de l'outil par simulation afin de garantir la précision de positionnement et la précision de positionnement répétée de l'outil, de sorte que ses performances restent stables sur le long terme, permettant ainsi d'accomplir diverses tâches de traitement sous différentes conditions de fonctionnement tout en assurant la qualité de traitement des pièces.