obróbka cnc · 2021年10月31日 0

Podsumuj historię ewolucji, charakterystykę techniczną i trendy rozwojowe maszyny CNC

Podsumuj historię ewolucji, charakterystykę techniczną i trendy rozwojowe maszyny CNCObrabiarka odnosi się do maszyny używanej do produkcji maszyny, znanej również jako „maszyna robocza” lub „obrabiarka”.

Wczesne obrabiarki pojawiły się już w XV wieku. W 15 r. wytaczarka do beczek wynaleziona przez Brytyjczyka Wilkinsona została uznana za pierwszą prawdziwą obrabiarkę na świecie. Rozwiązał problem obróbki cylindra silnika parowego Watta.

W XVIII wieku szybko pojawiły się i rozwinęły różnego rodzaju obrabiarki, takie jak tokarki gwintowane, obrabiarki bramowe, frezarki poziome, bieg frezarki itp., które położyły podwaliny pod produkcję narzędzi dla rewolucji przemysłowej i powstania nowoczesnego przemysłu.

W 1952 roku w Massachusetts Institute of Technology w Stanach Zjednoczonych pojawiła się pierwsza na świecie obrabiarka sterowana numerycznie (sterowanie numeryczne, NC), wyznaczając początek ery sterowania numerycznego obrabiarek. Obrabiarka CNC to obrabiarka wyposażona w cyfrowy system sterowania (w skrócie „numeryczny system sterowania”). System sterowania numerycznego składa się z dwóch części: urządzenia sterowania numerycznego i urządzenia serwo. Obecne urządzenie do sterowania numerycznego jest realizowane głównie przez elektroniczne komputery cyfrowe, znane również jako urządzenie do skomputeryzowanego sterowania numerycznego, CNC).

Obrabiarki CNC można podzielić według technologii obróbki, trybu ruchu, trybu sterowania serwo, wydajności obrabiarki itp. Tradycyjnie obrabiarki CNC dzieli się zwykle na dwie kategorie: obrabiarki CNC do cięcia metalu i obrabiarki CNC do formowania metalu w oparciu o charakterystyka procesu kształtowania powierzchni obrabianego przedmiotu (części).

W ostatnich latach, ze względu na rosnące zastosowanie nowych materiałów w wyrobach złożonych (takich jak samoloty, samochody, silniki lotnicze itp.), materiały obrabianych części obrabiarek CNC nie ograniczają się już do materiałów metalowych, ale rozszerzyły się. do materiałów niemetalicznych, takich jak materiały kompozytowe i materiały ceramiczne. Technologia przetwarzania obejmuje również specjalne metody przetwarzania.

Dodatkowo, z punktu widzenia funkcjonalności i wydajności, obrabiarki CNC można podzielić na trzy kategorie: ekonomiczne, średnie (lub popularne) oraz high-end. Obecnie nie ma jasnej i jednolitej definicji wysokiej klasy obrabiarek CNC. Autor uważa, że: wysokiej klasy obrabiarki CNC to obrabiarki CNC o wysokiej wydajności, inteligentnej i wartościowej charakterystyce oraz osiągające odpowiednie funkcje i wskaźniki techniczne wydajności. Wysokiej klasy obrabiarki CNC są typowym reprezentantem poziomu technicznego branży obrabiarek CNC oraz konkurencyjności branży produkcji urządzeń.

Historia ewolucji maszyny CNC 

Jako „maszynie robotniczej” obrabiarce towarzyszył rozwój uprzemysłowienia w trakcie całego procesu. Po rewolucji przemysłowej w XVIII wieku obrabiarki ewoluowały wraz z rozwojem różnych epok przemysłowych i wykazywały cechy techniczne każdej epoki. Jak pokazano na rysunku 18, odpowiadającym erze Przemysłu 1 do Przemysłu 1.0, obrabiarki ewoluowały od napędu mechanicznego/obsługi ręcznej (obrabiarka 4.0), napędu elektrycznego/sterowania cyfrowego (obrabiarka 1.0) do cyfrowego sterowania komputerowego (obrabiarka). 2.0) i zmierzają w kierunku cyber Ewolucja i rozwój rozwiązania cyber-fizycznej maszyny/chmury (maszyna 3.0).

Proces rozwoju obrabiarek CNC doświadczył kilku ważnych punktów zwrotnych.

W 1952 roku w Massachusetts Institute of Technology w Stanach Zjednoczonych pomyślnie opracowano pierwszą na świecie obrabiarkę CNC. To był rewolucyjny skok w technologii produkcji. Obrabiarka CNC wykorzystuje programowanie cyfrowe, wykonywanie programu, sterowanie serwo i inne technologie w celu realizacji automatycznej kontroli ruchu trajektorii i działania obrabiarki za pomocą programu do przetwarzania cyfrowego skompilowanego zgodnie ze wzorem części. Od tego czasu technologia NC umożliwiła rozwój obrabiarek i elektroniki, komputerów, sterowania, informacji i innych technologii. Nierozerwalny. Następnie, w celu rozwiązania automatycznego problemu programowania NC, kluczowymi technologiami stały się automatyczne narzędzia programistyczne (APT) i metody wykorzystujące komputery zamiast ręcznych, a także technologia komputerowego wspomagania projektowania/produkcji (CAD/CAM) została szybko rozwinięta i spopularyzowana. Można powiedzieć, że cyfryzacja produkcji rozpoczęła się wraz z narodzinami obrabiarek CNC i ich podstawowej technologii cyfrowego sterowania.

Dzieje się tak właśnie ze względu na kilka głównych cech obrabiarek CNC i technologii CNC na początku ich pomysłów i metod sterowania cyfrowego, „miękkie (części)-twarde (części)”, „maszyna (mechaniczna)-elektryczna ( sub)- Sterowanie (sterowanie)-informacja (informacja) „krzyż multidyscyplinarny, a więc dalszy znaczący postęp obrabiarek CNC i technologii CNC był bezpośrednio związany z rozwojem techniki elektronicznej i technologii informacyjnej (rys. 2).

Najwcześniejsze urządzenie do sterowania numerycznego wykorzystywało elektroniczne lampy próżniowe do utworzenia jednostki obliczeniowej. Tranzystor został wynaleziony pod koniec lat 1940., a układy scalone wprowadzono pod koniec lat 1950. XX wieku. Na początku lat 1960. pojawiły się elektroniczne komputery cyfrowe wykorzystujące układy scalone i układy scalone na dużą skalę. Przełom w zakresie możliwości, miniaturyzacji i niezawodności przyniósł pierwszy punkt zwrotny w rozwoju technologii obrabiarek CNC – od dyskretnego sterowania cyfrowego (NC) opartego na komponentach do cyfrowego sterowania komputerowego (CNC), obrabiarki CNC również zaczęły wchodzić do rzeczywistej produkcji przemysłowej Aplikacje.

Rozwój PC przyniósł drugi punkt przegięcia technologii obrabiarek CNC. W latach 1980. IBM wprowadził komputer osobisty (PC) z 16-bitowym mikroprocesorem, który umożliwił rozwój urządzeń do sterowania numerycznego (w tym sprzętu i oprogramowania) przez producentów specjalnego przeznaczenia w przeszłości i przesunął się w kierunku ogólnego komputerowego komputerowego kontrola. W tym samym czasie pojawił się również system CNC o otwartej architekturze, który promuje rozwój technologii sterowania numerycznego na wyższy poziom cyfryzacji i tworzenia sieci. Na tej podstawie nowe technologie, takie jak obrabiarki o dużej prędkości, obrabiarki z wirtualnymi osiami i obrabiarki do obróbki złożonej, zostały szybko przetworzone i połączone. podanie.

Od XXI wieku, trzeci punkt zwrotny obrabiarek CNC zaczął się ujawniać. Zaczęła również rozwijać się inteligentna technologia sterowania numerycznego. Wraz z rozwojem nowej generacji technologii informacyjnej i nowej generacji technologii sztucznej inteligencji, nowe technologie, takie jak inteligentne wykrywanie, internet rzeczy, big data, cyfrowe bliźniaki, systemy cyberfizyczne, przetwarzanie w chmurze i sztuczna inteligencja itp. Głęboko Zintegrowana z technologią CNC, technologia CNC zapoczątkuje nowy punkt przegięcia, a nawet nowy skok w kierunku nowej generacji inteligentnego CNC, który integruje cyberfizykę.

W procesie tym wydajność obróbki i dokładność obróbki obrabiarek ulegały ciągłej poprawie. Ciągły postęp i stosowanie zaawansowanej technologii produkcji znacznie skróciło czas przetwarzania i poprawiło wydajność przetwarzania. Rysunek 7a to szeroko cytowany wykres pokazujący rozwój zaawansowanej technologii wytwarzania oraz postęp czasu przetwarzania (wydajność). Z perspektywy trendów rozwojowych z jednej strony od 1960 do 2020 roku łączny czas obróbki (obejmujący czas cięcia, czas pomocniczy i czas przygotowania) w produkcji produkcyjnej został skrócony do 16% pierwotnego czasu obróbki, czyli wydajność przetwarzania została znacznie poprawiona; z drugiej strony, z jednej strony proporcje „czasu cięcia, czasu pomocniczego i czasu przygotowania” stopniowo się wyrównują. 

Dlatego, aby w przyszłości poprawić wydajność przetwarzania, należy skupić się nie tylko na optymalizacji i doskonaleniu metod procesowych oraz zwiększeniu stopnia automatyzacji, ale także produkcji. Cyfrowa, sieciowa i inteligentna perspektywa kadry zarządzającej skutecznie skraca czas oczekiwania. Rysunek 7b przedstawia prognozę dokładności obróbki, która może być osiągnięta przez różne obrabiarki przez Taniguchi w latach 1980. (przerywana linia poprawy dokładności z 2000 r. do 2020 r. na rysunku została dodana przez autora). Widać, że różnorodna obróbka skrawaniem Rozwój metod procesowych i technologii obrabiarek (lub urządzeń) przyniósł ciągłą poprawę dokładności obróbki, ale dziedzina obróbki mechanicznej różni się od dziedziny wytwarzania układów scalonych. Podwojona w ciągu 24 miesięcy, jej poprawa dokładności to długofalowa kumulacja technologii i ciągły proces iteracji (na przykład: precyzyjna obróbka dokładność wzrosła o rząd wielkości od ponad 20 lat).

Trend rozwoju technologii obrabiarek CNC

W odniesieniu do głównych trendów rozwojowych w przyszłości autor uważa, że ​​technologia obrabiarek CNC prezentuje trend rozwojowy wysokowydajny, wielofunkcyjny, dostosowujący, inteligentny i ekologiczny, a mianowicie:

  • (1) Wysoka wydajność. W procesie rozwoju obrabiarek CNC dążymy do zwiększenia dokładności obróbki, szybkości cięcia, wydajności produkcji i niezawodności. W przyszłości obrabiarki CNC osiągną szybką i precyzyjną bezpośrednią interpolację złożonych krzywych i powierzchni oraz sterowanie serwo z wysoką dynamiczną odpowiedzią dzięki dalszej optymalizacji struktury maszyny, zaawansowanym systemom sterowania i wydajnym algorytmom matematycznym; poprzez cyfrową wirtualną symulację, zoptymalizowaną statyczną dynamiczną konstrukcję sztywności, kontrolę stabilności termicznej, dynamiczną kompensację online i inne technologie znacznie poprawiają niezawodność i dokładność.
  • (2) Wielofunkcyjny. Od łączenia różnych procesów skrawania (takich jak toczenie i frezowanie, frezowanie) do łączenia różnych metod formowania (takich jak łączenie lub mieszanie metod formowania, takich jak produkcja addytywna, produkcja subtraktywna i produkcja izomateriałów), obrabiarki CNC i roboty „maszyna-maszyna” Rozwój w kierunku integracji i współpracy; od tradycyjnego łańcucha procesów seryjnych „CAD-CAM-CNC” do jednoetapowego kierunku przetwarzania „Integracja CAD+CAM+CNC” w oparciu o modele bryłowe 3D; od tworzenia sieci połączeń typu „maszyna-maszyna” do rozwoju przetwarzania dużych zbiorów danych wspieranego przez połączenie „człowiek-maszyna-rzecz” oraz przetwarzanie brzegowe/w chmurze.
  • (3) Dostosowanie. Zgodnie z potrzebami użytkownika zapewnij spersonalizowany rozwój struktury obrabiarki, konfiguracji systemu, profesjonalnego programowania, narzędzi skrawających, pomiaru na maszynie itp. oraz zapewnij niestandardowe usługi w zakresie technologii przetwarzania, parametrów cięcia, diagnostyki usterek, obsługi i konserwacji itp. Technologie, takie jak konstrukcja modułowa, konfiguracja z możliwością rekonfiguracji, współpraca sieciowa, produkcja definiowana programowo i produkcja mobilna zapewnią wsparcie techniczne w realizacji dostosowywania.
  • (4) Inteligentny. Dzięki czujnikom i standardowym interfejsom komunikacyjnym stan obrabiarki oraz sygnały i dane procesu przetwarzania są wykrywane i zbierane. Proces przetwarzania jest poznawany poprzez przetwarzanie transformacji, analizę modelowania i eksplorację danych, a tworzone są informacje i instrukcje wspierające optymalne podejmowanie decyzji. Monitorowanie, prognozowanie i kontrola procesu przetwarzania spełniają wymagania wysokiej jakości, wydajnego, elastycznego i adaptacyjnego przetwarzania. „Postrzeganie, wzajemne połączenia, uczenie się, podejmowanie decyzji i samoadaptacja” staną się głównymi cechami funkcjonalnymi obrabiarek CNC. Przetwarzanie dużych zbiorów danych, przemysłowy IoT, cyfrowe bliźniaki, przetwarzanie brzegowe/przetwarzanie w chmurze, głębokie uczenie itp. będzie silnie promować przyszłe inteligentne narzędzia maszynowe Rozwój i postęp technologii.
  • (5) Zazielenianie. Technologia wychodzi naprzeciw potrzebom przyszłego zrównoważonego rozwoju, dzięki ekologicznemu projektowi, lekkiej konstrukcji, energooszczędnej i przyjaznej dla środowiska produkcji, zoptymalizowanemu zarządzaniu efektywnością energetyczną, czystej technologii cięcia, przyjemnemu interfejsowi człowiek-maszyna i ekologicznym usługom cyklu życia produktu.

Obrabiarki do cięcia to różne procesy (takie jak toczenie, frezowanie, wytaczanie, wiercenie, szlifowanie itp.), które wykorzystują narzędzia lub materiały ścierne do oddziaływania na przedmiot obrabiany za pomocą energii mechanicznej. Zasadnicze problemy można przypisać dwóm punktom. Jednym z nich jest użycie Jaka energia usuwa materiał? Po drugie, jak kontrolować zużycie energii? Jak wspomniano na początku tego artykułu, obrabiarka 1.0 wykorzystuje siłę pary do bezpośredniego dostarczania energii mechanicznej do obrabiarki w celu realizacji różnych procesów cięcia. Metodą kontroli jest sterowanie ręczne; Obrabiarka 2.0 przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną. Napędzaj obrabiarki i doprowadzaj do powstania obrabiarek sterowanych cyfrowo. Metodą kontroli jest kontrola automatyczna; Machine Tool 3.0 to komputerowa obrabiarka sterowana numerycznie, wprowadzona przez komputery i technologie informacyjne. Zmienia metodę sterowania obrabiarką i metodę organizacji produkcji na cyfrową i sieciową. .

Patrząc w przyszłość, obrabiarka 4.0 czeka nowe rewolucyjne zmiany. Po pierwsze, energia wykorzystywana bezpośrednio w procesie usuwania materiału zmienia się z energii mechanicznej na energię mechaniczną, energię elektryczną, energię świetlną, energię chemiczną i inne pola energetyczne oraz ich kombinacje. Drugi to sposób kontroli zużycia energii. Z jednej strony inteligentne sterowanie jest najważniejszą cechą i trendem w rozwoju obrabiarek w przyszłości. Sprawia, że ​​obrabiarki są wyższe (precyzja), szybsze (wydajność), mocniejsze (funkcja) i bardziej ekonomiczne (zielone). ); Z drugiej strony, nadchodzące obliczenia kwantowe i komputery kwantowe, podobnie jak komputery elektroniczne, przyniosły rewolucyjny skok do obrabiarek CNC, przedefiniowały generację obrabiarek CNC i dały początek nowym zasadom i koncepcjom obrabiarek CNC i procesów produkcyjnych.

Jako maszyna robocza, obrabiarki od wielu lat dostarczają narzędzi i metod wytwarzania dla rewolucji przemysłowej i nowoczesnego rozwoju przemysłowego; przyszły rozwój przemysłowy i postęp cywilizacji ludzkiej są nadal nierozerwalnie związane ze wspieraniem i promocją obrabiarek CNC. Patrząc w przyszłość, nowa runda rewolucji przemysłowej przynosi nowe wyzwania i możliwości rozwoju obrabiarek CNC. Integracja zaawansowanej technologii produkcji z nową generacją technologii informacyjnej i nową generacją sztucznej inteligencji przyniesie również innowacje technologiczne, ulepszenia produktów i ulepszenia przemysłowe do obrabiarek CNC. Zapewnione wsparcie techniczne, obrabiarki CNC będą zmierzać w kierunku wysokiej wydajności, wielofunkcyjności, dostosowywania, inteligencji i ekologizacji oraz obejmują nową technologię obliczeń kwantowych przyszłości, zapewniając mocniejsze, wygodniejsze i wygodniejsze rozwiązania dla nowej rewolucji przemysłowej i postęp cywilizacji ludzkiej. Efektywne narzędzia produkcyjne.

Link do tego artykułu: Podsumuj historię ewolucji, charakterystykę techniczną i trendy rozwojowe maszyny CNC

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Podsumuj historię ewolucji, charakterystykę techniczną i trendy rozwojowe maszyny CNCPTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji obróbka cnc Chiny usługi.Certyfikat ISO 9001:2015 i AS-9100. Szybka precyzja w 3, 4 i 5 osiach Obróbka CNC usługi w tym frezowanie, metalowa blacha zgodnie ze specyfikacją klienta, możliwość obróbki części metalowych i plastikowych z tolerancją +/- 0.005 mm. Usługi dodatkowe obejmują szlifowanie CNC i konwencjonalne, cięcie laserowe,wiercenie,odlewanie, blacha i cechowanie.Zapewnienie prototypów, pełnych serii produkcyjnych, wsparcia technicznego i pełnej kontroli.Służy motoryzacyjnyAerospace, forma i oprawa, oświetlenie led,medyczny,rower i konsument elektronika branże. Dostawa na czas.Opowiedz nam trochę o budżecie Twojego projektu i przewidywanym czasie realizacji. Opracujemy z tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą ci osiągnąć swój cel, zapraszamy do kontaktu z nami ( [email chroniony] ) bezpośrednio do nowego projektu.