Mae datblygiad cyflym technoleg system CNC wedi darparu amodau ar gyfer cynnydd technolegol offer peiriant CNC. Er mwyn diwallu anghenion y farchnad a bodloni gofynion uwch technoleg gweithgynhyrchu fodern ar gyfer technoleg CNC, mae datblygiad cyfredol technoleg CNC y byd a'i chyfarpar yn cael ei adlewyrchu'n bennaf yn y nodweddion technegol canlynol:
1. Cyflymder uchel
DatblygiadOffer peiriant CNCGall symud tuag at gyfeiriad cyflymder uchel nid yn unig wella effeithlonrwydd peiriannu'n sylweddol a lleihau costau peiriannu, ond hefyd wella ansawdd peiriannu arwyneb a chywirdeb rhannau. Mae gan dechnoleg peiriannu cyflymder uwch gymhwysedd eang ar gyfer cyflawni cynhyrchu cost isel yn y diwydiant gweithgynhyrchu.
Ers y 1990au, mae gwledydd yn Ewrop, yr Unol Daleithiau, a Japan wedi bod yn cystadlu i ddatblygu a chymhwyso cenhedlaeth newydd o offer peiriant CNC cyflym, gan gyflymu cyflymder datblygiad offer peiriant cyflym. Gwnaed datblygiadau newydd yn yr uned werthyd cyflym (werthyd trydan, cyflymder 15000-100000 r/mun), cydrannau symudiad porthiant cyflym a chyflymiad/arafiad uchel (cyflymder symud cyflym 60-120m/mun, cyflymder porthiant torri hyd at 60m/mun), systemau CNC a servo perfformiad uchel, a systemau offer CNC, gan gyrraedd lefelau technolegol newydd. Gyda datrys technolegau allweddol mewn cyfres o feysydd technegol megis mecanwaith torri cyflymder uchel iawn, deunyddiau offer hirhoedlog sy'n gwrthsefyll traul caled iawn ac offer malu sgraffiniol, werthyd trydan cyflymder uchel pŵer uchel, cydrannau porthiant sy'n cael eu gyrru gan fodur llinol cyflymiad/arafiad uchel, systemau rheoli perfformiad uchel (gan gynnwys systemau monitro) a dyfeisiau amddiffynnol, darparwyd sylfaen dechnegol ar gyfer datblygu a chymhwyso'r genhedlaeth newydd o offer peiriant CNC cyflym.
Ar hyn o bryd, mewn peiriannu cyflymder uwch-uchel, mae cyflymder torri troi a melino wedi cyrraedd dros 5000-8000m/mun; Mae cyflymder y werthyd yn uwch na 30000 rpm (gall rhai gyrraedd hyd at 100000 r/mun); Cyflymder symud (cyfradd bwydo) y fainc waith: uwchlaw 100m/mun (rhai hyd at 200m/mun) ar benderfyniad o 1 micromedr, ac uwchlaw 24m/mun ar benderfyniad o 0.1 micromedr; Cyflymder newid offer awtomatig o fewn 1 eiliad; Mae'r gyfradd fwydo ar gyfer rhyngosod llinell fach yn cyrraedd 12m/mun.
2. Manwl gywirdeb uchel
DatblygiadOffer peiriant CNCo beiriannu manwl gywir i beiriannu uwch-fanwl gywir yw cyfeiriad y mae pwerau diwydiannol ledled y byd wedi ymrwymo iddo. Mae ei gywirdeb yn amrywio o lefel micromedr i lefel is-micron, a hyd yn oed i lefel nanometr (<10nm), ac mae ei ystod o gymwysiadau yn dod yn fwyfwy eang.
Ar hyn o bryd, o dan y gofyniad am beiriannu manwl gywir, mae cywirdeb peiriannu offer peiriant CNC cyffredin wedi cynyddu o ± 10 μm i ± 5 μM; Mae cywirdeb peiriannu canolfannau peiriannu manwl gywir yn amrywio o ± 3 i 5 μm. Yn cynyddu i ± 1-1.5 μm. Hyd yn oed yn uwch; Mae cywirdeb peiriannu uwch-fanwl gywir wedi cyrraedd lefel nanometr (0.001 micrometr), ac mae angen i gywirdeb cylchdroi'r werthyd gyrraedd 0.01 ~ 0.05 micrometr, gyda chrwnder peiriannu o 0.1 micrometr a garwedd arwyneb peiriannu o Ra = 0.003 micrometr. Yn gyffredinol, mae'r offer peiriant hyn yn defnyddio gwerthydau trydan gyriant amledd amrywiol a reolir gan fector (wedi'u hintegreiddio â'r modur a'r werthyd), gyda rhediad rheiddiol y werthyd yn llai na 2 µm, dadleoliad echelinol yn llai nag 1 µm, ac anghydbwysedd siafft yn cyrraedd lefel G0.4.
Mae gyriant porthiant offer peiriant peiriannu cyflymder uchel a manwl gywirdeb uchel yn cynnwys dau fath yn bennaf: "modur servo cylchdro gyda sgriw pêl cyflymder uchel manwl gywirdeb" a "gyriant uniongyrchol modur llinol". Yn ogystal, mae offer peiriant cyfochrog sy'n dod i'r amlwg hefyd yn hawdd i gyflawni porthiant cyflymder uchel.
Oherwydd ei dechnoleg aeddfed a'i gymhwysiad eang, nid yn unig y mae sgriwiau pêl yn cyflawni cywirdeb uchel (ISO3408 lefel 1), ond mae ganddynt hefyd gost gymharol isel o gyflawni peiriannu cyflym. Felly, maent yn dal i gael eu defnyddio gan lawer o beiriannau peiriannu cyflym hyd heddiw. Mae gan yr offeryn peiriant peiriannu cyflym cyfredol sy'n cael ei yrru gan sgriw pêl gyflymder symud uchaf o 90m/mun a chyflymiad o 1.5g.
Mae sgriw pêl yn perthyn i drosglwyddiad mecanyddol, sy'n anochel yn cynnwys anffurfiad elastig, ffrithiant, a chlirio gwrthdro yn ystod y broses drosglwyddo, gan arwain at hysteresis symudiad a gwallau anlinellol eraill. Er mwyn dileu effaith y gwallau hyn ar gywirdeb peiriannu, cymhwyswyd gyriant uniongyrchol modur llinol i offer peiriant ym 1993. Gan ei fod yn "drosglwyddiad sero" heb gysylltiadau canolradd, nid yn unig mae ganddo inertia symudiad bach, anystwythder system uchel, ac ymateb cyflym, gall gyflawni cyflymder a chyflymiad uchel, ac mae ei hyd strôc yn ddigyfyngiad yn ddamcaniaethol. Gall y cywirdeb lleoli hefyd gyrraedd lefel uchel o dan weithred system adborth safle manwl uchel, gan ei wneud yn ddull gyrru delfrydol ar gyfer offer peiriant peiriannu cyflymder uchel a manwl uchel, yn enwedig offer peiriant canolig a mawr. Ar hyn o bryd, mae'r cyflymder symud cyflym uchaf o beiriannau peiriannu cyflymder uchel a manwl uchel sy'n defnyddio moduron llinol wedi cyrraedd 208 m/mun, gyda chyflymiad o 2g, ac mae lle i ddatblygu o hyd.
3. Dibynadwyedd uchel
Gyda datblygiad cymwysiadau rhwydweithiol oOffer peiriant CNC, mae dibynadwyedd uchel offer peiriant CNC wedi dod yn nod a ddilynir gan weithgynhyrchwyr systemau CNC a gweithgynhyrchwyr offer peiriant CNC. Ar gyfer ffatri ddi-griw sy'n gweithio dwy shifft y dydd, os oes angen iddi weithio'n barhaus ac yn normal o fewn 16 awr gyda chyfradd ddi-fethiant o P(t)=99% neu fwy, rhaid i'r amser cyfartalog rhwng methiannau (MTBF) yr offeryn peiriant CNC fod yn fwy na 3000 awr. Ar gyfer un offeryn peiriant CNC yn unig, mae'r gymhareb cyfradd methiant rhwng y gwesteiwr a'r system CNC yn 10:1 (mae dibynadwyedd CNC un urdd maint yn uwch na dibynadwyedd y gwesteiwr). Ar y pwynt hwn, rhaid i MTBF y system CNC fod yn fwy na 33333.3 awr, a rhaid i MTBF y ddyfais CNC, y werthyd, a'r gyriant fod yn fwy na 100000 awr.
Mae gwerth MTBF dyfeisiau CNC tramor cyfredol wedi cyrraedd dros 6000 awr, ac mae'r ddyfais yrru wedi cyrraedd dros 30000 awr. Fodd bynnag, gellir gweld bod bwlch o hyd o'r targed delfrydol.
4. Cyfansoddi
Yn y broses o brosesu rhannau, mae llawer iawn o amser diwerth yn cael ei dreulio wrth drin, llwytho a dadlwytho darnau gwaith, gosod ac addasu, newid offer, a chynyddu a lleihau cyflymder y werthyd. Er mwyn lleihau'r amseroedd diwerth hyn gymaint â phosibl, mae pobl yn gobeithio integreiddio gwahanol swyddogaethau prosesu ar yr un offeryn peiriant. Felly, mae offer peiriant swyddogaeth gyfansawdd wedi dod yn fodel sy'n datblygu'n gyflym yn ystod y blynyddoedd diwethaf.
Mae'r cysyniad o beiriannu cyfansawdd offer peiriant ym maes gweithgynhyrchu hyblyg yn cyfeirio at allu offeryn peiriant i gyflawni peiriannu aml-broses yn awtomatig o'r un mathau neu wahanol fathau o ddulliau proses yn ôl rhaglen beiriannu CNC ar ôl clampio'r darn gwaith mewn un tro, er mwyn cwblhau amrywiol brosesau peiriannu megis troi, melino, drilio, diflasu, malu, tapio, reamio, ac ehangu rhan siâp cymhleth. O ran rhannau prismatig, canolfannau peiriannu yw'r offer peiriant mwyaf nodweddiadol sy'n cyflawni prosesu cyfansawdd aml-broses gan ddefnyddio'r un dull proses. Profwyd y gall peiriannu cyfansawdd offer peiriant wella cywirdeb ac effeithlonrwydd peiriannu, arbed lle, ac yn enwedig byrhau cylch peiriannu rhannau.
5. Polyechelineiddio
Gyda phoblogeiddio systemau CNC cyswllt 5-echel a meddalwedd rhaglennu, mae canolfannau peiriannu rheoledig cyswllt 5-echel a pheiriannau melino CNC (canolfannau peiriannu fertigol) wedi dod yn fan cychwyn datblygu cyfredol. Oherwydd symlrwydd rheolaeth cyswllt 5-echel mewn rhaglennu CNC ar gyfer torwyr melino pen pêl wrth beiriannu arwynebau rhydd, a'r gallu i gynnal cyflymder torri rhesymol ar gyfer torwyr melino pen pêl yn ystod y broses melino arwynebau 3D, O ganlyniad, mae garwedd yr arwyneb peiriannu wedi'i wella'n sylweddol ac mae effeithlonrwydd peiriannu wedi'i wella'n fawr. Fodd bynnag, mewn offer peiriant rheoledig cyswllt 3-echel, mae'n amhosibl osgoi pen y torrwr melino pen pêl gyda chyflymder torri agos at sero rhag cymryd rhan yn y torri. Felly, mae offer peiriant cyswllt 5-echel wedi dod yn ffocws datblygiad gweithredol a chystadleuaeth ymhlith gweithgynhyrchwyr offer peiriant mawr oherwydd eu manteision perfformiad anhepgor.
Yn ddiweddar, mae gwledydd tramor yn dal i ymchwilio i reolaeth gysylltiad 6-echel gan ddefnyddio offer torri nad ydynt yn cylchdroi mewn canolfannau peiriannu. Er nad yw eu siâp peiriannu wedi'i gyfyngu a gall y dyfnder torri fod yn denau iawn, mae'r effeithlonrwydd peiriannu yn rhy isel ac mae'n anodd bod yn ymarferol.
6. Deallusrwydd
Mae deallusrwydd yn gyfeiriad pwysig ar gyfer datblygiad technoleg gweithgynhyrchu yn yr 21ain ganrif. Mae peiriannu deallus yn fath o beiriannu sy'n seiliedig ar reolaeth rhwydwaith niwral, rheolaeth niwlog, technoleg rhwydwaith digidol, a damcaniaeth. Ei nod yw efelychu gweithgareddau deallus arbenigwyr dynol yn ystod y broses beiriannu, er mwyn datrys llawer o broblemau ansicr sy'n gofyn am ymyrraeth â llaw. Mae cynnwys deallusrwydd yn cynnwys amrywiol agweddau mewn systemau CNC:
I fynd ar drywydd effeithlonrwydd ac ansawdd prosesu deallus, megis rheolaeth addasol a chynhyrchu paramedrau proses yn awtomatig;
Er mwyn gwella perfformiad gyrru a hwyluso cysylltiad deallus, megis rheoli porthiant ymlaen, cyfrifo paramedrau modur yn addasol, adnabod llwythi'n awtomatig, dewis modelau'n awtomatig, hunan-diwnio, ac ati;
Rhaglennu symlach a gweithrediad deallus, megis rhaglennu awtomatig deallus, rhyngwyneb peiriant-dyn deallus, ac ati;
Mae diagnosis a monitro deallus yn hwyluso diagnosis a chynnal a chadw systemau.
Mae llawer o systemau torri a pheiriannu deallus dan ymchwil yn y byd, ac mae atebion peiriannu deallus Cymdeithas Ymchwil Dyfeisiau CNC Deallus Japan ar gyfer drilio yn gynrychioliadol ymhlith y rhain.
7. Rhwydweithio
Mae rheolaeth rwydweithiol offer peiriant yn cyfeirio'n bennaf at y cysylltiad rhwydwaith a rheolaeth rhwydwaith rhwng yr offeryn peiriant a systemau rheoli allanol eraill neu gyfrifiaduron uwch trwy'r system CNC sydd wedi'i chyfarparu. Yn gyffredinol, mae offer peiriant CNC yn wynebu safle cynhyrchu a LAN mewnol y fenter yn gyntaf, ac yna'n cysylltu â thu allan y fenter trwy'r Rhyngrwyd, a elwir yn dechnoleg Rhyngrwyd/Mewnrwyd.
Gyda aeddfedrwydd a datblygiad technoleg rhwydwaith, mae'r diwydiant wedi cynnig y cysyniad o weithgynhyrchu digidol yn ddiweddar. Mae gweithgynhyrchu digidol, a elwir hefyd yn "e-weithgynhyrchu", yn un o symbolau moderneiddio mewn mentrau gweithgynhyrchu mecanyddol a'r dull cyflenwi safonol ar gyfer gweithgynhyrchwyr offer peiriant uwch rhyngwladol heddiw. Gyda mabwysiadu technoleg gwybodaeth yn eang, mae mwy a mwy o ddefnyddwyr domestig angen gwasanaethau cyfathrebu o bell a swyddogaethau eraill wrth fewnforio offer peiriant CNC. Ar sail mabwysiadu CAD/CAM yn eang, mae mentrau gweithgynhyrchu mecanyddol yn defnyddio offer peiriannu CNC fwyfwy. Mae meddalwedd cymhwysiad CNC yn dod yn fwyfwy cyfoethog a hawdd ei ddefnyddio. Mae dylunio rhithwir, gweithgynhyrchu rhithwir a thechnolegau eraill yn cael eu dilyn fwyfwy gan bersonél peirianneg a thechnegol. Mae disodli caledwedd cymhleth â deallusrwydd meddalwedd yn dod yn duedd bwysig yn natblygiad offer peiriant cyfoes. O dan nod gweithgynhyrchu digidol, mae nifer o feddalwedd rheoli menter uwch fel ERP wedi dod i'r amlwg trwy ailbeiriannu prosesau a thrawsnewid technoleg gwybodaeth, gan greu manteision economaidd uwch i fentrau.
8. Hyblygrwydd
Y duedd mewn offer peiriant CNC tuag at systemau awtomeiddio hyblyg yw datblygu o bwynt (peiriant sengl CNC, canolfan beiriannu, a pheiriant peiriannu cyfansawdd CNC), llinell (FMC, FMS, FTL, FML) i'r wyneb (ynys weithgynhyrchu annibynnol, FA), a chorff (CIMS, system weithgynhyrchu integredig rhwydwaith dosbarthedig), ac ar y llaw arall, canolbwyntio ar gymhwysiad ac economi. Technoleg awtomeiddio hyblyg yw'r prif fodd i'r diwydiant gweithgynhyrchu addasu i ofynion deinamig y farchnad a diweddaru cynhyrchion yn gyflym. Dyma'r duedd brif ffrwd o ddatblygu gweithgynhyrchu mewn gwahanol wledydd a'r dechnoleg sylfaenol ym maes gweithgynhyrchu uwch. Ei ffocws yw gwella dibynadwyedd ac ymarferoldeb y system, gyda'r nod o rwydweithio ac integreiddio hawdd; Pwysleisio datblygu a gwella technoleg uned; mae peiriant sengl CNC yn datblygu tuag at gywirdeb uchel, cyflymder uchel, a hyblygrwydd uchel; Gellir cysylltu offer peiriant CNC a'u systemau gweithgynhyrchu hyblyg yn hawdd â CAD, CAM, CAPP, MTS, a datblygu tuag at integreiddio gwybodaeth; Datblygu systemau rhwydwaith tuag at agoredrwydd, integreiddio, a deallusrwydd.
9. Gwyrddio
Rhaid i offer peiriant torri metel yr 21ain ganrif flaenoriaethu diogelu'r amgylchedd a chadwraeth ynni, hynny yw, er mwyn cyflawni gwyrddu prosesau torri. Ar hyn o bryd, mae'r dechnoleg brosesu werdd hon yn canolbwyntio'n bennaf ar beidio â defnyddio hylif torri, yn bennaf oherwydd nid yn unig bod hylif torri yn llygru'r amgylchedd ac yn peryglu iechyd gweithwyr, ond hefyd yn cynyddu'r defnydd o adnoddau ac ynni. Yn gyffredinol, cynhelir torri sych mewn awyrgylch atmosfferig, ond mae hefyd yn cynnwys torri mewn awyrgylchoedd nwy arbennig (nitrogen, aer oer, neu ddefnyddio technoleg oeri electrostatig sych) heb ddefnyddio hylif torri. Fodd bynnag, ar gyfer rhai dulliau peiriannu a chyfuniadau darnau gwaith, mae torri sych heb ddefnyddio hylif torri yn anodd ei gymhwyso'n ymarferol ar hyn o bryd, felly mae torri lled-sych gydag iro lleiafswm (MQL) wedi dod i'r amlwg. Ar hyn o bryd, mae 10-15% o brosesu mecanyddol ar raddfa fawr yn Ewrop yn defnyddio torri sych a lled-sych. Ar gyfer offer peiriant fel canolfannau peiriannu sydd wedi'u cynllunio ar gyfer dulliau peiriannu/cyfuniadau darnau gwaith lluosog, defnyddir torri lled-sych yn bennaf, fel arfer trwy chwistrellu cymysgedd o symiau bach iawn o olew torri ac aer cywasgedig i'r ardal dorri trwy'r sianel wag y tu mewn i werthyd a'r offeryn y peiriant. Ymhlith gwahanol fathau o beiriannau torri metel, y peiriant hobio gêr yw'r un a ddefnyddir amlaf ar gyfer torri sych.
Yn fyr, mae cynnydd a datblygiad technoleg offer peiriant CNC wedi darparu amodau ffafriol ar gyfer datblygu'r diwydiant gweithgynhyrchu modern, gan hyrwyddo datblygiad gweithgynhyrchu tuag at gyfeiriad mwy dynol. Gellir rhagweld, gyda datblygiad technoleg offer peiriant CNC a chymhwyso offer peiriant CNC yn eang, y bydd y diwydiant gweithgynhyrchu yn arwain at chwyldro dwfn a all ysgwyd y model gweithgynhyrchu traddodiadol.