La rapida progreso de CNC-sistemoteknologio kreis kondiĉojn por la teknologia progreso de CNC-maŝiniloj. Por kontentigi la bezonojn de la merkato kaj plenumi la pli altajn postulojn de moderna fabrikada teknologio por CNC-teknologio, la nuna evoluo de la tutmonda CNC-teknologio kaj ĝia ekipaĵo ĉefe speguliĝas en la jenaj teknikaj karakterizaĵoj:
1. Alta rapideco
La evoluo deCNC-maŝinilojal altrapida direkto povas ne nur signife plibonigi la maŝinadan efikecon kaj redukti maŝinadajn kostojn, sed ankaŭ plibonigi la surfacan maŝinadan kvaliton kaj precizecon de partoj. Ultra altrapida maŝinada teknologio havas larĝan aplikeblecon por atingi malaltkostan produktadon en la fabrikada industrio.
Ekde la 1990-aj jaroj, landoj en Eŭropo, Usono kaj Japanio konkuris por disvolvi kaj apliki novan generacion de altrapidaj CNC-maŝiniloj, akcelante la rapidon de altrapida disvolviĝo de maŝiniloj. Novaj sukcesoj estis faritaj en la altrapida spindela unuo (elektra spindelo, rapideco 15000-100000 r/min), altrapidaj kaj alt-akcelaj/malakcelaj nutraj komponantoj (rapida movorapido 60-120m/min, tranĉa nutra rapido ĝis 60m/min), alt-efikecaj CNC- kaj servosistemoj, kaj CNC-iloj, atingante novajn teknologiajn nivelojn. Kun la solvo de ŝlosilaj teknologioj en serio da teknikaj kampoj kiel ultra-rapidaj tranĉmekanismoj, ultra-malmolaj eluziĝ-rezistaj longdaŭraj ilmaterialoj kaj abraziaj mueliloj, alt-potencaj altrapidaj elektraj spindeloj, alt-akcelaj/malakcelaj nutraj komponantoj per linearaj motoroj, alt-efikecaj kontrolsistemoj (inkluzive de monitoraj sistemoj) kaj protektaj aparatoj, teknika fundamento estis provizita por la disvolviĝo kaj apliko de la nova generacio de altrapidaj CNC-maŝiniloj.
Nuntempe, en ultra-rapida maŝinado, la tranĉrapido de tornado kaj frezado atingis pli ol 5000-8000m/min; La spindela rapido estas super 30000 rpm (kelkaj povas atingi ĝis 100000 rpm); La movrapido (furorapido) de la labortablo: super 100m/min (kelkaj ĝis 200m/min) ĉe rezolucio de 1 mikrometro, kaj super 24m/min ĉe rezolucio de 0.1 mikrometro; Aŭtomata iloŝanĝa rapido ene de 1 sekundo; La furorapido por malgrandlinia interpolado atingas 12m/min.
2. Alta precizeco
La evoluo deCNC-maŝinilojde preciza maŝinado ĝis ultrapreciza maŝinado estas direkto, al kiu industriaj potencoj tra la mondo sin dediĉas. Ĝia precizeco varias de mikrometra nivelo ĝis submikrona nivelo, kaj eĉ ĝis nanometra nivelo (<10nm), kaj ĝia aplika gamo fariĝas pli kaj pli vasta.
Nuntempe, sub la postulo de altpreciza maŝinado, la maŝinada precizeco de ordinaraj CNC-maŝiniloj pliiĝis de ± 10 μm ĝis ± 5 μm; La maŝinada precizeco de precizaj maŝincentroj varias de ± 3 ĝis 5 μm. Pliiĝas ĝis ± 1-1.5 μm. Eĉ pli alte; La ultrapreciza maŝinada precizeco atingis la nanometran nivelon (0.001 mikrometroj), kaj la spindela rotacia precizeco devas atingi 0.01~0.05 mikrometrojn, kun maŝinada rondeco de 0.1 mikrometroj kaj maŝinada surfaca malglateco de Ra=0.003 mikrometroj. Ĉi tiuj maŝiniloj ĝenerale uzas vektor-kontrolitajn variajn frekvencajn elektrajn spindelojn (integritajn kun la motoro kaj spindelo), kun radia elturniĝo de la spindelo malpli ol 2 µm, aksa delokiĝo malpli ol 1 µm, kaj ŝafta malekvilibro atinganta la nivelon G0.4.
La nutra transmisio de altrapidaj kaj altprecizaj maŝinmaŝinoj ĉefe inkluzivas du tipojn: "rotacia servomotoro kun preciza altrapida pilkŝraŭbo" kaj "lineara motoro kun rekta transmisio". Krome, ankaŭ emerĝantaj paralelaj maŝinmaŝinoj facile atingas altrapidan nutradon.
Pro sia matura teknologio kaj vasta apliko, globŝraŭboj ne nur atingas altan precizecon (ISO3408 nivelo 1), sed ankaŭ havas relative malaltan koston por atingi altrapidan maŝinadon. Tial, ili estas ankoraŭ uzataj de multaj altrapidaj maŝinmaŝinoj ĝis hodiaŭ. La nuna altrapida maŝinmaŝino movata per globŝraŭbo havas maksimuman movrapidecon de 90m/min kaj akcelon de 1.5g.
Pilkŝraŭboj apartenas al mekanika transmisio, kiu neeviteble implikas elastan deformadon, frotadon kaj inversan liberiĝon dum la transmisia procezo, rezultante en mova histerezo kaj aliaj nelinearaj eraroj. Por forigi la efikon de ĉi tiuj eraroj sur la maŝinada precizeco, rekta transmisio per lineara motoro estis aplikita al maŝinoj en 1993. Ĉar ĝi estas "nula transmisio" sen interaj ligiloj, ĝi ne nur havas malgrandan movan inercion, altan sisteman rigidecon kaj rapidan respondon, sed ankaŭ povas atingi altan rapidon kaj akcelon, kaj ĝia batlongo estas teorie senrestrikta. La poziciiga precizeco ankaŭ povas atingi altan nivelon sub la ago de altpreciza pozicia retrokupla sistemo, igante ĝin ideala mova metodo por altrapidaj kaj altprecizaj maŝinadaj maŝinoj, precipe mezgrandaj kaj grandaj maŝinoj. Nuntempe, la maksimuma rapida mova rapido de altrapidaj kaj altprecizaj maŝinadaj maŝinoj uzantaj linearajn motorojn atingis 208 m/min, kun akcelo de 2g, kaj ankoraŭ estas loko por disvolviĝo.
3. Alta fidindeco
Kun la disvolviĝo de interkonektitaj aplikoj deCNC-maŝiniloj, la alta fidindeco de CNC-maŝiniloj fariĝis celo strebata de fabrikantoj de CNC-sistemoj kaj fabrikantoj de CNC-maŝiniloj. Por senhoma fabriko, kiu laboras du ŝanĝojn tage, se ĝi devas labori kontinue kaj normale ene de 16 horoj kun senproblema indico de P(t)=99% aŭ pli, la averaĝa tempo inter difektoj (MTBF) de la CNC-maŝinilo devas esti pli granda ol 3000 horoj. Por nur unu CNC-maŝinilo, la proporcio de difektoj inter la gastiganto kaj la CNC-sistemo estas 10:1 (la fidindeco de CNC estas unu grandordo pli alta ol tiu de la gastiganto). Ĉe tiu punkto, la MTBF de la CNC-sistemo devas esti pli granda ol 33333.3 horoj, kaj la MTBF de la CNC-aparato, spindelo kaj transmisio devas esti pli granda ol 100000 horoj.
La MTBF-valoro de nunaj eksterlandaj CNC-aparatoj atingis pli ol 6000 horojn, kaj la mova aparato atingis pli ol 30000 horojn. Tamen, oni povas vidi, ke ankoraŭ ekzistas breĉo de la ideala celo.
4. Kunmetado
En la procezo de prilaborado de pecoj, granda kvanto da senutila tempo estas konsumata por manipulado de laborpecoj, ŝarĝado kaj malŝarĝado, instalado kaj alĝustigo, ŝanĝo de ilo, kaj pliigo kaj malpliigo de la spindela rapido. Por minimumigi ĉi tiujn senutilajn tempojn kiel eble plej multe, oni esperas integri malsamajn prilaborajn funkciojn en la sama maŝino. Tial, kunmetitaj funkciaj maŝinoj fariĝis rapide evoluanta modelo en la lastaj jaroj.
La koncepto de maŝinila kompozita prilaborado en la kampo de fleksebla fabrikado rilatas al la kapablo de maŝinilo aŭtomate plenumi plurprocezan maŝinadon de la samaj aŭ malsamaj specoj de procezmetodoj laŭ CNC-maŝinada programo post fiksado de la laborpeco en unu movo, por kompletigi diversajn maŝinadajn procezojn kiel torni, frezi, bori, bori, mueli, tuŝeti, alesi kaj vastigi kompleksan parton. Koncerne prismajn partojn, maŝincentroj estas la plej tipaj maŝiniloj, kiuj plenumas plurprocezan kompozitan prilaboradon uzante la saman procezmetodon. Estis pruvite, ke maŝinila kompozita prilaborado povas plibonigi la maŝinadan precizecon kaj efikecon, ŝpari spacon, kaj precipe mallongigi la maŝinadan ciklon de partoj.
5. Poliaksialigo
Kun la populariĝo de 5-aksaj ligkontrolitaj CNC-sistemoj kaj programaj programoj, 5-aksaj ligkontrolitaj maŝincentroj kaj CNC-frezmaŝinoj (vertikalaj maŝincentroj) fariĝis aktuala disvolviĝa temo. Pro la simpleco de 5-aksa ligkontrolo en CNC-programado por globfinaj frezmaŝinoj dum maŝinado de liberaj surfacoj, kaj la kapablo konservi akcepteblan tranĉrapidecon por globfinaj frezmaŝinoj dum la frezado de 3D-surfacoj, rezulte la malglateco de la maŝinada surfaco estas signife plibonigita kaj la maŝinada efikeco estas multe plibonigita. Tamen, ĉe 3-aksaj ligkontrolitaj maŝiniloj, estas neeble eviti, ke la fino de la globfina frezmaŝino kun tranĉrapideco proksima al nulo partoprenu en la tranĉado. Tial, 5-aksaj ligkontrolitaj maŝiniloj fariĝis la fokuso de aktiva disvolviĝo kaj konkurenco inter gravaj maŝinilproduktantoj pro siaj neanstataŭigeblaj rendimentaj avantaĝoj.
Lastatempe, fremdaj landoj ankoraŭ esploras 6-aksan ligilkontrolon uzante ne-rotaciantajn tranĉilojn en maŝincentroj. Kvankam ilia maŝinada formo ne estas limigita kaj la tranĉprofundo povas esti tre maldika, la maŝinada efikeco estas tro malalta kaj malfacilas esti praktika.
6. Inteligenteco
Inteligenteco estas grava direkto por la disvolviĝo de fabrikada teknologio en la 21-a jarcento. Inteligenta maŝinado estas tipo de maŝinado bazita sur neŭrala reto-kontrolo, neakra kontrolo, cifereca reto-teknologio kaj teorio. Ĝi celas simuli la inteligentajn agadojn de homaj fakuloj dum la maŝinada procezo, por solvi multajn necertajn problemojn, kiuj postulas manan intervenon. La enhavo de inteligenteco inkluzivas diversajn aspektojn en CNC-sistemoj:
Celi inteligentan prilaboran efikecon kaj kvaliton, kiel ekzemple adaptan kontrolon kaj aŭtomatan generadon de procezparametroj;
Por plibonigi veturan rendimenton kaj faciligi inteligentan konekton, kiel ekzemple antaŭeniga kontrolo, adapta kalkulo de motorparametroj, aŭtomata identigo de ŝarĝoj, aŭtomata selektado de modeloj, memagordado, ktp.
Simpligita programado kaj inteligenta operacio, kiel ekzemple inteligenta aŭtomata programado, inteligenta hom-maŝina interfaco, ktp.;
Inteligenta diagnozo kaj monitorado faciligas sisteman diagnozon kaj prizorgadon.
Ekzistas multaj inteligentaj tranĉaj kaj maŝinadaj sistemoj sub esplorado en la mondo, inter kiuj la inteligentaj maŝinadaj solvoj por borado de la Japana Asocio pri Esplor-Asocio pri Inteligentaj CNC-Aparatoj estas reprezentaj.
7. Retigado
La reta stirado de maŝiniloj ĉefe rilatas al la retkonekto kaj retstirado inter la maŝinilo kaj aliaj eksteraj stirsistemoj aŭ supraj komputiloj per la ekipita CNC-sistemo. CNC-maŝiniloj ĝenerale unue frontas la produktejon kaj internan LAN-reton de la entrepreno, kaj poste konektiĝas al la ekstero de la entrepreno per la Interreto, kio nomiĝas Interreta/Intrareta teknologio.
Kun la matureco kaj evoluo de retteknologio, la industrio lastatempe proponis la koncepton de cifereca fabrikado. Cifereca fabrikado, ankaŭ konata kiel "e-fabrikado", estas unu el la simboloj de modernigo en mekanikaj fabrikadaj entreprenoj kaj la norma livermetodo por internaciaj progresintaj maŝinilfabrikistoj hodiaŭ. Kun la ĝeneraligita adopto de informa teknologio, pli kaj pli da hejmaj uzantoj bezonas malproksimajn komunikajn servojn kaj aliajn funkciojn dum importado de CNC-maŝiniloj. Surbaze de la ĝeneraligita adopto de CAD/CAM, mekanikaj fabrikadaj entreprenoj pli kaj pli uzas CNC-maŝinadekipaĵon. CNC-aplikaĵa programaro fariĝas pli kaj pli riĉa kaj uzanto-amika. Virtuala dezajno, virtuala fabrikado kaj aliaj teknologioj estas pli kaj pli strebataj de inĝeniera kaj teknika personaro. Anstataŭigi kompleksan aparataron per programara inteligenteco fariĝas grava tendenco en la evoluo de nuntempaj maŝiniloj. Sub la celo de cifereca fabrikado, kelkaj progresintaj entreprenaj administradaj programoj kiel ERP aperis per proceza reinĝenierado kaj informa teknologia transformado, kreante pli altajn ekonomiajn avantaĝojn por entreprenoj.
8. Fleksebleco
La tendenco de CNC-maŝiniloj al flekseblaj aŭtomatigaj sistemoj estas disvolviĝi de punkto (CNC-unuopa maŝino, maŝincentro, kaj CNC-kompozita maŝinmaŝino), linio (FMC, FMS, FTL, FML) ĝis surfaco (sendependa fabrikinsulo, FA), kaj korpo (CIMS, distribuita reto-integra fabriksistemo), kaj aliflanke, fokusiĝi pri apliko kaj ekonomio. Fleksebla aŭtomatiga teknologio estas la ĉefa rimedo por la fabrikada industrio adaptiĝi al dinamikaj merkataj postuloj kaj rapide ĝisdatigi produktojn. Ĝi estas la ĉefa tendenco de fabrikada disvolviĝo en diversaj landoj kaj la fundamenta teknologio en la kampo de progresinta fabrikado. Ĝia fokuso estas plibonigi la fidindecon kaj praktikecon de la sistemo, kun la celo de facila interkonektado kaj integriĝo; Emfazi la disvolviĝon kaj plibonigon de unuoteknologio; CNC-unuopa maŝino disvolviĝas al alta precizeco, alta rapideco kaj alta fleksebleco; CNC-maŝiniloj kaj iliaj flekseblaj fabrikadaj sistemoj povas esti facile konektitaj kun CAD, CAM, CAPP, MTS, kaj disvolviĝas al informa integriĝo; La disvolviĝo de retsistemoj al malfermiteco, integriĝo kaj inteligenteco.
9. Verdigo
La metaltranĉmaŝinoj de la 21-a jarcento devas prioritatigi mediprotektadon kaj energiŝparadon, tio estas, atingi verdigon de tranĉprocezoj. Nuntempe, ĉi tiu verda prilabora teknologio ĉefe celas ne uzi tranĉfluidon, ĉefe ĉar tranĉfluido ne nur poluas la medion kaj endanĝerigas la sanon de laboristoj, sed ankaŭ pliigas la konsumon de rimedoj kaj energio. Seka tranĉado ĝenerale efektiviĝas en atmosfera atmosfero, sed ĝi ankaŭ inkluzivas tranĉadon en specialaj gasatmosferoj (nitrogeno, malvarma aero, aŭ uzante sekan elektrostatikan malvarmigan teknologion) sen la uzo de tranĉfluido. Tamen, por certaj maŝinadmetodoj kaj kombinaĵoj de laborpecoj, seka tranĉado sen la uzo de tranĉfluido nuntempe malfacile aplikeblas en praktiko, do aperis kvazaŭseka tranĉado kun minimuma lubrikado (MQL). Nuntempe, 10-15% de grandskala mekanika prilaborado en Eŭropo uzas sekan kaj kvazaŭsekan tranĉadon. Por maŝiniloj kiel maŝincentroj, kiuj estas desegnitaj por pluraj maŝinadmetodoj/kombinoj de laborpecoj, kvazaŭseka tranĉado estas ĉefe uzata, kutime per ŝprucado de miksaĵo de ekstreme malgrandaj kvantoj da tranĉoleo kaj premaero en la tranĉareon tra la kava kanalo ene de la maŝina spindelo kaj ilo. Inter diversaj tipoj de metaltranĉmaŝinoj, la dentradhobmaŝino estas la plej ofte uzata por seka tranĉado.
Mallonge, la progreso kaj disvolviĝo de CNC-maŝinila teknologio kreis favorajn kondiĉojn por la disvolviĝo de moderna fabrikada industrio, antaŭenigante la disvolviĝon de fabrikado al pli homigita direkto. Oni povas antaŭvidi, ke kun la disvolviĝo de CNC-maŝinila teknologio kaj la ĝeneraligita apliko de CNC-maŝiniloj, la fabrikada industrio enkondukos profundan revolucion, kiu povas skui la tradician fabrikadan modelon.