Se necesitan con urgencia artículos en inglés para estudiantes de CNC
Ha pasado medio siglo desde que el Instituto Tecnológico de Massachusetts en Estados Unidos desarrolló el primer sistema CNC experimental en 1952. Con el rápido desarrollo de la tecnología electrónica y la tecnología de control, los sistemas CNC actuales se han vuelto muy poderosos. Al mismo tiempo, el desarrollo de la tecnología de procesamiento y otras tecnologías relacionadas también ha planteado nuevos requisitos para el desarrollo y progreso de los sistemas CNC.
Tendencia 1: los sistemas CNC evolucionan hacia una arquitectura abierta
Desde la década de 1990, el rápido desarrollo de la tecnología informática ha promovido actualizaciones más rápidas de la tecnología CNC. Muchos fabricantes de sistemas CNC en el mundo han utilizado los ricos recursos de software y hardware de las PC para desarrollar una nueva generación de sistemas CNC de arquitectura abierta. La arquitectura abierta hace que el sistema CNC sea más versátil, flexible, adaptable y escalable, y puede lograr inteligencia y conexión en red más fácilmente. En los últimos años, muchos países han estado investigando y desarrollando sistemas de este tipo, como la "Arquitectura de controlador de máquinas herramienta/estación de trabajo de próxima generación" (NGC) dirigida por el Centro Nacional de Ciencia y Fabricación (NCMS) y la Fuerza Aérea, y la "Arquitectura de controlador de máquinas herramienta" de la Comisión Europea. Arquitectura Abierta en Sistemas de Automatización" OSACA, plan OSEC de Japón, etc. La arquitectura abierta puede hacer un uso extensivo de la tecnología de microcomputadoras de uso general, haciendo que la programación, el funcionamiento y las actualizaciones tecnológicas sean más simples y rápidas. La nueva generación de sistemas CNC con arquitectura abierta tiene sus especificaciones de hardware, software y bus abiertas al mundo exterior. Los fabricantes y usuarios de sistemas CNC pueden integrar el sistema basándose en estos recursos abiertos, y también permite a los usuarios configurar el CNC de manera flexible de acuerdo con la realidad. El sistema brinda gran comodidad, promueve el desarrollo y la aplicación generalizada de sistemas CNC de múltiples niveles y variedades y acorta en gran medida el ciclo de desarrollo y producción. Al mismo tiempo, este tipo de sistema CNC se puede actualizar con actualizaciones de CPU, mientras que la estructura puede permanecer sin cambios.
Tendencia de desarrollo dos: los sistemas CNC se están desarrollando hacia el CNC suave.
Ahora, existen los siguientes cuatro tipos de sistemas CNC utilizados en sitios industriales reales, que representan diferentes etapas de desarrollo del CNC. Tecnología, después de analizar diferentes tipos de sistemas CNC, se descubrió que los sistemas CNC no solo se están desarrollando desde una arquitectura cerrada a una arquitectura abierta, sino también desde un CNC duro a un CNC suave. tendencia de desarrollo.
Sistemas CNC tradicionales, como sistema FANUC 0, sistema MITSUBISHI M50, sistema SINUMERIK 810M/T/G, etc. Este es un sistema CNC de estructura cerrada dedicado. Actualmente, estos sistemas todavía ocupan la mayor parte del mercado manufacturero. Sin embargo, debido al desarrollo de sistemas CNC de estructura abierta, el mercado de los sistemas CNC tradicionales está siendo desafiado y se está reduciendo gradualmente.
Sistemas CNC abiertos con estructura "PC embebido NC", como FANUC18i, sistema 16i, sistema SINUMERIK 840D, sistema Num1060, AB 9/360 y otros sistemas CNC. Este es un producto desarrollado por algunos fabricantes de sistemas CNC combinando la tecnología de software CNC acumulada a lo largo de los años con los ricos recursos de software de las computadoras actuales. Tiene cierto grado de apertura, pero debido a que su parte CNC sigue siendo un sistema CNC tradicional, los usuarios no pueden intervenir en la parte central del sistema CNC. Este tipo de sistema tiene una estructura compleja, un funcionamiento potente y caro.
El sistema CNC abierto con la estructura "Sistema CNC integrado en PC" se compone de una tarjeta de control de movimiento de arquitectura abierta y una PC ****. Este tipo de tarjeta de control de movimiento se utiliza generalmente como una CPU DSP de alta velocidad con fuertes capacidades de control de movimiento y control PLC. Es un sistema CNC en sí mismo y puede usarse solo. Es una biblioteca de funciones abierta para que los usuarios desarrollen y construyan sus propios sistemas de control bajo la plataforma WINDOWS. Por lo tanto, esta tarjeta de control de movimiento de estructura abierta se usa ampliamente en diversos campos del control de automatización de fabricación. Por ejemplo, la empresa estadounidense Delta Tau utiliza la tarjeta de control de movimiento multieje PMAC para construir el sistema CNC PMAC-NC, y la empresa japonesa MAZAK utiliza el Mitsubishi Electric MELDAMAGIC 64 para construir el sistema CNC MAZATROL 640.
Sistema CNC abierto tipo SOFT Este es el último sistema CNC de estructura abierta. Proporciona a los usuarios la mayor elección y flexibilidad. Todo su software CNC está instalado en la computadora, mientras que la parte de hardware solo tiene interfaces universales estandarizadas entre la computadora, los servomotores y las E/S externas.
Al igual que se pueden instalar en su computadora varias marcas de tarjetas de sonido y los controladores correspondientes. Los usuarios pueden utilizar el kernel CNC abierto en la plataforma WINDOWS NT para desarrollar diversas funciones necesarias para formar varios tipos de sistemas CNC de alto rendimiento. En comparación con varios sistemas CNC anteriores, el sistema CNC abierto SOFT tiene el mayor costo-beneficio y, por lo tanto, el mayor. viable. Reemplazar hardware complejo con inteligencia de software se está convirtiendo en una tendencia importante en el desarrollo de sistemas CNC contemporáneos. Entre sus productos típicos se encuentran el Open CNC de la empresa estadounidense MDSI, el PA8000 NT de la empresa alemana Power Automation, etc.
Tendencia 3: el rendimiento del CNC evoluciona hacia la inteligencia
La inteligencia es una dirección importante en el desarrollo de la tecnología de fabricación en el siglo XXI. Con la penetración y el desarrollo de la inteligencia artificial en el campo informático, los sistemas CNC han introducido mecanismos de control como control adaptativo, sistemas difusos y redes neuronales. No solo tienen programación automática, control anticipativo, control difuso, control de aprendizaje, control adaptativo, proceso. parámetros Tiene funciones como generación automática, compensación de herramienta tridimensional y compensación dinámica de parámetros de movimiento. La interfaz hombre-máquina es extremadamente amigable y tiene un sistema experto de diagnóstico, lo que hace que las funciones de autodiagnóstico y monitoreo de fallas sean más completas. Las funciones de diagnóstico y monitoreo de fallas son más completas. El accionamiento de CA del husillo inteligente del servosistema y el servodispositivo de alimentación inteligente pueden identificar automáticamente la carga y optimizar y ajustar los parámetros automáticamente.
Hay muchos sistemas de procesamiento de corte inteligentes que se están estudiando actualmente en el mundo, entre los cuales el programa de procesamiento inteligente de perforación de la Asociación de Investigación de Dispositivos CNC Inteligentes de Japón es el representativo.
Tendencia 4: los sistemas CNC se están desarrollando hacia la creación de redes
Las redes de sistemas CNC se refieren principalmente a la conexión de red y el control de red entre el sistema CNC y otros sistemas de control externos o computadoras host. Los sistemas CNC generalmente primero establecen una red de área local en el sitio de producción y dentro de la empresa, y luego se extienden al exterior de la empresa a través de Internet. Esta es la llamada tecnología de Internet/Intranet.
Con la madurez y el desarrollo de la tecnología de redes, la industria ha propuesto recientemente el concepto de fabricación digital. La fabricación digital, también conocida como "manufactura electrónica", es uno de los símbolos de la modernización de las empresas de fabricación de maquinaria y también es el modelo de suministro estándar de los fabricantes internacionales de máquinas herramienta avanzadas de hoy. Con la adopción generalizada de la tecnología de la información, cada vez más usuarios domésticos requieren servicios de comunicación remota y otras funciones al importar máquinas herramienta CNC.
La conexión en red de sistemas CNC ha promovido aún más el desarrollo de la tecnología de fabricación automatizada flexible. Los sistemas de fabricación flexibles modernos están pasando de puntos (máquinas CNC independientes, centros de mecanizado y máquinas herramienta de procesamiento de compuestos CNC) a líneas (. FMC, FMS, FTL, FML) a superficie (talleres segmentados a islas de fabricación independientes, FA) y carrocería (CIMS, sistema de fabricación integrado en red distribuida). La tecnología de automatización flexible tiene como objetivo facilitar la conexión en red y la integración, y también se centra en fortalecer el desarrollo y la mejora de la tecnología unitaria de máquinas herramienta CNC y los sistemas de fabricación flexibles que las componen se pueden conectar fácilmente con CAD, CAM, CAPP y MTS, avanzando hacia. Integración de la información. Desarrollo, los sistemas de red se están desarrollando en la dirección de la apertura, la integración y la inteligencia.
Tendencia 5: Los sistemas CNC evolucionan hacia una alta confiabilidad
Con la aplicación cada vez más generalizada de las redes de máquinas herramienta CNC, la alta confiabilidad de los sistemas CNC se ha convertido en una prioridad para los fabricantes de sistemas CNC. . Para una fábrica sin personal que trabaja dos turnos al día, si se requiere trabajar continuamente durante 16 horas y la tasa libre de fallas es superior a P (t) = 99%, el MTBF promedio de operación libre de fallas de la máquina herramienta CNC debe ser superior a 3000 horas. Solo estamos hablando de una máquina herramienta CNC. Por ejemplo, la relación de tasa de falla de la máquina principal con respecto al sistema CNC es de 10:1 (la confiabilidad del sistema CNC es un orden de magnitud mayor que la de la máquina principal). En este momento, el MTBF del sistema CNC debe ser superior a 33333,3 horas, y el MTBF del dispositivo CNC, el husillo y el variador debe ser superior a 100.000 horas. Si se trata de una línea de producción completa, los requisitos de confiabilidad son aún mayores.
En la actualidad, el valor MTBF de los dispositivos CNC extranjeros ha alcanzado más de 6.000 horas y el dispositivo de accionamiento ha alcanzado más de 30.000 horas, pero se puede ver que todavía hay una brecha con respecto al objetivo ideal. .
Tendencia nº 6: los sistemas CNC se están desarrollando en la dirección del compuesto
En el proceso de procesamiento de piezas, se consume mucho tiempo inútil en el transporte, carga y descarga de la pieza. instalación y ajuste, cambio de herramientas y Para minimizar la pérdida de tiempo durante el aumento y la reducción de la velocidad del husillo, la gente espera integrar diferentes funciones de procesamiento en la misma máquina herramienta. Por lo tanto, la combinación de funciones de la máquina herramienta se ha convertido en una tendencia que se ha desarrollado mucho. rápidamente en los últimos años. La función compuesta de las máquinas herramienta es una tendencia que se ha desarrollado muy rápidamente en los últimos años.
El concepto de procesamiento compuesto de máquinas herramienta de fabricación flexible significa que después de sujetar la pieza de trabajo una vez, la máquina herramienta puede realizar automáticamente un procesamiento multiproceso del mismo proceso o de diferentes procesos de acuerdo con el programa de mecanizado CNC para completar una determinada pieza los procesos de procesamiento de formas principales o incluso todos complejos, como torneado, fresado, taladrado, taladrado, rectificado, roscado, escariado y escariado.
El software del sistema CNC general utiliza diferentes versiones de software para diferentes tipos de máquinas herramienta. Por ejemplo, el sistema Siemens 810M y el sistema 802D tienen versiones de torno y fresadoras. Los requisitos compuestos promueven la integración funcional de los sistemas CNC. Actualmente, los principales desarrolladores de sistemas CNC pueden proporcionar sistemas CNC de máquinas herramienta compuestas de alto rendimiento.
Tendencia 7: Los sistemas CNC se están desarrollando hacia el varillaje multieje
Porque al procesar superficies de forma libre, las máquinas herramienta controladas por varillaje de 3 ejes no pueden evitar la participación de fresas esféricas con velocidades de corte cercanas al extremo cero, lo que tendrá un efecto destructivo en la calidad de procesamiento de la pieza de trabajo. El programador CNC de la fresa de bolas controlada por varillaje de 5 ejes es relativamente simple y puede realizar el fresado de bolas. El cortador juega un papel en el fresado de superficies curvas tridimensionales. El programador CNC para el control del varillaje de cinco ejes de la fresa esférica es relativamente simple. Puede permitir que la fresa esférica mantenga una velocidad de corte razonable al fresar superficies curvas tridimensionales, mejorando así significativamente la rugosidad de la superficie procesada y en gran medida. mejorando la eficiencia del procesamiento, por lo tanto, un importante desarrollo de sistemas Shangdu no escatima esfuerzos para desarrollar sistemas CNC de varillaje de cinco y seis ejes. Con la madurez y la creciente popularidad de los sistemas CNC de control de varillaje de cinco ejes y el software de programación, el control de varillaje de cinco ejes. Los centros de mecanizado y las fresadoras CNC se han convertido en los puntos calientes del desarrollo actual.
Recientemente, importantes desarrolladores de sistemas extranjeros han logrado grandes avances en la investigación de sistemas de control de varillaje de 6 ejes. El centro de mecanizado de varillaje de 6 ejes puede procesar superficies tridimensionales de cualquier forma con herramientas no giratorias. y la profundidad de corte puede ser muy fina, pero la eficiencia del procesamiento es demasiado baja para ser práctica por un tiempo.
El desarrollo de la tecnología electrónica, la tecnología de la información, la tecnología de redes y la tecnología de control difuso ha mejorado enormemente el nivel técnico de la nueva generación de sistemas CNC, ha promovido el vigoroso desarrollo de la industria de las máquinas herramienta CNC y también promovió el rápido desarrollo de la tecnología de fabricación moderna. El rendimiento de las máquinas herramienta CNC ha logrado grandes avances en términos de alta velocidad, alta precisión, alta confiabilidad, compuestos, en red, inteligentes, flexibles y ecológicos. La fabricación moderna está marcando el comienzo de una nueva revolución tecnológica.