CNC машинийн технологийн ард төхөөрөмжийг ойлгох

Юу вэ? Компьютерийн тоон удирдлага (CNC) ?

CNC гэдэг нь Компьютерийн Тоон Хяналт гэсэн утгатай бөгөөд анхдагч материалуудыг эцсийн бүтээгдэхүүн болгон хэлбэржүүлэхэд зориулан программ хангамж нь оврын хэрэгслүүдэд яг юу хийх ёстойг зааж өгдөг үйлдвэрлэлийн арга юм. Гар ажиллагаатай машин механизмд тогтмол хүний ​​зорилгоор хяналт тавих шаардлагатай байдаг бол CNC машинууд өөрөө ажилладаг. Тэд компьютер дээр үүсгэсэн CAD загваруудыг авч, CAM програм хангамжаар дамжуулан эдгээр нарийн гурван хэмжээст хэлбэрүүдийг машины ойлгож чадах тоо болон координатууд болгон хөрвүүлдэг. Үр дүн нь? Ойролцоогоор плюс минус 0.005 миллиметр нарийн тавилтай салхи. Ийм нарийн тавил нь жижиг алдаа ч том асуудалд хүргэж болох онгоцны деталиуд эсвэл анагаахын багаж хэрэгсэл зэрэг салбарт маш чухал ач холбогдолтой.

CNC машиний үйлдэлд автоматжуулалтын үүрэг

Орчин үеийн CNC системүүд автоматжуулалтын гурван түвшинийг ашигладаг:

• Серво мотор эргэх энкодер ашиглан секундэд 1000 удаа хэрэгслийн байршлыг тохируулна
• Автоматаар хэрэгсэл солих систем таван секундын дотор 30-аас дээш оврын хэрэгслүүдийг солино
• Процессын доторх сенсорууд 2 микрон хүртэлх хазайлтыг илрүүлж, өөрийгөө засварлах үйлдлийг эхлүүлнэ

Энэ хаалттой систем нь хэвийн фрезерлэлттэй харьцуулахад хүний оролцоог 90%-иар бууруулдаг бөгөөд тасралтгүй 24/7 үйлдвэрлэлийг дэмждэг.

CNC машинууд G-кодыг хэрхэн тайлбарладаг вэ, командуудыг хэрхэн гүйцэтгэдэг вэ

CNC машинууд дараах G-кодын зааврыг дагаж ажилладаг G01 X50 Y30 F200(шугаман хооллох хөдөлгөөн) эсвэл M03 S8000(спиндель идэвхжүүлэх). Хяналтын төхөөрөмж эдгээр командуудыг цахилгаан импульсууд болгон хувиргадаг:

1. Бөмбөгт эргэцгээр хөдөлгүүр ашиглан хэрэгслүүдийг 0.002 мм нарийвчлалтайгаар байрлуулна
2. 5 тэнхлэгийн хөдөлгөөнийг минутанд 40 м хүртэлх хооллох хурдтайгаар зохицуулна
3. Хатуу металл таслах үед спинделийн эргүүлэх моментийг зорилтот утгын 1%-н дотор хадгална

Дэвшилтэт машинууд одоо APT (Автоматаар програмчлагдсан хэрэгсэл) хэлийг боловсронгуй замыг бодит цагт тохируулах зорилгоор шинжилж, нарийн олон талт геометр дүрсүүдийн хувьд машинд гарах алдааг 72%-иар бууруулдаг.

CNC машиний нарийвчлал болон үйлдэгч чадварыг хангаж буй гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Үндсэн бүтцийн элементүүд: Хүрээ, шпиндель, хөдөлгөөний тэнхлэгүүд

CNC машинуудын нарийвчлал нь ихэвчлэн тэдгээрийг хэр хатуу барьж байгаас шалтгаалдаг. Шингэний ээс болон гангаар хийсэн хүрээ нь дээд хурдаар ажиллах үед хэлбэлзлийг бууруулахад тусалдаг бөгөөд энэ нь чанартай ажлыг хадгалахад маш чухал юм. X, Y, Z тэнхлэгүүдийн дагуу хөдөлгөөний системийг миллиметрээс бага хэмжээтэй нарийвчлалтайгаар сайтар боловсруулах шаардлагатай бөгөөд иймээс л деталь бүр байнга ижил нарийвчлалтай гардаг. Шпинделүүд нь таслагч багажийг маш их хурдтай эргүүлдэг, зарим тохиолдолд минутанд 20 мянгаас дээш эргэлт хүртэл, гэхдээ хатуу материалд орох үед ч байнга тогтвортой байх шаардлагатай. Зохистой дулааны удирдлага байхгүй тохиолдолд дулаан цугладаг тул металл бүрэлдэхүүн хэсгүүд жижиг зэргээр томордог бөгөөд иймд нарийвчлалын алдаа үүсдэг. Хэрэв ийм явцыг хянахгүй үлдээхэд цаг тутамд ойролцоогоор 15 микрон хэмжээтэй нарийвчлалын хазайлт үүсдэг. Ийм төрлийн хазайлт нь үйлдвэрлэлд тогтвортой байдлыг шаарддаг орчинд хурдан хурдан нэмэгддэг.

Хяналтын систем, Серво хөдөлгүүр, Мэдээллийн технологийн хөтлөх

Орчин үеийн CNC машинууд нь командыг нарийн гүйцэтгэхийн тулд хаалттай цикл хяналтын системийг ашигладаг. Эдгээр системүүд нь машины ажиллаж байх үед тэнхлэгийн жижиг хазайлтыг (зарим тохиолдолд зөвхөн нэг микрон хүртэл) илрүүлж, засварлах боломжтой оптик энкодер бүхий серво хөдөлгүүрүүдийг ашигладаг. Шугаман хөдөлгүүрийн технологи нь механик буцах алдааг бүрмөсөн арилгаж, машин 2G-ээс дээш хурдатгалд хүртэл ч байрлалын нарийвчлалыг алдалгүйгээр хөдлөх боломжийг олгодог. Бүх эд ангиуд нь гол CNC хяналтын төхөөрөмжтэй сайн харилцах ёстой. Энэ үйл явцын тархи нь секунд тутамд мянга мянган G-code командыг боловсруулж, олон тэнхлэгт хөдөлгөөний нарийн үйл ажиллагаануудыг боловсон болгоно.

Багаж, Бэхэлгээ, Точности хангахын тулд процесс доторх мэдрэгч

Нарийн нарийвчлалыг хангах зөвхөн дээд зэргийн машин тоног төхөөрөмжтэй байхаас шалтгаалахгүй. Зөв хэрэгсэл болон деталиудыг бэхлэх арга ч мөн л чухал. Хэрэв үйлдвэрүүд гидравлик эсвэл агшаах барих төхөөрөмжүүдийг ашиглавал 3 микрон доорх нарийвчлалд хүрч, хайчлах хэрэгслүүдийг зөв тэнхлэгийн дагуу барьж чадна. Деталийг бэхлэхэд вакуум цангууд болон тэг цэгийн паллетийн систем шиг модуль хэрэгслүүд нь деталийн дагуу тэгш түвшинд даралт тарааж, машинд боловсруулах үед юу ч муруйшихгүй байдаг. Проб болон лазер бүхий процессийн доторх шалгалтын систем суулгасан зарим үйлдвэрүүд сонирхолтой зүйл ажигласан. Эдгээр автоматжуулсан шалгалтууд үйл явц дууссанаас хойш биш, харин үйл ажиллагаа явж байх үедээ алдаануудыг илрүүлдэг. Зарим үйлдвэрлэгчид хуучин аргын гарын авлага шалгалтаас ухаалаг хяналтын систем рүү шилжихэд хаягдах материал нь ойролцоогоор 60 хувиар буурдаг гэж тайлагнаж байна. Бодитоор бол илүү эрт үедээ асуудлыг илрүүлэх нь материалыг болон цагийг бага хэмжээтэй үр дутуу зарцуулахыг хангана.

CNC машинуудын төрлүүд болон тэдгээрийн үйлдвэрлэл дэх хэрэглээ

CNC токарийн машин ба фрезерийн машин: Үйл ажиллагаа ба ашиглах хэрэгжилт

Нарийн нийлүүлэлт хийдэг үйлдвэрүүдэд CNC токарь ба фрезерийн машинууд өөр өөр чиглэлээр ажилладаг. Токарийн машинд эд анги эргэх бөгөөд хайчлах хэрэгсэл нь тогтож байдаг бөгөөд машин механизм, металлын бушинг, гидросистемийн деталь шиг бөмбөлөг хэлбэртэй зүйлсийг үйлдвэрлэхэд маш сайн тохиромжтой. Харин фрезерийн машинд хайчлах хэрэгслээ эргүүлж, материалыг нь тогтоож байдаг тул энгийн шат, нарийн цахилгаан хөдөлгүүр, астрономийн салбарт шаардагдах онцгой боолтууд зэрэг нарийн деталиудыг үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Өнгөрсөн жилийн үйлдвэрлэлийн тайлангийн мэдээллээр үзэхэд томоохон машинийн загварын ажлын талаар 62 хувийг фрезерийн машин дээр хийдэг байна. Учир нь эдгээр машинууд олон чиглэлд хөдөлж чаддаг. Харин ясны имплант үйлдвэрлэхэд ихэнх үйлдвэрлэгчид өөрсдийн хэрэгцээний 78 хувийг токарийн машинд итгэж ажилладаг.

Лазерийн төхөөрөмж, маршрутизаторууд болон цахилгаан искэрийн машин (EDM)

Тусгайлан зохион байгуулсан CNC технологи нь уламжлалт хайчлалтын арга замаас давж, онцгой үйлдвэрлэлийн сорилтуудыг шийдвэрлэх боломжийг олгодог. Жишээ нь лазерын хайчлагч нь металл ба пластик деталууд дээр микрон түвшний нарийвчлалтай ажиллах чадвартай бөгөөд ийм нарийн авиагийн самбар, машинд суурилсан цахилгаан багаж хэрэгсэл зэрэг нарийн бүтээгдэхүүнүүдийг үйлдвэрлэхэд маш чухал юм. Мөн нэг жишээ бол модны роутер юм. Эдгээр машинууд нь ихэвчлэн зөөлөн материалуудтай сайн ажилладаг бөгөөд архитектурын компаниудад зориулж гар signage-с эхлээд масштабын загвар хүртэлх олон төрлийн нарийн модон бүтээгдэхүүнүүдийг үйлдвэрлэдэг. Цаашлаад EDM (Цахилгаан цэвэрлэх машинлагч) технологи байдаг буюу энэ нь жижиг цахилгаан савалгааг ашиглан маш хатуу металлыг удаан явцад идэх арга юм. Турбины шахалт, нарийн цацрагийн матриц зэрэг зүйлсийг үйлдвэрлэхэд энэхүү технологи туйлын чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Зарим нисэх онгоцны компаниуд утасны EDM технологид шилжсэнээр матрицуудыг үйлдвэрлэх хугацаа хуучин арга замаас ойролцоогоор 40% буурсан гэсэн тоо баримт ч бий.

Олон тэнхлэгийн CNC систем: 3 тэнхлэгийн машинчлалыг давах

Таван тэнхлэгийн CNC машинууд нь багаж болон эд ангиудыг зэрэг налуулах чадвартай тул хэсгүүдийг дахин гар аргаар байрлуулах асуудлыг арилгадаг. Энэ нь импеллерийн хөвч эсвэл нарийн протезийн шилбүүд шиг нарийн дүрс боловсруулах үед ихээхэн ялгааг үзүүлдэг. Өнгөрсөн жил гаргасан судалгаагаар таван тэнхлэгийн систем нь онгоцны далавчны хүрээг үйлдвэрлэхэд анхныхаа 97 хувийн нарийвчлалд хүрч, харин стандарт гурван тэнхлэгийн машинууд зөвхөн ойролцоогоор 82 хувь л хүрдэг. Одоогоор Швейцари загварын долоон тэнхлэгт токарюүдийн хувьд илүү дэвшилтэт зүйлс явагдаж байна. Эдгээр машинууд нь жижиг хэмжээний детальд маш их үр дүнтэй ажилладаг бөгөөд зарим тохиолдолд эмнэлгийн катетерийн боловсруулалтын цагийг бараг хагас цагаар багасгадаг.

Агаарын онгоц, автомашин, эмнэлгийн хэрэгсэл үйлдвэрлэлд хэрэглэх

• Агаарын тээвэр : Долоон тэнхлэгийн CNC фрезерийн машинууд нисэх онгоцны хөдөлгүүрийн нөхцөлд тэсвэртэй чадвар бүхий никель хайлшуудаас түлшний саванг үйлдвэрлэдэг.
• Автомашины салбар : Роботжуулсан CNC эсэд EV-ийн баттерейн багцыг 0.02 мм нарийн тэгш хэмжээтэйгээр үйлдвэрлэдэг.
• Эмчилгээ : Холимог CNC-EDM системүүд ясны нэгдэлтийг зориулан зохион байгуулсан нүхтэй гадаргуутай титан ясны имплант үйлдвэрлэдэг.

2021 оноос хойш эдгээр салбарт CNC-ийн ашиглалтыг 31%-иар нэмэгдүүлсэн бөгөөд хагалгааны багажны үйлдвэрлэлд хяналт тавих боломжийг хангасан ISO 13485-д нийцсэн ажлын урсгалыг дэмжсэн.

CAD/САМ интеграци ба CNC програмчлалын ажлын урсгал

Ойлголтоос код хүртэл: CAD-ийн CNC машинд оролцож буй үүрэг

Онц үеийн CNC үйлдвэрлэл нь загварын ойлголтуудыг бодит машиний ажил болгон хувиргахын тулд CAD ба CAM системүүдийг гладко ажиллуулахад ихэвчлэн хамаардаг. Инженерүүд нарийн гурван хэмжээст загваруудыг CAD программаар бий болгох, бүх хэмжээсийг зөв тохируулах, зөвшөөрөгдөх дутагдалтой байдлыг тогтоох, ашиглагдах материалуудыг сонгох замаар энэхүү үйл явцыг эхлүүлдэг. Дараа нь CAM програм хангамж нь тэдгээр дижитал баримт бичигтэй ажиллаж, тэдгээрийг G-code команд болгон хувиргадаг. Энэ нь хоосон зай, шугам, муруй гадаргуу зэрэг загварын янз бүрийн хэсгүүдийг судалж, машин яаж огтлох ёстойг тодорхойлдог. Параметрик загварчлалын арга техникийг ашигласнаар загварчид анхны CAD зураглалдаа өөрчлөлт оруулах болон CAM системийн хэрэгслийн замыг автоматаар шинэчлэхийг харж болно. Зарим үйлдвэрүүд хуучин аргаас шилжснээс хойш програмчлолын алдааны түвшин ойролцоогоор 30% буурсан гэж тайлагнадаг. Ихэнх үйлдвэрлэгчдийн хувьд энэ бүх ажлын урсгал нь том партийн деталь боловсруулах үед чанарыг тогтмол хадгалахын тулд огтолтын хурд болон дахин дүүргэлтийг илүү сайн удирдах боломжийг олгодог.

Ирээдүйн хандлага: Ухаалаг CNC машин, 4.0 дугаар Үйлдвэрлэлийн хувьсгалын нэгтгэл

Бодит цагт хяналт тавих зориулалттай Интернет-холбогдох CNC машин

Орчин үеийн CNC машинууд нь температурын өөрчлөлт, машиний вибрац, ажиллаж байх үед хэр их хэтрэлтэй байгаа зэрэг мэдээллийг цуглуулдаг IoT сенсоруудтай ирдэг. Эдгээр машинууд холбогдсон байдаг тул үйлдвэрлэгчид ажиллаж байх явцад юу болохыг бодит цагт нь хянах боломжтой болдог. Энэ нь томоохон асуудал болохоос өмнө асуудлыг илрүүлэх, үр ашгийг удаан хугацаанд багасгадаг жижигхэн үр дүнтэй бус зүйлсийг илрүүлэхэд тусалдаг. Жишээ нь спиндельний торк-ийг авч үзье. IoT системүүд торкийн түвшинд ямар нэгэн зүйл муудаж байна гэдгийг илрүүлэх үед хүний оролцоогүйгээр автоматаар засвар хийх чадвартай. Зарим үйлдвэрүүд эдгээр ухаалаг хяналтын шийдлийг нэвтрүүлснээс хойш гарах хаягдалын хэмжээг 20-25 хувь хүртэл бууруулсан гэж тайлагнадаг бөгөөд томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлд жижиг сайжруулалтууд ч хугацаа өнгөрөх тутам ач холбогдолтой зардал хэмнэлтэд хүргэдэг тул энэ нь маш их ялгааг бий болгодог.

Урьдчилан халамж, оновчлолтын тулд ХИ болон Машин судлал

Хиймэл оюун ухаан нь CNC машинуудаас өнгөрсөн бичлэг болон бодит цагийн мэдээллийг харж, деталь бүрэн гэмтэхээс хамаагүй өмнө түүний гэмтэл гарах магадлалыг илрүүлдэг. Өнгөрсөн жил гаргасан судалгаагаар, эдгээр оюунлаг засвар үйлчилгээний системийг нэвтрүүлсэн үйлдвэрүүд нь автомашины үйлдвэрлэлд тулгардаг хүртэл тохиолдох зогсолтуудыг ойролцоогоор 37% бууруулсан байна. Гэхдээ ижил технологи зөвхөн асуудлыг урьдчилан таамаглах зүйл биш юм. Энэ нь үйл ажиллагааны явцад машины ажиллах горимд идэвхтэй засвар хийдэг. Хурдны тохируулга, хооллох хурд, хэрэгслээр материалд хийх огтлолтын гүн зэрэг нь агшин зуур өөрчлөгддөг. Эдгээр жижиг засварууд нь хэрэгслүүдийн амьдралыг бараг 18% уртасгаж, үйлдвэрлэлийн циклийг ойролцоогоор 12% багасгадаг бөгөөд бүтээгдэхүүний чанарын стандартад нөлөөлөхгүй.

Автоном үйлдвэрийн болон Клауд суурилсан CNC удирдлагын зам

Энэ үед, хиймэл оюун ухааны платформууд нь дэлхийн худалдааны талбайд холбогдсон CNC машинуудаас бүх төрлийн мэдээллийг цуглуулж байна. Энэ тохиргоо нь компаниудад төв газраас бүтээгдэхүүний чанарыг хянах, шаардлагатай үед үйлдвэрлэлийн явцыг алсаас засварлах боломжийг олгодог. Үйлдвэрүүд илүү ихээр автоматжуулах тутамд тэд нь газарт хурдан шийдвэр гаргадаг ирмэгийн боловсруулалтын технологийг том масштабын шинжилгээг хангах cloud-ийн үйлчилгээтэй нэгтгэж байна. Энэ системийг ашиглаж эхэлсэн зарим үйлдвэрт захидал боловсруулах хугацаа ойролцоогоор 29 хувиар, энерги хэрэглээ ойролцоогоор 15 хувиар буурсан байна. Эдгээр сайжруулалтууд нь жинхэнэ үйлдвэрлэлийн явцад хүмүүсийн оролцоог шаарддаггүй бүрэн автоматжуулсан машин ажиллагааны үед суурь болож байна.

Түгээмэл асуулт

CNC гэж юу вэ?

CNC гэдэг нь Компьютерийн Тоон Хяналт гэсэн утгатай бөгөөд програм хангамж нь анхдагч материалыг эцсийн бүтээгдэхүүнд нарийн нарийвчлалтайгаар хувиргах хэрэгслийг удирддаг үйлдвэрлэлийн арга юм.

CNC машинууд яаж нарийн нарийвчлалд хүрдэг вэ?

Нарийн нарийвчлалыг хатуу бүтэцтэй хүрээнүүд, өндөр хурдны шпинделүүд, маш их анхааралтайгаар газардуулсан хөдөлгөөний систем, мөн нарийвчлалыг хангах зорилгоор процессийн явцад дээж авах болон шалгалт хийх сенсоруудыг ашиглах замаар олж авдаг.

CNC машинуудын хэрэглээ нь юу вэ?

CNC машинуудыг авиацийн салбарт түлшний савны савхийг үйлдвэрлэхэд, автомашин үйлдвэрлэлтэд EV-ийн батерейн багцыг үйлдвэрлэхэд, эмнэлгийн хэрэгсэл үйлдвэрлэхэд нугасны имплант үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

IoT CNC үйлдлүүдэд ямар ашиг оруулах вэ?

IoT-тэй CNC машинууд боломжийг бодит цагт хянах боломжийг олгоно. Энэ нь асуудлыг цаг алдалгүй илрүүлэхэд тусалж, хаягдалын түвшинг хамгийн ихээр бууруулдаг бөгөөд үр дүнд нь зардлыг хэмнэх, бүтээмжийг сайжруулахад хүргэдэг.

CNC технологийн ирээдүйн чиг хандлага юу вэ?

Ирээдүйн чиг хандлага нь үйл ажиллагааг оновчтой болгох, засварын шаардлагыг урьдчилан таамаглах, мөн cloud суурилсан CNC удирдлагыг ашиглан автомжуулсан үйлдвэрийг бий болгохын тулд хиймэл оюун ухаан, машин судалгаа, IoT-г нэгтгэхэд оршино.