CNC加工の開発動向

20世紀半ばに数値制御技術が登場して以来、数値制御工作機械は機械製造業に革命的な変化をもたらしました。CNC機械加工には、優れた処理柔軟性、高い処理精度、高い生産性、オペレーターの労働集約度の削減、労働条件の改善、生産管理の近代化と経済的利益の向上に役立つという特徴があります。多品種の小ロット子部品、複雑な構造で高精度が要求される部品、頻繁な修正が必要な部品、高価で廃棄が許されない主要部品、精密な再現が必要な部品、生産サイクルを短縮する必要がある部品、100%検査が必要な部品の処理に適しています。CNC工作機械の特性とその適用範囲は、それを国民経済と国防建設の発展にとって重要な機器にしています。

21世紀に入り、中国経済は国際社会と完全に統合され、新たな力強い発展の時代に入った。工作機械製造業は、機械製造業の需要レベルの向上によって引き起こされる製造装置の開発の機会に直面しており、また、世界貿易機関に参加した後、激しい国際市場競争の圧力に直面し、CNC工作機械の開発を加速することは、工作機械製造業の持続可能な開発を解決するための鍵です。製造業におけるCNC工作機械の大きな需要と、コンピューター技術と最新の設計技術の急速な進歩により、CNC工作機械の適用範囲は依然として拡大しており、生産と加工のニーズをより適切に満たすために発展を続けています。この論文では、高速、高精度、複合、インテリジェント、オープン、ネットワーク、多軸、グリーンなどのCNC工作機械の開発動向を簡単に分析し、わが国のCNC工作機械の開発に存在するいくつかの問題を提起します。

CNC工作機械の開発動向

1 ハイスピード

自動車、国防、航空、航空宇宙、その他の産業の急速な発展と、アルミニウム合金などの新素材の適用により、高速CNC工作機械処理の要件はますます高くなっています。

(1)スピンドル速度:機械は電動スピンドル(内蔵スピンドルモーター)を採用し、最大スピンドル速度は200000r / minです。

(2)送り速度:分解能が0.01μmの場合、最大送り速度は240m / minに達し、複雑な表面を正確に処理できます。

(3)計算速度:マイクロプロセッサの急速な発展により、CNCシステムの開発が高速かつ高精度の方向に進むことが保証され、CPUの開発は32ビットおよび64ビットのCNCシステムに開発され、周波数は数百メガヘルツと数千メガヘルツに増加しました。動作速度が大幅に向上したため、分解能が0.1μmと0.01μmの場合、最大24-240m/minの送り速度が得られます。

(4)工具交換速度:現在、外国の先進マシニングセンターの工具交換時間は一般的に約1秒で、最高は0.5秒に達しています。ドイツのカイロン社は、スピンドルを軸として、ナイフライブラリをバスケットスタイルとして設計し、ツールは円に配置され、ナイフからナイフへの交換時間はわずか0.9秒です。

2 高精度

CNC工作機械の精度要件は、静的幾何学的精度、工作機械の動き精度、熱変形および振動の監視と補償に限定されるものではなく、ますます注目されています。

(1)CNCシステムの制御精度を向上させる:高速補間技術を使用して、CNC制御ユニットを洗練し、高解像度の位置検出装置を使用して位置検出精度を向上させるため、小さなプログラムセグメントで連続供給を実現します(日本は106パルス/回転内蔵位置検出器を備えたACサーボモーターを開発しました、 位置検出精度は0.01μm /パルスに達することができます)、位置サーボシステムはフィードフォワード制御と非線形制御方式を採用しています。

(2)誤差補償技術の使用:逆クリアランス補償、ねじピッチ誤差補償、工具誤差補償技術の使用、熱変形誤差、および機器のスペース誤差の包括的な補償。その結果、包括的な誤差補償技術を適用することで、I付加誤差を60~80%低減できることが示されました。

(3)グリッドデコーダーは、マシニングセンターのモーショントラック精度をチェックおよび改善するために使用され、工作機械の加工精度はシミュレーションによって予測され、工作機械の位置決め精度と繰り返し位置決め精度を確保し、その性能が長期間安定し、さまざまな動作条件下でさまざまな処理タスクを完了することができます。 部品の加工品質を確保します。