De rappe foarútgong fan CNC-systeemtechnology hat betingsten skepen foar de technologyske foarútgong fan CNC-masine-ark. Om te foldwaan oan 'e behoeften fan' e merk en te foldwaan oan 'e hegere easken fan moderne produksjetechnology foar CNC-technology, wurdt de hjoeddeistige ûntwikkeling fan wrâldwide CNC-technology en har apparatuer benammen wjerspegele yn 'e folgjende technyske skaaimerken:
1. Hege snelheid
De ûntwikkeling fanCNC-masjine-arkrjochting hege snelheid kin net allinich de effisjinsje fan 'e ferwurking signifikant ferbetterje en de ferwurkingskosten ferminderje, mar ek de kwaliteit en krektens fan oerflakferwurking fan ûnderdielen ferbetterje. Ultra hege snelheid ferwurkingstechnology hat brede tapassing foar it berikken fan lege kostenproduksje yn 'e produksje-yndustry.
Sûnt de jierren '90 hawwe lannen yn Jeropa, de Feriene Steaten en Japan konkurrearre om in nije generaasje hege-snelheid CNC-masine-ark te ûntwikkeljen en ta te passen, wêrtroch't it tempo fan 'e hege-snelheidsûntwikkeling fan masine-ark fersneld wurdt. Nije trochbraken binne makke yn 'e hege-snelheidsspindel-ienheid (elektryske spindel, snelheid 15000-100000 r/min), hege-snelheids- en hege fersnellings-/fertragingsfeedbewegingskomponinten (snelle bewegingssnelheid 60-120m/min, snijfeedsnelheid oant 60m/min), hege-prestaasjes CNC- en servosystemen, en CNC-arksystemen, en berikke nije technologyske nivo's. Mei de resolúsje fan wichtige technologyen yn in searje technyske fjilden lykas ultra-hege-snelheidssnijmeganismen, ultra-hurde slijtvaste arkmaterialen mei lange libbensdoer en abrasive slypgereedschap, hege-krêft hege-snelheid elektryske spindel, hege-fersnellings-/fertragingslineêre motor-oandreaune feedkomponinten, hege-prestaasjes kontrôlesystemen (ynklusyf tafersjochsystemen) en beskermingsapparaten, is in technyske basis lein foar de ûntwikkeling en tapassing fan 'e nije generaasje hege-snelheid CNC-masine-ark.
Op it stuit hat de snijsnelheid fan draaien en frezen by ultrahege snelheidsbewerking mear as 5000-8000m/min berikt; De spindelsnelheid is boppe 30000 rpm (guon kinne oant 100000 r/min berikke); De bewegingssnelheid (feed rate) fan 'e wurkbank: boppe 100m/min (guon oant 200m/min) mei in resolúsje fan 1 mikrometer, en boppe 24m/min mei in resolúsje fan 0.1 mikrometer; Automatyske arkwikselsnelheid binnen 1 sekonde; De feed rate foar lytse line ynterpolaasje berikt 12m/min.
2. Hege presyzje
De ûntwikkeling fanCNC-masjine-arkfan presyzjeferwurking oant ultrapresyzjeferwurking is in rjochting dêr't yndustriële machten oer de hiele wrâld har oan ynsette. De krektens farieart fan mikrometernivo oant submikronnivo, en sels oant nanometernivo (<10 nm), en it tapassingsberik wurdt hieltyd wiidferspraater.
Op it stuit, ûnder de eask fan hege-presyzje ferwurking, is de ferwurkingskrektens fan gewoane CNC-masine-ark tanommen fan ± 10 μm (ferheging nei m) nei ± 5 μM; De ferwurkingskrektens fan presyzjeferwurkingssintra farieart fan ± 3 oant 5 μm. Ferheging nei ± 1-1,5 μm. Noch heger; De ultra-presyzje ferwurkingskrektens is it nanometernivo berikt (0,001 mikrometer), en de rotaasjekrektens fan 'e spindel moat 0,01 ~ 0,05 mikrometer berikke, mei in ferwurkingsrûnheid fan 0,1 mikrometer en in ferwurkingsoerflakrewheid fan Ra = 0,003 mikrometer. Dizze masine-ark brûke oer it algemien vektorkontroleare elektryske spindels mei fariabele frekwinsje-oandriuwing (yntergreare mei de motor en spindel), mei in radiale útrin fan 'e spindel fan minder dan 2 µm, in aksiale ferskowing fan minder dan 1 µm, en in as-ûnbalâns dy't it G0.4-nivo berikt.
De feedoandriuwing fan hege-snelheid en hege-presyzje ferwurkingsmasjine-ark omfettet benammen twa typen: "rotearjende servomotor mei presyzje hege-snelheid balskroef" en "lineêre motor direkte oandriuwing". Derneist binne opkommende parallelle masine-ark ek maklik om hege-snelheid feed te berikken.
Troch syn folwoeksen technology en brede tapassing berikke kogelskroeven net allinich hege presyzje (ISO3408 nivo 1), mar hawwe se ek relatyf lege kosten foar it berikken fan hege-snelheidsbearbeitingsmasines. Dêrom wurde se oant hjoed de dei noch brûkt troch in protte hege-snelheidsbearbeitingsmasines. De hjoeddeiske hege-snelheidsbearbeitingsmasine-ark oandreaun troch kogelskroeven hat in maksimale bewegingssnelheid fan 90m/min en in fersnelling fan 1.5g.
Kogelskroef heart ta meganyske oerdracht, dy't ûnûntkomber elastyske deformaasje, wriuwing en omkearde speling omfettet tidens it oerdrachtproses, wat resulteart yn bewegingshysterese en oare net-lineaire flaters. Om de ynfloed fan dizze flaters op 'e krektens fan' e ferwurking te eliminearjen, waard lineêre motor direkte oandriuwing yn 1993 tapast op masine-ark. Om't it in "nul oerdracht" is sûnder tuskenlizzende ferbiningen, hat it net allinich in lytse bewegingsinertia, hege systeemstijfheid en rappe reaksje, it kin hege snelheid en fersnelling berikke, en syn slaglingte is teoretysk ûnbeheind. De posysjonearringskrektens kin ek in heech nivo berikke ûnder de aksje fan in hege-presyzje posysjefeedbacksysteem, wêrtroch it in ideale oandriuwmetoade is foar hege-snelheid en hege-presyzje ferwurkingsmasjines, foaral middelgrutte en grutte masine-ark. Op it stuit hat de maksimale rappe bewegingssnelheid fan hege-snelheid en hege-presyzje ferwurkingsmasjines mei lineaire motors 208 m/min berikt, mei in fersnelling fan 2g, en d'r is noch romte foar ûntwikkeling.
3. Hege betrouberens
Mei de ûntwikkeling fan netwurkapplikaasjes fanCNC-masjine-ark, is de hege betrouberens fan CNC-masine-ark in doel wurden dat neistribbe wurdt troch fabrikanten fan CNC-systemen en fabrikanten fan CNC-masine-ark. Foar in ûnbemanne fabryk dy't twa skiften deis wurket, as it nedich is om kontinu en normaal binnen 16 oeren te wurkjen mei in storingsfrije taryf fan P(t)=99% of mear, moat de gemiddelde tiid tusken storingen (MTBF) fan 'e CNC-masine-ark grutter wêze as 3000 oeren. Foar mar ien CNC-masine-ark is de storingsferhâlding tusken de host en it CNC-systeem 10:1 (de betrouberens fan CNC is ien oarder fan grutte heger as dy fan 'e host). Op dit punt moat de MTBF fan it CNC-systeem grutter wêze as 33333,3 oeren, en de MTBF fan it CNC-apparaat, spindel en oandriuwing moat grutter wêze as 100000 oeren.
De MTBF-wearde fan hjoeddeiske bûtenlânske CNC-apparaten hat mear as 6000 oeren berikt, en it oandriuwapparaat hat mear as 30000 oeren berikt. It kin lykwols sjoen wurde dat der noch in gat is fan it ideale doel.
4. Gearstalling
Yn it proses fan ûnderdielenferwurking wurdt in grutte hoemannichte nutteleaze tiid bestege oan it behanneljen fan wurkstikken, it laden en lossen, it ynstallearjen en oanpassen, it feroarjen fan ark, en it ferheegjen en ferminderjen fan de spindelsnelheid. Om dizze nutteleaze tiden safolle mooglik te minimalisearjen, hoopje minsken ferskate ferwurkingsfunksjes op deselde masine te yntegrearjen. Dêrom binne gearstalde funksjemasjines de lêste jierren in rap ûntwikkeljend model wurden.
It konsept fan masine-arkkompositferwurking op it mêd fan fleksibele produksje ferwiist nei it fermogen fan in masine-ark om automatysk mearprosesferwurking út te fieren fan deselde of ferskillende soarten prosesmetoaden neffens in CNC-ferwurkingsprogramma nei it yn ien kear klemmen fan it wurkstik, om ferskate ferwurkingsprosessen te foltôgjen lykas draaien, frezen, boarjen, sakjen, slypjen, tappen, ruimen en útwreidzjen fan in kompleks foarme ûnderdiel. Wat prismatyske ûnderdielen oanbelanget, binne ferwurkingssintra de meast typyske masine-ark dy't mearproseskompositferwurking útfiere mei deselde prosesmetoade. It is bewiisd dat masine-arkkompositferwurking de ferwurkingskrektens en effisjinsje kin ferbetterje, romte kin besparje en foaral de ferwurkingssyklus fan ûnderdielen kin koarter meitsje.
5. Polyaksialisaasje
Mei de popularisaasje fan 5-assige keppeling CNC-systemen en programmearsoftware binne 5-assige keppeling-kontroleare ferwurkingssintra en CNC-freesmasines (fertikale ferwurkingssintra) in hjoeddeistige ûntwikkelingshotspot wurden. Fanwegen de ienfâld fan 5-assige keppelingskontrôle yn CNC-programmearring foar kûgelfrezen by it ferwurkjen fan frije oerflakken, en de mooglikheid om in ridlike snijsnelheid te behâlden foar kûgelfrezen tidens it freesproses fan 3D-oerflakken, wurdt as gefolch de rûchheid fan it ferwurkingsoerflak signifikant ferbettere en de ferwurkingseffisjinsje sterk ferbettere. Yn 3-assige keppeling-kontroleare masine-ark is it lykwols ûnmooglik om te foarkommen dat it ein fan 'e kûgelfrees mei in snijsnelheid tichtby nul meidocht oan it snijden. Dêrom binne 5-assige keppelingmasjine-ark it fokus wurden fan aktive ûntwikkeling en konkurrinsje tusken grutte masine-arkfabrikanten fanwegen har ûnferfangbere prestaasjesfoardielen.
Koartlyn dogge bûtenlânske lannen noch ûndersyk nei 6-assige koppelingskontrôle mei net-rotearjende snijgereedschappen yn ferwurkingssintra. Hoewol har ferwurkingsfoarm net beheind is en de snijdjipte tige tin kin wêze, is de ferwurkingseffisjinsje te leech en is it lestich om praktysk te wêzen.
6. Yntelliginsje
Yntelliginsje is in wichtige rjochting foar de ûntwikkeling fan produksjetechnology yn 'e 21e iuw. Intelligente ferwurking is in soarte fan ferwurking basearre op neurale netwurkkontrôle, fuzzy kontrôle, digitale netwurktechnology en teory. It hat as doel de yntelliginte aktiviteiten fan minsklike saakkundigen tidens it ferwurkingsproses te simulearjen, om in protte ûnwisse problemen op te lossen dy't manuele yntervinsje fereaskje. De ynhâld fan yntelliginsje omfettet ferskate aspekten yn CNC-systemen:
Om yntelliginte ferwurkingseffisjinsje en kwaliteit nei te stribjen, lykas adaptive kontrôle en automatyske generaasje fan prosesparameters;
Om rydprestaasjes te ferbetterjen en yntelliginte ferbining te fasilitearjen, lykas feedforward-kontrôle, adaptive berekkening fan motorparameters, automatyske identifikaasje fan lesten, automatyske seleksje fan modellen, selsôfstimming, ensfh.;
Ferienfâldige programmearring en yntelliginte operaasje, lykas yntelliginte automatyske programmearring, yntelliginte minske-masine-ynterface, ensfh.
Intelligente diagnoaze en monitoring fasilitearje systeemdiagnoaze en ûnderhâld.
Der binne in soad yntelliginte snij- en ferwurkingssystemen ûnder ûndersyk yn 'e wrâld, wêrûnder de yntelliginte ferwurkingsoplossingen foar boarjen fan 'e Japan Intelligent CNC Device Research Association fertsjintwurdiger binne.
7. Netwurkjen
De netwurkkontrôle fan masine-ark ferwiist benammen nei de netwurkferbining en netwurkkontrôle tusken de masine-ark en oare eksterne kontrôlesystemen of hegere kompjûters fia it ynrjochte CNC-systeem. CNC-masine-ark steane oer it algemien earst tsjinoer de produksjelokaasje en it ynterne LAN fan it bedriuw, en ferbine dan mei de bûtenkant fan it bedriuw fia it ynternet, wat ynternet-/yntranettechnology neamd wurdt.
Mei de folwoeksenheid en ûntwikkeling fan netwurktechnology hat de yndustry koartlyn it konsept fan digitale produksje foarsteld. Digitale produksje, ek wol bekend as "e-produksje", is ien fan 'e symboalen fan modernisaasje yn meganyske produksjebedriuwen en de standert leveringsmetoade foar ynternasjonale avansearre masine-arkfabrikanten hjoed. Mei de wiidfersprate oannimmen fan ynformaasjetechnology hawwe hieltyd mear húshâldlike brûkers tsjinsten foar kommunikaasje op ôfstân en oare funksjes nedich by it ymportearjen fan CNC-masine-ark. Op basis fan 'e wiidfersprate oannimmen fan CAD/CAM brûke meganyske produksjebedriuwen hieltyd mear CNC-ferwurkingsapparatuer. CNC-tapassingssoftware wurdt hieltyd riker en brûkerfreonliker. Firtueel ûntwerp, firtuele produksje en oare technologyen wurde hieltyd mear neistribbe troch yngenieurs- en technysk personiel. It ferfangen fan komplekse hardware troch software-yntelliginsje wurdt in wichtige trend yn 'e ûntwikkeling fan hjoeddeistige masine-ark. Under it doel fan digitale produksje binne in oantal avansearre bedriuwsbehearsoftware lykas ERP ûntstien troch prosesreengineering en ynformaasjetechnologytransformaasje, wêrtroch hegere ekonomyske foardielen foar bedriuwen ûntstien binne.
8. Fleksibiliteit
De trend fan CNC-masine-ark nei fleksibele automatisearringssystemen is om te ûntwikkeljen fan punt (ienmalige CNC-masine, ferwurkingssintrum en CNC-kompositferwurkingsmasine), line (FMC, FMS, FTL, FML) nei oerflak (ûnôfhinklik produksje-eilân, FA), en lichem (CIMS, ferspraat netwurk yntegreare produksjesysteem), en oan 'e oare kant te fokusjen op tapassing en ekonomy. Fleksibele automatisearringstechnology is it wichtichste middel foar de produksje-yndustry om oan te passen oan dynamyske merkfragen en produkten fluch te aktualisearjen. It is de mainstream trend fan produksjeûntwikkeling yn ferskate lannen en de fûnemintele technology yn it avansearre produksjefjild. De fokus leit op it ferbetterjen fan 'e betrouberens en praktykens fan it systeem, mei it doel fan maklik netwurkjen en yntegraasje; Beklamje de ûntwikkeling en ferbettering fan ienheidstechnology; ienmalige CNC-masine ûntwikkelt him nei hege presyzje, hege snelheid en hege fleksibiliteit; CNC-masine-ark en har fleksibele produksjesystemen kinne maklik ferbûn wurde mei CAD, CAM, CAPP, MTS, en ûntwikkelje nei ynformaasje-yntegraasje; De ûntwikkeling fan netwurksystemen nei iepenheid, yntegraasje en yntelliginsje.
9. Fergriening
De metaalsnijmasjine-ark fan 'e 21e iuw moatte prioriteit jaan oan miljeubeskerming en enerzjybesparring, dat is, om it griener meitsjen fan snijprosessen te berikken. Op it stuit rjochtet dizze griene ferwurkingstechnology him benammen op it net brûken fan snijfloeistof, benammen om't snijfloeistof net allinich it miljeu fersmoarget en de sûnens fan arbeiders yn gefaar bringt, mar ek it gebrûk fan boarnen en enerzjy fergruttet. Droech snijden wurdt oer it algemien útfierd yn in atmosfearyske sfear, mar it omfettet ek snijden yn spesjale gasatmosfearen (stikstof, kâlde loft, of mei help fan droege elektrostatyske koeltechnology) sûnder gebrûk fan snijfloeistof. Foar bepaalde ferwurkingsmetoaden en wurkstikkombinaasjes is droech snijden sûnder gebrûk fan snijfloeistof op it stuit lykwols lestich ta te passen yn 'e praktyk, sadat quasi-droech snijden mei minimale smering (MQL) ûntstien is. Op it stuit brûkt 10-15% fan 'e grutskalige meganyske ferwurking yn Jeropa droech en quasi-droech snijden. Foar masine-ark lykas ferwurkingssintra dy't ûntworpen binne foar meardere ferwurkingsmetoaden/wurkstikkombinaasjes, wurdt quasi-droech snijden benammen brûkt, meastentiids troch in mingsel fan ekstreem lytse hoemannichten snijoalje en perslucht yn it snijgebiet te spuiten fia it holle kanaal yn 'e masinespindel en it ark. Under ferskate soarten metaalsnijmasines is de tandwielhobbingmasine it meast brûkt foar droech snijden.
Koartsein, de foarútgong en ûntwikkeling fan CNC-masine-arktechnology hawwe geunstige betingsten levere foar de ûntwikkeling fan 'e moderne produksje-yndustry, en de ûntwikkeling fan produksje nei in mear humanisearre rjochting befoardere. It kin foarsjoen wurde dat mei de ûntwikkeling fan CNC-masine-arktechnology en de wiidfersprate tapassing fan CNC-masine-ark, de produksje-yndustry in djipgeande revolúsje sil ynliede dy't it tradisjonele produksjemodel kin skodzje.