Nel dinamico mondo della produzione, le macchine CNC hanno trasformato il modo in cui creiamo progetti intricati a partire dalle materie prime. Questo blog si addentra nell'affascinante regno della lavorazione CNC, evidenziandone il ruolo centrale nell'industria moderna. Scoprite la precisione, l'automazione e la versatilità che rendono le macchine CNC essenziali per una produzione di alta qualità. Dalle basi del loro funzionamento ai vantaggi rispetto agli strumenti tradizionali, scoprite perché la tecnologia CNC è la spina dorsale dei processi produttivi odierni. Preparatevi a esplorare l'innovazione all'avanguardia che guida il futuro della produzione industriale.
Le macchine utensili si distinguono dalle altre macchine perché non vengono utilizzate solo per la produzione di macchine, ma anche per la produzione di macchine utensili stesse.
Di conseguenza, vengono anche chiamate "macchine utensili industriali" o "macchine utensili".
Nel settore delle macchine utensili, macchine utensili a controllo numerico sono solitamente classificati in base al numero di assi.
Quelle con meno di tre assi sono considerate macchine utensili di basso livello, quelle con tre-cinque assi sono considerate macchine utensili di livello medio-alto e quelle con più di cinque assi sono considerate macchine utensili di alto livello.
Nell'industria, la distinzione tra attrezzature di produzione tradizionali e moderne è comunemente vista come una distinzione tra macchine utensili tradizionali e macchine di produzione moderne. Macchine utensili CNC.
Le macchine utensili forniscono le attrezzature di produzione per l'industria manifatturiera.
Tutti i pezzi che richiedono un'elevata precisione di lavorazione e una rugosità della superficie devono essere lavorati da macchine utensili, che costituiscono un fattore cruciale per la crescita dell'industria manifatturiera e dell'economia nazionale.
L'intellettualizzazione e l'automazione delle singole macchine utensili, in particolare delle macchine utensili a controllo numerico, è la direzione della industria delle macchine utensili. L'alta precisione, la finezza, la velocità, la versatilità e l'intelligenza rappresentano i simboli dell'industria moderna.
L'industria moderna delle apparecchiature si sta muovendo verso una produzione estrema, caratterizzata da:
Con il progresso della tecnologia informatica elettronica, l'industria delle macchine utensili è entrata nell'era dell'integrazione elettromeccanica e le macchine utensili CNC ne sono i prodotti rappresentativi.
Una macchina utensile a controllo numerico è una macchina automatica dotata di un sistema di controllo del programma, in grado di risolvere problemi di lavorazione per pezzi complessi, precisi, in piccoli lotti e multivariati.
È una macchina automatica flessibile ed efficiente, che incarna la direzione di sviluppo della moderna tecnologia di controllo delle macchine utensili.
Una macchina utensile dotata di un sistema di controllo del programma viene definita macchina a controllo numerico computerizzato (CNC).
Il sistema di controllo elabora i programmi rilevanti con codici di controllo o altre istruzioni simboliche, li converte in numeri codificati attraverso la decodifica e li immette nel dispositivo di controllo numerico utilizzando un supporto informativo.
Il dispositivo di controllo numerico esegue quindi calcoli ed elaborazioni e invia vari segnali di controllo per comandare le azioni della macchina utensile, consentendole di lavorare automaticamente i pezzi secondo la forma e le dimensioni richieste specificate nel disegno.
Le macchine utensili CNC integrano macchinari, automazione, computer, microelettronica e altre tecnologie per risolvere i problemi di lavorazione di pezzi complessi, precisi e in piccoli lotti, diventando così una macchina utensile automatica flessibile ed efficiente.
I sensori utilizzati nelle macchine utensili CNC comprendono encoder fotoelettrici, reticoli lineari, interruttori di prossimità, sensori di temperatura, sensori di Hall, sensori di corrente, sensori di tensione, sensori di pressione, sensori di livello dei liquidi, resolver, induttanze, sensori di velocità, ecc. Questi sensori sono utilizzati principalmente per rilevare posizione, spostamento lineare e angolare, velocità, pressione, temperatura, ecc.
Le macchine CNC hanno una forte adattabilità agli oggetti di lavorazione, un'elevata precisione di lavorazione, una qualità di lavorazione stabile, un'alta produttività, un'elevata affidabilità e possono migliorare le condizioni di lavoro.
L'unità CNC è responsabile del funzionamento e del monitoraggio delle macchine utensili CNC e ne costituisce il cervello.
Le macchine utensili CNC presentano numerosi vantaggi rispetto alle macchine utensili tradizionali, tra cui:
La lavorazione dei pezzi sulle macchine utensili CNC dipende principalmente dal programma di lavorazione, che le distingue dalle macchine utensili ordinarie. Con il CNC non è necessario produrre o sostituire più stampi e attrezzature, né regolare frequentemente le macchine utensili. Di conseguenza, le macchine utensili CNC sono ideali per la produzione di pezzi singoli o piccoli lotti e per lo sviluppo di nuovi prodotti, contribuendo ad abbreviare il ciclo di preparazione alla produzione e a ridurre i costi delle attrezzature di processo.
La precisione di lavorazione della macchina utensile a controllo numerico può generalmente raggiungere 0,05-0,1 mm. È controllata da segnali digitali. Ogni segnale a impulsi emesso dal dispositivo NC sposta le parti mobili della macchina utensile di un impulso equivalente, che in genere è di 0,001 mm. Il dispositivo NC è in grado di compensare l'errore medio del gioco inverso della catena di trasmissione dell'avanzamento della macchina utensile e del passo della vite, garantendo così una precisione di posizionamento relativamente elevata.
Quando si lavora lo stesso lotto di pezzi sulla stessa macchina utensile nelle stesse condizioni di lavorazione, utilizzando gli stessi utensili e le stesse procedure, il percorso utensile sarà coerente, con conseguente buona consistenza dei pezzi e qualità stabile.
Le macchine utensili CNC possono ridurre efficacemente i tempi di lavorazione e i tempi ausiliari dei pezzi. Dispongono di un'ampia gamma di velocità del mandrino e di avanzamento, che consentono un taglio potente con un volume di taglio elevato. Le macchine utensili CNC sono ora nell'era della lavorazione ad alta velocità, con movimenti e posizionamenti rapidi delle parti in movimento che portano a una maggiore produttività. Se utilizzate con un magazzino utensili su un centro di lavoro, possono consentire la lavorazione continua di più processi su un'unica macchina, riducendo il tempo di rotazione tra i processi dei semilavorati e aumentando così la produttività.
Dopo essere stata impostata, la macchina utensile CNC può lavorare ininterrottamente fino al completamento inserendo il programma e avviandola. Gli operatori devono solo inserire il programma, modificarlo, caricare e scaricare i pezzi, preparare gli utensili, monitorare lo stato di lavorazione, ispezionare i pezzi, ecc. Questo riduce notevolmente l'intensità di lavoro e sposta il lavoro dell'operatore della macchina utensile verso un'attività più cognitiva. Inoltre, le macchine utensili sono solitamente integrate e offrono un ambiente pulito e sicuro.
L'elaborazione delle macchine utensili CNC consente una stima accurata dei tempi di lavorazione e la standardizzazione degli utensili e delle attrezzature utilizzate. Inoltre, si integra facilmente con la progettazione e la produzione assistita da computer (CAD/CAM), costituendo la base della moderna tecnologia di produzione integrata.
Nell'industria tradizionale della lavorazione dei metalli, la produzione di pezzi comporta fusione, forgiatura e saldatura con scintille, oltre a tornitura, fresatura, piallatura e rettifica. Qualsiasi oggetto metallico con una forma anche minima che vediamo nella vita quotidiana è stato sottoposto a molteplici cicli di riscaldamento e tempra in una fabbrica prima di essere visto.
Dal momento che le parti metalliche sono prodotte da macchine, come sono fatte le macchine? In origine, viene completata dalla macchina utensile.
（1） Dalle macchine utensili alle macchine utensili CNC, le macchine non sono più senza cervello
Le macchine utensili sono le "macchine madri" di altre macchine. L'acciaio prodotto dalle acciaierie non ha le forme diverse che vediamo nella vita di tutti i giorni, ma si presenta sotto forma di lastre, tubi, lingotti e altre forme regolari. Questi materiali devono essere lavorati in varie forme utilizzando macchine utensili. Alcuni pezzi richiedono anche un'elevata precisione e una fine rugosità superficiale e devono essere tagliati o rettificati su macchine utensili con metodi intricati e precisi.
Girante per turbina a gas
Come altre macchine, la macchina utensile tradizionale comprende una fonte di energia, un meccanismo di trasmissione e un dispositivo di esecuzione. L'alimentazione è fornita dalla rotazione del motore e il pezzo o l'utensile da lavorare viene spostato rispetto al meccanismo di trasmissione. I parametri di taglio, come la posizione, la quantità e la velocità di taglio, sono controllati direttamente dall'operatore durante il processo di lavorazione. A causa della velocità di rotazione costante del motore utilizzato nelle macchine utensili tradizionali durante il funzionamento, sono stati progettati sistemi di trasmissione complessi per ottenere diverse velocità di taglio. Tuttavia, tali macchinari complessi non sono frequenti nei progetti moderni.
La struttura di trasmissione delle macchine utensili tradizionali, come la fresatrice verticale X5032, è molto complessa. Tuttavia, con lo sviluppo della tecnologia dei servomotori e la loro integrazione nelle macchine utensili CNC, il controllo diretto della velocità del motore è diventato comodo, veloce ed efficiente. Con il cambio di velocità senza gradini, il sistema di trasmissione è stato notevolmente semplificato e molti collegamenti sono stati addirittura omessi. Il motore è ora collegato direttamente all'attuatore e la modalità di azionamento diretto è diventata una tendenza importante nella progettazione meccanica.
La struttura di trasmissione delle fresatrici verticali CNC è stata notevolmente semplificata grazie all'azionamento diretto di un servomotore. Tuttavia, per ottenere la lavorazione di pezzi di varie forme, è necessario che la macchina utensile controlli in modo efficiente e preciso più motori attraverso il sistema di controllo numerico. Il livello del sistema di controllo numerico determina la complessità e la precisione della macchina utensile CNC, nonché il suo valore e la competenza del suo operatore.
（2） Cosa può fare il sistema CNC? Elabora informazioni e controlla la potenza.
Il sistema di controllo numerico è il cervello delle macchine utensili a controllo numerico.
Composizione di macchine utensili CNC generiche
Per una macchina utensile CNC generica, in genere comprende componenti quali un'interfaccia di controllo uomo-macchina, un sistema CNC, un dispositivo di servoazionamento, la macchina utensile stessa e un dispositivo di rilevamento.
Gli operatori utilizzano un software di produzione assistita da computer per esprimere le operazioni richieste nel processo di lavorazione, come le variazioni della velocità del mandrino e la forma e le dimensioni del pezzo, utilizzando i codici del programma pezzo. Questi codici vengono poi inseriti nella macchina utensile a controllo numerico attraverso l'interfaccia uomo-macchina.
Il sistema NC elabora e calcola queste informazioni e controlla il servomotore per eseguire il movimento relativo tra l'utensile e il pezzo in base ai requisiti del programma di lavorazione, completando così la lavorazione dei pezzi.
Processo di lavorazione della macchina utensile CNC
Il sistema di controllo numerico memorizza ed elabora varie informazioni e trasmette le informazioni elaborate come segnali di controllo al successivo servomotore. L'efficacia di questi segnali di controllo si basa su due tecnologie fondamentali: le operazioni di interpolazione di curve e superfici e il controllo del movimento multiasse delle macchine utensili.
（3） La forma della parte è troppo "libera"? Viene eseguita l'interpolazione.
Il sistema di controllo numerico elabora e trasmette informazioni sotto forma di segnali di controllo al successivo servomotore. Le prestazioni di questi segnali di controllo dipendono da due tecnologie chiave: l'interpolazione di curve e superfici e il controllo del movimento multiasse della macchina utensile.
Se la traiettoria del movimento può essere descritta analiticamente, l'intero movimento può essere scomposto in un movimento composito di movimenti indipendenti con coordinate multiple e il motore può essere controllato direttamente. Tuttavia, molti pezzi nel processo di produzione hanno una forma molto "libera" che non è né rotonda né quadrata e la loro forma è sconosciuta. Ad esempio, prodotti come automobili, navi, aerei, stampi e opere d'arte hanno spesso curve e superfici che non possono essere descritte analiticamente, definite curve di forma libera o superfici libere.
Parti contenenti superfici a forma libera
Il movimento relativo tra l'utensile e il pezzo per il taglio di queste forme "libere" è di conseguenza complesso. Durante il funzionamento, è necessario controllare la tavola del pezzo e l'utensile affinché si muovano secondo la curva posizione-tempo progettata e raggiungano la posizione specificata con l'assetto specificato nel momento specificato. La macchina utensile può gestire efficacemente il movimento relativo di segmenti lineari, archi o altre curve spline analitiche tra il pezzo e l'utensile. Ma come gestire questo complesso movimento "libero"? La risposta sta nell'interpolazione.
Macchina utensile a controllo numerico per la lavorazione di superfici complesse
Il processo di determinazione del percorso di movimento dell'utensile su una macchina utensile CNC è noto come interpolazione. Si tratta di aggiungere punti intermedi tra punti noti della traccia, in base a una velocità e a un percorso specifici, e di controllare la tavola del pezzo e l'utensile affinché passino attraverso questi punti. I punti intermedi sono collegati da segmenti di linea, archi o spline, utilizzando in modo efficace piccoli segmenti e archi per approssimare le curve e le superfici desiderate. Gli algoritmi di interpolazione più comuni includono il metodo di confronto punto per punto e il metodo di incremento digitale, mentre l'interpolazione spline NURBS è preferita dalle macchine utensili CNC di fascia alta per la sua precisione ed efficienza.
（4） La postura del coltello è sbagliata e non può essere elaborata? I cinque collegamenti di coordinate saranno completati in pochi minuti.
La lavorazione di superfici complesse richiede non solo la fattibilità teorica, ma anche la considerazione della posizione relativa tra l'utensile e la superficie lavorata. Una postura scorretta dell'utensile può causare una bassa qualità della superficie e interferenze dell'utensile con la struttura del pezzo lavorato, richiedendo più gradi di libertà di movimento per le macchine utensili CNC per migliorare la loro destrezza.
Sei gradi di libertà nello spazio
Il movimento relativo nello spazio tridimensionale ha sei gradi di libertà, di cui tre gradi di libertà traslazionali e tre gradi di libertà rotazionali. Aggiungendo due gradi di libertà rotazionali in aggiunta ai gradi di libertà traslazionali nelle direzioni X, Y e Z e al grado di libertà rotazionale per il taglio dell'utensile stesso, il collegamento a cinque coordinate fornisce tutti i sei gradi di libertà per il movimento relativo tra l'utensile e il pezzo, consentendo all'utensile e al pezzo di trovarsi in qualsiasi posizione e orientamento relativi.
Una macchina utensile a cinque coordinate
Come mostrato in figura, sebbene la figura abbia quattro gradi di libertà traslazionali, in sostanza realizza solo movimenti nelle direzioni X, Y e Z. Un grado di libertà è ridondante, per cui si tratta essenzialmente di una macchina utensile a cinque coordinate.
Lavorazione di una superficie curva complessa con una macchina utensile a cinque coordinate
In base al metodo di modellazione del materiale, le macchine utensili possono essere suddivise in 8 tipi:
Le macchine per il taglio e la formatura dei metalli occupano una quota relativamente elevata nel campo delle macchine utensili.
Le macchine utensili possono essere classificate in due categorie in base alla selezione e alla modalità di controllo: macchine utensili tradizionali e macchine utensili CNC ad alta precisione.
Una macchina utensile CNC ad alta precisione è una macchina utensile che esegue lavorazioni precise attraverso il controllo di un sistema di controllo del programma CNC.
Secondo lo standard di classificazione del Cina Macchina Tool Association, le macchine utensili possono essere suddivise in 7 categorie, per un totale di 595 sottocategorie nel settore delle macchine utensili. Dopo aver escluso le categorie non chiave come gli abrasivi, ci sono ancora 552 sottocategorie, di cui 319 appartengono all'intera sottoindustria delle macchine. Le sette categorie principali comprendono le macchine utensili per il taglio dei metalli, le macchine utensili per la formatura dei metalli, le macchine per la fusione e le macchine utensili per la lavorazione del legno, oltre ad accessori, strumenti di misura e visualizzazione, utensili da taglio e abrasivi, e Sistemi CNC.
Le macchine utensili possono essere suddivise in macchine utensili tradizionali e macchine utensili a controllo numerico; queste ultime sono macchine utensili automatiche dotate di un sistema di controllo del programma e rappresentano un prodotto tipico dell'integrazione elettromeccanica. Le macchine utensili a controllo numerico sono note per l'elevata precisione, la buona flessibilità, l'alta efficienza, le funzioni complesse e il controllo intelligente, e sono diventate la direzione di sviluppo principale delle macchine utensili moderne.
Le macchine utensili per il taglio dei metalli rappresentano circa i due terzi dell'importante tipi di macchine utensili. Utilizzano il taglio, la rettifica o metodi di lavorazione specializzati per modellare i pezzi metallici nelle forme geometriche, nelle dimensioni e nella qualità superficiale desiderate. I sette processi principali di macchina per il taglio dei metalli Gli utensili sono "tornitura, fresatura, piallatura, rettifica, alesatura, brocciatura".
Le macchine utensili per la formatura dei metalli, tra cui piegatrici, cesoie per lamiere, punzonatrici e forgiatrici, deformano fisicamente il metallo applicando forti forze. Nel 2020, il consumo di macchina per la lavorazione dei metalli in Cina è stato di $21,31 miliardi, con le macchine utensili per il taglio dei metalli che rappresentano 65,1% ($13,87 miliardi) e le macchine utensili per la formatura dei metalli che rappresentano 34,9% ($7,44 miliardi).
Torni, smerigliatrici, fresatrici, alesatrici, centri di lavoro, perforazione e altre sottocategorie rientrano nelle macchine utensili per il taglio dei metalli. Nel 2019, la struttura della produzione giapponese ha mostrato che i centri di lavoro hanno la percentuale più alta, con 34,2% (18,4% centri di lavoro verticali e 12,8% centri di lavoro orizzontali), seguiti da torni a 29,8%, rettifiche a 12,6% e macchine utensili speciali a 7,9%.
Tornio:
Il utensile di tornitura è utilizzato per la lavorazione di pezzi in rotazione mediante un movimento di avanzamento di formazione. Viene utilizzata principalmente per lavorare superfici cilindriche interne ed esterne, formare superfici anulari e scanalature e realizzare vari tagli e filettature. Può anche eseguire operazioni come la foratura, l'alesatura e la filettatura.
Macchina per la macinazione:
Gli utensili di rettifica sono utilizzati per levigare la superficie del pezzo. La maggior parte delle rettificatrici utilizza mole rotanti ad alta velocità per il processo di rettifica, mentre alcune utilizzano pietre ad olio, nastri abrasivi e altri utensili di rettifica insieme ad abrasivi sciolti per la lavorazione.
Fresatrice:
La fresa viene utilizzata per lavorare varie superfici del pezzo. In genere, la fresa ruota attorno al proprio asse, mentre il pezzo e/o la fresa si muovono con un movimento di avanzamento. Questo utensile può essere utilizzato per lavorare superfici piane, scanalature, varie superfici curve, ingranaggi ed eseguire operazioni di foratura e alesatura sul pezzo.
Centro di lavoro:
Il centro di lavoro è una macchina utensile CNC multifunzione altamente automatizzata, dotata di un magazzino utensili e di un dispositivo di cambio utensile automatico, che migliora notevolmente l'efficienza produttiva e l'automazione. Può essere suddiviso in centri di lavoro a tre, quattro e cinque assi in base al numero di assi di controllo e in centri di lavoro verticali, orizzontali e a portale in base alla struttura.
Centro di lavoro verticale:
L'asse del mandrino del centro di lavoro verticale è impostato perpendicolarmente al banco di lavoro ed è adatto principalmente alla lavorazione di pezzi complessi come piastre, dischi, stampi e piccole conchiglie. È facile da installare, utilizzare e osservare la situazione di lavorazione ed è ampiamente utilizzato per la facilità di debug del programma. Tuttavia, i limiti di altezza e i vincoli del dispositivo di cambio utensile possono impedire la lavorazione di pezzi troppo alti.
Centro di lavoro orizzontale:
L'asse del mandrino è parallelo al banco di lavoro, il che lo rende ideale per la lavorazione di pezzi a forma di scatola. La rimozione dei trucioli è più facile durante il processo di lavorazione, ma la struttura è più complessa e il costo più elevato.
Centro di lavoro a portale:
L'asse del mandrino del centro di lavoro è posizionato perpendicolarmente al banco di lavoro. La macchina è dotata di un ampio telaio a portale composto da doppie colonne e da una trave superiore. Le doppie colonne sono unite da una trave centrale, che la rende ideale per la lavorazione di pezzi di grandi dimensioni e di forma complessa.
Vantaggi delle macchine utensili CNC
Svantaggi delle macchine utensili CNC
| Parti di ricambio | Funzione |
| Membro strutturale | Si tratta principalmente di ghisa, acciaio e altri prodotti. Dopo essere stata lavorata e raffinata in letti per macchine utensili e colonne per travi, svolge un ruolo di supporto strutturale per la macchina utensile, rappresentando la quota maggiore del costo delle materie prime. |
| Sistema di controllo | È composto da PLC (controllore programmabile), sistema CNC, modulo di controllo del server CO, modulo di rilevamento della posizione, ecc. È il "cervello" delle macchine utensili per generare e trasmettere ordini di lavoro attraverso la programmazione. |
| Sistema di trasmissione | Comprendono la guida, la vite a sfera, il mandrino e altre parti, nonché il sistema idraulico e il sistema di avviamento, utilizzati principalmente per assistere il movimento della macchina utensile. |
| Sistema di guida | È composto da mandrino ad alta velocità, motore ordinario, motore Hefu, ecc. Sul mercato, i motori ordinari sono solitamente utilizzati per prodotti di macchine utensili inferiori a 1 milione, mentre i motori Hefu sono per lo più utilizzati per prodotti di macchine utensili superiori a 1 milione. Rispetto ai motori ordinari, il prezzo di vendita dei motori Hefu è 3-4 volte superiore a quello dei motori ordinari, ma i motori Hefu sono di gran lunga superiori ai motori ordinari in termini di precisione di posizionamento, prestazioni ad alta velocità, adattabilità, stabilità, tempestività e così via, e diventano la prima scelta delle macchine utensili CNC di fascia alta. |
| Caricatore, torretta e componenti | La parte della macchina utensile che esegue la funzione di taglio. |
| Righello per griglie | Il dispositivo di feedback di misura utilizzato nelle macchine utensili CNC è spesso impiegato per rilevare le coordinate degli utensili e dei pezzi per osservare e tenere traccia dell'errore di traslazione dell'utensile. |
Membri strutturali:
Le fondamenta e il telaio della macchina utensile, nonché le principali parti di supporto, sono composte da basamento, colonna, sedile scorrevole, banco di lavoro, trave e scatola del mandrino.
Sistema di controllo:
La macchina utensile CNC è composta da vari componenti, tra cui programmi, apparecchiature di ingresso/uscita, un sistema CNC, un controllore programmabile e un sistema di controllo. servocomando modulo.
Gli ordini di lavoro vengono generati e trasmessi attraverso la programmazione.
Il servosistema, ricevendo le istruzioni dal sistema CNC, controlla accuratamente la velocità e la posizione di ciascun asse coordinato di lavorazione.
La risposta dinamica e la precisione del sistema di asservimento sono fattori cruciali che influiscono sull'accuratezza della lavorazione, sulla qualità della superficie e sull'efficienza produttiva della macchina utensile CNC.
I servosistemi possono essere classificati in diverse modalità di controllo, come sistemi ad anello aperto, ad anello chiuso e ad anello semi-chiuso, e possono anche essere classificati in servosistemi a corrente continua e a corrente alternata in base al tipo di funzionamento. tipo di motore utilizzato.
Sistema di trasmissione:
Viene utilizzato principalmente per assistere il movimento delle macchine utensili, comprese le guide, le viti a ricircolo di sfere, i mandrini, ecc.
Sistema di trasmissione:
Il mandrino e il motore ad alta velocità sono tra i componenti di una macchina utensile CNC. I motori ordinari sono comunemente utilizzati nelle macchine utensili di costo inferiore a 1 milione, mentre le macchine utensili di costo superiore a 1 milione utilizzano in genere servomotori.
Sebbene il prezzo di un servomotore sia da tre a quattro volte superiore a quello di un motore ordinario, esso offre molti vantaggi, tra cui il posizionamento preciso, le prestazioni ad alta velocità, l'adattabilità, la stabilità e la tempestività, che lo rendono la scelta preferita per le macchine utensili CNC di fascia alta.
Il telaio è il componente più costoso nella produzione di macchine utensili.
Le materie prime costituiscono la parte più consistente dei costi di produzione, con 73,9%, seguite dalla manodopera (11,9%), dall'ammortamento (7,9%) e da altre spese di produzione (6,4%).
Tra i costi delle materie prime, le parti strutturali rappresentano la percentuale più alta, pari a 40%, e i loro prezzi sono fortemente influenzati dall'acciaio.
Il sistema di controllo, il sistema di trasmissione e il sistema di azionamento rappresentano rispettivamente 21%, 18% e 13% dei costi delle materie prime.
I parametri di controllo numerico sono parte integrante del software utilizzato nel sistema di controllo numerico e determinano la funzionalità e la precisione di controllo della macchina utensile.
L'uso corretto di questi parametri è fondamentale per il corretto funzionamento della macchina utensile e per l'esecuzione ottimale delle sue funzioni.
I parametri delle macchine utensili CNC possono essere classificati in parametri di stato, parametri di rapporto e parametri di valore reale in base alla loro rappresentazione.
In base alla natura dei parametri stessi, possono essere ulteriormente suddivisi in parametri ordinari e parametri con classificazione a livello segreto.
(1) Industria aeronautica:
Per l'ala, la fusoliera, la coda, ecc. dell'aereo e le parti del motore, i modelli richiesti sono ad alta velocità. lavorazione degli assi centro, centro di lavoro mobile ad alta velocità a portale, tornio CNC di precisione, centro di lavoro orizzontale di precisione, centro di limatura e fresatura a più coordinate, macchina utensile di precisione per la lavorazione e il controllo di ingranaggi e filetti, ecc.
(2) Industria di produzione di locomotive ferroviarie:
Per la carrozzeria delle locomotive ferroviarie ad alta velocità, gli assali, le ruote e altre parti, sono necessarie macchine utensili CNC di grandi e medie dimensioni: Tornio CNC, centro di lavoro verticale e orizzontale, centro di lavoro a cinque assi, fresatrice a portale, centro di lavoro ausiliario di fresatura, ecc.
(3) Industria di produzione di armi:
Si rivolge a carri armati, veicoli corazzati, proiettili, pistole, tiranti e altri prodotti e necessita di torni CNC, centri di lavoro verticali e orizzontali, centri di lavoro a cinque assi, fresatrici a portale, centri di lavoro per la fresatura di file, macchine per la lavorazione degli ingranaggi, ecc.
(4) Produzione di stampi:
Si rivolge a stampi per pannelli auto, stampi per pressofusione, stampi per estrusione, ecc. che necessitano di fresatrici CNC ad alta velocità, macchine per lavorazioni elettriche di precisione, centri di lavoro ad alta precisione, rettifiche di precisione.
(5) Industria di produzione di apparecchiature informatiche elettroniche:
Per la scocca dei prodotti elettronici di fascia alta, lo statore del rotore del motore, la copertura della scocca del motore, ecc. abbiamo bisogno di piccole macchine utensili CNC di precisione: centro di fresatura ad alta velocità, centro di lavorazione ad alta velocità, piccolo tornio di precisione, piccola punzonatrice di precisione, macchine utensili CNC speciali per la lavorazione di precisione e ultraprecisione e macchine utensili per la lavorazione elettrica di precisione.
(6) Produzione di apparecchiature elettriche:
Per le apparecchiature di generazione di energia, la fresatrice a portale CNC pesante, la fresatrice a pianale di grandi dimensioni, il tornio CNC di grandi dimensioni, la fresatrice speciale per la scanalatura della radice delle lame e la lama. Lavorazione CNC macchina sono necessari.
(7) Produzione di attrezzature metallurgiche:
Per la serie completa di attrezzature per la colata continua e la laminazione, sono necessari una fresatrice a portale di grandi dimensioni e un tornio CNC di grandi dimensioni.
(8) Produzione di macchine da costruzione:
Per il cambio, il braccio minerario, la carrozzeria, il motore e altre parti, sono necessarie macchine utensili CNC di piccole e medie dimensioni: Tornio CNC, centro di lavoro di medie dimensioni, fresatrice CNC e macchine utensili per la lavorazione degli ingranaggi.
(9) Industria navale:
Per le carrozzerie dei motori diesel, sono necessarie fresatrici e limatrici a portale pesanti e ultrapesanti e fresatrici e limatrici a piani CNC pesanti, nonché torni e centri di tornitura e fresatura CNC di grandi dimensioni, rettificatrici per ingranaggi CNC di grandi dimensioni, fresatrici con controllo dell'albero a gomito, centri di tornitura e fresatura di alberi a gomito di grandi dimensioni e rettificatrici per alberi a gomito.
(10) Produzione di automobili:
Per i componenti dei veicoli: I motori necessitano di macchine utensili CNC speciali ad alta efficienza e ad alte prestazioni e di un'ampia gamma di prodotti. produzione flessibile linee;
Per la lavorazione dei pezzi sono necessari torni CNC, centri di lavoro verticali e orizzontali, smerigliatrici efficienti CNC, ecc.
È importante notare che la scelta di una macchina utensile CNC specifica varia in base alla marca, alle dimensioni e alla configurazione.
In genere, il prezzo delle macchine utensili CNC può variare da $10.000 a $1 milione negli Stati Uniti.
Quando si sceglie una macchina utensile CNC, è necessario personalizzare la selezione in base alle esigenze del cliente. Pertanto, il prezzo specifico deve essere discusso e confermato con il produttore della macchina utensile CNC.
Vedi anche:
Attualmente, la categoria degli operatori di macchine utensili a controllo numerico è molto variegata, e comprende persone che hanno familiarità con la lavorazione ma non con la programmazione, studenti appena laureati che hanno una conoscenza teorica della lavorazione e della programmazione ma non hanno esperienza pratica, e altri che non hanno mai avuto a che fare con la lavorazione o la programmazione.
Per chi sta iniziando a conoscere le macchine utensili CNC, è fondamentale sviluppare alcune competenze operative.
Questo li aiuterà a evitare le collisioni con la macchina utensile, che possono causare danni, e a migliorare rapidamente le loro capacità di utilizzo della macchina utensile CNC per diventare competenti nel lavoro.
Per questi operatori alle prime armi con le macchine utensili CNC, le seguenti nozioni teoriche sulle capacità operative delle macchine utensili CNC possono costituire un utile riferimento.
In primo luogo, l'operatore deve avere una conoscenza completa della macchina utensile CNC che dovrà utilizzare. Ciò include la comprensione della struttura meccanica della macchina utensile, la padronanza della distribuzione degli alberi e la familiarità con le funzioni e l'uso di varie parti della macchina utensile, come il sistema pneumatico semplice e il sistema idraulico.
Inoltre, l'operatore deve conoscere il principio di funzionamento e la funzione di ogni unità ausiliaria della macchina utensile, come il magazzino utensili, l'unità di raffreddamento, il regolatore di tensione, il raffreddatore dell'armadio elettrico e le serrature delle porte di sicurezza.
È importante avere una solida conoscenza delle funzioni di ogni pulsante operativo della macchina utensile:
L'operatore deve avere familiarità con operazioni quali l'esecuzione di un programma, il controllo dello stato di lavorazione del pezzo dopo la sospensione del programma, la ripresa del programma dopo la sua sospensione, l'arresto del programma e la modifica del programma prima dell'esecuzione.
È inoltre importante conoscere il tipo di sistema operativo utilizzato dalla macchina utensile e avere una conoscenza di base del principio di controllo e del metodo di lavoro del sistema CNC, compreso il linguaggio utilizzato nel sistema e il software impiegato nell'elaborazione della macchina utensile.
Se l'operatore non conosce la lingua o il vocabolario professionale della lingua, è necessaria una formazione professionale. Per andare oltre il ruolo di operatore di base, è importante prendere diligentemente appunti durante la formazione e memorizzare il significato di ogni parola del software della macchina utensile.
Il secondo aspetto fondamentale è la padronanza del funzionamento manuale o automatico della macchina utensile CNC e del movimento di ciascun asse CNC.
L'operatore deve cercare di raggiungere la competenza attraverso la pratica, essendo in grado di ritrarre e rilasciare liberamente in qualsiasi situazione. In caso di collisione o di guasto, l'operatore deve essere in grado di affrontare rapidamente e correttamente il problema e di adottare misure decisive per evitare ulteriori problemi.
Inoltre, l'operatore deve avere una conoscenza approfondita del programma di lavorazione della macchina utensile CNC, compresi il processo e il funzionamento e le azioni che la macchina utensile deve eseguire.
Durante l'esecuzione del programma, l'operatore deve essere in grado di determinare rapidamente se le azioni della macchina utensile sono corrette e se è necessario adottare misure preventive.
È frequente che gli operatori alle prime armi siano preoccupati di utilizzare la macchina utensile all'inizio, temendo collisioni con gli utensili da taglio. Tuttavia, questa paura può essere superata man mano che l'operatore acquisisce la padronanza della macchina. funzionamento della macchina CNC strumenti.
In terzo luogo, l'operatore deve essere esperto nella modifica dei programmi e nella compensazione dei parametri di ciascun processo e del diametro e della lunghezza della fresa o della mola.
Dopo la formazione, l'operatore deve conoscere il linguaggio di programmazione, il metodo di programmazione e il metodo di compensazione dei parametri della macchina utensile a controllo numerico che utilizzerà.
Se l'operatore desidera andare oltre le operazioni di base, la maggior parte delle macchine CNC avanzate sono oggi dotate di workstation PC per la programmazione o la simulazione. I principianti possono iniziare imparando la modifica del software e la simulazione del taglio della macchina utensile sulla workstation.
Quando si impara la programmazione, è importante non solo concentrarsi sui risultati della simulazione, ma anche comprendere il processo di elaborazione della simulazione.
L'operatore deve conoscere gli utensili da taglio o le mole necessarie per la lavorazione dei pezzi e il percorso di movimento che l'asse NC della macchina utensile segue durante il processo di taglio.
Devono inoltre essere consapevoli della posizione e della direzione delle parti interessate nella macchina utensile durante i processi specifici.
Durante la lavorazione, l'operatore deve prestare attenzione alla direzione di movimento e alla direzione di taglio di ciascun asse, compreso il processo di avanzamento e ritiro dell'utensile, e prestare attenzione alla velocità di avanzamento rapido e allo spostamento durante ogni fase del processo di lavorazione, nonché alla velocità e allo spostamento durante ogni fase.
Quando si utilizza un software di simulazione per la lavorazione, è importante inserire con cura tutti i parametri per evitare errori che potrebbero causare una lavorazione di simulazione non corretta e potenziali collisioni durante la lavorazione vera e propria, con conseguente spreco di pezzi.
Se il software di simulazione dispone di una funzione di test anticollisione, si consiglia di utilizzarla per verificare la correttezza della programmazione.
È importante notare che l'elaborazione di simulazione è solo un risultato teorico e non garantisce che la macchina utensile non si scontri durante il taglio reale o che venga prodotto un prodotto qualificato.
Lo scopo della simulazione è quello di risparmiare tempo di programmazione, migliorare l'utilizzo effettivo della macchina utensile e ridurre i tempi di debug durante la lavorazione dei pezzi. Non garantisce l'effettiva lavorazione dei pezzi.
La produzione di un pezzo perfetto richiede la saggezza e lo sforzo dell'operatore della macchina utensile CNC.
Quarto punto chiave: Per il processo di lavorazione vero e proprio è necessaria un'accurata preparazione.
L'operatore deve innanzitutto esaminare il disegno, determinare la posizione del pezzo da lavorare e confermare la tolleranza di precisione del pezzo da lavorare. Quindi, deve modificare il programma di lavorazione.
Prima della lavorazione, l'operatore deve preparare il pezzo da lavorare, gli utensili da taglio o la mola, gli strumenti di prova e qualsiasi utensile o attrezzatura ausiliaria necessaria per il processo.
Attualmente le macchine utensili a controllo numerico presentano molti vantaggi rispetto alle macchine utensili tradizionali e sono ampiamente utilizzate nell'industria della lavorazione.
Tuttavia, le apparecchiature sono complesse e comportano l'integrazione di tecnologie meccaniche, elettriche, idrauliche, del gas e microelettroniche, rendendo difficile la risoluzione dei guasti quando si verificano.
Pertanto, è importante che gli operatori diano priorità alle misure preventive quando utilizzano macchine utensili CNC per ridurre la probabilità di guasti e migliorare l'utilizzo dell'apparecchiatura.
1. Prima dell'uso:
Prima di utilizzare la macchina utensile, è importante assicurarsi che sia collocata in un ambiente relativamente privo di polvere, con temperatura e umidità costanti, che soddisfi i requisiti tecnici specificati per l'installazione e l'utilizzo della macchina utensile NC. Anche se può essere difficile, è consigliabile creare condizioni che si avvicinino il più possibile a questi requisiti. Inoltre, è importante effettuare un controllo preliminare della macchina utensile per ridurre la probabilità di guasti e il loro impatto sulla produzione durante l'uso.
(1) Prima di accendere la macchina, controllare che la macchina utensile CNC, le condutture elettriche e le apparecchiature ausiliarie esterne non presentino anomalie.
In particolare, per le apparecchiature ausiliarie esterne: se è presente una stazione di pompaggio dell'impianto idraulico, verificare che la quantità di olio idraulico sia sufficiente; per quelle dotate di un sistema di pressione dell'aria, scaricare regolarmente il compressore d'aria e il serbatoio di stoccaggio del gas per evitare che l'umidità eccessiva si accumuli e penetri nella macchina utensile sotto la forza del flusso d'aria, causando corrosione e danni a parti e componenti.
(2) Accendere la macchina utensile nella sequenza normale:
Attivare l'alimentazione principale, quindi l'alimentazione del sistema CNC, quindi l'alimentazione del servosistema e infine rilasciare il pulsante di arresto di emergenza per ridurre al minimo l'impatto sui componenti elettrici del sistema CNC e aumentarne la durata.
(3) Dopo l'accensione, la lubrificazione è fondamentale per mantenere la normale traiettoria di movimento di tutte le parti mobili, ridurre l'attrito e migliorare la durata di vita.
È importante controllare la quantità di olio lubrificante nel dispositivo di lubrificazione e rabboccarlo tempestivamente quando è insufficiente.
È inoltre necessario controllare regolarmente se il filtro del liquido è bloccato, se il circuito dell'olio è regolare e se il flusso dell'olio è normale. olio lubrificante a ciascuna uscita.
Qualsiasi problema riscontrato deve essere affrontato tempestivamente.
Se le parti mobili, come le guide della macchina utensile e le viti di comando, funzionano senza olio lubrificante, aumentano la resistenza all'attrito, il consumo di energia e lo spreco di energia elettrica.
Inoltre, accelera l'usura delle parti mobili, compromette la precisione della macchina utensile e influisce negativamente sulla qualità della lavorazione del pezzo.
2. In uso:
Durante l'utilizzo della macchina utensile a controllo numerico, è importante controllarla entro i suoi parametri operativi per evitare danni alla macchina. Ad esempio, il pezzo e i dispositivi posizionati sul banco di lavoro del centro di lavoro e della fresatrice NC non devono superare la capacità di carico massima del banco, altrimenti potrebbero danneggiare la guida mobile. È inoltre importante evitare una forza di taglio eccessiva, che potrebbe danneggiare il meccanismo di trasmissione e persino bruciare il motore del mandrino o dell'albero di alimentazione a causa della corrente eccessiva.
Inoltre, è fondamentale evitare la frequenza naturale della macchina utensile per evitare risonanze e mantenere l'accuratezza della lavorazione, nonché per evitare danni agli utensili da taglio e ai componenti della macchina. Durante l'utilizzo delle macchine utensili, è importante essere consapevoli dell'ambiente circostante e utilizzare tutti i sensi per individuare e risolvere rapidamente eventuali problemi.
(1) Ascoltate i suoni.
Mentre la macchina utensile è in funzione, si sentirà il suono atteso, ma è anche importante ascoltare eventuali suoni anomali, come lo scoppio di tubi dell'aria, cambiamenti improvvisi nel sistema di lubrificazione o utensile da taglio suoni.
Se si avvertono suoni insoliti, è importante arrestare immediatamente la macchina per evitare ulteriori danni.
(2) Controllare la temperatura della macchina utensile.
È normale che la macchina utensile subisca un certo aumento di temperatura durante il funzionamento a causa dell'attrito e del calore.
In genere, dopo un periodo di funzionamento, la macchina utensile raggiunge un equilibrio termico, con una temperatura di circa 50-60 gradi.
Se la temperatura è superiore a questo valore, potrebbe indicare un problema di lubrificazione e dovrebbe essere controllata.
(3) Osservare i pezzi con condizioni di lavoro difficili sulla macchina utensile. Durante la lavorazione sulla macchina utensile a controllo numerico, il refrigerante è spesso necessario per lavare e raffreddare contemporaneamente il pezzo e gli utensili.
Ciò comporta condizioni di lavoro scadenti per alcuni pezzi a causa della presenza di trucioli di metallo e di liquido di taglio.
In particolare, l'interruttore di corsa del portautensili sulla macchina utensile NC è particolarmente soggetto a intasarsi di trucioli metallici, causando l'irrigidimento dei contatti e la mancanza di risposta.
In questo caso, è importante pulirlo tempestivamente.
Inoltre, durante il taglio parziale, si può accumulare limatura di ferro che può facilmente avvolgere gli utensili e i pezzi, ostacolando il raffreddamento e causando estrusioni che potrebbero danneggiare gli utensili. Anche questi ultimi devono essere puliti tempestivamente.
3. Dopo l'uso:
(1) Per spegnere correttamente la macchina, seguire la sequenza di spegnimento corretta: pulsante di arresto di emergenza - alimentazione del servosistema - alimentazione del sistema CNC - alimentazione principale della macchina utensile.
(2) Pulire la macchina ed eseguire tempestivamente la manutenzione giornaliera.
Dopo l'uso della macchina utensile, pulirla immediatamente, quindi applicare olio motore sulla superficie della guida mobile della macchina utensile e su alcune parti per prevenire la ruggine.
Questi sono alcuni degli aspetti importanti da considerare quando si utilizzano macchine utensili CNC. Dobbiamo prestare attenzione a questi aspetti durante tutto il processo per massimizzare l'efficienza della macchina utensile, migliorare la qualità della lavorazione e ottenere i risultati desiderati.
Ambiente operativo della macchina utensile CNC: Per ottenere prestazioni ottimali, le macchine utensili CNC devono essere collocate in un ambiente a temperatura costante e lontano da apparecchiature con forti vibrazioni (come i punzoni) e da apparecchiature che generano interferenze elettromagnetiche.
Requisiti di alimentazione: Assicurarsi che la macchina utensile CNC sia alimentata in modo adeguato per un funzionamento sicuro ed efficiente.
Procedure operative per macchine utensili CNC: È necessario eseguire una manutenzione regolare e conservare le registrazioni per evitare guasti. Inoltre, la macchina utensile non deve essere tenuta sigillata per periodi prolungati, in quanto ciò può causare guasti al sistema e perdita di dati.
Formazione e assegnazione: È necessario fornire una formazione adeguata a operatori, personale di manutenzione e programmatori per garantire un uso sicuro ed efficace della macchina utensile CNC.
Manutenzione del sistema CNC
Rispettare rigorosamente le procedure operative e il sistema di manutenzione giornaliera.
Evitare che la polvere penetri nel dispositivo di controllo numerico: La polvere e la polvere metallica possono facilmente causare una diminuzione della resistenza di isolamento tra i componenti, con conseguenti guasti o danni ai componenti.
Pulire regolarmente il sistema di dissipazione del calore e sistema di ventilazione dell'armadio di comando.
Monitorare frequentemente la tensione di rete del sistema CNC: La tensione di rete deve essere compresa tra 85% e 110% del valore nominale.
Sostituire regolarmente la batteria di riserva.
Manutenzione del sistema CNC quando non viene utilizzato per un lungo periodo di tempo: Accendere regolarmente il sistema CNC o eseguire il programma di riscaldamento.
Mantenere le schede dei circuiti e le parti meccaniche di ricambio.
Manutenzione di parti meccaniche
(1) Manutenzione del magazzino utensili e del manipolatore di cambio utensili
Quando si carica manualmente l'utensile nel caricatore, accertarsi che sia installato saldamente e controllare il blocco della base dell'utensile per verificarne l'affidabilità.
È severamente vietato caricare utensili troppo pesanti o troppo lunghi nel magazzino utensili per evitare che il manipolatore faccia cadere l'utensile o provochi collisioni con il pezzo, l'attrezzatura, ecc.
Quando si utilizza il metodo di selezione sequenziale degli utensili, prestare attenzione all'ordine in cui gli utensili vengono inseriti nel magazzino utensili. Per gli altri metodi di selezione degli utensili, accertarsi che il numero dell'utensile modificato corrisponda all'utensile richiesto, per evitare incidenti causati dalla sostituzione dell'utensile sbagliato.
Fare attenzione a mantenere puliti l'impugnatura e il manicotto dell'utensile.
Controllare regolarmente che la posizione di ritorno a zero del magazzino utensili sia corretta e che la posizione del punto di cambio utensile della macchina utensile sia in posizione, regolandola tempestivamente se necessario. In caso contrario, non sarà possibile completare l'operazione di cambio utensile.
All'avvio, azionare prima il magazzino utensili e il manipolatore vuoto per verificare che tutte le parti funzionino normalmente, prestando particolare attenzione al funzionamento di tutti gli interruttori di corsa e delle elettrovalvole.
(2) Manutenzione della coppia di viti a ricircolo di sfere
Controllare e regolare regolarmente il gioco assiale della coppia vite-dado per garantire la precisione della trasmissione inversa e la rigidità assiale.
Controllare frequentemente la presenza di connessioni allentate tra il supporto della vite di guida e il piano di lavoro e verificare che non vi siano danni al cuscinetto di supporto. Se si riscontrano problemi, serrare tempestivamente le parti allentate e sostituire il cuscinetto di supporto come necessario.
Per le viti a ricircolo di sfere lubrificate con grasso, pulire il grasso vecchio dalla vite ogni sei mesi e sostituirlo con grasso fresco. Le viti a ricircolo di sfere lubrificate con olio devono essere lubrificate quotidianamente prima dell'utilizzo della macchina utensile.
Fare attenzione a non far penetrare detriti o trucioli nel coperchio di protezione della vite di piombo durante il funzionamento e sostituire tempestivamente il dispositivo di protezione se danneggiato.
(3) Manutenzione della catena di trasmissione principale
Regolare regolarmente la tensione della cinghia di trasmissione del mandrino. Evitare che ogni tipo di impurità penetri nel serbatoio dell'olio e sostituire l'olio lubrificante ogni anno. Assicurarsi che la parte di collegamento tra il mandrino e l'impugnatura sia pulita. Regolare lo spostamento del cilindro idraulico e del pistone secondo necessità. Regolare anche il contrappeso in modo tempestivo.
(4) Manutenzione del sistema idraulico
Filtrare o sostituire regolarmente l'olio dell'impianto idraulico. Controllare la temperatura dell'olio e prevenire eventuali perdite. Controllare e pulire regolarmente il serbatoio dell'olio e le tubazioni. Implementare un sistema di ispezione giornaliera a punti.
(5) Manutenzione del sistema pneumatico
Eliminare le impurità e l'umidità dall'aria compressa. Controllare la quantità di olio fornita dall'atomizzatore del sistema. Mantenere la tenuta del sistema. Prestare attenzione alla regolazione della pressione di esercizio. Pulire o sostituire i componenti pneumatici e gli elementi filtranti.
Nelle macchine utensili CNC, la maggior parte dei guasti ha dati che possono essere controllati, ma ce ne sono anche altri che non lo sono. Le informazioni di allarme fornite possono essere vaghe o inesistenti e il guasto può verificarsi per un periodo lungo e irregolare, rendendo difficile la ricerca e l'analisi della causa.
Per tali guasti, è necessario analizzare attentamente la situazione e trovare la causa principale. Ciò richiede una conoscenza approfondita dei macchinari e dell'impianto elettrico, sistemi idraulicie altro ancora.
Gli errori di precisione di lavorazione anomali sono comuni nelle macchine utensili CNC in produzione. Le cause possono essere variazioni dei parametri di sistema, guasti meccanici, parametri elettrici non ottimizzati, funzionamento anomalo del motore, anello di posizione anomalo della macchina utensile o logica di controllo impropria. Per risolvere tali guasti, è importante identificare i problemi rilevanti e affrontarli tempestivamente.
In produzione, i difetti di precisione di lavorazione anomala nelle macchine utensili CNC sono spesso nascosti e difficili da diagnosticare.
Le ragioni principali di questi fallimenti sono cinque:
Oltre a quanto sopra, anche la compilazione del programma di lavorazione, la selezione degli utensili da taglio e i fattori umani possono causare una precisione di lavorazione anomala.
Per risolvere le anomalie di precisione della lavorazione dovute a guasti meccanici, è necessario adottare le seguenti misure:
Esaminare i segmenti di programma in esecuzione quando la precisione della macchina utensile è anomala, in particolare la compensazione della lunghezza utensile e la calibrazione e il calcolo del sistema di coordinate di lavorazione (da G54 a G59).
In modalità pollici, spostare ripetutamente l'asse Z e osservare lo stato di movimento attraverso la vista, il tatto e l'udito. Se si avverte un suono anomalo durante il movimento della direzione Z, in particolare durante un rapido movimento in pollici, ciò potrebbe indicare un problema di natura meccanica.
Metodo di ripristino dell'inizializzazione:
In genere, un errore transitorio nel sistema può essere eliminato con un reset hardware o con l'interruzione dell'alimentazione del sistema. Se l'area di memoria di lavoro del sistema si è corrotta a causa di un'interruzione di corrente, dello scollegamento della scheda di circuito o di una bassa tensione della batteria, il sistema deve essere inizializzato e cancellato. Prima di procedere alla cancellazione, assicurarsi di eseguire un backup dei dati e di tenerne traccia. Se il guasto persiste dopo l'inizializzazione, eseguire una diagnosi hardware.
Modifica dei parametri, metodo di correzione del programma:
I parametri del sistema sono alla base della determinazione della funzionalità del sistema. Un'impostazione errata dei parametri può provocare guasti al sistema o funzioni non valide e, in alcuni casi, anche errori del programma utente possono causare tempi di inattività. Per evitare ciò, è possibile utilizzare la funzione di ricerca dei blocchi del sistema per identificare e correggere tutti gli errori, garantendo il normale funzionamento.
Regolazione, metodo di regolazione dell'ottimizzazione:
La regolazione del sistema è la soluzione più semplice per correggere i guasti. A tal fine, è sufficiente regolare il potenziometro. Ad esempio, in uno scenario di manutenzione in fabbrica, se lo schermo del sistema visualizza il caos, è possibile risolvere il problema effettuando una regolazione. Un altro esempio è lo slittamento della cinghia dell'albero principale durante l'avvio e la frenata in fabbrica, che può essere causato da una grande coppia di carico e da un breve tempo di rampa del dispositivo di azionamento. Questo problema può essere risolto regolando i parametri.
L'ottimizzazione della regolazione è un metodo completo per ottenere la migliore corrispondenza tra il sistema di servoazionamento e il sistema meccanico azionato. Il processo è semplice. Utilizzando un registratore multilinea o un oscilloscopio a doppia traccia con funzione di memorizzazione, è possibile osservare la relazione di risposta tra il comando e la retroazione della velocità o della corrente. Regolando il coefficiente proporzionale e il tempo di integrazione del regolatore di velocità, il servosistema può ottenere le migliori prestazioni con una risposta dinamica elevata e senza oscillazioni.
Se non è disponibile un oscilloscopio o un registratore in loco, in base all'esperienza, regolare i parametri fino a quando il motore vibra, quindi regolare lentamente nella direzione opposta fino a eliminare la vibrazione.
Metodo di sostituzione delle parti di ricambio:
Il metodo più comune per la risoluzione dei problemi consiste nel sostituire la scheda di circuito difettosa diagnosticata con una di ricambio funzionante ed eseguire le necessarie procedure di inizializzazione e avvio, consentendo alla macchina utensile di riprendere rapidamente il normale funzionamento. Successivamente, la scheda di circuito difettosa può essere riparata o sostituita.
Metodo per migliorare la qualità dell'energia:
In genere, si utilizza un'alimentazione regolata per stabilizzare le fluttuazioni di potenza. Per ridurre l'impatto delle interferenze ad alta frequenza, è possibile utilizzare un metodo di filtraggio della capacità come misura preventiva per evitare guasti alla scheda di alimentazione.
Metodo di tracciamento delle informazioni di manutenzione:
Le grandi aziende manifatturiere spesso apportano modifiche e miglioramenti al software o all'hardware del sistema sulla base di guasti imprevisti causati da difetti di progettazione nelle operazioni reali. Queste modifiche vengono comunicate al personale di manutenzione sotto forma di informazioni sulla manutenzione. L'utilizzo di queste informazioni come base per la risoluzione dei problemi può aiutare a eliminare correttamente e completamente i guasti.
La diagnosi dei guasti elettrici delle macchine utensili CNC prevede tre fasi: rilevamento dei guasti, valutazione dei guasti e isolamento e localizzazione dei guasti.
La prima fase del rilevamento dei guasti consiste nel testare la macchina utensile CNC per determinare l'esistenza di un guasto.
La seconda fase prevede l'identificazione della natura del guasto e l'isolamento dei componenti o dei moduli difettosi.
La terza fase prevede la localizzazione del guasto a un modulo o a un circuito stampato sostituibile, riducendo i tempi di riparazione.
Per identificare e risolvere rapidamente i guasti del sistema, è importante che il processo di diagnosi dei guasti sia il più semplice ed efficiente possibile, riducendo al minimo il tempo necessario per la diagnosi. A tal fine, si possono utilizzare i seguenti metodi diagnostici:
1. Metodo intuitivo
Osservare con i sensi tutti i sintomi che possono verificarsi durante un guasto, come la presenza di scintille o luce, rumori anomali, surriscaldamento o odore di bruciato.
L'esame delle condizioni superficiali di ogni scheda di circuito stampato potenzialmente difettosa è un metodo di base e comunemente utilizzato. Cercate segni di bruciature o danni per restringere ulteriormente la portata dell'ispezione.
2. Autodiagnosi funzione del CNC sistema
La capacità del sistema CNC di elaborare rapidamente i dati consente l'acquisizione multicanale e rapida del segnale e l'elaborazione del pezzo difettoso. Il programma di diagnostica esegue quindi un'analisi logica e un giudizio per determinare la presenza di un guasto nel sistema e localizzarlo rapidamente.
I moderni sistemi CNC dispongono di due tipi di funzioni di autodiagnosi:
Per identificare la causa del guasto e risolvere il problema, consultare il manuale di manutenzione pertinente in base alla richiesta.
In generale, quanto più dettagliate sono le informazioni sui guasti fornite dalla funzione diagnostica della macchina utensile CNC, tanto più facile è la diagnosi del guasto.
È importante notare che alcuni guasti possono essere confermati direttamente in base alla segnalazione di guasto e al manuale, ma per altri la causa effettiva del guasto può differire dalla segnalazione o più guasti possono causare un unico sintomo. In questi casi, il personale di manutenzione deve comprendere la relazione interna tra i guasti per determinare la causa sottostante.
3. Controllo dei dati e dello stato
L'autodiagnosi del sistema CNC può non solo visualizzare le informazioni sugli allarmi di guasto sul display CRT, ma anche fornire parametri della macchina utensile e informazioni sullo stato sotto forma di "indirizzo diagnostico" e "dati diagnostici" a più pagine.
I controlli comuni sui dati e sullo stato includono il controllo dei parametri e il controllo dell'interfaccia.
Questi dati includono il guadagno, l'accelerazione, la tolleranza di monitoraggio del contorno, il valore di compensazione del gioco inverso e il valore di compensazione del passo della vite di guida.
Se sottoposti a interferenze esterne, i dati andranno persi o confusi e la macchina utensile non funzionerà normalmente.
La diagnosi dell'interfaccia di ingresso/uscita del sistema CNC può visualizzare lo stato di tutti i segnali di commutazione sul display CRT e utilizzare "1" o "0" per indicare se il segnale è presente o meno.
Utilizzando il display di stato, è possibile verificare se il sistema CNC ha emesso il segnale sul lato macchina e se il valore di commutazione e altri segnali sul lato macchina sono stati immessi nel sistema CNC, in modo da individuare il guasto sul lato macchina o nel sistema CNC.
4. Mancanza di visualizzazione dell'indicatore di allarme
Oltre agli allarmi "software", come la funzione di autodiagnosi e la visualizzazione dello stato, il moderno sistema CNC delle macchine utensili CNC dispone anche di numerosi indicatori di allarme "hardware" distribuiti tra alimentazione, servoazionamento, ingresso/uscita e altri dispositivi.
Osservando questi indicatori di allarme, è possibile determinare la causa del guasto.
5. Metodo di sostituzione della scheda di ricambio
La sostituzione della scheda di circuito difettosa con una di ricambio è un metodo rapido e semplice per determinare la causa del guasto, comunemente utilizzato per i moduli funzionali dei sistemi CNC, come il modulo CRT e il modulo di memoria.
Prima di sostituire la scheda di ricambio, controllare i circuiti pertinenti per evitare di danneggiare la scheda buona a causa di un cortocircuito. Inoltre, verificare che l'interruttore di selezione e il cavo di collegamento sulla scheda di prova corrispondano a quelli della dima originale. Per alcune dime, prestare attenzione anche alla regolazione del potenziometro.
Dopo aver sostituito la scheda di memoria, inizializzare la memoria come richiesto dal sistema, altrimenti il sistema non funzionerà normalmente.
6. Metodo di scambio
Nelle macchine utensili CNC sono spesso presenti moduli o unità con la stessa funzione.
Scambiando questi moduli o unità e osservando se il guasto si trasferisce, è possibile determinare rapidamente la posizione del guasto.
Questo metodo viene spesso utilizzato per diagnosticare i guasti nell'azionamento del servoalimentatore e può essere applicato anche per scambiare moduli simili nel sistema CNC.
7. Metodo a percussione
Il sistema CNC è composto da varie schede di circuito, ognuna delle quali presenta molteplici giunzioni a saldare. Qualsiasi saldatura difettosa o contatto inadeguato può causare un guasto.
Toccando delicatamente con l'isolante la scheda di circuito, il connettore o i componenti elettrici con sospetti guasti, se il guasto si verifica è probabile che sia localizzato nella parte toccata.
8. Metodo di confronto delle misure
Per facilitare il rilevamento, i moduli o le unità sono dotati di terminali di rilevamento.
Utilizzando strumenti come un multimetro o un oscilloscopio, i valori normali possono essere confrontati con i valori al momento del guasto attraverso i livelli o le forme d'onda rilevate su questi terminali. Ciò consente di analizzare la causa e la posizione del guasto.
Le macchine utensili CNC hanno caratteristiche complesse e complete, che comportano molti fattori che possono causare guasti. Pertanto, può essere necessario utilizzare più metodi di diagnosi dei guasti per analizzare in modo completo il guasto e determinarne rapidamente la posizione, facilitandone la risoluzione.
Inoltre, alcuni guasti possono avere sintomi elettrici ma cause meccaniche, o viceversa, o entrambe. Pertanto, la diagnosi dei guasti non deve limitarsi ai soli aspetti elettrici o meccanici, ma deve essere considerata in modo olistico.
Top 10 produttori di macchine utensili nel mondo nel 2019 (unità: milioni di dollari)
| Classifiche | Azienda | Paese | Ricavi (milioni $) |
| 1 | Yamazaki Mazaka | Giappone | 52.8 |
| 2 | Trumpf | Germania | 42.4 |
| 3 | DMG MORI | Germania e Giappone | 38.2 |
| 4 | MAG | U.S.A. | 32.6 |
| 5 | Amada | Giappone | 31.1 |
| 6 | Okuma | Giappone | 19.4 |
| 7 | Makino | Giappone | 18.8 |
| 8 | Gruppo GROB | Germania | 16.8 |
| 9 | Haas | U.S.A. | 14.8 |
| 10 | Emag | Germania | 8.7 |
Fonte: Consulenza CCID
Vedi anche:
Le 10 principali imprese di macchine utensili in Cina nel 2019 (unità: milioni di yuan)
| Classifica | Azienda | Ricavi |
| 1 | Genesi | 21.81 |
| 2 | Macchina utensile Qinchuan | 14.3 |
| 3 | Yawei | 14.06 |
| 4 | HDHM | 12.98 |
| 5 | Seiko haitiano | 11.23 |
| 6 | Macchina utensile di Shenyang | 10.02 |
| 7 | Zhejiang Rifa | 6.2 |
| 8 | Macchina utensile di Kunming | 4.97 |
| 9 | Guosheng | 4.14 |
| 10 | Huazhong CNC | 4.08 |
Secondo l'Ufficio Nazionale di Statistica, a luglio 2020 la Cina contava 817 imprese di macchine utensili per il taglio dei metalli con un margine di profitto industriale di soli 3,95%. Inoltre, in Cina c'erano 526 imprese di macchine utensili per la formatura dei metalli con un margine di profitto di 4,80%.
Da novembre 2015 a luglio 2020, l'industria delle macchine utensili per il taglio dei metalli e l'industria delle macchine utensili per la formatura hanno registrato i più alti margini di profitto sulle vendite, rispettivamente 5,49% e 7,88%.
Attualmente, le imprese nazionali sono numerose, ma tendono ad essere di piccole dimensioni, a non essere competitive sul mercato e ad avere una bassa redditività.
Se la macchina utensile CNC scelta non è in grado di funzionare in modo stabile e affidabile, diventa inutile.
Per questo motivo, al momento dell'acquisto è importante optare per prodotti di marche note, compresi l'host, il sistema di controllo e gli accessori. Questi prodotti sono tecnologicamente avanzati, hanno una storia di produzione comprovata e sono stati utilizzati con successo dagli utenti.
L'obiettivo è risolvere uno o più problemi di produzione.
La praticità consiste nel garantire che le macchine utensili CNC selezionate siano in grado di soddisfare efficacemente gli obiettivi prestabiliti.
Evitate di acquistare macchine utensili CNC troppo complesse, con troppe funzioni poco pratiche, anche se il loro costo è superiore.
Avere un obiettivo chiaro e fare selezioni mirate di macchine utensili ci permette di ottenere i migliori risultati con un investimento ragionevole.
L'economicità si riferisce all'ottenimento del prezzo più conveniente per la macchina utensile CNC acquistata che soddisfa i requisiti di lavorazione.
Scegliere una macchina utensile CNC completamente funzionale e avanzata.
Tuttavia, se non c'è un operatore o un programmatore capace, o un riparatore esperto che si occupi della manutenzione e della riparazione della macchina utensile, questa non può essere utilizzata in modo efficace, indipendentemente dalla sua qualità.
Nella scelta delle macchine utensili CNC è importante considerare la facilità di funzionamento, programmazione e manutenzione. In caso contrario, possono verificarsi difficoltà nell'uso, nella manutenzione, nella riparazione e in altri aspetti delle macchine utensili CNC, con conseguente spreco di attrezzature.
Effettuare ricerche di mercato approfondite e richiedere la consulenza tecnica di esperti o di utilizzatori esperti di macchine utensili CNC per ottenere una comprensione completa del mercato nazionale e internazionale delle macchine utensili CNC.
Approfittate delle varie fiere per scegliere attrezzature di alta qualità, a basso costo e dalle prestazioni affidabili e confrontate le opzioni.
È importante selezionare prodotti maturi e stabili che rispondano alle reali esigenze dell'unità.
Quando si selezionano le caratteristiche delle macchine utensili CNC, è importante non dare la priorità a un numero elevato di funzioni o a specifiche eccessive. Un numero eccessivo di assi coordinati, piani di lavoro e motori ad alta potenza e un alto grado di precisione possono portare a un sistema complesso con una minore affidabilità.
Questo, a sua volta, aumenterà i costi di acquisto e di manutenzione della macchina, nonché i costi di lavorazione, con conseguente spreco di risorse.
È più consigliabile scegliere le macchine utensili CNC in base alle specifiche del prodotto, alle dimensioni e alla precisione richiesta per il lavoro.
Quando si scelgono le macchine utensili CNC, è importante considerare i pezzi tipici che devono essere lavorati. Nonostante le macchine utensili CNC abbiano un'elevata flessibilità e una forte adattabilità, possono ottenere i migliori risultati solo quando lavorano determinati pezzi in determinate condizioni. Pertanto, prima di effettuare una scelta, è fondamentale determinare i pezzi tipici che verranno lavorati.
È necessario valutare con attenzione il sistema CNC che soddisfa i vari parametri di prestazione e gli indicatori di affidabilità, e considerare aspetti quali la facilità di funzionamento, la programmazione, la manutenzione e la gestione. Quando possibile, si raccomanda di adottare un approccio centralizzato e unificato. A meno che non si tratti di un caso particolare, l'unità dovrebbe puntare a utilizzare la stessa serie di sistemi CNC prodotti dallo stesso produttore per la gestione e la manutenzione future.
Per massimizzare le prestazioni delle macchine utensili CNC e migliorarne le capacità di lavorazione, è essenziale disporre degli accessori e degli strumenti necessari. Non acquistate una macchina utensile che costa centinaia di migliaia o milioni di yuan, per poi scoprire che non può essere utilizzata normalmente a causa della mancanza di un accessorio o di un utensile da taglio che costa decine di migliaia di yuan. Quando si acquista l'unità principale, è consigliabile acquistare anche alcune parti vulnerabili e altri accessori.
Gli esperti stranieri di taglio dei metalli ritengono che l'efficienza di una macchina utensile CNC $250.000 dipenda in larga misura dalle prestazioni di una fresa $30. Ciò evidenzia l'importanza di dotare le macchine utensili CNC di utensili ad alte prestazioni per ridurre i costi e ottenere i massimi vantaggi economici complessivi.
In generale, le macchine utensili CNC devono essere dotate di strumenti sufficienti per sfruttare appieno le loro funzioni, consentendo alla macchina di lavorare una varietà di prodotti ed evitare tempi morti e sprechi.
Dopo l'installazione, le macchine utensili CNC devono essere accuratamente messe in funzione e sottoposte a debug, il che è fondamentale per il loro futuro funzionamento, la manutenzione e la gestione.
Durante l'installazione e la messa in funzione delle macchine utensili CNC, i tecnici devono partecipare attivamente e studiare con attenzione, accettando la formazione tecnica e la guida in loco dei fornitori.
È necessario eseguire un'analisi completa della precisione geometrica, della precisione di posizionamento, della precisione di taglio e delle prestazioni della macchina utensile.
È importante controllare accuratamente il materiale tecnico allegato, i manuali d'uso, i manuali di manutenzione, le istruzioni per gli accessori, il software e le istruzioni per il computer e conservarli correttamente, poiché la mancata osservanza di questa precauzione potrebbe impedire alla macchina utensile di accedere a funzioni aggiuntive e rendere difficile la manutenzione.
Infine, è necessario prendere in considerazione il servizio post-vendita, l'assistenza tecnica, la formazione del personale, il supporto dati, il supporto software, l'installazione e la messa in servizio, la fornitura di parti di ricambio, il sistema di utensili e gli accessori per macchine utensili offerti dal produttore di macchine CNC.
Il trend di sviluppo futuro delle macchine utensili CNC è la produzione intelligente.
La produzione intelligente è una nuova modalità di produzione che combina le tecnologie dell'informazione e della comunicazione di nuova generazione con le tecnologie di produzione avanzate. Permea tutti gli aspetti della produzione, tra cui la progettazione, la produzione, la gestione e l'assistenza, ed è caratterizzata da auto-percezione, auto-apprendimento, auto-decisione, auto-esecuzione e auto-adattamento.
La creazione di un impianto chimico intelligente è un passo necessario nello sviluppo della produzione intelligente. Un'officina intelligente è una componente chiave di una fabbrica intelligente e le attrezzature intelligenti sono un supporto fondamentale per un'officina intelligente.
La produzione intelligente è caratterizzata dall'uso di una fabbrica intelligente come vettore, dall'intelligentizzazione dei processi produttivi chiave come nucleo, dal flusso di dati end-to-end come base e dall'interconnettività di rete come supporto. La creazione di un impianto chimico intelligente è un requisito fondamentale per il progresso della produzione intelligente.
Le macchine utensili intelligenti sono macchine in grado di monitorare se stesse, analizzare varie informazioni relative alla macchina, al suo stato di lavorazione, all'ambiente e ad altri fattori, e quindi intraprendere le azioni necessarie per garantire una lavorazione ottimale. Con l'avanzamento delle reti informatiche, delle tecnologie di comunicazione e dell'intelligenza artificiale, la teoria della tecnologia delle macchine utensili intelligenti, che si basa su otto tecnologie, ha gradualmente formato un sistema.
Rispetto alle macchine utensili CNC convenzionali, i moduli di raccolta dati, controllo e comunicazione svolgono un ruolo fondamentale nelle macchine utensili intelligenti. La raccolta dei dati avviene principalmente tramite sensori intelligenti installati in loco e il tipo di sensori intelligenti dipende dallo scopo principale della macchina utensile intelligente. Alcuni sensori intelligenti comuni sono quelli per la potenza, la temperatura, le vibrazioni, il suono, l'energia, i liquidi e il riconoscimento dell'identità.
Il modulo di controllo si basa principalmente su algoritmi di regolazione online per i programmi NC, su metodi decisionali e di ottimizzazione intelligenti per i parametri di processo, su tecnologie di coordinamento delle parti esecutive e su tecnologie di controllo del carico e dello scarico automatico. Il modulo di comunicazione si basa sulla tecnologia delle reti di comunicazione wireless.
Confronto tra officina tradizionale e officina intelligente.
| Laboratorio tradizionale | Laboratorio intelligente | |
| Attrezzature | Macchina CNC | Macchina utensile intelligente |
| Modalità di comunicazione | Copia di un dispositivo di archiviazione mobile (disco flash USB, ecc.) | Tecnologia di comunicazione wireless (Wifi/Zigbee) |
| Processo di produzione | Anello aperto / semiaperto Elaborazione delle parti; una persona con un solo dispositivo. | Anello chiuso Monitoraggio della macchina, una sola persona con più dispositivi |
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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