CNC sistema teknologiaren aurrerapen azkarrak CNC makina-erremintaren aurrerapen teknologikorako baldintzak sortu ditu. Merkatuaren beharrak asetzeko eta CNC teknologiarako fabrikazio-teknologia modernoaren eskakizun altuagoak betetzeko, munduko CNC teknologiaren eta bere ekipamenduen egungo garapena batez ere ezaugarri tekniko hauetan islatzen da:
1. Abiadura handia
GarapenaCNC makina-erremintakAbiadura handiko norabiderantz bideratzeak ez bakarrik mekanizazio-eraginkortasuna nabarmen hobetu eta mekanizazio-kostuak murriztu ditzake, baita piezen gainazaleko mekanizazio-kalitatea eta zehaztasuna ere. Ultra-abiadura handiko mekanizazio-teknologiak aplikazio zabala du kostu txikiko ekoizpena lortzeko manufaktura-industrian.
1990eko hamarkadaz geroztik, Europako, Estatu Batuetako eta Japoniako herrialdeak lehian aritu dira abiadura handiko CNC makina-erreminta belaunaldi berri bat garatu eta aplikatzeko, makina-erreminteen garapen abiadura handiko erritmoa bizkortuz. Aurrerapen berriak egin dira abiadura handiko ardatz unitatean (ardatz elektrikoa, 15000-100000 r/min-ko abiadura), abiadura handiko eta azelerazio/dezelerazio handiko elikatze mugimendu osagaietan (60-120m/min-ko mugimendu abiadura azkarra, 60m/min-ko ebaketa elikatze abiadura), errendimendu handiko CNC eta servo sistemetan, eta CNC tresna sistemetan, maila teknologiko berriak lortuz. Hainbat arlo teknikotan funtsezko teknologiak finkatuta, hala nola abiadura handiko ebaketa mekanismo ultra-handian, higaduraren aurkako erresistentzia handiko erreminta material iraunkorretan eta artezketa tresna urratzaileetan, potentzia handiko abiadura handiko ardatz elektrikoetan, azelerazio/dezelerazio handiko motor lineal bidezko elikatze osagaietan, errendimendu handiko kontrol sistemek (monitorizazio sistemak barne) eta babes gailuek, oinarri tekniko bat eman da abiadura handiko CNC makina-erreminta belaunaldi berriaren garapen eta aplikaziorako.
Gaur egun, abiadura ultra handiko mekanizazioan, torneatzearen eta fresatzearen ebaketa-abiadura 5000-8000m/min-tik gorakoa da; ardatzaren abiadura 30000 rpm-tik gorakoa da (batzuek 100000 r/min-ra irits daitezke); lan-mahaiaren mugimendu-abiadura (aurrerapen-tasa): 100m/min-tik gorakoa (batzuek 200m/min-ra arte) 1 mikrometroko bereizmenarekin, eta 24m/min-tik gorakoa 0,1 mikrometroko bereizmenarekin; erreminta automatikoki aldatzeko abiadura 1 segundotan; lerro txikien interpolaziorako aurrerapen-tasa 12m/min-ra iristen da.
2. Zehaztasun handia
GarapenaCNC makina-erremintakZehaztasun-mekanizaziotik ultra-zehaztasun-mekanizaziora mundu osoko industria-potentziak konprometituta dauden norabidea da. Bere zehaztasuna mikrometro-mailatik azpimikroi-mailara eta baita nanometro-mailara ere (<10nm) doa, eta bere aplikazio-eremua gero eta zabalagoa da.
Gaur egun, mekanizazio doitasun handiko eskakizunen pean, CNC makina-erreminta arrunten mekanizazio zehaztasuna ± 10 μm-tik ± 5 μM-ra igo da; mekanizazio zehaztasun zentroen mekanizazio zehaztasuna ± 3 eta 5 μm artekoa da. ± 1-1,5 μm-ra igo da. Are handiagoa; Ultra zehaztasuneko mekanizazio zehaztasuna nanometro mailara iritsi da (0,001 mikrometro), eta ardatzaren biraketa zehaztasuna 0,01~0,05 mikrometrora iritsi behar da, 0,1 mikrometroko mekanizazio biribiltasunarekin eta Ra=0,003 mikrometroko mekanizazio gainazalaren zimurtasunarekin. Makina-erreminta hauek, oro har, bektore bidez kontrolatutako maiztasun aldakorreko ardatz elektrikoak erabiltzen dituzte (motorrarekin eta ardatzarekin integratuta), ardatzaren erradial-irteera 2 µm baino txikiagoa, ardatz-desplazamendua 1 µm baino txikiagoa eta ardatzaren deserosotasuna G0.4 mailara iristen dena.
Abiadura handiko eta zehaztasun handiko mekanizazio-makina-erremintaren elikatze-unitateak bi mota nagusi ditu: "abiadura handiko zehaztasuneko bola-torlojudun servo-motor birakariak" eta "motor linealaren zuzeneko transmisioa". Horrez gain, sortzen ari diren makina-erreminta paraleloek ere erraz lortzen dute abiadura handiko elikadura.
Bere teknologia helduari eta aplikazio zabalari esker, bola-torlojuek ez dute zehaztasun handia lortzen bakarrik (ISO3408 1. maila), baita abiadura handiko mekanizazioa lortzeko kostu nahiko baxua ere. Hori dela eta, gaur egun ere abiadura handiko mekanizazio-makina askok erabiltzen dituzte. Bola-torloju batek bultzatutako egungo abiadura handiko mekanizazio-makina-erremintak 90m/min-ko mugimendu-abiadura maximoa eta 1,5g-ko azelerazioa ditu.
Bola-torlojua transmisio mekanikoaren parte da, eta horrek, saihestezin, deformazio elastikoa, marruskadura eta alderantzizko tarteko urruntzea dakar transmisio-prozesuan, mugimendu-histeresia eta bestelako errore ez-linealak sortuz. Errore horien mekanizazio-zehaztasunean duten eragina ezabatzeko, motor linealaren zuzeneko transmisioa makina-erremintetan aplikatu zen 1993an. "Zero transmisioa" denez, tarteko loturarik gabekoa, ez du mugimendu-inertzia txikia, sistemaren zurruntasun handia eta erantzun azkarra bakarrik, abiadura eta azelerazio handia lor dezake, eta bere ibilbide-luzera teorikoki mugagabea da. Kokapen-zehaztasuna ere maila altua lor daiteke zehaztasun handiko posizio-feedback sistemaren eraginpean, abiadura handiko eta zehaztasun handiko mekanizazio-makina-erremintetarako gidatzeko metodo aproposa bihurtuz, batez ere makina-erreminta ertain eta handietarako. Gaur egun, motor linealak erabiltzen dituzten abiadura handiko eta zehaztasun handiko mekanizazio-makinen gehienezko mugimendu-abiadura 208 m/min-ra iritsi da, 2g-ko azelerazioarekin, eta oraindik badago garapenerako tarterik.
3. Fidagarritasun handia
Sareko aplikazioen garapenarekin bateraCNC makina-erremintak, CNC makina-erreminten fidagarritasun handia CNC sistemen fabrikatzaileek eta CNC makina-erreminten fabrikatzaileek lortu nahi duten helburu bihurtu da. Egunean bi txandatan lan egiten duen langilerik gabeko fabrika batentzat, etengabe eta normalean 16 orduko epean lan egin behar badu, P (t)=% 99 edo gehiagoko hutsegite-tasarekin, CNC makina-erremintaren hutsegiteen arteko batez besteko denbora (MTBF) 3000 ordu baino handiagoa izan behar da. CNC makina-erreminta bakar baterako, ostalariaren eta CNC sistemaren arteko hutsegite-tasaren erlazioa 10:1 da (CNCren fidagarritasuna magnitude-ordena bat handiagoa da ostalariarena baino). Puntu honetan, CNC sistemaren MTBF-a 33333,3 ordu baino handiagoa izan behar da, eta CNC gailuaren, ardatzaren eta unitatearen MTBF-a 100000 ordu baino handiagoa izan behar da.
Gaur egungo atzerriko CNC gailuen MTBF balioa 6000 ordutik gorakoa da, eta gidatzeko gailuak 30000 ordutik gorakoa. Hala ere, ikus daiteke oraindik ere aldea dagoela helburu idealetik.
4. Konposaketa
Piezen prozesamendu prozesuan, denbora alferrikako kopuru handia kontsumitzen da piezak maneiatzen, kargatzen eta deskargatzen, instalatzen eta doitzen, erremintak aldatzen eta ardatzaren abiadura igotzen eta jaisten. Denbora alferrikako horiek ahalik eta gehien minimizatzeko, jendeak prozesatzeko funtzio desberdinak makina-erreminta berean integratzea espero du. Hori dela eta, funtzio konposatuko makina-erremintak azken urteotan azkar garatzen ari den eredu bihurtu dira.
Makina-erremintaren konpositeen mekanizazio kontzeptuak, fabrikazio malguaren arloan, makina-erreminta batek prozesu-metodo berdin edo desberdinen mekanizazio anitzekoa automatikoki egiteko duen gaitasunari egiten dio erreferentzia, pieza aldi berean finkatu ondoren CNC mekanizazio-programa baten arabera, hainbat mekanizazio-prozesu burutzeko, hala nola torneatzea, fresatzea, zulatzea, mandrinatzea, arteztea, hariztatzea, errematxatzea eta forma konplexuko pieza bat zabaltzea. Pieza prismatikoei dagokienez, mekanizazio-zentroak dira prozesu-metodo bera erabiliz prozesu anitzeko konpositeen prozesamendua egiten duten makina-erreminta ohikoenak. Frogatuta dago makina-erremintaren konpositeen mekanizazioak mekanizazioaren zehaztasuna eta eraginkortasuna hobetu ditzakeela, espazioa aurreztu dezakeela eta, batez ere, piezen mekanizazio-zikloa laburtu dezakeela.
5. Poliaxializazioa
5 ardatzeko lotura-CNC sistemen eta programazio-softwarearen hedapenarekin, 5 ardatzeko lotura-kontrolatutako mekanizazio-zentroak eta CNC fresatzeko makinak (mekanizazio-zentro bertikalak) garapen-gune bihurtu dira gaur egun. 5 ardatzeko lotura-kontrola CNC programazioan erabiltzearen sinpletasunari esker, gainazal libreak mekanizatzean mutur esferikoko fresatzeko ebakitzaileetarako, eta 3D gainazalen fresaketa-prozesuan mutur esferikoko fresatzeko ebakitzaileetarako ebaketa-abiadura arrazoizkoa mantentzeko gaitasunari esker, ondorioz, mekanizazio-gainazalaren zimurtasuna nabarmen hobetzen da eta mekanizazio-eraginkortasuna asko hobetzen da. Hala ere, 3 ardatzeko lotura-kontrolatutako makina-erremintetan, ezinezkoa da zerotik hurbil dagoen ebaketa-abiadura duen mutur esferikoko fresatzeko ebakitzailearen muturra ebakitzean parte hartzea saihestea. Hori dela eta, 5 ardatzeko lotura-makina-erremintak garapen aktiboaren eta lehiaren ardatz bihurtu dira makina-erreminta fabrikatzaile nagusien artean, dituzten errendimendu-abantailak ordezkaezinak direla eta.
Azkenaldian, atzerriko herrialdeek 6 ardatzeko lotura-kontrola ikertzen jarraitzen dute mekanizazio-zentroetan biraketarik gabeko ebaketa-erremintak erabiliz. Haien mekanizazio-forma ez dago mugatuta eta ebaketa-sakonera oso mehea izan daitekeen arren, mekanizazio-eraginkortasuna baxuegia da eta zaila da praktikoa izatea.
6. Adimena
Adimena XXI. mendeko fabrikazio-teknologiaren garapenerako norabide nagusietako bat da. Mekanizazio adimenduna sare neuronalen kontrolean, kontrol lausoan, sare digitalen teknologian eta teorian oinarritutako mekanizazio mota bat da. Mekanizazio-prozesuan zehar giza adituen jarduera adimendunak simulatzea du helburu, eskuzko esku-hartzea behar duten ziurgabetasun-arazo asko konpontzeko. Adimenaren edukiak hainbat alderdi hartzen ditu barne CNC sistemetan:
Prozesatzeko eraginkortasun eta kalitate adimenduna bilatzea, hala nola kontrol moldagarria eta prozesu-parametroen sorrera automatikoa;
Gidatzearen errendimendua hobetzeko eta konexio adimenduna errazteko, hala nola aurreranzko kontrola, motorraren parametroen kalkulu moldagarria, kargen identifikazio automatikoa, modeloen hautaketa automatikoa, auto-doikuntza, etab.
Programazio sinplifikatua eta funtzionamendu adimentsua, hala nola programazio automatiko adimentsua, gizaki-makina interfaze adimentsua, etab.
Diagnostiko eta monitorizazio adimendunek sistemaren diagnostikoa eta mantentze-lanak errazten dituzte.
Munduan ebaketa eta mekanizazio sistema adimendun asko daude ikertzen, eta horien artean, Japan Intelligent CNC Device Research Association-en zulatzeko mekanizazio irtenbide adimendunak adierazgarriak dira.
7. Sareak
Makina-erremintaren sareko kontrolak, batez ere, makina-erremintaren eta beste kanpoko kontrol-sistemen edo goiko ordenagailuen arteko sare-konexioa eta sare-kontrola aipatzen ditu, hornitutako CNC sistemaren bidez. CNC makina-erremintak, oro har, lehenik enpresaren ekoizpen-gunera eta barneko LANera begira daude, eta gero enpresaren kanpoaldera konektatzen dira Interneten bidez, eta horri Internet/Intranet teknologia deritzo.
Sare-teknologiaren heldutasunarekin eta garapenarekin, industriak fabrikazio digitalaren kontzeptua proposatu du azkenaldian. Fabrikazio digitala, "e-fabrikazioa" bezala ere ezaguna, fabrikazio mekanikoko enpresen modernizazioaren ikurretako bat da eta nazioarteko makina-erreminta aurreratuen fabrikatzaileen hornidura-metodo estandarra gaur egun. Informazio-teknologiaren hedapen zabalarekin, gero eta erabiltzaile gehiagok behar dituzte urruneko komunikazio-zerbitzuak eta beste funtzio batzuk CNC makina-erremintak inportatzerakoan. CAD/CAM hedapen zabalean oinarrituta, fabrikazio mekanikoko enpresek gero eta gehiago erabiltzen dituzte CNC mekanizazio-ekipoak. CNC aplikazio-softwarea gero eta aberatsagoa eta erabilerrazagoa bihurtzen ari da. Diseinu birtuala, fabrikazio birtuala eta beste teknologia batzuk gero eta gehiago bilatzen dituzte ingeniariek eta teknikariek. Hardware konplexua software-inteligentziarekin ordezkatzea joera garrantzitsu bihurtzen ari da gaur egungo makina-erremintaren garapenean. Fabrikazio digitalaren helburuaren pean, hainbat enpresa-kudeaketa software aurreratu, hala nola ERP, sortu dira prozesuen biringeniaritza eta informazio-teknologiaren eraldaketaren bidez, enpresentzat onura ekonomiko handiagoak sortuz.
8. Malgutasuna
CNC makina-erremintak automatizazio-sistema malguetarako joera da puntutik (CNC makina bakarra, mekanizazio-zentroa eta CNC konpositezko mekanizazio-makina), lerrotik (FMC, FMS, FTL, FML) gainazalera (fabrikazio-uharte independentea, FA) eta gorputzera (CIMS, sare banatuko fabrikazio-sistema integratua) garatzea, eta, bestetik, aplikazioan eta ekonomian zentratzea. Automatizazio-teknologia malgua da manufaktura-industriak merkatuaren eskakizun dinamikoetara egokitzeko eta produktuak azkar eguneratzeko bide nagusia. Hainbat herrialdetako fabrikazio-garapenaren joera nagusia da eta fabrikazio aurreratuaren arloko oinarrizko teknologia. Bere arreta sistemaren fidagarritasuna eta praktikotasuna hobetzean dago, sarean eta integrazioan erraz konektatzeko helburuarekin; unitate-teknologiaren garapena eta hobekuntza azpimarratzea; CNC makina bakarra zehaztasun handirantz, abiadura handirantz eta malgutasun handirantz garatzen ari da; CNC makina-erremintak eta haien fabrikazio-sistema malguak erraz konekta daitezke CAD, CAM, CAPP, MTS-rekin, eta informazioaren integraziorantz garatzea; sare-sistemen garapena irekitasun, integrazio eta adimenerantz.
9. Berdetzea
XXI. mendeko metalezko ebaketa-makina-erremintak ingurumenaren babesa eta energiaren kontserbazioa lehenetsi behar ditu, hau da, ebaketa-prozesuen berdetzea lortzea. Gaur egun, prozesatzeko teknologia berde honek batez ere ebaketa-fluidoa ez erabiltzean jartzen du arreta, batez ere ebaketa-fluidoak ingurumena kutsatzen eta langileen osasuna arriskuan jartzen duelako, baizik eta baliabideen eta energiaren kontsumoa handitzen duelako. Ebaketa lehorra, oro har, atmosfera batean egiten da, baina ebaketa-fluidorik erabili gabe gas-atmosfera berezietan (nitrogenoa, aire hotza edo hozte elektrostatiko lehorreko teknologia erabiliz) ebaketa ere barne hartzen du. Hala ere, mekanizazio-metodo eta pieza-konbinazio batzuetarako, ebaketa-fluidorik erabili gabe ebaketa lehorra zaila da praktikan aplikatzen, beraz, lubrifikazio minimoarekin ia lehorra den ebaketa (MQL) sortu da. Gaur egun, Europako eskala handiko prozesamendu mekanikoaren % 10-15ek ebaketa lehorra eta ia lehorra erabiltzen du. Mekanizazio-metodo/pieza-konbinazio anitzetarako diseinatutako mekanizazio-zentroak bezalako makina-erremintetarako, ia lehorra den ebaketa erabiltzen da batez ere, normalean ebaketa-olio eta aire konprimitu kantitate oso txikien nahasketa bat ebaketa-eremuan ihinztatuz makinaren ardatzaren eta erremintaren barruko kanal hutsaren bidez. Metala ebakitzeko makinen artean, engranaje-targagailua da ebaki lehorrerako gehien erabiltzen dena.
Laburbilduz, CNC makina-erremintaren teknologiaren aurrerapenak eta garapenak baldintza onuragarriak eman dituzte manufaktura-industria modernoaren garapenerako, manufakturaren garapena norabide humanizatuago baterantz sustatuz. Aurreikus daiteke CNC makina-erremintaren teknologiaren garapenarekin eta CNC makina-erremintaren aplikazio zabalarekin, manufaktura-industriak iraultza sakon bat ekarriko duela, eta horrek manufaktura-eredu tradizionala astinduko duela.