¿Qué es el CNC?
El sistema de control numérico por computadora es un sistema que utiliza computadoras para controlar las funciones de procesamiento y realizar el control numérico. El sistema CNC ejecuta parte o todas las funciones del CNC de acuerdo con el programa de control almacenado en la memoria de la computadora y está equipado con un sistema informático dedicado con circuitos de interfaz y servoaccionamientos.
El sistema CNC consta de un programa CNC, un dispositivo de entrada, un dispositivo de salida, un dispositivo de control numérico por computadora (dispositivo CNC), un controlador lógico programable (PLC), un dispositivo de accionamiento del husillo y un dispositivo de accionamiento de alimentación (servo) (incluida la detección). dispositivo).
El núcleo del sistema CNC es el dispositivo CNC. Debido al uso de computadoras, el sistema tiene funciones de software que se utilizan para reemplazar el dispositivo de control lógico eléctrico de la máquina herramienta tradicional, lo que hace que el sistema sea más pequeño, más flexible, universal y confiable, fácil de implementar funciones CNC complejas, fácil de usar y. mantener y tiene la capacidad de comunicarse con la computadora host. Capacidades de conectividad y comunicación remota.
Catorce principales tendencias de desarrollo en la tecnología de máquinas herramienta
1. Máquinas herramienta de alta velocidad
Con la aplicación generalizada de materiales de aleación ligera en automóviles, aeroespacial y otros. industrias, máquinas herramienta de alta velocidad El procesamiento se ha convertido en una importante tendencia de desarrollo en la tecnología de fabricación. El mecanizado de alta velocidad tiene las ventajas de acortar el tiempo de procesamiento, mejorar la precisión del procesamiento y la calidad de la superficie, y se utiliza cada vez más en la fabricación de moldes y otros campos. Las máquinas herramienta de alta velocidad requieren nuevos sistemas CNC, husillos eléctricos de alta velocidad y servoaccionamientos de alta velocidad, así como optimización y aligeramiento de las estructuras de las máquinas herramienta. El mecanizado de alta velocidad no es solo el equipo en sí, sino también una combinación de máquinas herramienta, herramientas de corte, portaherramientas, accesorios, tecnología de programación CNC y calidad del personal. El objetivo final de la alta velocidad es la alta eficiencia. Las máquinas herramienta son sólo una de las claves para lograr una alta eficiencia, no todas. La eficiencia y los beneficios de la producción están al "filo de la navaja".
2. Precisión de la máquina herramienta
Las máquinas herramienta se pueden dividir en máquinas herramienta ordinarias, máquinas herramienta de precisión y máquinas herramienta de ultraprecisión según la precisión del procesamiento. La precisión del procesamiento se duplica aproximadamente cada 8. años. La precisión de posicionamiento de las máquinas herramienta CNC está a punto de despedirse de la era de las micras y entrar en la era submicrónica. Las máquinas herramienta CNC de ultraprecisión están avanzando hacia los nanómetros. En los próximos 10 años, la precisión y la alta velocidad, la inteligencia y la miniaturización convergerán para formar una nueva generación de máquinas herramienta. La precisión de las máquinas herramienta no solo es una necesidad urgente en las industrias automotriz, electrónica, de equipos médicos y otras, sino que también está directamente relacionada con la modernización de las industrias de defensa como la aeroespacial, los satélites de misiles y las nuevas armas.
3. De la combinación de procesos al procesamiento completo
En los años 70, los centros de mecanizado tomaron la delantera en la integración de múltiples procesos, y ahora han desarrollado el procesamiento completo, es decir, todo el procesamiento. Se integran procesos de piezas complejas en una máquina herramienta. El procesamiento completo se integra de acuerdo con el proceso y el procesamiento de una pieza se puede completar al mismo tiempo. Debido a la reducción en el número de instalaciones de tarjetas, se mejora la precisión del procesamiento, lo que facilita garantizar una alta confiabilidad del proceso y lograr una producción sin defectos. Además, el procesamiento completo acorta la cadena del proceso de procesamiento y el tiempo auxiliar, reduce la cantidad de máquinas herramienta, simplifica el flujo de materiales, mejora la flexibilidad del equipo de producción, el área total de producción es pequeña y la inversión es más efectiva.
4. Informatización de máquinas herramienta
Un caso típico de informatización de máquinas herramienta es el Mazak410H, que está equipado con una torre de información y realiza una gestión autónoma del lugar de trabajo. La torre de información cuenta con funciones de comunicación como voz, texto y video. Conéctese al sistema de planificación y programación de producción para descargar instrucciones de trabajo y procedimientos de procesamiento. Mientras se corta la pieza de trabajo, se puede observar el proceso de mecanizado en la pantalla. La torre de información refleja en tiempo real el estado de funcionamiento y el progreso de procesamiento de las máquinas herramienta y puede consultarse a través del teléfono móvil. Al mismo tiempo, la torre de información realiza análisis estadísticos de los datos de trabajo y gestión de la vida útil de las herramientas, así como visualización de alarmas de fallo y ayuda en línea para la resolución de problemas. La autoridad operativa de la máquina herramienta debe confirmarse mediante huellas dactilares.
5. Máquinas herramienta inteligentes: medición, seguimiento y compensación
La inteligencia de las máquinas herramienta incluye medición, seguimiento y compensación en línea. La detección de posición y el control de bucle cerrado de máquinas herramienta CNC es un caso de aplicación sencillo. Para mejorar aún más la precisión del procesamiento, se pueden utilizar la barra de bolas y el láser para medir la precisión del movimiento circular de la máquina herramienta y la posición espacial del punto de posición de la herramienta, y luego ingresarlos en el sistema CNC para su compensación. En el futuro, las máquinas herramienta CNC estarán equipadas con varios microsensores para monitorear los errores causados por la fuerza de corte, la vibración y la deformación térmica, compensar o ajustar automáticamente el estado de trabajo de la máquina herramienta y mejorar la precisión y estabilidad del trabajo de la máquina herramienta. .
6. Miniaturización de las máquinas herramienta
Con el rápido desarrollo de la nanotecnología y los sistemas microelectromecánicos, el desarrollo de máquinas herramienta para procesar piezas diminutas se ha puesto en la agenda. Las micromáquinas herramienta son rápidas y precisas. La micromáquina herramienta más pequeña cabe en la palma de su mano y la microfábrica cabe en su maleta. Los operadores controlan todas las operaciones de la planta mediante joysticks y pantallas de monitoreo.
7. Nuevos principios de los mecanismos paralelos
En las máquinas herramienta tradicionales, el movimiento de X, Y y Z a lo largo de los tres ejes de coordenadas y el movimiento de A, B y C alrededor de los tres ejes de coordenadas Las rotaciones se superponen secuencialmente en serie de acuerdo con las coordenadas cartesianas para formar la trayectoria de la herramienta requerida. Las máquinas herramienta cinemáticas paralelas utilizan varios tipos de mecanismos de varilla para transferir componentes del husillo en el espacio para formar la trayectoria de herramienta requerida. Las máquinas herramienta cinemáticas paralelas tienen una serie de ventajas, como una estructura simple y compacta, alta rigidez y buen rendimiento dinámico, y tienen amplias perspectivas de aplicación.
8. Nuevo flujo de proceso
Además del corte y la forja de metales, están surgiendo uno tras otro nuevos métodos y procesos de procesamiento, y el concepto de máquina herramienta también está cambiando. El campo del procesamiento láser se expande día a día. Además del corte y la soldadura por láser, también se utilizan cada vez más el procesamiento de orificios por láser, el procesamiento tridimensional por láser, el tratamiento térmico por láser y la fabricación directa de metales por láser. El mecanizado eléctrico, el mecanizado ultrasónico, el fresado apilado, la tecnología de creación rápida de prototipos y la tecnología de impresión tridimensional muestran sus talentos.
9. Nuevas estructuras y nuevos materiales
La alta velocidad y la alta precisión de las máquinas herramienta requieren la simplificación y el aligeramiento de las máquinas herramienta para reducir el impacto negativo de la inercia de los componentes de las máquinas herramienta. en la precisión del mecanizado. Mejorar enormemente el rendimiento dinámico de las máquinas herramienta. Por ejemplo, la optimización de la topología de los componentes de las máquinas herramienta, el diseño de estructuras de caja en caja y el uso de estructuras de soldadura huecas o materiales de aleación de plomo han comenzado a pasar del laboratorio al uso práctico.
10. Nuevos métodos y medios de diseño
Los métodos de diseño y desarrollo de máquinas herramienta de mi país deberían transformarse de CAD 2D a CAD tridimensional lo antes posible. El modelado y la simulación tridimensionales son la base del diseño moderno y la fuente de ventajas tecnológicas empresariales. Sobre la base de este diseño tridimensional, la integración de CAD/CAM/CAE/PDM puede acelerar el desarrollo de nuevos productos, garantizar la producción sin problemas de nuevos productos y realizar gradualmente la gestión del ciclo de vida del producto.
11. Tecnología de accionamiento directo
En las máquinas herramienta tradicionales, los motores y las piezas de las máquinas se conectan a través de elementos de acoplamiento, como correas, engranajes y acoplamientos, para lograr el movimiento requerido de las piezas. o Se separan rotación, mecánica y electricidad. La tecnología de accionamiento directo integra el motor y las piezas mecánicas en un todo y se convierte en una parte funcional de la integración electromecánica, como motor lineal, husillo eléctrico, husillo de bolas eléctrico, motor de torsión, etc. La tecnología de accionamiento directo simplifica la estructura de las máquinas herramienta y mejora la rigidez y el rendimiento dinámico, la velocidad de movimiento y la precisión del procesamiento de las máquinas herramienta.
12. Sistema CNC abierto
La apertura de los sistemas CNC es la tendencia general. En la actualidad, existen tres formas de sistemas CNC abiertos: 1) Sistema completamente abierto, que es un sistema CNC basado en computadora. Utilizando una microcomputadora como plataforma y un sistema operativo en tiempo real, desarrollamos diversas funciones del sistema CNC, transmitimos datos a través de la servotarjeta y controlamos el movimiento del motor del eje de coordenadas. 2) Sistema integrado, es decir, CNC + PC, el CNC controla el movimiento del motor del eje de coordenadas y la PC sirve como interfaz hombre-máquina y comunicación de red. 3) Sistema Fusion, que agrega una placa base de PC basada en CNC para proporcionar operación de teclado y mejorar las funciones de la interfaz hombre-máquina, como Siemens840Di y Fanuc210i.
13. Sistema de fabricación reconfigurable
Con la aceleración de la actualización de productos, la reconstrucción de máquinas herramienta especiales y la reconstrucción de sistemas de fabricación se han vuelto cada vez más importantes. Mediante la modularización de unidades de mecanizado CNC y componentes funcionales, el sistema de fabricación se puede reorganizar y configurar rápidamente para satisfacer las necesidades de producción de productos variantes. La estandarización y estandarización de las interfaces de software de control mecánicas, eléctricas y electrónicas, hidráulicas y neumáticas son la clave para lograr la reconfigurabilidad.
14. Máquinas herramienta virtuales y fabricación virtual
Con el fin de acelerar la velocidad de desarrollo y la calidad de nuevas máquinas herramienta, con la ayuda de la tecnología de realidad virtual, la corrección y el rendimiento de El diseño de la máquina herramienta se puede evaluar antes de la fabricación de la máquina, detectar varios errores en el proceso de diseño en una etapa temprana, reducir las pérdidas y mejorar la calidad del desarrollo de nuevas máquinas herramienta.
Alcance clave del desarrollo
1. Tornos CNC de precisión, centros de torneado y máquinas herramienta de procesamiento de compuestos de alta velocidad con varillaje de cuatro ejes o superior. Satisfacer principalmente las necesidades de las industrias aeroespacial, aviación, instrumentos, instrumentos, información electrónica y bioingeniería.
2. Fresadoras y mandrinadoras CNC de alta velocidad y alta precisión y centros de mecanizado horizontales verticales de alta velocidad y precisión.
Cumple principalmente con los requisitos de procesamiento de culatas de motores de automóviles, aeroespacial, de alta tecnología y otras industrias para soportes estructurales, carcasas, cajas, piezas de metal ligero y piezas de precisión grandes y complejas.
3. Máquinas herramienta CNC de alta resistencia y muy pesadas: fresadoras y mandrinadoras de suelo CNC, fresadoras y mandrinadoras de pórtico CNC de alta resistencia y centros de mecanizado de pórtico, tornos horizontales CNC de alta resistencia y Tornos verticales, fresadoras CNC de alta resistencia, etc. Estos productos satisfacen las necesidades de procesamiento de piezas de industrias como la energética, aeroespacial, militar, fabricación de motores principales de barcos, fabricación de maquinaria pesada, procesamiento de moldes grandes y cilindros de turbinas de vapor.
4. Rectificadoras CNC: rectificadoras CNC de ultraprecisión, rectificadoras de cigüeñal de alta velocidad y alta precisión, rectificadoras de árbol de levas y diversas rectificadoras especiales de alta precisión y velocidad que satisfacen las necesidades de precisión y ultra precisión. -mecanizado de precisión.
5. Máquinas herramienta de electroerosión CNC: máquinas herramienta de electroerosión CNC de gran precisión, máquinas herramienta de corte por electroerosión CNC de baja velocidad, máquinas herramienta de electroerosión de orificios pequeños de precisión, etc. , satisfacen principalmente las necesidades especiales del procesamiento de moldes grandes y de precisión, el procesamiento de piezas de precisión, el procesamiento de orificios cónicos o de orificios de formas especiales, la industria aeroespacial, la aviación y otras industrias.
6. Máquinas herramienta CNC para conformado de metales (equipos de forja): equipos CNC de estampado de chapa de precisión de alta velocidad, máquinas compuestas de corte por láser, potentes máquinas de hilado CNC, etc. , satisface principalmente las necesidades de producción eficiente y de gran volumen de chapa metálica en automóviles, motocicletas, industria de la información electrónica, electrodomésticos y otras industrias, así como las necesidades de procesamiento de diversas piezas rotativas de paredes delgadas, alta resistencia y alta precisión. en ruedas de automóviles, industria militar y otras industrias.
7. Máquinas herramienta especiales CNC y líneas de producción: FMS/FMC y diversas máquinas herramienta CNC especiales, destinadas a los requisitos de procesamiento de bloques de cilindros, culatas, cajas de cajas de cambios y otras piezas del automóvil, electrodomésticos. y otras industrias.