Documentos sobre tecnología CNC
Tendencias y contramedidas de desarrollo de equipos y tecnología CNC
Resumen: una breve introducción a las tendencias de desarrollo de la tecnología y equipos CNC en el mundo actual y la situación actual de la tecnología de equipos CNC de mi país. Desarrollo e industrialización Básicamente, se discutió la importancia de desarrollar la tecnología y los equipos CNC de mi país y mejorar el nivel de informatización y la competitividad internacional de la industria manufacturera de mi país en el nuevo entorno de la adhesión de mi país a la OMC y una mayor profundización de la apertura a la OMC. El mundo exterior y presentó algunas sugerencias tanto desde el nivel estratégico como táctico. Algunas opiniones sobre el desarrollo de la tecnología y los equipos CNC en mi país.
Palabras clave: CNC, tecnología, equipos, tendencias de desarrollo, contramedidas
El nivel técnico y el grado de modernización de la industria de equipos determinan el nivel y el grado de modernización de toda la economía nacional. Tecnología y equipos CNC Es la tecnología habilitadora y el equipo más básico para el desarrollo de industrias emergentes de alta tecnología e industrias de vanguardia (como la tecnología de la información y sus industrias, la biotecnología y sus industrias, la aviación, la aeroespacial y otras industrias de defensa). ). Marx dijo una vez que "la diferencia entre las distintas eras económicas no radica en lo que se produce, sino en cómo se produce y qué medios de trabajo se utilizan para la producción". La tecnología y los equipos de fabricación son los medios de producción más básicos para las actividades de producción humana, y la tecnología CNC es la tecnología central de la tecnología y los equipos de fabricación avanzados de hoy. Hoy en día, la tecnología CNC se utiliza ampliamente en las industrias manufactureras de todo el mundo para mejorar las capacidades y los niveles de fabricación, y para mejorar la adaptabilidad y la competitividad a mercados dinámicos y cambiantes. Además, varios países industrializados del mundo han incluido la tecnología CNC y los equipos CNC como materiales estratégicos nacionales. No solo han tomado medidas importantes para desarrollar su propia tecnología e industria CNC, sino que también han invertido mucho en la "alta precisión" de nuestro país. Tecnologías y equipos clave CNC. Implementar políticas de bloqueo y restricción. En resumen, el desarrollo vigoroso de tecnología de fabricación avanzada con tecnología CNC como núcleo se ha convertido en una forma importante para que los países desarrollados del mundo aceleren el desarrollo económico y mejoren la fortaleza nacional integral y el estatus nacional.
La tecnología CNC es una tecnología que utiliza información digital para controlar el movimiento mecánico y los procesos de trabajo. Los equipos CNC son una integración mecatrónica formada por la penetración de nuevas tecnologías representadas por la tecnología CNC en las industrias manufactureras tradicionales y las industrias manufactureras emergentes. Los productos, los llamados equipos digitales, tienen un alcance técnico que abarca muchos campos: (1) tecnología de fabricación mecánica; (2) tecnología de procesamiento, transmisión y procesamiento de información; (3) tecnología de control automático (4) tecnología de servoaccionamiento; ) Tecnología de sensores; (6) Tecnología de software, etc.
1 Tendencia de desarrollo de la tecnología CNC
La aplicación de la tecnología CNC no solo ha traído cambios revolucionarios a la industria manufacturera tradicional, convirtiendo a la industria manufacturera en un símbolo de la industrialización con el desarrollo continuo. y la expansión de los campos de aplicación, desempeña un papel cada vez más importante en el desarrollo de algunas industrias importantes (TI, automóviles, industria ligera, médica, etc.) que son importantes para la economía nacional y el sustento de las personas, porque la digitalización de los equipos requeridos por Estas industrias se han convertido en una de las principales tendencias del desarrollo moderno. A juzgar por las tendencias actuales de desarrollo de la tecnología y los equipos CNC en el mundo, sus principales puntos de investigación incluyen los siguientes aspectos [1-4].
1.1 Nuevas tendencias en tecnología y equipos de mecanizado de alta velocidad y alta precisión
La eficiencia y la calidad son los pilares de la tecnología de fabricación avanzada. La tecnología de mecanizado de alta velocidad y alta precisión puede mejorar en gran medida la eficiencia, mejorar la calidad y el grado del producto, acortar los ciclos de producción y mejorar la competitividad del mercado. Por esta razón, el Instituto de Investigación de Tecnología Avanzada de Japón la incluye como una de las cinco principales tecnologías de fabricación modernas, y la Sociedad Internacional de Ingeniería de Producción (CIRP) la identifica como una de las direcciones centrales de investigación en el siglo XXI.
En el campo de la industria del automóvil, el ciclo de producción de una producción anual de 300.000 vehículos es de 40 segundos/vehículo, y el procesamiento de variedades múltiples es una de las cuestiones clave que deben resolverse para los equipos de automóviles; En el campo de la industria aeronáutica y aeroespacial, su procesamiento La mayoría de las piezas tienen paredes delgadas y nervaduras delgadas, con muy poca rigidez. Los materiales son aluminio o aleaciones de aluminio. Estas nervaduras y paredes solo se pueden procesar a altas velocidades de corte y con pequeñas. fuerzas de corte. Recientemente, el método de "vaciar" grandes palanquillas de aleación de aluminio se utiliza para fabricar piezas grandes, como alas y fuselajes, en lugar de ensamblar varias piezas mediante numerosos remaches, tornillos y otros métodos de conexión, de modo que la resistencia, rigidez y confiabilidad de Los componentes se mejoran. Estos han planteado requisitos de alta velocidad, alta precisión y alta flexibilidad para los equipos de procesamiento.
A juzgar por la exposición EMO2001, la velocidad de avance de los centros de mecanizado de alta velocidad puede alcanzar los 80 m/min, o incluso más, y la velocidad de funcionamiento en seco puede alcanzar unos 100 m/min. En la actualidad, muchas fábricas de automóviles en el mundo, incluida la Shanghai General Motors Company de mi país, han reemplazado parcialmente las máquinas herramienta modulares con líneas de producción compuestas por centros de mecanizado de alta velocidad.
La máquina herramienta HyperMach de la empresa CINCINNATI en Estados Unidos tiene una velocidad de avance máxima de 60 m/min, una velocidad rápida de 100 m/min, una aceleración de 2 gy una velocidad de husillo de 60.000 r/min. Solo se necesitan 30 minutos para procesar una pieza de avión de paredes delgadas, mientras que la misma pieza tarda 3 horas en procesarse en una fresadora general de alta velocidad y 8 horas en una fresadora ordinaria. La velocidad del husillo y la aceleración del doble husillo. Los tornos de la compañía alemana DMG alcanzan respectivamente 12*!000r/mm y 1g.
En términos de precisión de mecanizado, en los últimos 10 años, la precisión de mecanizado de las máquinas herramienta CNC comunes ha aumentado de 10 μm a 5 μm, y el centro de mecanizado de precisión ha aumentado de 3 a 5 μm a 1 a 1,5 μm y es ultrapreciso. La precisión del procesamiento ha comenzado a alcanzar el nivel nanométrico (0,01 μm).
En términos de confiabilidad, el valor MTBF de los dispositivos CNC extranjeros ha alcanzado más de 6.000 h, y el valor MTBF de los servosistemas ha alcanzado más de 30.000 h, lo que muestra una confiabilidad muy alta.
Para lograr un mecanizado de alta velocidad y alta precisión, se han desarrollado rápidamente componentes funcionales de soporte, como husillos eléctricos y motores lineales, y sus campos de aplicación se han ampliado aún más.
1.2 El rápido desarrollo de las máquinas herramienta de procesamiento compuesto y mecanizado de varillaje de 5 ejes
Utilizando el varillaje de 5 ejes para procesar piezas de superficie curva tridimensional, se puede lograr la mejor geometría de la herramienta. Se puede utilizar para cortar, que no solo tiene una gran suavidad, sino que también se ha mejorado enormemente la eficiencia. En general, se cree que la eficiencia de una máquina herramienta de varillaje de 5 ejes puede ser igual a la de dos máquinas herramienta de varillaje de 3 ejes, especialmente cuando se utilizan fresas de materiales superduros como el nitruro de boro cúbico para el fresado de alta velocidad de materiales endurecidos. Piezas de acero, el mecanizado de varillaje de 5 ejes se puede comparar con el procesamiento de varillaje de 3 ejes que produce una mayor eficiencia. Sin embargo, en el pasado, debido a razones como el sistema CNC de varillaje de 5 ejes y la compleja estructura del host, su precio era varias veces mayor que el de las máquinas herramienta CNC de varillaje de 3 ejes. Además, la tecnología de programación era difícil. lo que restringió el desarrollo de máquinas herramienta con varillaje de 5 ejes.
En la actualidad, debido a la aparición de los husillos eléctricos, la estructura del cabezal de husillo compuesto para el procesamiento simultáneo de 5 ejes se ha simplificado enormemente, su dificultad y coste de fabricación se han reducido considerablemente y la diferencia de precios de los sistemas CNC se ha reducido. Por lo tanto, se promueve el desarrollo de máquinas herramienta de varillaje de 5 ejes de tipo cabezal de husillo compuesto y máquinas herramienta de procesamiento de compuestos (incluidas máquinas herramienta de procesamiento de 5 lados).
En la exposición EMO2001, la máquina herramienta de procesamiento de 5 lados de New Nippon Koki adopta un cabezal de husillo compuesto, que puede realizar el procesamiento de 4 planos verticales y el procesamiento en cualquier ángulo, logrando procesamiento de 5 lados y 5 ejes. Posibilidad de mecanizado Implementado en la misma máquina herramienta, también se pueden realizar mecanizados de superficies inclinadas y de agujeros cónicos invertidos. La empresa alemana DMG exhibió el centro de mecanizado de la serie DMUVoution, que puede procesar 5 lados y 5 ejes simultáneos en una sola sujeción, y puede controlarse directa o indirectamente mediante un sistema CNC o CAD/CAM.
1.3 Inteligente, abierto y en red se han convertido en las principales tendencias en el desarrollo de sistemas CNC contemporáneos
Los equipos CNC del siglo XXI serán un sistema con cierta inteligencia El contenido de. la inteligencia incluye En todos los aspectos del sistema CNC: para buscar inteligencia en la eficiencia y la calidad del procesamiento, como el control adaptativo del proceso de mecanizado y la generación automática de parámetros del proceso para mejorar el rendimiento de conducción y facilitar el uso de la inteligencia; como control anticipado, cálculo adaptativo de los parámetros del motor, reconocimiento automático de carga, selección automática de modelo, autoajuste, etc., inteligencia en programación y operación simplificadas, como programación automática inteligente, interfaz inteligente hombre-máquina, etc.; también diagnóstico inteligente, contenido de monitoreo inteligente, diagnóstico y mantenimiento conveniente del sistema, etc.
Con el fin de solucionar los problemas existentes en el carácter cerrado de los sistemas CNC tradicionales y en la producción industrial de software de aplicación CNC. En la actualidad, muchos países están realizando investigaciones sobre sistemas CNC abiertos, como el NGC (The Next Generation Work-Station/Machine Control) en los Estados Unidos, el OSACA (Open System Architecture for Control Within Automation Systems) en la Unión Europea, y el OSEC (Sistema CNC abierto en Japón). Entorno de sistema para controlador), ONC (Sistema de control numérico abierto) de China, etc. La apertura de los sistemas CNC se ha convertido en el futuro de los sistemas CNC.
El llamado sistema CNC abierto significa que el desarrollo de sistemas CNC se puede serializar en una plataforma operativa unificada para fabricantes de máquinas herramienta y usuarios finales cambiando, agregando o adaptando objetos estructurales (funciones CNC), y puede integrar fácilmente las necesidades especiales del usuario. Las aplicaciones y los conocimientos técnicos se integran en el sistema de control para realizar rápidamente sistemas CNC abiertos de diferentes variedades y grados, formando productos de marcas famosas con personalidades distintivas. En la actualidad, las especificaciones de arquitectura, especificaciones de comunicación, especificaciones de configuración, plataformas operativas, bibliotecas de funciones del sistema CNC y herramientas de desarrollo de software funcional del sistema CNC de sistemas CNC abiertos son el núcleo de la investigación actual.
Los equipos CNC en red son un nuevo punto culminante de la famosa exposición internacional de máquinas herramienta de los últimos dos años. La conexión en red de equipos CNC satisfará en gran medida las necesidades de integración de información de las líneas de producción, los sistemas de fabricación y las empresas de fabricación. También es la unidad básica para realizar nuevos modelos de fabricación, como la fabricación ágil, las empresas virtuales y la fabricación global. Algunas empresas de fabricación de máquinas herramienta y sistemas CNC reconocidas en el país y en el extranjero han lanzado nuevos conceptos y prototipos relacionados en los últimos dos años. Por ejemplo, en la exposición EMO2001, el "Centro de producción inteligente" exhibido por Japón. el Centro de Control de la Compañía Yamazaki Mazak (CPC); la Compañía de Máquinas Herramienta Okuma de Japón exhibió la "plaza de TI" (Plaza de Tecnología de la Información, conocida como Plaza de TI), la Siemens (Siemens) de Alemania exhibió el Entorno de Fabricación Abierto (OME) etc., lo que refleja la tendencia del procesamiento de máquinas herramienta CNC hacia la creación de redes.