CNC alatni strojevi: Osnovna snaga moderne strojne obrade
I. Uvod
U području strojarske proizvodnje danas, CNC alatni strojevi nesumnjivo zauzimaju izuzetno važno mjesto. Njihova pojava potpuno je promijenila tradicionalni način mehaničke obrade, donoseći proizvodnoj industriji neviđenu visoku preciznost, visoku učinkovitost i visoku fleksibilnost. S kontinuiranim napretkom znanosti i tehnologije, CNC alatni strojevi se kontinuirano razvijaju i evoluiraju, postajući nezamjenjiva ključna oprema u modernoj industrijskoj proizvodnji, duboko utječući na obrasce razvoja brojnih industrija poput zrakoplovne, automobilske, brodogradnje i obrade kalupa.
U području strojarske proizvodnje danas, CNC alatni strojevi nesumnjivo zauzimaju izuzetno važno mjesto. Njihova pojava potpuno je promijenila tradicionalni način mehaničke obrade, donoseći proizvodnoj industriji neviđenu visoku preciznost, visoku učinkovitost i visoku fleksibilnost. S kontinuiranim napretkom znanosti i tehnologije, CNC alatni strojevi se kontinuirano razvijaju i evoluiraju, postajući nezamjenjiva ključna oprema u modernoj industrijskoj proizvodnji, duboko utječući na obrasce razvoja brojnih industrija poput zrakoplovne, automobilske, brodogradnje i obrade kalupa.
II. Definicija i komponente CNC alatnih strojeva
CNC alatni strojevi su alatni strojevi koji postižu automatiziranu obradu putem tehnologije digitalnog upravljanja. Uglavnom se sastoje od sljedećih dijelova:
Tijelo alatnog stroja: Uključuje mehaničke komponente kao što su krevet, stup, vreteno i radni stol. To je osnovna struktura alatnog stroja koja pruža stabilnu mehaničku platformu za obradu. Strukturni dizajn i preciznost proizvodnje izravno utječu na ukupne performanse alatnog stroja. Na primjer, visokoprecizno vreteno može osigurati stabilnost alata za rezanje tijekom rotacije velikom brzinom, smanjujući pogreške u obradi.
CNC sustav: Ovo je glavni upravljački dio CNC alatnih strojeva, ekvivalentan "mozgu" alatnog stroja. Može primati i obrađivati programske upute, precizno kontrolirajući putanju gibanja, brzinu, brzinu pomaka itd. alatnog stroja. Napredni CNC sustavi posjeduju snažne računalne mogućnosti i bogate funkcije, kao što su simultano upravljanje više osi, kompenzacija radijusa alata i automatska kontrola izmjene alata. Na primjer, u simultanom obradnom centru s pet osi, CNC sustav može precizno kontrolirati gibanje pet koordinatnih osi istovremeno kako bi se postigla obrada složenih zakrivljenih površina.
Pogonski sustav: Uključuje motore i upravljačke programe, odgovorne za pretvaranje instrukcija CNC sustava u stvarno gibanje svake koordinatne osi alatnog stroja. Uobičajeni pogonski motori uključuju koračne motore i servo motore. Servo motori imaju veću preciznost i brzinu odziva, sposobni zadovoljiti zahtjeve visokoprecizne obrade. Na primjer, tijekom obrade velikom brzinom, servo motori mogu brzo i točno prilagoditi položaj i brzinu radnog stola.
Uređaji za detekciju: Koriste se za detekciju parametara kao što su položaj kretanja i brzina alatnog stroja te vraćaju rezultate detekcije CNC sustavu kako bi se postigla kontrola u zatvorenoj petlji i poboljšala preciznost obrade. Na primjer, rešetkasta vaga može točno izmjeriti pomak radnog stola, a enkoder može detektirati brzinu vrtnje i položaj vretena.
Pomoćni uređaji: Kao što su sustavi hlađenja, sustavi podmazivanja, sustavi za uklanjanje strugotine, uređaji za automatsku izmjenu alata itd. Sustav hlađenja može učinkovito smanjiti temperaturu tijekom procesa obrade, produžujući vijek trajanja alata za rezanje; sustav podmazivanja osigurava dobro podmazivanje svakog pokretnog dijela alatnog stroja, smanjujući habanje; sustav za uklanjanje strugotine brzo čisti strugotine nastale tijekom obrade, osiguravajući čisto okruženje obrade i normalan rad alatnog stroja; uređaj za automatsku izmjenu alata poboljšava učinkovitost obrade, zadovoljavajući zahtjeve višeprocesne obrade složenih dijelova.
CNC alatni strojevi su alatni strojevi koji postižu automatiziranu obradu putem tehnologije digitalnog upravljanja. Uglavnom se sastoje od sljedećih dijelova:
Tijelo alatnog stroja: Uključuje mehaničke komponente kao što su krevet, stup, vreteno i radni stol. To je osnovna struktura alatnog stroja koja pruža stabilnu mehaničku platformu za obradu. Strukturni dizajn i preciznost proizvodnje izravno utječu na ukupne performanse alatnog stroja. Na primjer, visokoprecizno vreteno može osigurati stabilnost alata za rezanje tijekom rotacije velikom brzinom, smanjujući pogreške u obradi.
CNC sustav: Ovo je glavni upravljački dio CNC alatnih strojeva, ekvivalentan "mozgu" alatnog stroja. Može primati i obrađivati programske upute, precizno kontrolirajući putanju gibanja, brzinu, brzinu pomaka itd. alatnog stroja. Napredni CNC sustavi posjeduju snažne računalne mogućnosti i bogate funkcije, kao što su simultano upravljanje više osi, kompenzacija radijusa alata i automatska kontrola izmjene alata. Na primjer, u simultanom obradnom centru s pet osi, CNC sustav može precizno kontrolirati gibanje pet koordinatnih osi istovremeno kako bi se postigla obrada složenih zakrivljenih površina.
Pogonski sustav: Uključuje motore i upravljačke programe, odgovorne za pretvaranje instrukcija CNC sustava u stvarno gibanje svake koordinatne osi alatnog stroja. Uobičajeni pogonski motori uključuju koračne motore i servo motore. Servo motori imaju veću preciznost i brzinu odziva, sposobni zadovoljiti zahtjeve visokoprecizne obrade. Na primjer, tijekom obrade velikom brzinom, servo motori mogu brzo i točno prilagoditi položaj i brzinu radnog stola.
Uređaji za detekciju: Koriste se za detekciju parametara kao što su položaj kretanja i brzina alatnog stroja te vraćaju rezultate detekcije CNC sustavu kako bi se postigla kontrola u zatvorenoj petlji i poboljšala preciznost obrade. Na primjer, rešetkasta vaga može točno izmjeriti pomak radnog stola, a enkoder može detektirati brzinu vrtnje i položaj vretena.
Pomoćni uređaji: Kao što su sustavi hlađenja, sustavi podmazivanja, sustavi za uklanjanje strugotine, uređaji za automatsku izmjenu alata itd. Sustav hlađenja može učinkovito smanjiti temperaturu tijekom procesa obrade, produžujući vijek trajanja alata za rezanje; sustav podmazivanja osigurava dobro podmazivanje svakog pokretnog dijela alatnog stroja, smanjujući habanje; sustav za uklanjanje strugotine brzo čisti strugotine nastale tijekom obrade, osiguravajući čisto okruženje obrade i normalan rad alatnog stroja; uređaj za automatsku izmjenu alata poboljšava učinkovitost obrade, zadovoljavajući zahtjeve višeprocesne obrade složenih dijelova.
III. Princip rada CNC alatnih strojeva
Princip rada CNC alatnih strojeva temelji se na tehnologiji digitalnog upravljanja. Prvo, prema zahtjevima obrade dijela, koristite profesionalni softver za programiranje ili ručno napišite CNC programe. Program sadrži informacije kao što su tehnološki parametri, putanja alata i upute za kretanje obrade dijela, predstavljene u obliku kodova. Zatim, unesite napisani CNC program u CNC uređaj putem nosača informacija (kao što je USB disk, mrežna veza itd.). CNC uređaj dekodira i izvodi aritmetičku obradu programa, pretvarajući upute koda u programu u signale upravljanja kretanjem za svaku koordinatnu os alatnog stroja i druge pomoćne upravljačke signale. Pogonski sustav pokreće motore da rade prema tim upravljačkim signalima, pokrećući koordinatne osi alatnog stroja da se kreću duž unaprijed određene putanje i brzine, istovremeno kontrolirajući brzinu vrtnje vretena, pomak alata za rezanje i druge radnje. Tijekom procesa obrade, uređaji za detekciju prate stanje gibanja i parametre obrade alatnog stroja u stvarnom vremenu i prenose povratne informacije CNC uređaju. CNC uređaj vrši prilagodbe i korekcije u stvarnom vremenu prema povratnim informacijama kako bi se osigurala preciznost i kvaliteta obrade. Konačno, alatni stroj automatski dovršava obradu dijela prema zahtjevima programa, dobivajući gotov dio koji zadovoljava zahtjeve konstrukcijskog crteža.
Princip rada CNC alatnih strojeva temelji se na tehnologiji digitalnog upravljanja. Prvo, prema zahtjevima obrade dijela, koristite profesionalni softver za programiranje ili ručno napišite CNC programe. Program sadrži informacije kao što su tehnološki parametri, putanja alata i upute za kretanje obrade dijela, predstavljene u obliku kodova. Zatim, unesite napisani CNC program u CNC uređaj putem nosača informacija (kao što je USB disk, mrežna veza itd.). CNC uređaj dekodira i izvodi aritmetičku obradu programa, pretvarajući upute koda u programu u signale upravljanja kretanjem za svaku koordinatnu os alatnog stroja i druge pomoćne upravljačke signale. Pogonski sustav pokreće motore da rade prema tim upravljačkim signalima, pokrećući koordinatne osi alatnog stroja da se kreću duž unaprijed određene putanje i brzine, istovremeno kontrolirajući brzinu vrtnje vretena, pomak alata za rezanje i druge radnje. Tijekom procesa obrade, uređaji za detekciju prate stanje gibanja i parametre obrade alatnog stroja u stvarnom vremenu i prenose povratne informacije CNC uređaju. CNC uređaj vrši prilagodbe i korekcije u stvarnom vremenu prema povratnim informacijama kako bi se osigurala preciznost i kvaliteta obrade. Konačno, alatni stroj automatski dovršava obradu dijela prema zahtjevima programa, dobivajući gotov dio koji zadovoljava zahtjeve konstrukcijskog crteža.
IV. Karakteristike i prednosti CNC alatnih strojeva
Visoka preciznost: CNC alatni strojevi mogu postići preciznost obrade na mikronskoj ili čak nanometarskoj razini putem precizne kontrole CNC sustava i visokopreciznih uređaja za detekciju i povratnu informaciju. Na primjer, pri obradi lopatica zrakoplovnih motora, CNC alatni strojevi mogu precizno obrađivati složene zakrivljene površine lopatica, osiguravajući preciznost oblika i kvalitetu površine lopatica, čime se poboljšavaju performanse i pouzdanost motora.
Visoka učinkovitost: CNC alatni strojevi imaju relativno visok stupanj automatizacije i mogućnosti brzog odziva, omogućujući operacije poput rezanja velikom brzinom, brzog posmaka i automatske izmjene alata, značajno skraćujući vrijeme obrade dijelova. U usporedbi s tradicionalnim alatnim strojevima, učinkovitost obrade može se povećati nekoliko puta ili čak desetaka puta. Na primjer, u masovnoj proizvodnji automobilskih dijelova, CNC alatni strojevi mogu brzo dovršiti obradu raznih složenih dijelova, poboljšavajući učinkovitost proizvodnje i zadovoljavajući zahtjeve velike proizvodnje u automobilskoj industriji.
Visoka fleksibilnost: CNC alatni strojevi mogu se lako prilagoditi zahtjevima obrade različitih dijelova modificiranjem CNC programa, bez potrebe za složenim podešavanjem alatnih nosača i modifikacijama mehaničke strukture alatnog stroja. To omogućuje poduzećima da brzo reagiraju na promjene na tržištu i ostvare viševarijantnu, maloserijsku proizvodnju. Na primjer, u poduzećima za proizvodnju kalupa, CNC alatni strojevi mogu brzo prilagoditi parametre obrade i putanje alata prema zahtjevima dizajna različitih kalupa, obrađujući različite oblike i veličine dijelova kalupa.
Dobra konzistentnost obrade: Budući da CNC alatni strojevi obrađuju prema unaprijed postavljenom programu, a različiti parametri u procesu obrade ostaju stabilni, mogu osigurati da je kvaliteta obrade iste serije dijelova vrlo konzistentna. To je od velikog značaja za poboljšanje preciznosti montaže i ukupnih performansi proizvoda. Na primjer, kod obrade preciznih dijelova elektroničkih proizvoda, CNC alatni strojevi mogu osigurati da su dimenzijska preciznost i kvaliteta površine svakog dijela iste, poboljšavajući brzinu prolaza i pouzdanost proizvoda.
Smanjenje intenziteta rada: Automatizirani proces obrade CNC alatnih strojeva smanjuje ljudsku intervenciju. Operateri trebaju samo unositi programe, pratiti i izvoditi jednostavne operacije utovara i istovara, što značajno smanjuje intenzitet rada. Istovremeno, smanjuje i pogreške u obradi i probleme s kvalitetom uzrokovane ljudskim faktorom.
Visoka preciznost: CNC alatni strojevi mogu postići preciznost obrade na mikronskoj ili čak nanometarskoj razini putem precizne kontrole CNC sustava i visokopreciznih uređaja za detekciju i povratnu informaciju. Na primjer, pri obradi lopatica zrakoplovnih motora, CNC alatni strojevi mogu precizno obrađivati složene zakrivljene površine lopatica, osiguravajući preciznost oblika i kvalitetu površine lopatica, čime se poboljšavaju performanse i pouzdanost motora.
Visoka učinkovitost: CNC alatni strojevi imaju relativno visok stupanj automatizacije i mogućnosti brzog odziva, omogućujući operacije poput rezanja velikom brzinom, brzog posmaka i automatske izmjene alata, značajno skraćujući vrijeme obrade dijelova. U usporedbi s tradicionalnim alatnim strojevima, učinkovitost obrade može se povećati nekoliko puta ili čak desetaka puta. Na primjer, u masovnoj proizvodnji automobilskih dijelova, CNC alatni strojevi mogu brzo dovršiti obradu raznih složenih dijelova, poboljšavajući učinkovitost proizvodnje i zadovoljavajući zahtjeve velike proizvodnje u automobilskoj industriji.
Visoka fleksibilnost: CNC alatni strojevi mogu se lako prilagoditi zahtjevima obrade različitih dijelova modificiranjem CNC programa, bez potrebe za složenim podešavanjem alatnih nosača i modifikacijama mehaničke strukture alatnog stroja. To omogućuje poduzećima da brzo reagiraju na promjene na tržištu i ostvare viševarijantnu, maloserijsku proizvodnju. Na primjer, u poduzećima za proizvodnju kalupa, CNC alatni strojevi mogu brzo prilagoditi parametre obrade i putanje alata prema zahtjevima dizajna različitih kalupa, obrađujući različite oblike i veličine dijelova kalupa.
Dobra konzistentnost obrade: Budući da CNC alatni strojevi obrađuju prema unaprijed postavljenom programu, a različiti parametri u procesu obrade ostaju stabilni, mogu osigurati da je kvaliteta obrade iste serije dijelova vrlo konzistentna. To je od velikog značaja za poboljšanje preciznosti montaže i ukupnih performansi proizvoda. Na primjer, kod obrade preciznih dijelova elektroničkih proizvoda, CNC alatni strojevi mogu osigurati da su dimenzijska preciznost i kvaliteta površine svakog dijela iste, poboljšavajući brzinu prolaza i pouzdanost proizvoda.
Smanjenje intenziteta rada: Automatizirani proces obrade CNC alatnih strojeva smanjuje ljudsku intervenciju. Operateri trebaju samo unositi programe, pratiti i izvoditi jednostavne operacije utovara i istovara, što značajno smanjuje intenzitet rada. Istovremeno, smanjuje i pogreške u obradi i probleme s kvalitetom uzrokovane ljudskim faktorom.
V. Klasifikacija CNC alatnih strojeva
Klasifikacija prema primjeni procesa:
CNC alatni strojevi za rezanje metala: Kao što su CNC tokarilice, CNC glodalice, CNC bušilice, CNC bušilice, CNC brusilice, CNC strojevi za obradu zupčanika itd. Uglavnom se koriste za obradu rezanjem raznih metalnih dijelova i mogu obrađivati različite oblike kao što su ravnine, zakrivljene površine, navoji, rupe i zupčanici. Na primjer, CNC tokarilice se uglavnom koriste za tokarenje dijelova osovina i diskova; CNC glodalice su prikladne za obradu složenih ravnina i zakrivljenih površina.
CNC alatni strojevi za oblikovanje metala: Uključujući CNC strojeve za savijanje, CNC preše, CNC strojeve za savijanje cijevi itd. Uglavnom se koriste za obradu oblikovanja metalnih limova i cijevi, kao što su procesi savijanja, štancanja i savijanja. Na primjer, u industriji obrade limova, CNC stroj za savijanje može precizno savijati metalne limove prema zadanom kutu i veličini, proizvodeći različite oblike dijelova od lima.
Specijalni strojni alati CNC: Kao što su CNC strojevi za elektroerozijsku obradu, CNC strojevi za rezanje žicom, CNC laserski strojevi za obradu itd. Koriste se za obradu nekih dijelova sa posebnim zahtjevima materijala ili oblika, postižući uklanjanje materijala ili obradu posebnim metodama obrade kao što su električno pražnjenje i zračenje laserskim snopom. Na primjer, CNC stroj za elektroerozijsku obradu može obrađivati dijelove kalupa visoke tvrdoće i visoke žilavosti, što ima važnu primjenu u proizvodnji kalupa.
Druge vrste CNC alatnih strojeva: Kao što su CNC mjerni strojevi, CNC strojevi za crtanje itd. Koriste se za pomoćne radove kao što su mjerenje dijelova, detekcija i crtanje.
Klasifikacija prema primjeni procesa:
CNC alatni strojevi za rezanje metala: Kao što su CNC tokarilice, CNC glodalice, CNC bušilice, CNC bušilice, CNC brusilice, CNC strojevi za obradu zupčanika itd. Uglavnom se koriste za obradu rezanjem raznih metalnih dijelova i mogu obrađivati različite oblike kao što su ravnine, zakrivljene površine, navoji, rupe i zupčanici. Na primjer, CNC tokarilice se uglavnom koriste za tokarenje dijelova osovina i diskova; CNC glodalice su prikladne za obradu složenih ravnina i zakrivljenih površina.
CNC alatni strojevi za oblikovanje metala: Uključujući CNC strojeve za savijanje, CNC preše, CNC strojeve za savijanje cijevi itd. Uglavnom se koriste za obradu oblikovanja metalnih limova i cijevi, kao što su procesi savijanja, štancanja i savijanja. Na primjer, u industriji obrade limova, CNC stroj za savijanje može precizno savijati metalne limove prema zadanom kutu i veličini, proizvodeći različite oblike dijelova od lima.
Specijalni strojni alati CNC: Kao što su CNC strojevi za elektroerozijsku obradu, CNC strojevi za rezanje žicom, CNC laserski strojevi za obradu itd. Koriste se za obradu nekih dijelova sa posebnim zahtjevima materijala ili oblika, postižući uklanjanje materijala ili obradu posebnim metodama obrade kao što su električno pražnjenje i zračenje laserskim snopom. Na primjer, CNC stroj za elektroerozijsku obradu može obrađivati dijelove kalupa visoke tvrdoće i visoke žilavosti, što ima važnu primjenu u proizvodnji kalupa.
Druge vrste CNC alatnih strojeva: Kao što su CNC mjerni strojevi, CNC strojevi za crtanje itd. Koriste se za pomoćne radove kao što su mjerenje dijelova, detekcija i crtanje.
Klasifikacija prema putanji kontroliranog gibanja:
CNC alatni strojevi s upravljanjem od točke do točke: Oni kontroliraju samo točan položaj alata za rezanje od jedne točke do druge, bez uzimanja u obzir putanje alata za rezanje tijekom kretanja, kao što su CNC bušilice, CNC bušilice, CNC probijači itd. Kod obrade CNC bušilicom potrebno je odrediti samo koordinate položaja rupe, a alat za rezanje se brzo pomiče u određeni položaj i zatim izvodi operaciju bušenja, bez strogih zahtjeva na oblik putanje kretanja.
CNC alatni strojevi s linearnim upravljanjem: Oni ne samo da mogu kontrolirati početni i završni položaj alata za rezanje ili radnog stola, već i kontrolirati brzinu i putanju njihovog linearnog gibanja, sposobni za obradu stepenastih osovina, ravninskih kontura itd. Na primjer, kada CNC tokarilica tokari cilindričnu ili konusnu površinu, potrebno je kontrolirati alat za rezanje kako bi se kretao duž ravne linije, a istovremeno osigurati točnost brzine i putanje gibanja.
CNC alatni strojevi s konturnom kontrolom: Mogu istovremeno kontinuirano upravljati dvije ili više koordinatnih osi, čineći da relativno kretanje između alata za rezanje i obratka zadovoljava zahtjeve krivulje konture dijela, sposobni za obradu različitih složenih krivulja i zakrivljenih površina. Na primjer, CNC glodalice, obradni centri i drugi višeosni simultani CNC alatni strojevi mogu obrađivati složene površine slobodnog oblika u zrakoplovnim dijelovima, šupljinama automobilskih kalupa itd.
CNC alatni strojevi s upravljanjem od točke do točke: Oni kontroliraju samo točan položaj alata za rezanje od jedne točke do druge, bez uzimanja u obzir putanje alata za rezanje tijekom kretanja, kao što su CNC bušilice, CNC bušilice, CNC probijači itd. Kod obrade CNC bušilicom potrebno je odrediti samo koordinate položaja rupe, a alat za rezanje se brzo pomiče u određeni položaj i zatim izvodi operaciju bušenja, bez strogih zahtjeva na oblik putanje kretanja.
CNC alatni strojevi s linearnim upravljanjem: Oni ne samo da mogu kontrolirati početni i završni položaj alata za rezanje ili radnog stola, već i kontrolirati brzinu i putanju njihovog linearnog gibanja, sposobni za obradu stepenastih osovina, ravninskih kontura itd. Na primjer, kada CNC tokarilica tokari cilindričnu ili konusnu površinu, potrebno je kontrolirati alat za rezanje kako bi se kretao duž ravne linije, a istovremeno osigurati točnost brzine i putanje gibanja.
CNC alatni strojevi s konturnom kontrolom: Mogu istovremeno kontinuirano upravljati dvije ili više koordinatnih osi, čineći da relativno kretanje između alata za rezanje i obratka zadovoljava zahtjeve krivulje konture dijela, sposobni za obradu različitih složenih krivulja i zakrivljenih površina. Na primjer, CNC glodalice, obradni centri i drugi višeosni simultani CNC alatni strojevi mogu obrađivati složene površine slobodnog oblika u zrakoplovnim dijelovima, šupljinama automobilskih kalupa itd.
Klasifikacija prema karakteristikama pogonskih uređaja:
CNC alatni strojevi s otvorenom petljom upravljanja: Nema uređaja za povratnu informaciju o položaju. Signali naredbi koje izdaje CNC sustav jednosmjerno se prenose na pogonski uređaj za upravljanje kretanjem alatnog stroja. Njegova preciznost obrade uglavnom ovisi o mehaničkoj preciznosti samog alatnog stroja i preciznosti pogonskog motora. Ova vrsta alatnog stroja ima jednostavnu strukturu, nisku cijenu, ali relativno nisku preciznost, prikladnu za prigode s niskim zahtjevima za preciznost obrade, kao što je neka jednostavna oprema za podučavanje ili gruba obrada dijelova s niskim zahtjevima za preciznost.
CNC alatni strojevi sa zatvorenom petljom upravljanja: Uređaj za povratnu informaciju o položaju ugrađen je na pokretni dio alatnog stroja kako bi se u stvarnom vremenu detektirao stvarni položaj gibanja alatnog stroja i vratili rezultati detekcije CNC sustavu. CNC sustav uspoređuje i izračunava povratne informacije sa signalom naredbe, prilagođava izlaz pogonskog uređaja, čime se postiže precizna kontrola gibanja alatnog stroja. CNC alatni strojevi sa zatvorenom petljom upravljanja imaju veću preciznost obrade, ali je struktura sustava složena, troškovi visoki, a otklanjanje pogrešaka i održavanje su teški, često se koriste u slučajevima visokoprecizne obrade, kao što su zrakoplovstvo, proizvodnja preciznih kalupa itd.
CNC alatni strojevi s poluzatvorenom petljom upravljanja: Uređaj za povratnu informaciju o položaju ugrađen je na kraj pogonskog motora ili na kraj vijka, detektira kut rotacije ili pomak motora ili vijka, neizravno zaključujući položaj pokretnog dijela alatnog stroja. Njegova preciznost upravljanja je između one otvorene i zatvorene petlje. Ova vrsta alatnog stroja ima relativno jednostavnu strukturu, umjerenu cijenu i praktično otklanjanje pogrešaka te se široko koristi u mehaničkoj obradi.
CNC alatni strojevi s otvorenom petljom upravljanja: Nema uređaja za povratnu informaciju o položaju. Signali naredbi koje izdaje CNC sustav jednosmjerno se prenose na pogonski uređaj za upravljanje kretanjem alatnog stroja. Njegova preciznost obrade uglavnom ovisi o mehaničkoj preciznosti samog alatnog stroja i preciznosti pogonskog motora. Ova vrsta alatnog stroja ima jednostavnu strukturu, nisku cijenu, ali relativno nisku preciznost, prikladnu za prigode s niskim zahtjevima za preciznost obrade, kao što je neka jednostavna oprema za podučavanje ili gruba obrada dijelova s niskim zahtjevima za preciznost.
CNC alatni strojevi sa zatvorenom petljom upravljanja: Uređaj za povratnu informaciju o položaju ugrađen je na pokretni dio alatnog stroja kako bi se u stvarnom vremenu detektirao stvarni položaj gibanja alatnog stroja i vratili rezultati detekcije CNC sustavu. CNC sustav uspoređuje i izračunava povratne informacije sa signalom naredbe, prilagođava izlaz pogonskog uređaja, čime se postiže precizna kontrola gibanja alatnog stroja. CNC alatni strojevi sa zatvorenom petljom upravljanja imaju veću preciznost obrade, ali je struktura sustava složena, troškovi visoki, a otklanjanje pogrešaka i održavanje su teški, često se koriste u slučajevima visokoprecizne obrade, kao što su zrakoplovstvo, proizvodnja preciznih kalupa itd.
CNC alatni strojevi s poluzatvorenom petljom upravljanja: Uređaj za povratnu informaciju o položaju ugrađen je na kraj pogonskog motora ili na kraj vijka, detektira kut rotacije ili pomak motora ili vijka, neizravno zaključujući položaj pokretnog dijela alatnog stroja. Njegova preciznost upravljanja je između one otvorene i zatvorene petlje. Ova vrsta alatnog stroja ima relativno jednostavnu strukturu, umjerenu cijenu i praktično otklanjanje pogrešaka te se široko koristi u mehaničkoj obradi.
VI. Primjena CNC alatnih strojeva u modernoj proizvodnji
Zrakoplovno područje: Zrakoplovni dijelovi imaju karakteristike poput složenih oblika, visokih zahtjeva za preciznošću i teško obrađivih materijala. Visoka preciznost, visoka fleksibilnost i mogućnosti višeosne simultane obrade CNC alatnih strojeva čine ih ključnom opremom u zrakoplovnoj proizvodnji. Na primjer, komponente poput lopatica, impelera i kućišta zrakoplovnih motora mogu se precizno obraditi sa složenim zakrivljenim površinama i unutarnjim strukturama pomoću petosnog simultanog obradnog centra, osiguravajući performanse i pouzdanost dijelova; velike strukturne komponente poput krila zrakoplova i okvira trupa mogu se obraditi CNC portalnim glodalicama i drugom opremom, zadovoljavajući njihove visoke zahtjeve za preciznošću i čvrstoćom, poboljšavajući ukupne performanse i sigurnost zrakoplova.
Područje proizvodnje automobila: Automobilska industrija ima velike proizvodne razmjere i širok izbor dijelova. CNC alatni strojevi igraju važnu ulogu u obradi automobilskih dijelova, kao što je obrada ključnih komponenti poput blokova motora, glava cilindara, radilica i bregastih vratila, kao i izrada kalupa za karoseriju automobila. CNC tokarilice, CNC glodalice, obradni centri itd. mogu postići učinkovitu i visokopreciznu obradu, osiguravajući kvalitetu i konzistentnost dijelova, poboljšavajući preciznost montaže i performanse automobila. Istovremeno, fleksibilne mogućnosti obrade CNC alatnih strojeva također zadovoljavaju zahtjeve višemodelne, maloserijske proizvodnje u automobilskoj industriji, pomažući automobilskim poduzećima da brzo lansiraju nove modele i poboljšaju svoju konkurentnost na tržištu.
Područje brodogradnje: Brodogradnja uključuje obradu velikih čeličnih konstrukcijskih komponenti, kao što su dijelovi brodskog trupa i brodski propeleri. CNC oprema za rezanje (kao što su CNC rezači plamenom, CNC rezači plazmom) može precizno rezati čelične ploče, osiguravajući kvalitetu i dimenzijsku preciznost reznih rubova; CNC strojevi za bušenje i glodanje, CNC portalni strojevi itd. koriste se za obradu komponenti kao što su blok motora i sustav osovina brodskih motora, kao i raznih složenih strukturnih komponenti brodova, poboljšavajući učinkovitost i kvalitetu obrade i skraćujući vrijeme izgradnje brodova.
Područje obrade kalupa: Kalupi su osnovna procesna oprema u industrijskoj proizvodnji, a njihova preciznost i kvaliteta izravno utječu na kvalitetu i učinkovitost proizvodnje. CNC alatni strojevi široko se koriste u obradi kalupa. Od grube do fine obrade kalupa, mogu se koristiti različite vrste CNC alatnih strojeva za dovršetak. Na primjer, CNC obradni centar može izvoditi višeprocesnu obradu kao što su glodanje, bušenje i narezivanje navoja u šupljini kalupa; CNC strojevi za elektroerozijsku obradu i CNC strojevi za rezanje žicom koriste se za obradu nekih posebno oblikovanih i visokopreciznih dijelova kalupa, kao što su uski žljebovi i oštri kutovi, sposobni za proizvodnju visokopreciznih, složeno oblikovanih kalupa kako bi se zadovoljili zahtjevi elektroničke, kućanske, automobilske itd. industrije.
Područje elektroničkih informacija: U proizvodnji elektroničkih informacijskih proizvoda, CNC alatni strojevi koriste se za obradu raznih preciznih dijelova, kao što su kućišta mobilnih telefona, matične ploče računala, kalupi za pakiranje čipova itd. CNC obradni centar može postići brze i precizne operacije glodanja, bušenja, graviranja itd. na tim dijelovima, osiguravajući dimenzijsku preciznost i kvalitetu površine dijelova, poboljšavajući performanse i izgled elektroničkih proizvoda. Istovremeno, s razvojem elektroničkih proizvoda prema minijaturizaciji, laganoj težini i visokim performansama, široko se primjenjuje i mikroobradna tehnologija CNC alatnih strojeva, sposobna za obradu malih struktura i značajki mikronske ili čak nanometarske razine.
Zrakoplovno područje: Zrakoplovni dijelovi imaju karakteristike poput složenih oblika, visokih zahtjeva za preciznošću i teško obrađivih materijala. Visoka preciznost, visoka fleksibilnost i mogućnosti višeosne simultane obrade CNC alatnih strojeva čine ih ključnom opremom u zrakoplovnoj proizvodnji. Na primjer, komponente poput lopatica, impelera i kućišta zrakoplovnih motora mogu se precizno obraditi sa složenim zakrivljenim površinama i unutarnjim strukturama pomoću petosnog simultanog obradnog centra, osiguravajući performanse i pouzdanost dijelova; velike strukturne komponente poput krila zrakoplova i okvira trupa mogu se obraditi CNC portalnim glodalicama i drugom opremom, zadovoljavajući njihove visoke zahtjeve za preciznošću i čvrstoćom, poboljšavajući ukupne performanse i sigurnost zrakoplova.
Područje proizvodnje automobila: Automobilska industrija ima velike proizvodne razmjere i širok izbor dijelova. CNC alatni strojevi igraju važnu ulogu u obradi automobilskih dijelova, kao što je obrada ključnih komponenti poput blokova motora, glava cilindara, radilica i bregastih vratila, kao i izrada kalupa za karoseriju automobila. CNC tokarilice, CNC glodalice, obradni centri itd. mogu postići učinkovitu i visokopreciznu obradu, osiguravajući kvalitetu i konzistentnost dijelova, poboljšavajući preciznost montaže i performanse automobila. Istovremeno, fleksibilne mogućnosti obrade CNC alatnih strojeva također zadovoljavaju zahtjeve višemodelne, maloserijske proizvodnje u automobilskoj industriji, pomažući automobilskim poduzećima da brzo lansiraju nove modele i poboljšaju svoju konkurentnost na tržištu.
Područje brodogradnje: Brodogradnja uključuje obradu velikih čeličnih konstrukcijskih komponenti, kao što su dijelovi brodskog trupa i brodski propeleri. CNC oprema za rezanje (kao što su CNC rezači plamenom, CNC rezači plazmom) može precizno rezati čelične ploče, osiguravajući kvalitetu i dimenzijsku preciznost reznih rubova; CNC strojevi za bušenje i glodanje, CNC portalni strojevi itd. koriste se za obradu komponenti kao što su blok motora i sustav osovina brodskih motora, kao i raznih složenih strukturnih komponenti brodova, poboljšavajući učinkovitost i kvalitetu obrade i skraćujući vrijeme izgradnje brodova.
Područje obrade kalupa: Kalupi su osnovna procesna oprema u industrijskoj proizvodnji, a njihova preciznost i kvaliteta izravno utječu na kvalitetu i učinkovitost proizvodnje. CNC alatni strojevi široko se koriste u obradi kalupa. Od grube do fine obrade kalupa, mogu se koristiti različite vrste CNC alatnih strojeva za dovršetak. Na primjer, CNC obradni centar može izvoditi višeprocesnu obradu kao što su glodanje, bušenje i narezivanje navoja u šupljini kalupa; CNC strojevi za elektroerozijsku obradu i CNC strojevi za rezanje žicom koriste se za obradu nekih posebno oblikovanih i visokopreciznih dijelova kalupa, kao što su uski žljebovi i oštri kutovi, sposobni za proizvodnju visokopreciznih, složeno oblikovanih kalupa kako bi se zadovoljili zahtjevi elektroničke, kućanske, automobilske itd. industrije.
Područje elektroničkih informacija: U proizvodnji elektroničkih informacijskih proizvoda, CNC alatni strojevi koriste se za obradu raznih preciznih dijelova, kao što su kućišta mobilnih telefona, matične ploče računala, kalupi za pakiranje čipova itd. CNC obradni centar može postići brze i precizne operacije glodanja, bušenja, graviranja itd. na tim dijelovima, osiguravajući dimenzijsku preciznost i kvalitetu površine dijelova, poboljšavajući performanse i izgled elektroničkih proizvoda. Istovremeno, s razvojem elektroničkih proizvoda prema minijaturizaciji, laganoj težini i visokim performansama, široko se primjenjuje i mikroobradna tehnologija CNC alatnih strojeva, sposobna za obradu malih struktura i značajki mikronske ili čak nanometarske razine.
VII. Trendovi razvoja CNC alatnih strojeva
Velika brzina i visoka preciznost: S kontinuiranim napretkom znanosti o materijalima i proizvodne tehnologije, CNC alatni strojevi razvijat će se prema većim brzinama rezanja i preciznosti obrade. Primjena novih materijala za alate za rezanje i tehnologija premazivanja, kao i optimizacija dizajna strukture alatnih strojeva i napredni algoritmi upravljanja, dodatno će poboljšati performanse rezanja velikom brzinom i preciznost obrade CNC alatnih strojeva. Na primjer, razvoj sustava vretena veće brzine, preciznijih linearnih vodilica i parova kugličnih vijaka te usvajanje visokopreciznih uređaja za detekciju i povratnu informaciju i inteligentnih tehnologija upravljanja za postizanje preciznosti obrade na submikronskoj ili čak nanometarskoj razini, zadovoljavajući zahtjeve područja ultraprecizne obrade.
Inteligentizacija: Budući CNC alatni strojevi imat će jače inteligentne funkcije. Uvođenjem umjetne inteligencije, strojnog učenja, analize velikih podataka itd., CNC alatni strojevi mogu postići funkcije poput automatskog programiranja, inteligentnog planiranja procesa, adaptivnog upravljanja, dijagnostike grešaka i prediktivnog održavanja. Na primjer, alatni stroj može automatski generirati optimizirani CNC program prema trodimenzionalnom modelu dijela; tijekom procesa obrade može automatski prilagoditi parametre rezanja prema stanju obrade koje se prati u stvarnom vremenu kako bi se osigurala kvaliteta i učinkovitost obrade; analizom podataka o radu alatnog stroja može unaprijed predvidjeti moguće kvarove i na vrijeme provesti održavanje, smanjujući vrijeme zastoja, poboljšavajući pouzdanost i stopu iskorištenja alatnog stroja.
Višeosna simultana i složena obrada: Tehnologija višeosne simultane obrade će se dalje razvijati, a sve više CNC alatnih strojeva će posjedovati pet ili više simultanih mogućnosti obrade kako bi se zadovoljili zahtjevi jednokratne obrade složenih dijelova. Istovremeno, stupanj složene proizvodnje alatnog stroja će se kontinuirano povećavati, integrirajući više procesa obrade na jednom alatnom stroju, kao što su spoj za tokarenje i glodanje, spoj za glodanje i brušenje, aditivna proizvodnja i spoj za oduzimanje itd. To može smanjiti vrijeme stezanja dijelova između različitih alatnih strojeva, poboljšati preciznost i učinkovitost obrade, skratiti proizvodni ciklus i smanjiti troškove proizvodnje. Na primjer, obradni centar za spoj za tokarenje i glodanje može dovršiti višeprocesnu obradu kao što su tokarenje, glodanje, bušenje i narezivanje navoja dijelova osovine u jednom stezanju, poboljšavajući preciznost obrade i kvalitetu površine dijela.
Ozelenjavanje: U kontekstu sve strožih zahtjeva za zaštitu okoliša, CNC alatni strojevi će posvetiti više pažnje primjeni zelenih proizvodnih tehnologija. Istraživanje i razvoj te primjena energetski učinkovitih pogonskih sustava, sustava hlađenja i podmazivanja, optimizacija dizajna strukture alatnih strojeva radi smanjenja potrošnje materijala i rasipanja energije, razvoj ekološki prihvatljivih tekućina za rezanje i procesa rezanja, smanjenje buke, vibracija i emisija otpada tijekom procesa obrade, postizanje održivog razvoja CNC alatnih strojeva. Na primjer, primjena tehnologije mikropodmazivanja ili tehnologije suhog rezanja radi smanjenja količine korištene tekućine za rezanje, smanjenje onečišćenja okoliša; optimizacijom prijenosnog sustava i upravljačkog sustava alatnog stroja, poboljšanjem učinkovitosti korištenja energije, smanjenjem potrošnje energije alatnog stroja.
Umrežavanje i informatizacija: Razvojem industrijskog interneta i interneta stvari, CNC alatni strojevi postići će duboku vezu s vanjskom mrežom, formirajući inteligentnu proizvodnu mrežu. Putem mreže može se postići daljinsko praćenje, daljinsko upravljanje, daljinska dijagnoza i održavanje alatnog stroja, kao i besprijekorna integracija sa sustavom upravljanja proizvodnjom poduzeća, sustavom dizajna proizvoda, sustavom upravljanja lancem opskrbe itd., postižući digitalnu proizvodnju i inteligentnu proizvodnju. Na primjer, menadžeri poduzeća mogu daljinski pratiti stanje rada, napredak proizvodnje i kvalitetu obrade alatnog stroja putem mobilnih telefona ili računala te pravovremeno prilagođavati plan proizvodnje; proizvođači alatnih strojeva mogu daljinski održavati i nadograđivati prodane alatne strojeve putem mreže, poboljšavajući kvalitetu i učinkovitost postprodajne usluge.
Velika brzina i visoka preciznost: S kontinuiranim napretkom znanosti o materijalima i proizvodne tehnologije, CNC alatni strojevi razvijat će se prema većim brzinama rezanja i preciznosti obrade. Primjena novih materijala za alate za rezanje i tehnologija premazivanja, kao i optimizacija dizajna strukture alatnih strojeva i napredni algoritmi upravljanja, dodatno će poboljšati performanse rezanja velikom brzinom i preciznost obrade CNC alatnih strojeva. Na primjer, razvoj sustava vretena veće brzine, preciznijih linearnih vodilica i parova kugličnih vijaka te usvajanje visokopreciznih uređaja za detekciju i povratnu informaciju i inteligentnih tehnologija upravljanja za postizanje preciznosti obrade na submikronskoj ili čak nanometarskoj razini, zadovoljavajući zahtjeve područja ultraprecizne obrade.
Inteligentizacija: Budući CNC alatni strojevi imat će jače inteligentne funkcije. Uvođenjem umjetne inteligencije, strojnog učenja, analize velikih podataka itd., CNC alatni strojevi mogu postići funkcije poput automatskog programiranja, inteligentnog planiranja procesa, adaptivnog upravljanja, dijagnostike grešaka i prediktivnog održavanja. Na primjer, alatni stroj može automatski generirati optimizirani CNC program prema trodimenzionalnom modelu dijela; tijekom procesa obrade može automatski prilagoditi parametre rezanja prema stanju obrade koje se prati u stvarnom vremenu kako bi se osigurala kvaliteta i učinkovitost obrade; analizom podataka o radu alatnog stroja može unaprijed predvidjeti moguće kvarove i na vrijeme provesti održavanje, smanjujući vrijeme zastoja, poboljšavajući pouzdanost i stopu iskorištenja alatnog stroja.
Višeosna simultana i složena obrada: Tehnologija višeosne simultane obrade će se dalje razvijati, a sve više CNC alatnih strojeva će posjedovati pet ili više simultanih mogućnosti obrade kako bi se zadovoljili zahtjevi jednokratne obrade složenih dijelova. Istovremeno, stupanj složene proizvodnje alatnog stroja će se kontinuirano povećavati, integrirajući više procesa obrade na jednom alatnom stroju, kao što su spoj za tokarenje i glodanje, spoj za glodanje i brušenje, aditivna proizvodnja i spoj za oduzimanje itd. To može smanjiti vrijeme stezanja dijelova između različitih alatnih strojeva, poboljšati preciznost i učinkovitost obrade, skratiti proizvodni ciklus i smanjiti troškove proizvodnje. Na primjer, obradni centar za spoj za tokarenje i glodanje može dovršiti višeprocesnu obradu kao što su tokarenje, glodanje, bušenje i narezivanje navoja dijelova osovine u jednom stezanju, poboljšavajući preciznost obrade i kvalitetu površine dijela.
Ozelenjavanje: U kontekstu sve strožih zahtjeva za zaštitu okoliša, CNC alatni strojevi će posvetiti više pažnje primjeni zelenih proizvodnih tehnologija. Istraživanje i razvoj te primjena energetski učinkovitih pogonskih sustava, sustava hlađenja i podmazivanja, optimizacija dizajna strukture alatnih strojeva radi smanjenja potrošnje materijala i rasipanja energije, razvoj ekološki prihvatljivih tekućina za rezanje i procesa rezanja, smanjenje buke, vibracija i emisija otpada tijekom procesa obrade, postizanje održivog razvoja CNC alatnih strojeva. Na primjer, primjena tehnologije mikropodmazivanja ili tehnologije suhog rezanja radi smanjenja količine korištene tekućine za rezanje, smanjenje onečišćenja okoliša; optimizacijom prijenosnog sustava i upravljačkog sustava alatnog stroja, poboljšanjem učinkovitosti korištenja energije, smanjenjem potrošnje energije alatnog stroja.
Umrežavanje i informatizacija: Razvojem industrijskog interneta i interneta stvari, CNC alatni strojevi postići će duboku vezu s vanjskom mrežom, formirajući inteligentnu proizvodnu mrežu. Putem mreže može se postići daljinsko praćenje, daljinsko upravljanje, daljinska dijagnoza i održavanje alatnog stroja, kao i besprijekorna integracija sa sustavom upravljanja proizvodnjom poduzeća, sustavom dizajna proizvoda, sustavom upravljanja lancem opskrbe itd., postižući digitalnu proizvodnju i inteligentnu proizvodnju. Na primjer, menadžeri poduzeća mogu daljinski pratiti stanje rada, napredak proizvodnje i kvalitetu obrade alatnog stroja putem mobilnih telefona ili računala te pravovremeno prilagođavati plan proizvodnje; proizvođači alatnih strojeva mogu daljinski održavati i nadograđivati prodane alatne strojeve putem mreže, poboljšavajući kvalitetu i učinkovitost postprodajne usluge.
VIII. Zaključak
Kao ključna oprema u modernoj mehaničkoj obradi, CNC alatni strojevi, sa svojim izvanrednim karakteristikama poput visoke preciznosti, visoke učinkovitosti i visoke fleksibilnosti, široko su primijenjeni u brojnim područjima kao što su zrakoplovstvo, automobilska industrija, brodogradnja, obrada kalupa i elektroničke informacije. S kontinuiranim napretkom znanosti i tehnologije, CNC alatni strojevi razvijaju se prema brzim, visokopreciznim, inteligentnim, višeosnim simultanim i složenim, zelenim, mrežnim i informatičkim obradama itd. U budućnosti će CNC alatni strojevi i dalje predvoditi trend razvoja tehnologije strojarske proizvodnje, igrajući sve važniju ulogu u promicanju transformacije i unapređenju proizvodne industrije te poboljšanju industrijske konkurentnosti zemlje. Poduzeća bi trebala aktivno pratiti trendove razvoja CNC alatnih strojeva, povećati intenzitet istraživanja i razvoja tehnologije i njegovanja talenata, u potpunosti iskoristiti prednosti CNC alatnih strojeva, poboljšati vlastitu proizvodnju i razinu proizvodnje te inovacijske sposobnosti te ostati nepobjedivi u žestokoj tržišnoj konkurenciji.
Kao ključna oprema u modernoj mehaničkoj obradi, CNC alatni strojevi, sa svojim izvanrednim karakteristikama poput visoke preciznosti, visoke učinkovitosti i visoke fleksibilnosti, široko su primijenjeni u brojnim područjima kao što su zrakoplovstvo, automobilska industrija, brodogradnja, obrada kalupa i elektroničke informacije. S kontinuiranim napretkom znanosti i tehnologije, CNC alatni strojevi razvijaju se prema brzim, visokopreciznim, inteligentnim, višeosnim simultanim i složenim, zelenim, mrežnim i informatičkim obradama itd. U budućnosti će CNC alatni strojevi i dalje predvoditi trend razvoja tehnologije strojarske proizvodnje, igrajući sve važniju ulogu u promicanju transformacije i unapređenju proizvodne industrije te poboljšanju industrijske konkurentnosti zemlje. Poduzeća bi trebala aktivno pratiti trendove razvoja CNC alatnih strojeva, povećati intenzitet istraživanja i razvoja tehnologije i njegovanja talenata, u potpunosti iskoristiti prednosti CNC alatnih strojeva, poboljšati vlastitu proizvodnju i razinu proizvodnje te inovacijske sposobnosti te ostati nepobjedivi u žestokoj tržišnoj konkurenciji.