Përparimi i shpejtë i teknologjisë së sistemit CNC ka krijuar kushte për përparimin teknologjik të makinave CNC. Për të përmbushur nevojat e tregut dhe për të përmbushur kërkesat më të larta të teknologjisë moderne të prodhimit për teknologjinë CNC, zhvillimi aktual i teknologjisë botërore CNC dhe pajisjeve të saj reflektohet kryesisht në karakteristikat teknike të mëposhtme:
1. Shpejtësi e lartë
Zhvillimi iMakineri CNCDrejt drejtimit me shpejtësi të lartë jo vetëm që mund të përmirësojë ndjeshëm efikasitetin e përpunimit dhe të zvogëlojë kostot e përpunimit, por gjithashtu të përmirësojë cilësinë e përpunimit sipërfaqësor dhe saktësinë e pjesëve. Teknologjia e përpunimit me shpejtësi ultra të lartë ka zbatueshmëri të gjerë për arritjen e prodhimit me kosto të ulët në industrinë prodhuese.
Që nga vitet 1990, vendet në Evropë, Shtetet e Bashkuara dhe Japonia kanë konkurruar për të zhvilluar dhe aplikuar një brez të ri të makinave CNC me shpejtësi të lartë, duke përshpejtuar ritmin e zhvillimit me shpejtësi të lartë të makinave. Janë bërë përparime të reja në njësinë e boshtit me shpejtësi të lartë (bosht elektrik, shpejtësi 15000-100000 r/min), komponentët e lëvizjes së ushqimit me shpejtësi të lartë dhe përshpejtim/ngadalësim të lartë (shpejtësi lëvizjeje e shpejtë 60-120m/min, shpejtësi ushqimi prerjeje deri në 60m/min), sistemet CNC dhe servo me performancë të lartë, dhe sistemet e mjeteve CNC, duke arritur nivele të reja teknologjike. Me zgjidhjen e teknologjive kyçe në një sërë fushash teknike, siç janë mekanizmi i prerjes me shpejtësi ultra të lartë, materialet e mjeteve ultra të forta dhe jetëgjata rezistente ndaj konsumimit dhe mjetet e bluarjes gërryese, boshti elektrik me shpejtësi të lartë me fuqi të lartë, komponentët e ushqimit të drejtuar nga motori linear me përshpejtim/ngadalësim të lartë, sistemet e kontrollit me performancë të lartë (përfshirë sistemet e monitorimit) dhe pajisjet mbrojtëse, është siguruar një bazë teknike për zhvillimin dhe aplikimin e brezit të ri të makinave CNC me shpejtësi të lartë.
Aktualisht, në përpunimin me shpejtësi ultra të lartë, shpejtësia e prerjes së tornimit dhe frezimit ka arritur mbi 5000-8000 m/min; Shpejtësia e boshtit është mbi 30000 rpm (disa mund të arrijnë deri në 100000 r/min); Shpejtësia e lëvizjes (shpejtësia e furnizimit) e tavolinës së punës: mbi 100 m/min (disa deri në 200 m/min) me një rezolucion prej 1 mikrometri dhe mbi 24 m/min me një rezolucion prej 0.1 mikrometri; Shpejtësia automatike e ndërrimit të mjetit brenda 1 sekonde; Shpejtësia e furnizimit për interpolim të linjës së vogël arrin 12 m/min.
2. Saktësi e lartë
Zhvillimi iMakineri CNCNga përpunimi preciz në përpunimin ultra preciz është një drejtim ndaj të cilit fuqitë industriale në të gjithë botën janë të përkushtuara. Saktësia e tij varion nga niveli i mikrometrit në nivelin nënmikron, dhe madje deri në nivelin e nanometrit (<10 nm), dhe gama e aplikimit të tij po bëhet gjithnjë e më e përhapur.
Aktualisht, sipas kërkesës së përpunimit me precizion të lartë, saktësia e përpunimit të makinave të zakonshme CNC është rritur nga ± 10 μ Rritje m në ± 5 μ M; Saktësia e përpunimit të qendrave të përpunimit preciz varion nga ± 3 në 5 μ m. Rritet në ± 1-1.5 μ m. Edhe më lart; Saktësia e përpunimit ultra preciz ka hyrë në nivelin e nanometrit (0.001 mikrometra), dhe saktësia e rrotullimit të boshtit kërkohet të arrijë 0.01~0.05 mikrometra, me një rrumbullakësi përpunimi prej 0.1 mikrometrash dhe një vrazhdësi sipërfaqësore përpunimi prej Ra=0.003 mikrometra. Këto makina në përgjithësi përdorin boshte elektrike me frekuencë të ndryshueshme të kontrolluara nga vektori (të integruara me motorin dhe boshtin), me dalje radiale të boshtit më pak se 2 µ m, zhvendosje aksiale më pak se 1 µ m dhe çekuilibrim të boshtit që arrin nivelin G0.4.
Transmetimi i ushqimit të makinave me shpejtësi të lartë dhe precizion të lartë përfshin kryesisht dy lloje: "servomotor rrotullues me vidë topi me shpejtësi të lartë precize" dhe "motor linear me transmision të drejtpërdrejtë". Përveç kësaj, makinat paralele në zhvillim janë gjithashtu të lehta për t'u arritur ushqim me shpejtësi të lartë.
Për shkak të teknologjisë së saj të zhvilluar dhe aplikimit të gjerë, vidat me sfera jo vetëm që arrijnë saktësi të lartë (niveli 1 sipas ISO3408), por kanë edhe kosto relativisht të ulët për arritjen e përpunimit me shpejtësi të lartë. Prandaj, ato përdoren ende nga shumë makina përpunimi me shpejtësi të lartë deri më sot. Makineritë aktuale të përpunimit me shpejtësi të lartë të drejtuara nga vida me sfera kanë një shpejtësi maksimale lëvizjeje prej 90m/min dhe një përshpejtim prej 1.5g.
Vida me sferë i përket transmetimit mekanik, i cili në mënyrë të pashmangshme përfshin deformim elastik, fërkim dhe hapësirë të kundërt gjatë procesit të transmetimit, duke rezultuar në histerezë lëvizjeje dhe gabime të tjera jolineare. Për të eliminuar ndikimin e këtyre gabimeve në saktësinë e përpunimit, motori linear i drejtpërdrejtë u aplikua në makinat vegla në vitin 1993. Meqenëse është një "transmetim zero" pa lidhje të ndërmjetme, ai jo vetëm që ka inerci të vogël lëvizjeje, ngurtësi të lartë të sistemit dhe përgjigje të shpejtë, por mund të arrijë shpejtësi dhe përshpejtim të lartë, dhe gjatësia e goditjes së tij është teorikisht e pakufizuar. Saktësia e pozicionimit gjithashtu mund të arrijë një nivel të lartë nën veprimin e sistemit të reagimit të pozicionit me precizion të lartë, duke e bërë atë një metodë ideale drejtimi për makinat vegla të përpunimit me shpejtësi të lartë dhe precizion të lartë, veçanërisht makinat vegla të mesme dhe të mëdha. Aktualisht, shpejtësia maksimale e lëvizjes së shpejtë të makinave të përpunimit me shpejtësi të lartë dhe precizion të lartë që përdorin motorë linearë ka arritur në 208 m/min, me një përshpejtim prej 2g, dhe ka ende vend për zhvillim.
3. Besueshmëri e lartë
Me zhvillimin e aplikacioneve të rrjetëzuara tëMakineri CNC, besueshmëria e lartë e makinerive CNC është bërë një qëllim i ndjekur nga prodhuesit e sistemeve CNC dhe prodhuesit e makinerive CNC. Për një fabrikë pa personel që punon dy turne në ditë, nëse kërkohet të punojë vazhdimisht dhe normalisht brenda 16 orëve me një shkallë pa dështime prej P(t)=99% ose më shumë, koha mesatare midis dështimeve (MTBF) e makinerisë CNC duhet të jetë më e madhe se 3000 orë. Vetëm për një makinë CNC, raporti i shkallës së dështimit midis nikoqirit dhe sistemit CNC është 10:1 (besueshmëria e CNC është një rend madhësie më e lartë se ajo e nikoqirit). Në këtë pikë, MTBF e sistemit CNC duhet të jetë më e madhe se 33333.3 orë, dhe MTBF e pajisjes CNC, boshtit dhe transmisionit duhet të jetë më e madhe se 100000 orë.
Vlera e kohës MTBF të pajisjeve aktuale të huaja CNC ka arritur mbi 6000 orë, dhe pajisja lëvizëse ka arritur mbi 30000 orë. Megjithatë, mund të shihet se ende ka një hendek nga objektivi ideal.
4. Përbërja
Në procesin e përpunimit të pjesëve, një sasi e madhe kohe e panevojshme konsumohet në trajtimin e pjesës së punës, ngarkimin dhe shkarkimin, instalimin dhe rregullimin, ndërrimin e mjetit dhe shpejtësinë e boshtit lart e poshtë. Për të minimizuar sa më shumë që të jetë e mundur këto kohë të panevojshme, njerëzit shpresojnë të integrojnë funksione të ndryshme përpunimi në të njëjtën makinë. Prandaj, makinat me funksione të përbëra janë bërë një model në zhvillim të shpejtë vitet e fundit.
Koncepti i përpunimit të përbërjeve të makinerive vegla në fushën e prodhimit fleksibël i referohet aftësisë së një makinerie vegla për të kryer automatikisht përpunim shumëprocesor të të njëjtave ose llojeve të ndryshme të metodave të procesit sipas një programi përpunimi CNC, pasi të jetë fiksuar pjesa e punës me një lëvizje, në mënyrë që të përfundojnë procese të ndryshme përpunimi si tornim, frezim, shpim, shpim, bluarje, prerje, shpim dhe zgjerim të një pjese me formë komplekse. Sa i përket pjesëve prizmatike, qendrat e përpunimit janë makineritë më tipike që kryejnë përpunim shumëprocesor të përbërjeve duke përdorur të njëjtën metodë procesi. Është vërtetuar se përpunimi i përbërjeve të makinerive mund të përmirësojë saktësinë dhe efikasitetin e përpunimit, të kursejë hapësirë dhe veçanërisht të shkurtojë ciklin e përpunimit të pjesëve.
5. Poliaksializim
Me popullarizimin e sistemeve CNC me lidhje 5-akse dhe softuerëve të programimit, qendrat e përpunimit të kontrolluara me lidhje 5-akse dhe makinat frezuese CNC (qendrat vertikale të përpunimit) janë bërë një pikë e nxehtë zhvillimi aktuale. Për shkak të thjeshtësisë së kontrollit të lidhjes 5-akse në programimin CNC për prerëset me skaje sferike gjatë përpunimit të sipërfaqeve të lira, dhe aftësisë për të mbajtur një shpejtësi të arsyeshme prerjeje për prerëset me skaje sferike gjatë procesit të frezimit të sipërfaqeve 3D, si rezultat, vrazhdësia e sipërfaqes së përpunimit përmirësohet ndjeshëm dhe efikasiteti i përpunimit përmirësohet shumë. Megjithatë, në makinat vegla të kontrolluara me lidhje 3-akse, është e pamundur të shmanget pjesëmarrja në prerje e skajit të prerëses me skaje sferike me një shpejtësi prerjeje afër zeros. Prandaj, makinat vegla me lidhje 5-akse janë bërë fokusi i zhvillimit aktiv dhe konkurrencës midis prodhuesve kryesorë të makinave për shkak të avantazheve të tyre të pazëvendësueshme të performancës.
Kohët e fundit, vendet e huaja ende po bëjnë kërkime mbi kontrollin e lidhjeve me 6 boshte duke përdorur mjete prerëse jo rrotulluese në qendrat e përpunimit. Edhe pse forma e tyre e përpunimit nuk është e kufizuar dhe thellësia e prerjes mund të jetë shumë e hollë, efikasiteti i përpunimit është shumë i ulët dhe është i vështirë për t'u zbatuar në praktikë.
6. Inteligjenca
Inteligjenca është një drejtim kryesor për zhvillimin e teknologjisë së prodhimit në shekullin e 21-të. Përpunimi inteligjent është një lloj përpunimi i bazuar në kontrollin e rrjetit nervor, kontrollin fuzzy, teknologjinë e rrjetit dixhital dhe teorinë. Synon të simulojë aktivitetet inteligjente të ekspertëve njerëzorë gjatë procesit të përpunimit, me qëllim zgjidhjen e shumë problemeve të pasigurta që kërkojnë ndërhyrje manuale. Përmbajtja e inteligjencës përfshin aspekte të ndryshme në sistemet CNC:
Të ndjekë efikasitetin dhe cilësinë inteligjente të përpunimit, siç janë kontrolli adaptiv dhe gjenerimi automatik i parametrave të procesit;
Për të përmirësuar performancën e drejtimit dhe për të lehtësuar lidhjen inteligjente, siç është kontrolli i reagimit përpara, llogaritja adaptive e parametrave të motorit, identifikimi automatik i ngarkesave, përzgjedhja automatike e modeleve, vetë-akordimi, etj.;
Programim i thjeshtuar dhe funksionim inteligjent, siç është programimi automatik inteligjent, ndërfaqja inteligjente njeri-makinë, etj.;
Diagnostikimi dhe monitorimi inteligjent lehtësojnë diagnostikimin dhe mirëmbajtjen e sistemit.
Në botë janë duke u hulumtuar shumë sisteme inteligjente prerjeje dhe përpunimi mekanik, ndër të cilat zgjidhjet inteligjente të përpunimit mekanik për shpimin të Shoqatës së Kërkimit të Pajisjeve CNC Inteligjente të Japonisë janë përfaqësuese.
7. Rrjetëzimi
Kontrolli i rrjetëzuar i makinerive vegla kryesisht i referohet lidhjes në rrjet dhe kontrollit të rrjetit midis makinerisë vegla dhe sistemeve të tjera të kontrollit të jashtëm ose kompjuterëve të sipërm përmes sistemit të pajisur CNC. Makineritë CNC në përgjithësi së pari përballen me vendin e prodhimit dhe rrjetin e brendshëm LAN të ndërmarrjes, dhe më pas lidhen me pjesën e jashtme të ndërmarrjes përmes internetit, e cila quhet teknologji Interneti/Intraneti.
Me pjekurinë dhe zhvillimin e teknologjisë së rrjetit, industria kohët e fundit ka propozuar konceptin e prodhimit dixhital. Prodhimi dixhital, i njohur edhe si "e-prodhim", është një nga simbolet e modernizimit në ndërmarrjet e prodhimit mekanik dhe metoda standarde e furnizimit për prodhuesit ndërkombëtarë të makinerive të përparuara sot. Me përdorimin e gjerë të teknologjisë së informacionit, gjithnjë e më shumë përdorues vendas kërkojnë shërbime komunikimi në distancë dhe funksione të tjera kur importojnë makineri CNC. Në bazë të përdorimit të gjerë të CAD/CAM, ndërmarrjet e prodhimit mekanik po përdorin gjithnjë e më shumë pajisje përpunimi CNC. Softueri i aplikacioneve CNC po bëhet gjithnjë e më i pasur dhe miqësor ndaj përdoruesit. Dizajni virtual, prodhimi virtual dhe teknologji të tjera po ndiqen gjithnjë e më shumë nga personeli inxhinierik dhe teknik. Zëvendësimi i pajisjeve komplekse me inteligjencën e softuerit po bëhet një trend i rëndësishëm në zhvillimin e makinerive bashkëkohore. Nën qëllimin e prodhimit dixhital, një numër i softuerëve të avancuar të menaxhimit të ndërmarrjeve, siç është ERP, kanë dalë përmes riinxhinierisë së proceseve dhe transformimit të teknologjisë së informacionit, duke krijuar përfitime më të larta ekonomike për ndërmarrjet.
8. Fleksibilitet
Trendi i makinerive CNC drejt sistemeve fleksibile të automatizimit është të zhvillohet nga pika (makinë e vetme CNC, qendër përpunimi dhe makinë përpunimi kompozite CNC), linja (FMC, FMS, FTL, FML) në sipërfaqe (ishull prodhimi i pavarur, FA) dhe trup (CIMS, sistem prodhimi i integruar i rrjetit të shpërndarë), dhe nga ana tjetër, të përqendrohet në aplikim dhe ekonomi. Teknologjia e automatizimit fleksibil është mjeti kryesor për industrinë prodhuese për t'u përshtatur me kërkesat dinamike të tregut dhe për të përditësuar me shpejtësi produktet. Është trendi kryesor i zhvillimit të prodhimit në vende të ndryshme dhe teknologjia themelore në fushën e prodhimit të përparuar. Fokusi i saj është në përmirësimin e besueshmërisë dhe praktikës së sistemit, me qëllim rrjetëzimin dhe integrimin e lehtë; Theksohet zhvillimi dhe përmirësimi i teknologjisë së njësisë; Makina e vetme CNC po zhvillohet drejt saktësisë së lartë, shpejtësisë së lartë dhe fleksibilitetit të lartë; makineritë CNC dhe sistemet e tyre fleksibile të prodhimit mund të lidhen lehtësisht me CAD, CAM, CAPP, MTS dhe të zhvillohen drejt integrimit të informacionit; Zhvillimi i sistemeve të rrjetit drejt hapjes, integrimit dhe inteligjencës.
9. Gjelbërimi
Makineritë prerëse metalesh të shekullit të 21-të duhet t'i japin përparësi mbrojtjes së mjedisit dhe ruajtjes së energjisë, domethënë, arritjes së proceseve të prerjes në një nivel më të gjelbër. Aktualisht, kjo teknologji e përpunimit të gjelbër përqendrohet kryesisht në mospërdorimin e lëngut prerës, kryesisht sepse lëngu prerës jo vetëm që ndot mjedisin dhe rrezikon shëndetin e punëtorëve, por gjithashtu rrit konsumin e burimeve dhe energjisë. Prerja e thatë kryhet përgjithësisht në një atmosferë atmosferike, por përfshin edhe prerjen në atmosfera të veçanta gazi (azot, ajër të ftohtë ose duke përdorur teknologji të ftohjes elektrostatike të thatë) pa përdorimin e lëngut prerës. Megjithatë, për disa metoda përpunimi dhe kombinime të pjesëve të punës, prerja e thatë pa përdorimin e lëngut prerës është aktualisht e vështirë për t'u zbatuar në praktikë, kështu që është shfaqur prerja kuazi e thatë me lubrifikim minimal (MQL). Aktualisht, 10-15% e përpunimit mekanik në shkallë të gjerë në Evropë përdor prerje të thatë dhe kuazi të thatë. Për makinat prerëse, të tilla si qendrat e përpunimit që janë të projektuara për metoda të shumëfishta përpunimi/kombinime të pjesëve të punës, përdoret kryesisht prerja kuazi e thatë, zakonisht duke spërkatur një përzierje të sasive jashtëzakonisht të vogla të vajit prerës dhe ajrit të kompresuar në zonën e prerjes përmes kanalit të zbrazët brenda boshtit të makinës dhe mjetit. Midis llojeve të ndryshme të makinave prerëse të metaleve, makina e prerjes me ingranazhe është më e përdorura për prerjen e thatë.
Shkurt, përparimi dhe zhvillimi i teknologjisë së makinerive CNC kanë siguruar kushte të favorshme për zhvillimin e industrisë moderne të prodhimit, duke nxitur zhvillimin e prodhimit drejt një drejtimi më të humanizuar. Mund të parashikohet që me zhvillimin e teknologjisë së makinerive CNC dhe aplikimin e gjerë të makinerive CNC, industria e prodhimit do të sjellë një revolucion të thellë që mund të trondisë modelin tradicional të prodhimit.