Maendeleo ya haraka ya teknolojia ya mfumo wa CNC yametoa masharti ya maendeleo ya kiteknolojia ya zana za mashine za CNC. Ili kukidhi mahitaji ya soko na kukidhi mahitaji ya juu ya teknolojia ya kisasa ya utengenezaji wa teknolojia ya CNC, maendeleo ya sasa ya teknolojia ya ulimwengu ya CNC na vifaa vyake yanaonyeshwa haswa katika sifa zifuatazo za kiufundi:
1. Kasi ya juu
Maendeleo yaVifaa vya mashine ya CNCkuelekea mwelekeo wa kasi inaweza si tu kwa kiasi kikubwa kuboresha ufanisi machining na kupunguza gharama machining, lakini pia kuboresha uso machining ubora na usahihi wa sehemu. Teknolojia ya usindikaji wa kasi ya juu ina utumiaji mpana wa kufikia uzalishaji wa bei ya chini katika tasnia ya utengenezaji.
Tangu miaka ya 1990, nchi za Ulaya, Marekani, na Japan zimekuwa zikishindana kuendeleza na kutumia kizazi kipya cha zana za mashine za kasi ya juu za CNC, kuharakisha kasi ya maendeleo ya kasi ya juu ya zana za mashine. Mafanikio mapya yamefanywa katika kitengo cha spindle cha kasi ya juu (spindle ya umeme, kasi 15000-100000 r/min), vipengele vya mwendo wa kasi na kasi ya juu/kupunguza kasi (kasi ya kusonga mbele 60-120m/min, kukata kasi ya malisho hadi 60m/min), mifumo ya utendakazi ya CNC na mifumo mipya ya utendakazi, CNC na mifumo ya utendakazi wa hali ya juu. viwango. Pamoja na azimio la teknolojia muhimu katika mfululizo wa nyanja za kiufundi kama vile utaratibu wa kukata mwendo wa kasi zaidi, zana za kudumu zinazostahimili kuvaa kwa muda mrefu na zana za kusaga za abrasive, spindle ya umeme ya kasi ya juu, vipengele vya mlisho wa mwendo wa kasi/kupunguza kasi, mifumo ya msingi ya utendakazi wa hali ya juu (ikiwa ni pamoja na mifumo mipya ya udhibiti wa utendakazi, mifumo mipya ya udhibiti wa utendakazi) imetolewa uzalishaji wa zana za mashine za kasi za CNC.
Kwa sasa, katika machining ya kasi ya juu, kasi ya kukata ya kugeuka na kusaga imefikia zaidi ya 5000-8000m/min; Kasi ya spindle ni juu ya 30000 rpm (baadhi inaweza kufikia hadi 100000 r / min); Kasi ya harakati (kiwango cha kulisha) ya workbench: juu ya 100m / min (baadhi hadi 200m / min) kwa azimio la micrometer 1, na juu ya 24m / min kwa azimio la 0.1 micrometer; Kasi ya kubadilisha zana otomatiki ndani ya sekunde 1; Kiwango cha malisho cha ukalimani wa laini ndogo hufikia 12m/min.
2. Usahihi wa juu
Maendeleo yaVifaa vya mashine ya CNCkutoka kwa uchakachuaji kwa usahihi hadi uchakataji wa usahihi zaidi ni mwelekeo ambao mamlaka za kiviwanda kote ulimwenguni zimejitolea. Usahihi wake huanzia kiwango cha mikromita hadi kiwango cha mikromita ndogo, na hata kiwango cha nanomita (<10nm), na anuwai ya matumizi yake inazidi kuenea.
Hivi sasa, chini ya mahitaji ya usindikaji wa juu-usahihi, usahihi wa machining wa zana za mashine za kawaida za CNC umeongezeka kutoka ± 10 μ Kuongeza m hadi ± 5 μ M; Usahihi wa machining wa vituo vya usahihi vya machining ni kati ya ± 3 hadi 5 μ m. Ongeza hadi ± 1-1.5 μ m. Hata juu; Usahihi wa uchakataji wa usahihi wa hali ya juu umeingia kwenye kiwango cha nanometa (micromita 0.001), na usahihi wa mzunguko wa spindle unahitajika kufikia mikromita 0.01~0.05, na mzunguko wa machining wa mikromita 0.1 na ukali wa uso wa machining wa Ra=0.003 mikromita. Zana hizi za mashine kwa ujumla hutumia spindle za umeme zinazodhibitiwa na vekta (zilizounganishwa na motor na spindle), na mtiririko wa radial wa spindle chini ya 2 µ m, uhamishaji wa axial chini ya 1 µ m, na shimoni isiyo na usawa kufikia kiwango cha G0.4.
Uendeshaji wa malisho wa zana za mashine za kasi ya juu na za usahihi wa hali ya juu hasa hujumuisha aina mbili: "rotary servo motor na skrubu ya mpira wa kasi ya juu" na "linear motor direct drive". Kwa kuongeza, zana za mashine sambamba zinazojitokeza pia ni rahisi kufikia malisho ya kasi ya juu.
Kwa sababu ya teknolojia iliyokomaa na utumiaji mpana, skrubu za mpira sio tu kufikia usahihi wa juu (kiwango cha 1 cha ISO3408), lakini pia zina gharama ya chini ya kufikia uchakataji wa kasi ya juu. Kwa hiyo, bado hutumiwa na mashine nyingi za kasi ya juu hadi leo. Chombo cha sasa cha mashine ya kasi ya juu kinachoendeshwa na skrubu ya mpira kina kasi ya juu zaidi ya mwendo ya 90m/min na kuongeza kasi ya 1.5g.
Screw ya mpira ni ya upitishaji wa mitambo, ambayo bila shaka inahusisha deformation ya elastic, msuguano, na kibali cha nyuma wakati wa mchakato wa upitishaji, na kusababisha hysteresis ya mwendo na makosa mengine yasiyo ya mstari. Ili kuondokana na athari za makosa haya kwa usahihi wa machining, gari la moja kwa moja la gari la mstari lilitumiwa kwa zana za mashine mwaka wa 1993. Kwa kuwa ni "maambukizi ya sifuri" bila viungo vya kati, sio tu kuwa na hali ndogo ya mwendo, ugumu wa mfumo wa juu, na majibu ya haraka, Inaweza kufikia kasi ya juu na kuongeza kasi, na urefu wake wa kiharusi hupunguzwa kinadharia. Usahihi wa uwekaji unaweza pia kufikia kiwango cha juu chini ya utendakazi wa mfumo wa maoni wa nafasi ya usahihi wa juu, na kuifanya kuwa njia bora ya kuendesha gari kwa zana za mashine ya uchakataji wa kasi ya juu na ya juu, hasa zana za mashine za kati na kubwa. Kwa sasa, kasi ya juu ya kasi ya kasi ya mashine ya kasi ya juu na ya usahihi wa juu kwa kutumia motors linear imefikia 208 m / min, na kuongeza kasi ya 2g, na bado kuna nafasi ya maendeleo.
3. Kuegemea juu
Pamoja na maendeleo ya maombi ya mtandao waVifaa vya mashine ya CNC, kuegemea juu kwa zana za mashine za CNC imekuwa lengo linalofuatiliwa na watengenezaji wa mfumo wa CNC na watengenezaji wa zana za mashine za CNC. Kwa kiwanda kisicho na rubani kinachofanya kazi zamu mbili kwa siku, ikiwa inahitajika kufanya kazi kwa kuendelea na kwa kawaida ndani ya masaa 16 na kiwango cha bure cha kushindwa cha P (t) = 99% au zaidi, muda wa wastani kati ya kushindwa (MTBF) ya chombo cha mashine ya CNC lazima iwe zaidi ya saa 3000. Kwa zana moja pekee ya mashine ya CNC, uwiano wa kiwango cha kushindwa kati ya seva pangishi na mfumo wa CNC ni 10:1 (kutegemewa kwa CNC ni mpangilio mmoja wa ukubwa zaidi ya ule wa seva pangishi). Katika hatua hii, MTBF ya mfumo wa CNC lazima iwe kubwa kuliko masaa 33333.3, na MTBF ya kifaa cha CNC, spindle, na gari lazima iwe zaidi ya masaa 100000.
Thamani ya MTBF ya vifaa vya sasa vya kigeni vya CNC imefikia zaidi ya saa 6000, na kifaa cha kuendesha gari kimefikia zaidi ya saa 30000. Hata hivyo, inaweza kuonekana kuwa bado kuna pengo kutoka kwa lengo bora.
4. Kuchanganya
Katika mchakato wa usindikaji wa sehemu, kiasi kikubwa cha muda usio na maana hutumiwa katika utunzaji wa workpiece, upakiaji na upakiaji, ufungaji na marekebisho, mabadiliko ya chombo, na kasi ya spindle juu na chini. Ili kupunguza nyakati hizi zisizo na maana iwezekanavyo, watu wanatarajia kuunganisha kazi tofauti za usindikaji kwenye chombo kimoja cha mashine. Kwa hiyo, zana za mashine za kazi za kiwanja zimekuwa mfano unaoendelea kwa kasi katika miaka ya hivi karibuni.
Wazo la utengenezaji wa zana za mashine katika uwanja wa utengenezaji unaobadilika inarejelea uwezo wa chombo cha mashine kufanya kiotomatiki usindikaji wa aina nyingi za aina moja au tofauti za mchakato kulingana na mpango wa uchakataji wa CNC baada ya kushinikiza kifaa cha kufanya kazi kwa wakati mmoja, ili kukamilisha michakato mbalimbali ya usindikaji kama vile kugeuza, kusaga, kuchimba visima, kuchosha, kusaga, kugonga na kupanua umbo tata. Kama ilivyo kwa sehemu za prismatiki, vituo vya usindikaji ndio zana za kawaida za mashine ambazo hufanya usindikaji wa mchanganyiko wa michakato mingi kwa kutumia njia sawa ya mchakato. Imethibitishwa kuwa utengenezaji wa vifaa vya mashine unaweza kuboresha usahihi na ufanisi wa usindikaji, kuokoa nafasi, na haswa kufupisha mzunguko wa machining wa sehemu.
5. Polyaxialization
Kwa kuenezwa kwa mifumo ya kiunganishi ya mhimili-5 ya CNC na programu ya programu, vituo vya usindikaji vinavyodhibitiwa na miunganisho 5 na mashine za kusaga za CNC (vituo vya uchakataji wima) vimekuwa sehemu kuu ya maendeleo ya sasa. Kwa sababu ya unyenyekevu wa udhibiti wa uunganisho wa mhimili 5 katika programu ya CNC kwa vikataji vya kusaga mwisho wa mpira wakati wa kutengeneza nyuso zisizo huru, na uwezo wa kudumisha kasi ya kuridhisha ya kukata kwa wakataji wa kusaga mwisho wa mpira wakati wa mchakato wa kusaga wa nyuso za 3D, kwa sababu hiyo, ukali wa uso wa machining umeboreshwa kwa kiasi kikubwa na ufanisi wa usindikaji unaboreshwa sana. Hata hivyo, katika zana za mashine zinazodhibitiwa na mhimili-3, haiwezekani kuepuka mwisho wa kikata kinu cha mwisho cha mpira kwa kasi ya kukata karibu na sifuri kutoka kwa kushiriki katika kukata. Kwa hivyo, zana za mashine za uunganisho za mhimili-5 zimekuwa lengo la ukuzaji amilifu na ushindani kati ya watengenezaji wakuu wa zana za mashine kwa sababu ya faida zao za utendakazi zisizoweza kubadilishwa.
Hivi majuzi, nchi za kigeni bado zinatafiti udhibiti wa uunganisho wa mhimili-6 kwa kutumia zana zisizo za kupokezana za kukata katika vituo vya machining. Ingawa umbo lao la machining halijazuiliwa na kina cha kukata kinaweza kuwa nyembamba sana, ufanisi wa machining ni mdogo sana na ni vigumu kuwa wa vitendo.
6. Akili
Akili ni mwelekeo kuu kwa maendeleo ya teknolojia ya utengenezaji katika karne ya 21. Uchimbaji kwa akili ni aina ya uchakachuaji kulingana na udhibiti wa mtandao wa neva, udhibiti usioeleweka, teknolojia ya mtandao wa dijiti na nadharia. Inalenga kuiga shughuli za akili za wataalam wa binadamu wakati wa mchakato wa machining, ili kutatua matatizo mengi yasiyo ya uhakika ambayo yanahitaji uingiliaji wa mwongozo. Yaliyomo katika akili ni pamoja na vipengele mbalimbali katika mifumo ya CNC:
Kufuatilia ufanisi na ubora wa usindikaji wa akili, kama vile udhibiti unaobadilika na uzalishaji wa kiotomatiki wa vigezo vya mchakato;
Kuboresha utendakazi wa kuendesha gari na kuwezesha muunganisho wa akili, kama vile udhibiti wa usambazaji, hesabu inayobadilika ya vigezo vya gari, utambuzi wa kiotomatiki wa mizigo, uteuzi wa kiotomatiki wa miundo, urekebishaji wa kibinafsi, n.k;
Upangaji programu uliorahisishwa na uendeshaji wa akili, kama vile upangaji programu wa kiakili wa kiotomatiki, kiolesura cha akili cha mashine ya binadamu, n.k;
Uchunguzi wa akili na ufuatiliaji huwezesha utambuzi na matengenezo ya mfumo.
Kuna mifumo mingi ya kiakili ya kukata na kutengeneza mashine chini ya utafiti duniani, kati ya ambayo masuluhisho ya akili ya Chama cha Utafiti wa Kifaa cha Japani cha CNC kwa uchimbaji ni wakilishi.
7. Mtandao
Udhibiti wa mtandao wa zana za mashine hurejelea hasa muunganisho wa mtandao na udhibiti wa mtandao kati ya zana ya mashine na mifumo mingine ya udhibiti wa nje au kompyuta za juu kupitia mfumo wa CNC ulio na vifaa. Zana za mashine za CNC kwa ujumla kwanza hukabiliana na tovuti ya uzalishaji na LAN ya ndani ya biashara, na kisha kuunganishwa na nje ya biashara kupitia mtandao, ambayo inaitwa teknolojia ya Internet/Intranet.
Pamoja na ukomavu na maendeleo ya teknolojia ya mtandao, sekta hii hivi karibuni imependekeza dhana ya utengenezaji wa digital. Utengenezaji wa kidijitali, pia unajulikana kama "utengenezaji wa kielektroniki", ni moja wapo ya alama za kisasa katika biashara za utengenezaji wa mitambo na njia ya kawaida ya usambazaji kwa watengenezaji wa zana za kisasa za mashine leo. Pamoja na kuenea kwa teknolojia ya habari, watumiaji zaidi na zaidi wa nyumbani wanahitaji huduma za mawasiliano ya mbali na kazi nyingine wakati wa kuagiza zana za mashine za CNC. Kwa msingi wa kupitishwa kwa CAD/CAM, makampuni ya biashara ya utengenezaji wa mitambo yanazidi kutumia vifaa vya usindikaji vya CNC. Programu ya programu ya CNC inazidi kuwa tajiri na ya kirafiki. Ubunifu pepe, utengenezaji wa mtandaoni na teknolojia zingine zinazidi kufuatiliwa na wahandisi na wafanyikazi wa kiufundi. Kubadilisha maunzi changamano na akili ya programu inakuwa mwelekeo muhimu katika uundaji wa zana za kisasa za mashine. Chini ya lengo la utengenezaji wa kidijitali, idadi ya programu za juu za usimamizi wa biashara kama vile ERP zimeibuka kupitia uhandisi upya wa mchakato na mabadiliko ya teknolojia ya habari, na kuunda faida za juu za kiuchumi kwa biashara.
8. Kubadilika
Mwenendo wa zana za mashine za CNC kuelekea mifumo ya otomatiki inayoweza kunyumbulika ni kukuza kutoka kwa uhakika (mashine moja ya CNC, kituo cha uchakataji, na mashine ya uchapaji ya CNC), laini (FMC, FMS, FTL, FML) hadi uso (kisiwa huru cha utengenezaji, FA), na mwili (CIMS, mfumo wa utengenezaji jumuishi wa mtandao uliosambazwa), na kwa upande mwingine, ili kuzingatia matumizi na uchumi. Teknolojia ya otomatiki inayobadilika ndio njia kuu ya tasnia ya utengenezaji kuzoea mahitaji ya soko yenye nguvu na kusasisha bidhaa haraka. Ni mwelekeo mkuu wa maendeleo ya utengenezaji katika nchi mbalimbali na teknolojia ya msingi katika uwanja wa juu wa utengenezaji. Mtazamo wake ni kuboresha uaminifu na vitendo vya mfumo, kwa lengo la mitandao rahisi na ushirikiano; Kusisitiza maendeleo na uboreshaji wa teknolojia ya kitengo; Mashine moja ya CNC inakua kuelekea usahihi wa juu, kasi ya juu, na kubadilika kwa juu; Zana za mashine za CNC na mifumo yao ya utengenezaji inayoweza kunyumbulika inaweza kuunganishwa kwa urahisi na CAD, CAM, CAPP, MTS, na kuendeleza kuelekea ujumuishaji wa habari; Ukuzaji wa mifumo ya mtandao kuelekea uwazi, ujumuishaji, na akili.
9. Ujanibishaji
Vyombo vya mashine ya kukata chuma vya karne ya 21 lazima viweke kipaumbele ulinzi wa mazingira na uhifadhi wa nishati, ambayo ni, kufikia kijani cha michakato ya kukata. Kwa sasa, teknolojia hii ya usindikaji wa kijani inalenga hasa kutotumia maji ya kukata, hasa kwa sababu kukata maji sio tu kuchafua mazingira na kuhatarisha afya ya mfanyakazi, lakini pia huongeza matumizi ya rasilimali na nishati. Kukata kavu kwa ujumla hufanywa katika angahewa, lakini pia ni pamoja na kukata katika anga maalum ya gesi (nitrojeni, hewa baridi, au kutumia teknolojia ya kupoeza kwa umeme) bila kutumia maji ya kukata. Hata hivyo, kwa mbinu fulani za machining na mchanganyiko wa workpiece, kukata kavu bila matumizi ya maji ya kukata kwa sasa ni vigumu kutumia katika mazoezi, hivyo kukata kavu na lubrication ndogo (MQL) imeibuka. Hivi sasa, 10-15% ya usindikaji wa mitambo kwa kiasi kikubwa huko Ulaya hutumia kukata kavu na quasi kavu. Kwa zana za mashine kama vile vituo vya uchakataji ambavyo vimeundwa kwa mbinu nyingi za uchakataji/michanganyiko ya vifaa vya kazi, ukataji wa quasi kavu hutumiwa hasa, kwa kawaida kwa kunyunyizia mchanganyiko wa kiasi kidogo sana cha mafuta ya kukata na hewa iliyobanwa kwenye eneo la kukatia kupitia chaneli iliyo na shimo ndani ya spindle ya mashine na zana. Miongoni mwa aina mbalimbali za mashine za kukata chuma, mashine ya hobbing ya gear ndiyo inayotumiwa zaidi kwa kukata kavu.
Kwa kifupi, maendeleo na maendeleo ya teknolojia ya zana ya mashine ya CNC imetoa hali nzuri kwa maendeleo ya tasnia ya kisasa ya utengenezaji, kukuza maendeleo ya utengenezaji kuelekea mwelekeo wa kibinadamu zaidi. Inaweza kutabiriwa kwamba kwa maendeleo ya teknolojia ya zana za mashine ya CNC na utumiaji mkubwa wa zana za mashine za CNC, tasnia ya utengenezaji italeta mapinduzi makubwa ambayo yanaweza kutikisa muundo wa jadi wa utengenezaji.