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La aplicación de la tecnología de control numérico ha provocado un cambio cualitativo

Jan 05 , 2021

La aplicación de la tecnología de control numérico ha provocado un cambio cualitativo en la industria manufacturera tradicional, especialmente en los últimos años. El desarrollo de la tecnología microelectrónica y la tecnología informática ha aportado una nueva vitalidad a la tecnología de control numérico. La tecnología de control numérico y los equipos de control numérico son pilares importantes de la modernización industrial en varios países.

CNC Las máquinas herramienta son el equipo principal de la industria manufacturera moderna. es un equipo esencial para el mecanizado de precisión. es un símbolo importante que refleja el nivel tecnológico de las máquinas herramienta modernas y el nivel tecnológico de la fabricación de maquinaria moderna. es un material estratégico relacionado con la economía nacional, medios de vida y defensa nacional. Por tanto, todos los países industrializados del mundo han tomado medidas importantes para desarrollar propio CNC tecnología e industrias.

CNC mecanizado

CNC es la abreviatura del inglés computer Numberical Control, que significa "control informático de datos", o simplemente "control numérico procesamiento". en la región del delta del río Pearl, la gente lo llama "computadora gong".

El procesamiento de control numérico es una tecnología de procesamiento avanzada en hoy fabricación de maquinaria, y es un método de procesamiento automatizado de alta eficiencia, alta precisión y alta flexibilidad. es introducir el programa nc de la pieza a procesar en la máquina herramienta, y la máquina herramienta procesa automáticamente la pieza que cumple con personas deseos bajo el control de estos datos para producir productos maravillosos.

CNC La tecnología de mecanizado puede resolver eficazmente los problemas de mecanizado cambiantes, complejos, precisos, de lotes pequeños como los moldes y satisfacer plenamente las necesidades de la producción moderna. El desarrollo vigoroso de la tecnología de procesamiento de control numérico se ha convertido en una forma importante para my país para acelerar el desarrollo económico y mejorar las capacidades de innovación independiente. en la actualidad, el uso de CNC maquinas herramientas en mi el país se está volviendo cada vez más común, y poder dominar CNC La programación de máquinas herramienta es una forma importante de aprovechar al máximo sus funciones.

CNC la máquina herramienta es una mecatrónica típica producto. integra muchas tecnologías avanzadas, como tecnología microelectrónica, tecnología informática, tecnología de medición, tecnología de sensores, tecnología de control automático y tecnología de inteligencia artificial, y está estrechamente integrada con la tecnología de procesamiento mecánico. una generación de tecnología y equipos de fabricación de maquinaria.

La composición de CNC Herramientas de máquina

CNC Las máquinas herramientas son equipos automatizados que integran máquinas herramientas, computadoras, motores y tecnologías de arrastre, control de movimiento y detección. La composición básica de CNC maquinas herramienta incluye medio de control, CNC dispositivo, servo sistema, dispositivo de retroalimentación y cuerpo de la máquina herramienta, como se muestra en la figura

1. medio de control

El medio de control es el medio que almacena la información de posición de todas las herramientas de acción requeridas por el CNC mecanizado relativo a la pieza de trabajo. registra el programa de mecanizado de la pieza. Por tanto, el medio de control se refiere al portador de información que transmite la información de mecanizado de la pieza al CNC dispositivo. hay muchas formas de medios de control, que varían con los tipos de dispositivos de control numérico. comúnmente utilizados son cintas perforadas, tarjetas perforadas, cintas magnéticas y discos. Con se tiende a eliminar el desarrollo de la tecnología de control numérico, las cintas perforadas y las tarjetas perforadas, y el uso de CAD / CAM software para programar en la computadora, y luego comunicarse con el sistema de control numérico a través de la computadora, el método de transmitir directamente el programa y los datos al dispositivo de control numérico se utiliza cada vez más .

2. dispositivo de control numérico

El dispositivo de control numérico es el núcleo de la máquina herramienta de control numérico, y se denomina "sistema central". moderno CNC maquinas herramienta utilizan dispositivo de control numérico por computadora CNC. El dispositivo de control numérico incluye un dispositivo de entrada, una unidad central de procesamiento (CPU) y un dispositivo de salida. El dispositivo de control numérico puede completar el ingreso, almacenamiento, transformación, interpolación de información y realizar varias funciones de control.

3. servo sistema

El servosistema es un componente de accionamiento que recibe instrucciones de el dispositivo de control numérico y acciona el actuador de la máquina herramienta. incluyendo la unidad de transmisión del husillo, la unidad de transmisión de alimentación, el motor de husillo y el motor de alimentación, etc. funcionando, el servo sistema acepta la información de comando del CNC y lo compara con las señales de retroalimentación de posición y velocidad de acuerdo con los requisitos de la información de comando, acciona las partes móviles de la máquina herramienta o ejecuta las acciones de las partes, y procesa las partes que cumplen con los requisitos de los dibujos

4. dispositivo de retroalimentación

El dispositivo de retroalimentación está compuesto por componentes de medición y los circuitos correspondientes. su función es detectar la velocidad y el desplazamiento, y retroalimentar la información para formar un lazo cerrado control. algunos CNC Las máquinas herramienta con requisitos de baja precisión sin dispositivos de retroalimentación se denominan bucle abierto sistemas.

5. cuerpo de la máquina herramienta

El cuerpo principal de la máquina herramienta es la entidad del CNC máquina herramienta, y es la parte mecánica que completa el proceso de corte. incluye la cama, somier, mesa, sillín, eje, etc.

características de CNC proceso de mecanizado

CNC La tecnología de mecanizado también obedece a las leyes de mecanizado y corte, que es aproximadamente la misma que la de las máquinas herramienta comunes. Porque es un procesamiento automático que aplica tecnología de control informático al procesamiento mecánico, tiene las características de alta eficiencia de procesamiento y alta precisión. La tecnología de procesamiento tiene sus propias características únicas, el proceso es más complicado y la disposición de los pasos de trabajo es más detallada y completa.

El CNC El proceso de mecanizado incluye la selección de las herramientas de corte, la determinación de los parámetros de corte y el diseño de las rutas del proceso de corte. CNC La tecnología de mecanizado es la base y el núcleo de CNC programación. sólo con tecnología razonable podemos compilar alta eficiencia y alta calidad CNC programas. Los criterios para medir la calidad de un CNC programa son: el menor tiempo de procesamiento, la menor pérdida de herramienta y la pieza de trabajo con los mejores resultados.

El CNC El proceso de mecanizado es parte de la tecnología de procesamiento general de la pieza de trabajo, incluso un proceso. debe cooperar con otros procesos de anverso y reverso para finalmente cumplir con los requisitos de ensamblaje de la máquina o molde en general, de modo que se puedan procesar piezas calificadas.

El CNC El proceso de mecanizado se divide generalmente en desbaste, desbaste medio y desbaste de esquinas, semiacabado y terminando

CNC programación

la programación de control numérico es todo el proceso desde dibujo de piezas para la obtención del programa de procesamiento de control numérico. su tarea principal es calcular el punto de ubicación del cortador (CL punto para corto) en la pasada de mecanizado. El punto de ubicación de la herramienta se toma generalmente como la intersección del eje de la herramienta y la superficie de la herramienta, y el vector del eje de la herramienta también se da en multi-axis mecanizado.

de acuerdo con los requisitos del patrón de la pieza de trabajo y el proceso de procesamiento, el CNC La máquina herramienta opera el movimiento, velocidad y secuencia de acciones, velocidad del husillo, sentido de rotación del husillo, sujeción del cabezal de la herramienta, aflojamiento del cabezal de la herramienta y enfriamiento de las herramientas usadas y varios componentes para operar. El formulario de código de control numérico prescrito se compila en una lista de programas y la entrada en el ordenador especial de la máquina herramienta. Luego, el sistema de control numérico compila, calcula y procesa lógicamente las instrucciones de entrada, genera varias señales e instrucciones y controla cada parte para procesar varias piezas de trabajo con diferentes formas de acuerdo con el desplazamiento prescrito y las acciones secuenciales. Por tanto, la programación tiene una gran influencia en la eficacia de CNC máquinas herramientas.

El CNC La máquina herramienta debe introducir los códigos de instrucción que representan varias funciones en el CNC dispositivo en forma de programa, que es procesado por el CNC dispositivo, y luego envía señales de pulso para controlar el funcionamiento de las diversas partes móviles del CNC máquina herramienta para completar el proceso de corte de las piezas.

Actualmente existen dos estándares para CNC programas: ISO de la organización internacional para la normalización y EIA de Asociación americana de la industria electrónica. mi país adopta la ISO código.

Con el avance de la tecnología, 3d CNC la programación generalmente rara vez usa programación manual, pero usa CAD / CAM comerciales software.

CAD / CAM es el núcleo del asistido por computadora programación sistema. sus funciones principales incluyen entrada de datos / salida, cálculo y edición de trayectorias de procesamiento, configuración de parámetros de proceso, simulación de procesamiento, post-procesamiento de programas de control numérico y gestión de datos.

en la actualidad, en nuestro país, el software con potentes CNC La función de programación que adoran los usuarios incluye Mastercam, UG, Cimatron, PowerMILL, CAXA, etc. Los principios, métodos de procesamiento de gráficos y métodos de procesamiento de varios softwares son similares, pero cada uno tiene sus propias características.

pasos de CNC mecanizado de piezas

1. analizar el dibujo de la pieza y comprender la situación general de la pieza de trabajo (forma geométrica, material de la pieza de trabajo, requisitos del proceso, etc.)

2. determinar la tecnología de procesamiento de control numérico de la pieza (procesamiento contenido, procesamiento ruta)

3. realizar los cálculos numéricos necesarios (cálculo del punto base y del nodo coordenadas)

4. escribir la lista de programas (diferentes máquinas herramientas serán diferentes, siga el manual)

5. verificación del programa (ingrese el programa en la máquina herramienta y realice una simulación gráfica para verificar que la programación es correcta)

6. procesar la pieza de trabajo (un buen control del proceso puede ahorrar tiempo y mejorar el procesamiento calidad)

7. Aceptación de la pieza y análisis de errores de calidad (inspeccionar la pieza de trabajo y pasarla a la siguiente. Si falla, averigüe la causa del error y el método de corrección a través del análisis de calidad).

La historia de desarrollo de CNC Herramientas de máquina

después de la segunda guerra mundial, la mayor parte de la producción de la industria manufacturera se basó en operaciones manuales. después de que los trabajadores entendieron los dibujos, ellos accionó manualmente las máquinas herramienta y procesó las piezas. La producción de productos de esta manera resultó en un alto costo, baja eficiencia y garantía de calidad.

A fines de la década de 1940, un ingeniero estadounidense, John Parsons, concibió un método de perforar agujeros en una tarjeta de papel duro para indicar la geometría de las piezas a procesar, usar una tarjeta dura para controlar el movimiento de la máquina herramienta era solo una idea. en ese momento.

en 1948, los párrocos mostraron su idea a los EE. UU. Fuerza Aérea. después de verlo, los EE. UU. fuerza aérea expresó gran interés, porque los Estados Unidos. La fuerza aérea buscaba un método de procesamiento avanzado, con la esperanza de resolver el problema del procesamiento de plantillas de apariencia de aeronaves. debido a la forma compleja del prototipo, los requisitos de alta precisión y la dificultad para adaptarse a los equipos generales, la fuerza aérea de los EE. UU. encargó y patrocinó inmediatamente el instituto de tecnología de massachusetts (MIT) para investigar y desarrollar este duro controlado por cartón máquina herramienta. Finalmente, en 1952, Massachusetts, en cooperación con Parsons, el instituto politécnico desarrolló con éxito la primera máquina de demostración. en 1960, la máquina perforadora de control puntual relativamente simple y económica y el control lineal CNC fresadora se ha desarrollado rápidamente, haciendo CNC maquinas herramienta para la industria manufacturera. paulatinamente se están promoviendo varios departamentos.

La historia de CNC el mecanizado ha pasado por más de medio siglo. El sistema de control numérico nc también se ha desarrollado a partir de el primer control de circuito de señal analógica para un sistema de procesamiento integrado extremadamente complejo. El método de programación también se ha desarrollado manualmente en un inteligente y potente CAD / CAM integrado sistema. .

en cuanto a mi se refiere al país, el desarrollo de CNC la tecnología es relativamente lenta, para la mayoría de los talleres en China. El equipo está relativamente atrasado, y el nivel técnico y el concepto del personal están atrasados, lo que se manifiesta por una baja calidad de procesamiento y eficiencia de procesamiento, y a menudo retrasa la fecha de entrega.

1. La primera generación nc se introdujo en 1951 y su unidad de control se compone principalmente de varias válvulas y circuitos analógicos. en 1952, el primer CNC nació la máquina herramienta. se ha desarrollado a partir de una fresadora o un torno a un centro de mecanizado, convirtiéndose en un moderno equipamiento de fabricación clave para la industria.

2. La segunda generación El sistema nc se produjo en 1959 y se compone principalmente de un solo transistor y otros componentes.

3. La tercera generación nc se introdujo en 1965 y la placa de circuito integrado se utilizó por primera vez.

4. de hecho, en 1964, la cuarta generación se desarrolló el sistema nc, es decir, el sistema de control digital por computadora (CNC control sistema) con los que estamos muy familiarizados.

5. en 1975, el sistema nc adoptó un potente microprocesador, que era la quinta generación nc system.

6. La sexta generación nc system adopta el actual sistema integrado de fabricación (MIS) + DNC + sistema de procesamiento flexible (FMS)

La tendencia de desarrollo de CNC Herramientas de máquina

1. alta velocidad

Con el rápido desarrollo de industrias como la automotriz, defensa nacional, aviación, aeroespacial y la aplicación de nuevos materiales como aleaciones de aluminio, los requisitos para el mecanizado de alta velocidad de CNC las máquinas-herramienta son cada vez más altas.

a. husillo velocidad: La máquina herramienta adopta un husillo eléctrico (incorporado motor de husillo), y la velocidad máxima del husillo es de hasta 200,000r / min;

b. alimentación tasa: Cuando la resolución es de 0.01µm, la velocidad máxima de alimentación alcanza 240m / min y se pueden obtener mecanizados de precisión complejos;

c. funcionamiento velocidad: El rápido desarrollo de los microprocesadores ofrece una garantía para el desarrollo de CNC sistemas en la dirección de alta velocidad y alta precisión. El desarrollo de cpus se ha desarrollado para 32 bits y 64 bits CNC sistemas, y la frecuencia se ha aumentado a varios cientos de megahercios y más gigahercios. . debido a la velocidad de cálculo muy mejorada, la velocidad de alimentación de hasta 24 ~ 240 m / min se puede obtener cuando la resolución es 0,1 µm y 0,01 µm;

d. cambio de herramienta velocidad: En la actualidad, el tiempo de cambio de herramienta de los centros de mecanizado avanzados extranjeros ha sido generalmente de alrededor de 1 s, y el máximo ha alcanzado 0,5 s. La empresa alemana chiron diseñó la revista de herramientas en un estilo cesta, con el husillo como eje y las herramientas dispuestas en la circunferencia El tiempo de cambio de herramienta desde herramienta a herramienta es sólo 0.9s.

2. alta precisión

Los requisitos de precisión de CNC Las máquinas-herramienta ahora no se limitan a la precisión geométrica estática. La precisión del movimiento, la deformación térmica y la monitorización y compensación de vibraciones de las máquinas herramienta reciben cada vez más atención.

a. mejorar la precisión de control de CNC sistema: adoptar tecnología de interpolación de alta velocidad, realizar alimentación continua con pequeños segmentos de programa, hacer CNC unidad de control refinada, y adopta un dispositivo de detección de posición de alta resolución para mejorar la precisión de detección de posición, y el sistema de servo de posición adopta feedforward métodos de control y control no lineal;

b. adoptar tecnología de compensación de errores: adoptar tecnología de compensación de holgura, compensación de error de paso de tornillo y compensación de error de herramienta para compensar de manera integral el error de deformación térmica y el error de espacio del equipo.

c. utilizar un decodificador de rejilla para comprobar y mejorar la precisión de la trayectoria de movimiento del mecanizado centro: predecir la precisión de mecanizado de la máquina herramienta mediante simulación para garantizar la precisión de posicionamiento y la precisión de posicionamiento repetitivo de la máquina herramienta, de modo que su rendimiento sea estable durante mucho tiempo, y pueda completar múltiples operaciones en diferentes condiciones de funcionamiento. tipo de tareas de procesamiento y garantizar la calidad de procesamiento de las piezas.

3. compuesto funcional

El significado de la máquina herramienta compuesta es realizar o completar el procesamiento de múltiples elementos de del bruto al producto terminado en una máquina herramienta. según sus características estructurales, se puede dividir en dos tipos: tipo de compuesto de proceso y tipo de compuesto de proceso. El centro de mecanizado puede completar varios procesos como torneado, fresado, taladrado, tallado de engranajes, rectificado y tratamiento térmico con láser, y puede completar todo el procesamiento de piezas complejas. Con la mejora continua de los requisitos de mecanizado modernos, un gran número de multiejes enlace CNC Las máquinas-herramienta son cada vez más bien recibidas por las principales empresas.

4. control inteligente

Con el desarrollo de tecnología de inteligencia artificial, con el fin de satisfacer las necesidades de desarrollo de flexibilidad de fabricación y automatización de la fabricación, el grado de inteligencia de CNC la máquina-herramienta mejora constantemente. se materializa en los siguientes aspectos:

a. tecnología de control adaptativo para el procesamiento;

b. optimización inteligente y selección de parámetros de procesamiento;

c. avería inteligente autodiagnóstico y autorreparación tecnología;

d. tecnología inteligente de reproducción y simulación de fallas;

e. servoaccionamiento inteligente de CA dispositivo;

f. inteligente 4M control numérico Sistema: en el proceso de fabricación, los cuatro aspectos de medición, modelado, procesamiento y operación de la máquina (es decir 4M) están integrados en un sistema.

5. sistema abierto

a. abierto al futuro tecnología: Dado que las interfaces de software y hardware siguen el protocolo estándar reconocido, la nueva generación de software y hardware general puede ser adoptada, absorbida y compatible.

b. abierto a usuarios requisitos especiales: actualizar productos, ampliar funciones y proporcionar diversas combinaciones de productos de hardware y software para cumplir con requisitos de aplicaciones especiales;

c. establecimiento de CNC normas


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