כלי המכונה מתייחס למכונה המשמשת לייצור המכונה, המכונה גם "מכונת העבודה" או "מכונת העבודה".

כלי מכונה מוקדמים הופיעו כבר במאה ה -15. בשנת 1774, מכונה משעממת חבית שהמציא הווילקינסון הבריטי נחשבה לכלי המכונה האמיתי הראשון בעולם. זה פתר את הבעיה של עיבוד הצילינדר של מנוע הקיטור וואט.

במאה ה -18 הופיעו והתפתחו במהירות סוגים שונים של כלי מכונה כגון מחרטות הברגה, מכונות מסוג gantry, מכונות כרסום אופקיות, ציוד מכונות חבטות וכו ', שהניחו את הבסיס לייצור כלים למהפכה התעשייתית והקמת התעשייה המודרנית.

בשנת 1952 יצא מכשיר הבקרה המספרי הראשון (בקרה מספרית, NC) בעולם במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס בארצות הברית, וסימן את תחילת עידן הבקרה המספרית של כלי המכונה. כלי מכונת CNC הוא כלי מכונה המצויד במערכת בקרה דיגיטלית (בקיצור "מערכת בקרה מספרית"). מערכת הבקרה המספרית כוללת שני חלקים: מכשיר בקרה מספרי ומכשיר סרוו. מכשיר הבקרה המספרי הנוכחי מתממש בעיקר על ידי מחשבים דיגיטליים אלקטרוניים, המכונים גם מכשיר בקרה מספרית ממוחשבת, CNC).

ניתן לסווג כלי מכונות CNC לפי טכנולוגיית עיבוד, מצב תנועה, מצב בקרת סרוו, ביצועי כלי מכונה וכו '. באופן מסורתי בדרך כלל כלי מכונת CNC מתחלקים לשתי קטגוריות: כלי מכונות חיתוך מתכת CNC וכלי מכונת יצירת מתכת CNC המבוססים על מאפיינים של תהליך יצירת פני השטח של האובייקט המעובד (חלק).

בשנים האחרונות, בשל היישום הגובר של חומרים חדשים במוצרים מורכבים (כגון מטוסים, מכוניות, מנועי אוויר וכו '), החומרים של החלקים המעובדים של כלי מכונות CNC אינם מוגבלים עוד לחומרי מתכת, אלא התרחבו לחומרים שאינם מתכתיים כגון חומרים מרוכבים וחומרים קרמיים. טכנולוגיית העיבוד כוללת גם שיטות עיבוד מיוחדות.

בנוסף, מבחינת התפקוד והביצועים, ניתן לחלק את מכונות ה- CNC לשלוש קטגוריות: חסכוני, טווח בינוני (או פופולרי) ומתקדם. נכון לעכשיו, אין הגדרה ברורה ומאוחדת של כלי מכונות CNC מתקדמים. המחבר סבור כי: כלי מכונת CNC מתקדמים הינם כלי מכונת CNC בעלי מאפיינים בעלי ביצועים גבוהים, אינטליגנטיים ובעלי ערך גבוה, ומגיעים לפונקציות ומתאימים טכניים תואמים. כלי מכונות CNC מתקדמים הם נציג אופייני לרמה הטכנית של תעשיית כלי המכונה CNC ולתחרותיות של תעשיית ייצור הציוד.

היסטוריית האבולוציה של מכונת CNC 

כ"מכונת עובדים ", מכונת הליווי לוותה בהתפתחות התיעוש לאורך כל התהליך. לאחר המהפכה התעשייתית במאה ה -18 התפתחו כלי המכונה עם התפתחות תקופות תעשייתיות שונות והראו את המאפיינים הטכניים של כל תקופה. כפי שמוצג באיור 1, המתאים לעידן התעשייה 1.0 לתעשייה 4.0, כלי המכונה התפתחו מכונן מכני/הפעלה ידנית (מכונה 1.0), כונן חשמלי/שליטה דיגיטלית (מכונת 2.0) לשליטה דיגיטלית ממוחשבת (מכונה 3.0), ומתקדמים לקראת סייבר האבולוציה והפיתוח של פתרון מכונה/ענן סייבר-פיזי (כלי מכונה 4.0).

תהליך הפיתוח של כלי מכונות CNC חווה מספר נקודות מפנה חשובות.

בשנת 1952 פותח בהצלחה מכונת ה- CNC הראשונה בעולם במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס בארצות הברית. זו הייתה קפיצה מהפכנית בטכנולוגיית הייצור. כלי המכונה CNC מאמץ תכנות דיגיטלי, ביצוע תוכניות, בקרת סרוו וטכנולוגיות אחרות למימוש השליטה האוטומטית בתנועת המסלול ותפעול כלי המכונה על ידי תוכנית העיבוד הדיגיטלי שנערך בהתאם לדפוס החלק. מאז, טכנולוגיית NC אפשרה את הפיתוח של מכונות ואלקטרוניקה, מחשבים, בקרה, מידע וטכנולוגיות אחרות. בלתי נפרד. לאחר מכן, על מנת לפתור את הבעיה האוטומטית של תכנות NC, ​​כלי תכנות אוטומטיים (APT) ושיטות המשתמשות במחשבים במקום ידני הפכו לטכנולוגיות מפתח, וטכנולוגיית עיצוב/ייצור בעזרת מחשב (CAD/CAM) פותחה אף היא במהירות פופולרי. ניתן לומר כי דיגיטיזציה בייצור החלה עם לידתם של מכונות CNC וטכנולוגיית הבקרה הדיגיטלית המרכזית שלהם.

זה בדיוק בגלל מספר המאפיינים העיקריים של כלי מכונות CNC וטכנולוגיית CNC בתחילת הרעיונות והשיטות של בקרת דיגיטל שלהם, שילוב "רך (חלקים) -קשה (חלקים)", מכונה (מכנית) -אלקטרית ( תת)-שליטה (שליטה) -מידע (מידע) "צלב רב תחומי, כך שההתקדמות הגדולה שלאחר מכן של כלי מכונות CNC וטכנולוגיית CNC קשורה ישירות לפיתוח הטכנולוגיה האלקטרונית וטכנולוגיית המידע (איור 2).

מכשיר הבקרה המספרי המוקדם ביותר השתמש בצינורות ואקום אלקטרוניים ליצירת יחידת מחשוב. הטרנזיסטור הומצא בסוף שנות הארבעים, ומעגלים משולבים הוכנסו בסוף שנות החמישים. בתחילת שנות השישים הופיעו מחשבים דיגיטליים אלקטרוניים המשתמשים במעגלים משולבים ומעגלים משולבים בקנה מידה גדול. פריצת הדרך ביכולת, המזעור והאמינות הביאה את נקודת ההטייה הראשונה לפיתוח טכנולוגיית כלי מכונות CNC-משליטה דיגיטלית מבוססת רכיבים בדידים (NC) ועד שליטה דיגיטלית ממוחשבת (CNC), כלי מכונות CNC החלו גם הם להיכנס לייצור תעשייתי בפועל. יישומים.

פיתוח ה- PC הביא נקודת הטייה נוספת לטכנולוגיית כלי המכונה CNC. בשנות השמונים, IBM הציגה מחשב אישי (מחשב אישי) עם מיקרו-מעבד 1980 סיביות, שאפשר פיתוח התקני בקרה מספריים (כולל חומרה ותוכנה) על ידי יצרנים מיוחדים בעבר והתקדמו לעבר מספרי מחשבים כלליים מבוססי מחשב. לִשְׁלוֹט. במקביל, צמחה גם מערכת CNC בארכיטקטורה פתוחה לקידום פיתוח טכנולוגיית הבקרה המספרית לרמה גבוהה יותר של דיגיטציה ורשתות. על בסיס זה, טכנולוגיות חדשות כגון כלי מכונות במהירות גבוהה, מכונות ציר וירטואלי וכלים לעיבוד מורכב חוזרו במהירות ומיזגו. יישום.

מאז המאה ה -21 החלה להתברר נקודת המפנה השלישית של כלי CNC. טכנולוגיית בקרה מספרית חכמה החלה גם היא לנבוט. עם התפתחות דור חדש של טכנולוגיית מידע ודור חדש של טכנולוגיית בינה מלאכותית, טכנולוגיות חדשות כגון חישה חכמה, אינטרנט של דברים, ביג דאטה, תאומים דיגיטליים, מערכות פיזיות סייבר, מחשוב ענן ובינה מלאכותית וכו 'עמוק משולבת בטכנולוגיית CNC, טכנולוגיית ה- CNC תוביל נקודת הטייה חדשה או אפילו קפיצה חדשה לדור חדש של CNC חכם המשלב פיזיקת סייבר.

בתהליך זה, יעילות העיבוד ודיוק העיבוד של כלי המכונה שופרו ללא הרף. ההתקדמות המתמשכת והיישום של טכנולוגיית ייצור מתקדמת קיצרו מאוד את זמן העיבוד ושיפרו את יעילות העיבוד. איור 7 א הוא גרף המצוטט באופן נרחב המציג את התפתחות טכנולוגיית הייצור המתקדמת ואת התקדמות זמן העיבוד (יעילות). מבחינת מגמות הפיתוח, מצד אחד, משנת 1960 עד 2020, זמן העיבוד הכולל (כולל זמן חיתוך, זמן עזר וזמן הכנה) בייצור הייצור צומצם ל -16% מזמן העיבוד המקורי, כלומר, יעילות העיבוד שופרה באופן משמעותי; מצד שני, מצד אחד, הפרופורציות של "זמן חיתוך, זמן עזר וזמן הכנה" הופכות בהדרגה לאותן. 

לכן, כדי לשפר את יעילות העיבוד בעתיד, לא רק שיש להתמקד באופטימיזציה ושיפור שיטות התהליך ולהגדיל את מידת האוטומציה, אלא גם בייצור נקודת המבט הדיגיטלית, הרשת והאינטליגנטית של ההנהלה מקצרת ביעילות את זמן ההמתנה. איור 7 ב הוא תחזית דיוק העיבוד שניתן להשיג על ידי כלי מכונה שונים על ידי Taniguchi בשנות השמונים (הקו המקווקו של שיפור הדיוק משנת 1980 עד 2000 באיור נוסף על ידי המחבר). ניתן לראות כי עיבוד שונה פיתוח שיטות תהליך וטכנולוגיית מכונות (או ציוד) הביא לשיפור מתמשך בדיוק העיבוד, אך תחום העיבוד המכני שונה מתחום ייצור המעגלים המשולבים. כפול תוך 2020 חודשים), שיפור הדיוק שלו הוא הצטברות טכנולוגית ארוכת טווח ותהליך איטרציה מתמשך (לדוגמה: דיוק עיבוד שבבי גדל בסדר גודל של דיוק במשך יותר מעשרים שנה).

מגמת הפיתוח של טכנולוגיית כלי מכונות CNC

מבחינת מגמות הפיתוח העיקריות בעתיד, המחבר מאמין כי טכנולוגיית כלי מכונת CNC מציגה מגמת פיתוח של ביצועים גבוהים, רב פונקציונליים, התאמה אישית, אינטליגנציה וירוק, כלומר:

• (1) ביצועים גבוהים. בתהליך הפיתוח של כלי מכונות CNC, אנו שואפים לרצות דיוק עיבוד גבוה יותר, מהירות חיתוך, יעילות ייצור ואמינות. בעתיד, כלי מכונות CNC ישיגו אינטרפולציה ישירה במהירות גבוהה ובדיוק רב של עקומות ומשטחים מורכבים ובקרת סרוו עם תגובה דינאמית גבוהה באמצעות מבנה מכונה מותאם יותר, מערכות בקרה מתקדמות ואלגוריתמים מתמטיים יעילים; באמצעות סימולציה וירטואלית דיגיטלית, אופטימיזציה של עיצוב קשיחות דינמית סטטית, בקרת יציבות תרמית, פיצוי דינאמי מקוון וטכנולוגיות אחרות משפרות מאוד את האמינות ואת שמירת הדיוק.
• (2) רב תכליתי. החל משילוב של תהליכי חיתוך שונים (כגון סיבוב וטחינה, כרסום) ועד שילוב של שיטות גיבוש שונות (כגון שילוב או ערבוב של שיטות יצירה כגון ייצור תוספי, ייצור חיסור וייצור חומרי איזומטי), כלי מכונות CNC ורובוטים "מכונה-מכונה" פיתוח בכיוון של אינטגרציה ושיתוף פעולה; משרשרת התהליכים הסדרתית המסורתית של "CAD-CAM-CNC" ועד כיוון העיבוד של שלב אחד של "שילוב CAD+CAM+CNC" המבוסס על מודלים תלת-ממדיים מוצקים; החל מרשת הקישוריות "מכונה-מכונה" ועד לפיתוח עיבוד נתונים גדולים הנתמכים על ידי חיבור "אדם-מכונה-דבר" ומחשוב קצה/ענן.
• (3) התאמה אישית. על פי צרכי המשתמש, ספק פיתוח מותאם אישית במבנה כלי המכונה, תצורת המערכת, תכנות מקצועי, כלי חיתוך, מדידה במכונה וכו ', ומספק שירותים מותאמים אישית בטכנולוגיית עיבוד, פרמטרי חיתוך, אבחון תקלות, תפעול ותחזוקה וכו'. טכנולוגיות כגון עיצוב מודולרי, תצורה מחדש, שיתוף פעולה ברשת, ייצור מוגדר תוכנה וייצור נייד יספקו תמיכה טכנית למימוש התאמה אישית.
• (4) אינטליגנטי. באמצעות חיישנים וממשקי תקשורת סטנדרטיים, המצב והכלי עיבוד אותות ונתונים של תהליך המכונה חשים ונרכשים. תהליך העיבוד נלמד באמצעות עיבוד טרנספורמציה, ניתוח דוגמנות וכריית נתונים, ונוצרים מידע והנחיות התומכים בקבלת החלטות מיטבית. הניטור, החיזוי והבקרה של תהליך העיבוד עונים על הדרישות של עיבוד איכותי, יעיל, גמיש ומסתגל. "תפיסה, חיבור, למידה, קבלת החלטות והתאמה עצמית" יהפכו למאפיינים התפקודיים העיקריים של כלי מכונות CNC. עיבוד נתונים גדולים, IoT תעשייתי, תאומים דיגיטליים, מחשוב קצה/מחשוב ענן, למידה עמוקה וכו 'יקדם מאוד כלי מכונה חכמים עתידיים פיתוח והתקדמות הטכנולוגיה.
• (5) ירוק. הטכנולוגיה מתמודדת עם הצרכים של פיתוח בר קיימא עתידי, עם עיצוב ידידותי לסביבה, מבנה קל משקל, ייצור חסכוני באנרגיה וידידותי לסביבה, ניהול יעילות אנרגטית אופטימלית, טכנולוגיית חיתוך נקי, ממשק נעים בין אדם למכונה ושירותי מחזור חיים של מוצרים.

כלי מכונות חיתוך הינם תהליכים שונים (כגון סיבוב, כרסום, משעמם, קידוח, טחינה וכו ') המשתמשים בכלים או שוחקים כדי לפעול על חומר העבודה באמצעות אנרגיה מכנית. ניתן לייחס את הבעיות המהותיות לשתי נקודות. האחד הוא השימוש באיזו אנרגיה מסירה חומר? שנית, כיצד לשלוט בשימוש באנרגיה? כפי שצוין בתחילת מאמר זה, כלי מכונה 1.0 משתמש בכוח קיטור כדי לספק ישירות אנרגיה מכנית לכלי המכונה למימוש תהליכי חיתוך שונים. שיטת הבקרה היא שליטה ידנית; מכונת כלי 2.0 ממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית. נהג בכלי מכונה והביא את הופעתם של כלי מכונה בשליטה דיגיטלית. שיטת הבקרה היא שליטה אוטומטית; Machine Tool 3.0 הוא כלי מכונת בקרה מספרית ממוחשבת המובאת על ידי טכנולוגיית מחשב ומידע. הוא משנה את שיטת הבקרה של כלי המכונה ואת שיטת ארגון הייצור כדי להפוך אותו לדיגיטלי ורשת. .

במבט לעתיד, כלי המכונה 4.0 יעמוד בפני שינויים מהפכניים חדשים. הראשון הוא שהאנרגיה המשמשת ישירות בתהליך הסרת החומרים משתנה מאנרגיה מכנית לאנרגיה מכנית, אנרגיה חשמלית, אנרגיית אור, אנרגיה כימית ושדות אנרגיה אחרים ושילוביהם. השנייה היא שיטת הבקרה של שימוש באנרגיה. מצד אחד, שליטה חכמה היא המאפיין והמגמה החשובים ביותר בהתפתחות האחרונה של כלי מכונה בעתיד. זה הופך את כלי המכונה גבוהים יותר (דיוק), מהירים יותר (יעילות), חזקים יותר (פונקציה) וחסכוניים יותר (ירוקים). ); מצד שני, המחשוב הקוונטי והמחשבים הקוונטיים הקרובים, כשם שמחשבים אלקטרוניים הביאו קפיצה מהפכנית לכלי מכונות CNC, הגדירו מחדש דור של כלי מכונות CNC והולידו עקרונות ומושגים חדשים של כלי מכונות CNC ותהליכי ייצור.

כמכונת עבודה, כלי מכונה סיפקו כלי ייצור ושיטות למהפכה התעשייתית ולפיתוח תעשייתי מודרני במשך שנים רבות; הפיתוח התעשייתי העתידי והתקדמות הציוויליזציה האנושית עדיין אינם ניתנים להפרדה מהתמיכה והקידום של כלי מכונות CNC. במבט קדימה לעתיד, סבב חדש של מהפכה תעשייתית מביא אתגרים והזדמנויות חדשות לפיתוח כלי מכונות CNC. שילוב טכנולוגיית הייצור המתקדמת עם דור חדש של טכנולוגיות מידע ודור חדש של בינה מלאכותית יביא גם חדשנות טכנולוגית, שדרוגי מוצרים ושדרוגים תעשייתיים לכלי מכונת CNC. עם תמיכה טכנית, כלי מכונות CNC יעברו לעבר ביצועים גבוהים, רב פונקציונליים, התאמה אישית, אינטליגנציה וירוק, ויאמצו את טכנולוגיית המחשוב הקוונטי החדש של העתיד, ויספקו חזק יותר, נוח ונוח יותר למהפכה התעשייתית החדשה ו התקדמות הציוויליזציה האנושית. כלי ייצור יעילים.

קישור למאמר זה: סכם את היסטוריית האבולוציה, המאפיינים הטכניים ומגמות הפיתוח של מכונת CNC

הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית עיבוד cnc סין services.ISO 9001: 2015 ו- AS-9100 מוסמכים. דיוק מהיר 3, 4 ו -5 צירים עיבוד CNC שירותים כולל כרסום, מתכת לפי מפרט הלקוח, מסוגלים לחלקים מתכתיים ופלסטיים במכונה עם סובלנות +/- 0.005 מ"מ. שירותים משניים כוללים CNC וטחינה שחיקה, חיתוך לייזר,הִתעַמְלוּת,למות הליהוק, מתכת ו הַטבָּעָה. מתן אבות טיפוס, הפקות ייצור מלאות, תמיכה טכנית ובדיקה מלאה רכב, תעופה וחלל, עובש ומתקן, תאורת led,רפואי, אופניים, וצרכנים אלקטרוניקה תעשיות. אספקה ​​בזמן. ספר לנו קצת על תקציב הפרויקט שלך וזמן המסירה הצפוי. אנו אסטרטגיה איתך לספק את השירותים המשתלמים ביותר שיעזרו לך להגיע ליעד שלך, ברוך הבא לפנות אלינו ( sales@pintejin.com ) ישירות לפרויקט החדש שלך.