¿Puede el fpd dinámico tomar fotografías?

El nivel técnico y el grado de modernización de la industria de equipos determinan el nivel y el grado de modernización de toda la economía nacional. La tecnología y los equipos CNC son las tecnologías habilitadoras y el equipo más básico para el desarrollo de industrias emergentes de alta tecnología e industrias de vanguardia (como la tecnología de la información y sus industrias, la biotecnología y sus industrias, la aviación, la aeroespacial y otras industrias de defensa). Marx dijo una vez que "la diferencia entre las distintas eras económicas no radica en lo que se produce, sino en cómo producir y qué medios de trabajo se utilizan para producir". La tecnología y los equipos de fabricación son los medios de producción más básicos en las actividades de producción humana, y la tecnología CNC es la tecnología central de la tecnología y los equipos de fabricación avanzados de hoy. En el mundo actual, la tecnología CNC se utiliza ampliamente en la fabricación para mejorar las capacidades y los niveles de fabricación, y para mejorar la adaptabilidad y la competitividad a mercados dinámicos y cambiantes. Además, los países desarrollados del mundo han incluido la tecnología y los equipos CNC como materiales estratégicos nacionales. No solo han tomado medidas importantes para desarrollar su propia tecnología e industria CNC, sino que también han implementado políticas de bloqueo y restricción de la "alta precisión" de mi país. Tecnologías y equipos clave CNC. En resumen, el desarrollo vigoroso de tecnología de fabricación avanzada con tecnología CNC como núcleo se ha convertido en una forma importante para que los países desarrollados del mundo aceleren el desarrollo económico y mejoren la fortaleza nacional integral y el estatus nacional.

La tecnología CNC es una tecnología que utiliza información digital para controlar el movimiento y el proceso de trabajo de la maquinaria. Los equipos CNC son un producto mecatrónico formado por la penetración de nuevas tecnologías representadas por la tecnología CNC en las industrias manufactureras tradicionales y emergentes, que son los llamados equipos digitales. Su alcance técnico cubre múltiples campos: (1) tecnología de fabricación mecánica; (2) tecnología de procesamiento, transmisión y procesamiento de información; (3) tecnología de control automático; (5) tecnología de sensores; etc.

1 Desarrollo de la tecnología CNC en el país y en el extranjero

La industria manufacturera mundial ha experimentado varias iteraciones en la última década del siglo XX y casi se convirtió en una industria en extinción, por lo que los estadounidenses propuso por primera vez revitalizar la industria manufacturera moderna. En la década de 1990, la industria mundial de fabricación de máquinas herramienta CNC experimentó una importante reestructuración. Por ejemplo, los principales fabricantes como Estados Unidos y Alemania han experimentado grandes cambios. Se han recuperado significativamente desde principios de los años 1990, formando una nueva ola de modernización tecnológica de las industrias manufactureras de todo el mundo. Por ejemplo, la industria alemana de máquinas herramienta comenzó en el año 2000. Tres meses más tarde se aceptaron los pedidos y contratos y se completaron las tareas de producción.

El mayor logro científico y tecnológico de la sociedad humana en el siglo XX es la invención y aplicación de las computadoras. La aplicación de computadoras y tecnología de control en equipos de fabricación mecánica es el progreso tecnológico más significativo en el desarrollo de la industria manufacturera en este siglo. Han pasado 50 años desde la llegada de la fresadora CNC a los Estados Unidos en 1952. Los equipos CNC incluyen torneado, fresado, centros de mecanizado, taladrado, rectificado, estampado, mecanizado eléctrico y diversas máquinas especiales, formando una enorme familia de equipos de fabricación CNC. La producción anual global es de 65.438+000 ~ 200.000 unidades, con un valor de producción de decenas. de miles de millones de dólares.

La industria manufacturera mundial pasó por varias iteraciones en la última década del siglo XX, y una vez casi se convirtió en una industria en decadencia, por lo que los estadounidenses propusieron primero revitalizar la manufactura moderna. En la década de 1990, la industria mundial de fabricación de máquinas herramienta CNC experimentó una importante reestructuración. Por ejemplo, los principales fabricantes como Estados Unidos y Alemania han experimentado grandes cambios. Se han recuperado significativamente desde principios de los años 1990, formando una nueva ola de modernización tecnológica de las industrias manufactureras de todo el mundo. Por ejemplo, la industria alemana de máquinas herramienta comenzó en el año 2000. Tres meses más tarde se aceptaron los pedidos y contratos y se completaron las tareas de producción.

La industria de fabricación de máquinas herramienta CNC de China experimentó una etapa de rápido desarrollo en la década de 1980, y muchas fábricas de máquinas herramienta realizaron la transformación de productos tradicionales a productos CNC. Pero en general el nivel técnico no es alto y la calidad no es buena. Por lo tanto, a principios de la década de 1990, ante la transferencia y ajuste de la economía nacional de una economía planificada a una economía de mercado, experimentamos la depresión más difícil en varios años. En ese momento, la capacidad de producción cayó al 50% y los inventarios superaron los 4 meses. . Desde el "Noveno Plan Quinquenal" en 1995, el país ha lanzado el mercado de máquinas herramienta ampliando la demanda interna, fortalecido la aprobación de restricciones a la importación de equipos CNC e invertido principalmente en apoyar la investigación de sistemas y equipos CNC clave. y tecnología, que ha promovido en gran medida la producción de equipos CNC. Especialmente después de 1999, el país invirtió una gran cantidad de fondos de transformación tecnológica en la industria de defensa nacional y en industrias civiles clave, haciendo próspero el mercado de fabricación de equipos CNC. La prosperidad de una variedad de productos también se puede ver en la Exposición de Máquinas Herramienta CNC de Shanghai en agosto de 2000 y en la Exposición Internacional de Máquinas Herramienta de Beijing en abril de 2001. Pero esto también refleja los siguientes problemas:

(1) Los productos de baja tecnología compiten ferozmente, haciendo bajar los precios para promocionarse entre sí;

(2) Los productos de alta tecnología y con todas las funciones los productos dependen principalmente de las importaciones;

(3) Los componentes funcionales y accesorios de alta calidad que soportan el sistema CNC son principalmente importados.

(4) El nivel de tecnología de aplicación es bajo y la conexión en red; la tecnología no se ha popularizado completamente;

(5) Los productos con poca capacidad de desarrollo independiente y niveles técnicos relativamente altos se basan principalmente en dibujos importados, producción conjunta o ensamblaje de piezas importadas.

La cantidad de máquinas herramienta CNC que poseen los países industriales en el mundo hoy refleja las capacidades económicas y la fuerza de defensa nacional del país. China tiene actualmente el mayor número de máquinas herramienta del mundo (casi 3 millones de unidades), pero nuestra tasa de máquinas herramienta CNC es sólo de alrededor del 1,9%, lo que está lejos del promedio del 20% en los países industriales occidentales. Japón tiene menos de 800.000 máquinas herramienta, pero su capacidad de fabricación es casi diez veces mayor que la de China. Las máquinas herramienta CNC existentes tienen una baja tasa de CNC, una baja tasa de utilización y una baja tasa de arranque, que son los problemas más importantes que deben resolverse primero para desarrollar la industria manufacturera de China en el siglo XXI. China produce entre 3.000 y 4.000 máquinas herramienta CNC con todas las funciones cada año, y Japón1 produce más de 50.000 máquinas herramienta CNC.

Gastamos más de mil millones de dólares estadounidenses cada año para importar entre 7.000 y 9.000 máquinas herramienta CNC. Aun así, es difícil para la industria manufacturera de China aumentar significativamente la tasa de control numérico de la industria. Por lo tanto, la Comisión Estatal de Planificación y la Comisión Económica y Comercial propusieron la política de transformación del control numérico del "Octavo Plan Quinquenal" y el "Noveno Plan Quinquenal". Durante el período del "Noveno Plan Quinquenal", nuestra asociación también realizó investigaciones. Para entonces, el número de equipos previstos para la transformación CNC alcanzará de 80 a 654,38 millones de unidades, lo que requerirá una inversión de 80 a 1.000 millones de yuanes, pero los beneficios económicos serán más de 5 a 10 veces la inversión. Por lo tanto, en los últimos dos años ha surgido un gran número de empresas corporativas, e incluso se han sumado empresas estadounidenses. Al comienzo del Décimo Plan Quinquenal, la Comisión de Ciencia, Tecnología e Industria para la Defensa Nacional propuso claramente invertir 680 millones de yuanes en empresas industriales militares para la transformación CNC de 12.000 a 18.000 máquinas herramienta.

Tras 50 años de desarrollo en dos etapas y seis generaciones, la tecnología CNC;

Fase 1: Hardware CNC (NC)

Generación 1: Tubo electrónico 1952

Segunda generación: componentes discretos de transistores de 1959

Tercera generación: circuito integrado de pequeña escala de 1965

Segunda etapa: control numérico por software (CNC)

Cuarta generación: minicomputador de 1970

Quinta generación: microprocesador de 1974

Sexta generación: computadora personal (PC-baseo) de 1990

Las ventajas de la sexta -El sistema de generación incluye principalmente:

(1) Alta integración de componentes, buena confiabilidad, alto rendimiento y confiabilidad de más de 50,000 horas;

(2) se basa en la plataforma de PC , con rápido progreso tecnológico y fáciles actualizaciones;

(3) Proporciona una base abierta y abundantes recursos de software y hardware disponibles, lo que permite que las funciones CNC se extiendan a una amplia gama de campos (como CAD, CAM , CAPP, conecta tarjetas de red, tarjetas de sonido, impresoras, cámaras, etc. );

(4) Para los fabricantes de sistemas CNC, proporciona un excelente entorno de desarrollo y simplifica el hardware.

Actualmente, el mayor fabricante de sistemas CNC del mundo es la empresa japonesa FANUC, que produce más de 50.000 sistemas al año, lo que representa alrededor del 40% del mercado mundial, seguida por la alemana Siemens, que representa más del 15%. Le siguen Heidelberg de Alemania, Fogg de España, Fidia de Italia, NUM de Francia, Mitsubishi y Yaskawa de Japón.

Los fabricantes nacionales de sistemas CNC incluyen principalmente Huazhong CNC, Beijing Aerospace Machine Tool CNC Group, Beijing Kaindi, Beijing Cage, Shenyang Yitian, Guangzhou CNC, Nanjing New Fangda, Chengdu Guangtai, etc. Los fabricantes nacionales de CNC son de pequeña escala, con una producción anual de no más de 300 a 400 unidades.

En los últimos 10 años, para adaptarse al desarrollo de la tecnología de procesamiento mecánico, las máquinas herramienta CNC han logrado grandes avances en los siguientes campos técnicos.

(1) Alta velocidad

Debido a la popularización de la tecnología de procesamiento de alta velocidad, la velocidad de todos los aspectos de las máquinas herramienta generalmente ha aumentado. La velocidad del husillo de los tornos se ha incrementado de 3000 ~ 4000 rpm a 8000 ~ 10000 rpm, y la velocidad del husillo de las fresadoras y centros de mecanizado se ha incrementado de 4000 ~ 8000 rpm a 12000 rpm y 24000 rpm. La velocidad de movimiento rápido aumenta de 10 ~ 20 m/min a 48 m/min, 60 m/min, 80 m/min y 120 m/min. Al mismo tiempo, es necesario aumentar la aceleración inicial de las piezas móviles de 0,5 G (aceleración de la gravedad) de las máquinas herramienta generales en el pasado a 1,5 ~ 2 g, con un máximo de 65438.

(2) Alta precisión

La precisión de posicionamiento de las máquinas herramienta CNC ha aumentado de 0,01 ~ 0,02 mm a aproximadamente 0,008 mm, las máquinas herramienta submicrónicas han aumentado a aproximadamente 0,0005 mm, y las máquinas herramienta a nanoescala han aumentado a 0,005 ~ 0,01 micrones, con una resolución mínima de 1 nm (0,00001 mm).

La tecnología de interpolación CNC para más de dos ejes se ha mejorado enormemente. La interpolación a nanoescala puede hacer que el arco del enlace de dos ejes alcance 1 μ. Antes de la interpolación, muchos segmentos del programa se leen por adelantado, lo que mejora en gran medida la calidad de la interpolación y permite el procesamiento automático de esquinas.

(3) Las máquinas herramienta de procesamiento compuesto y de nueva estructura aparecen en grandes cantidades.

Por ejemplo, una máquina herramienta de procesamiento de compuestos de 5 ejes y 5 lados puede procesar varias piezas de formas especiales con 5 ejes y 5 juntas. También se han derivado varias estructuras novedosas de máquinas herramienta, incluidas máquinas herramienta de eje virtual de 6 ejes, máquinas herramienta de bisagras en serie paralela, etc. Adopta una estructura mecánica especial, un modo de operación CNC especial y requisitos de programación especiales.

(4) Utilice varias herramientas especiales eficientes para hacer que las máquinas herramienta CNC sean "más potentes". Por ejemplo, las brocas enfriadas internamente mejoran en gran medida la eficiencia al perforar agujeros profundos porque el refrigerante a alta presión enfría directamente el filo de la broca y elimina las virutas. La velocidad de corte de piezas de acero puede alcanzar 1000 m/min y la velocidad de corte de piezas de aluminio puede alcanzar 5000 m/min.

(5) La apertura y la gestión de la red de las máquinas herramienta CNC son los requisitos básicos para el uso de máquinas herramienta CNC. No es solo un medio necesario para mejorar la tasa de operación y la productividad de las máquinas herramienta CNC, sino también una forma para que las empresas racionalicen y optimicen el uso de estos métodos de fabricación. Por lo tanto, el desarrollo de diversas tecnologías nuevas, como la fabricación integrada por computadora, la fabricación en red, el diagnóstico remoto, la fabricación virtual y la ingeniería externa basada en máquinas herramienta CNC, se convertirá inevitablemente en una tendencia importante en el desarrollo de la fabricación en el siglo XXI.

2. La tendencia de desarrollo de la tecnología CNC

La aplicación de la tecnología CNC no solo ha traído cambios revolucionarios a la fabricación tradicional, haciendo de la fabricación un símbolo de industrialización, sino también en algunas industrias importantes. Desempeña un papel cada vez más importante en el desarrollo de las industrias (informática, automoción, industria ligera, médica, etc.). ) Con el desarrollo continuo de la tecnología CNC y la expansión de los campos de aplicación, la digitalización de los equipos requeridos por estas industrias se ha convertido en una tendencia importante en el desarrollo moderno. Desde la perspectiva de la tendencia de desarrollo de la tecnología CNC mundial y sus equipos, sus principales puntos de investigación son [1 ~ 8].

2.1 Nuevas tendencias en tecnología y equipos de mecanizado de alta velocidad y alta precisión

La eficiencia y la calidad son los pilares de la tecnología de fabricación avanzada. La tecnología de mecanizado de alta velocidad y alta precisión puede mejorar en gran medida la eficiencia, mejorar la calidad y el grado del producto, acortar los ciclos de producción y mejorar la competitividad del mercado. Por lo tanto, la Asociación Japonesa de Investigación de Tecnología Avanzada la incluye como una de las cinco tecnologías principales de la fabricación moderna, y el CIRP la identifica como una de las direcciones centrales de investigación en el siglo XXI.

En la industria automovilística, el ciclo de producción de 300.000 vehículos al año es de 40 segundos. El procesamiento multivariedad es una de las cuestiones clave que deben resolverse en el ámbito de los equipos de automoción. En el campo aeroespacial, la mayoría de las piezas procesadas son de paredes delgadas y nervaduras delgadas con poca rigidez, y los materiales son aluminio o aleaciones de aluminio. Estas nervaduras y paredes sólo pueden mecanizarse a altas velocidades de corte y bajas fuerzas de corte. Recientemente, el método de "vaciar" grandes piezas en bruto de aleación de aluminio se utiliza para fabricar componentes grandes, como alas y fuselajes, en lugar de ensamblar múltiples componentes mediante numerosos remaches, tornillos y otros métodos de conexión, lo que mejora la resistencia, rigidez y confiabilidad de los componentes. Estos han planteado requisitos de alta velocidad, alta precisión y alta flexibilidad para los equipos de procesamiento.

Según la demostración de EMO2001, la velocidad de avance del centro de mecanizado de alta velocidad puede alcanzar 80 m/min o más, y la velocidad de ralentí puede alcanzar aproximadamente 100 m/min. En la actualidad, muchas fábricas de automóviles en el mundo, incluida la Shanghai General Motors Company de China, han reemplazado parcialmente las máquinas herramienta modulares con líneas de producción compuestas por centros de mecanizado de alta velocidad. La máquina herramienta HyperMach de la empresa Cincinnati en Estados Unidos tiene una velocidad máxima de avance de 60 m/min, una velocidad rápida de 100 m/min, una aceleración de 2 gy una velocidad de husillo de 60.000 r/min. Sólo se necesitan 30 minutos para procesar una pieza de avión de paredes delgadas, mientras que la misma pieza tarda 3 horas en procesarse en una fresadora común de alta velocidad y 8 horas en una fresadora común. ¡La velocidad del husillo y la aceleración del torno de doble eje producido por la empresa alemana DMG alcanzan 12* respectivamente! 000 rpm y 1 g.

En términos de precisión de mecanizado, en los últimos 10 años, la precisión de mecanizado de las máquinas herramienta CNC comunes ha aumentado de 10 μm a 5 μm, el centro de mecanizado de precisión ha aumentado de 3 ~ 5 μm a 1 ~ 1,5 μm. y la precisión del mecanizado de ultraprecisión ha comenzado a entrar en el rango nanométrico (0,01 μm).

En términos de confiabilidad, el valor MTBF de los dispositivos CNC extranjeros ha alcanzado más de 6.000 h, y el valor MTBF de los servosistemas ha alcanzado más de 30.000 h, lo que muestra una confiabilidad muy alta.

Para lograr un procesamiento de alta velocidad y alta precisión, los componentes funcionales de soporte, como husillos eléctricos y motores lineales, se han desarrollado rápidamente y sus campos de aplicación se han ampliado aún más.

2.2 Mecanizado de varillaje de cinco ejes bsp

Utilizando el procesamiento de varillaje de cinco ejes de piezas de superficie curva tridimensional, la herramienta puede cortar la mejor forma geométrica, que no solo tiene una gran suavidad , pero también mejora enormemente la eficiencia. En términos generales, la eficiencia de 1 máquina herramienta con varillaje de cinco ejes puede ser equivalente a la de 2 máquinas herramienta con varillaje de tres ejes, especialmente cuando se utilizan fresas de materiales superduros como el nitruro de boro cúbico para el fresado de alta velocidad de materiales endurecidos. Piezas de acero, el mecanizado de varillaje de cinco ejes puede aportar mayores beneficios que el mecanizado simultáneo de tres ejes. Sin embargo, en el pasado, debido a la compleja estructura del sistema CNC de cinco ejes y la máquina principal, la tecnología de programación era difícil y su precio era varias veces mayor que el de las máquinas herramienta CNC de tres ejes, lo que restringía el desarrollo. de las máquinas herramienta CNC de cinco ejes.

En la actualidad, debido a la aparición de los husillos eléctricos, la estructura del cabezal de husillo compuesto utilizado para el mecanizado simultáneo de 5 ejes se ha simplificado enormemente, su dificultad y coste de fabricación se han reducido considerablemente y el precio La brecha de los sistemas CNC se ha reducido. Esto ha promovido el desarrollo de máquinas herramienta de cinco ejes de tipo husillo compuesto y máquinas herramienta de procesamiento de compuestos (incluidas las máquinas herramienta de procesamiento de cinco lados).

En la exposición EMO2001, la máquina herramienta de procesamiento de 5 lados de NIKO utilizó un cabezal de husillo compuesto, que puede realizar el procesamiento de 4 planos verticales y cualquier ángulo, de modo que el procesamiento de 5 lados y el procesamiento de 5 ejes pueden ser realizado en la misma máquina herramienta. También puede procesar biseles y agujeros cónicos invertidos. El centro de mecanizado de la serie DMUVoution exhibido por la empresa alemana DMG puede realizar procesamiento de cinco lados y procesamiento simultáneo de cinco ejes en una sola sujeción, y puede controlarse directa o indirectamente mediante un sistema CNC o CAD/CAM.

2.3 La inteligencia, la apertura y el networking se han convertido en las principales tendencias en el desarrollo de los sistemas CNC contemporáneos.

El equipo CNC en el siglo XXI será un sistema inteligente, que incluye todos los aspectos del sistema CNC: para lograr la inteligencia de la eficiencia y la calidad del procesamiento, como el control adaptativo del proceso de procesamiento. y control automático de los parámetros del proceso para mejorar el rendimiento de conducción y la inteligencia de conexión sencilla, como control anticipado, operación adaptativa de parámetros del motor, identificación automática de carga, selección automática, autocorrección, etc. Inteligencia que simplifica la programación y las operaciones, como programación automática inteligente, interfaz hombre-máquina inteligente y diagnóstico inteligente y monitoreo inteligente para facilitar el diagnóstico y mantenimiento del sistema;

Con el fin de solucionar los problemas existentes en los sistemas CNC tradicionales cerrados y en el software de aplicación CNC de producción industrial.

Actualmente, muchos países están estudiando sistemas CNC abiertos, como NGC (Next Generation Workstation/Machine Tool Control) en Estados Unidos y OSACA (Op) en la Comunidad Europea.

Así como el ONC (Open CNC System) de China. La apertura de los sistemas CNC se ha convertido en el futuro de los sistemas CNC. El llamado sistema CNC abierto se refiere al desarrollo de un sistema de control de índices que puede utilizarse en una plataforma operativa unificada para fabricantes de máquinas herramienta y usuarios finales. Al cambiar, agregar o reducir objetos estructurales (funciones CNC), se puede formar la serialización y las aplicaciones especiales y los conocimientos técnicos del usuario se pueden integrar fácilmente en el sistema de control, realizando así rápidamente sistemas CNC abiertos de diferentes variedades y grados para formar Características individuales de los productos de marca. En la actualidad, las especificaciones de arquitectura, especificaciones de comunicación, especificaciones de configuración, plataformas operativas, bibliotecas de funciones del sistema CNC y herramientas de desarrollo de software funcional del sistema CNC del sistema CNC abierto son el núcleo de la investigación actual.

Los equipos CNC en red son un nuevo punto culminante en las ferias de máquinas herramienta de renombre internacional de los últimos dos años. La conexión en red de equipos CNC satisfará en gran medida las necesidades de integración de información de las líneas de producción, los sistemas de fabricación y las empresas de fabricación. También es la unidad básica para realizar nuevos modelos de fabricación, como la fabricación ágil, las empresas virtuales y la fabricación global. Algunas empresas de fabricación de máquinas herramienta y sistemas CNC reconocidas en el país y en el extranjero han lanzado nuevos conceptos y prototipos relevantes en los últimos dos años, como el "Centro de Ciberproducción" (CPC) exhibido por Mazak Yamazaki en la EMO2001 de la Máquina Herramienta Daima de Japón; La empresa exhibió "IT Plaza" "(Plaza de Tecnología de la Información, conocida como IT Square); el Open Manufacturing Environment (OME) exhibido por la alemana Siemens refleja la tendencia del procesamiento de máquinas herramienta CNC hacia la interconexión en red.

2.4 Prestar atención al establecimiento de nuevos estándares y especificaciones tecnológicas.

2.4.1 Acerca de las especificaciones de diseño y desarrollo de sistemas CNC

Como se mencionó anteriormente, los sistemas CNC abiertos tienen mayor versatilidad, flexibilidad y adaptabilidad. Muchos países han implementado planes de desarrollo estratégico, investigado y formulado especificaciones de sistemas CNC de arquitectura abierta (OMAC, OSACA, OSEC). Las tres economías más grandes del mundo han formulado planes y especificaciones científicos casi idénticos en un corto período de tiempo, lo que presagia la llegada de un nuevo período de cambio en la tecnología CNC. En 2000, nuestro país también comenzó a estudiar y formular un marco estándar para el sistema de control numérico ONC de nuestro país.

2.4.2 Acerca de los estándares CNC

Los estándares CNC son la tendencia del desarrollo de la informatización de la fabricación. En los 50 años transcurridos desde el nacimiento de la tecnología CNC, el intercambio de información se ha basado en el estándar ISO6983, que utiliza códigos g y códigos M para describir cómo procesar. Su característica esencial es que está orientado a procesos. Obviamente, ya no puede satisfacer las necesidades del rápido desarrollo de la tecnología CNC moderna. Por lo tanto, la comunidad internacional está estudiando y formulando un nuevo estándar de sistema CNC ISO 14649 (Step-NC), cuyo objetivo es proporcionar un mecanismo neutral que no dependa de un sistema específico y pueda describir un modelo de datos unificado para todo el ciclo de vida del producto. , realizando así todo el proceso de fabricación, incluso la estandarización de la información del producto en diversos campos industriales.

La aparición de STEP-NC puede ser una revolución en el campo de la tecnología CNC y tendrá un profundo impacto en el desarrollo de la tecnología CNC e incluso en toda la industria manufacturera. En primer lugar, STEP-NC propone un nuevo concepto de fabricación. En el concepto de fabricación tradicional, los programas de mecanizado CNC se concentran en una sola computadora. Según el nuevo estándar, los programas CNC se pueden publicar en línea, lo que marca la dirección del desarrollo abierto y en red de la tecnología CNC. En segundo lugar, el sistema STEP-NC puede reducir en gran medida el procesamiento de dibujos (alrededor del 75%), el tiempo de programación (alrededor del 35%) y el tiempo de procesamiento (alrededor del 50%).

En la actualidad, los países europeos y americanos conceden gran importancia a la investigación de STEP-NC. Europa lanzó el plan STEP-NC IMS (1999.1.1 ~ 2001.12.31). En este proyecto participaron 20 usuarios de CAD/CAM/CAPP/CNC, fabricantes e instituciones académicas de Europa y Japón. STEP Tools es una empresa estadounidense y desarrolladora global de software de intercambio de datos de fabricación. Desarrolló un supermodelo para el intercambio de información de máquinas herramienta CNC, con el objetivo de utilizar especificaciones unificadas para describir todos los procesos de mecanizado. Actualmente, este nuevo formato de intercambio de datos ha sido verificado en prototipos equipados con sistemas CNC Siemens, FIDIA y el europeo OSACA-NC.

2.5 La flexibilidad incluye dos aspectos: la flexibilidad del sistema CNC en sí, el diseño modular del sistema CNC, la gran cobertura funcional, la fuerte adaptación y la flexibilidad de los diferentes usuarios; Sistema de control de grupo, el mismo sistema de control de grupo puede ajustar automática y dinámicamente la logística y el flujo de información de acuerdo con los requisitos de diferentes procesos de producción, maximizando así la eficiencia del sistema de control de grupo.

2.6 El mecanizado compuesto multieje con la complejidad del proceso y el objetivo principal de reducir el proceso y el tiempo auxiliar se está desarrollando hacia funciones de control multieje y multiserie. El proceso compuesto de las máquinas herramienta CNC significa que después de sujetar la pieza de trabajo una vez en la máquina herramienta, el procesamiento compuesto de múltiples procesos y múltiples superficies curvas se realiza a través de diversas medidas, como el cambio automático de herramienta, la rotación del cabezal del husillo o la plataforma giratoria. El número de ejes controlados por el sistema Siemens 880 puede llegar a 24. (4) Inteligencia en tiempo real Los primeros sistemas en tiempo real generalmente estaban dirigidos a entornos ideales relativamente simples. Su función es programar tareas y garantizar que se completen dentro del límite de tiempo especificado. La inteligencia artificial intenta utilizar modelos computacionales para realizar diversos comportamientos inteligentes de los humanos.

Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, los sistemas en tiempo real y la inteligencia artificial se combinan entre sí. La inteligencia artificial se está desarrollando hacia campos más realistas con respuesta en tiempo real, y los sistemas en tiempo real también se están desarrollando hacia aplicaciones más complejas con comportamiento inteligente. , dando como resultado un control inteligente en tiempo real. En el campo de la tecnología CNC, la investigación y aplicación del control inteligente en tiempo real se están desarrollando en varias ramas principales: control adaptativo, control difuso, control de redes neuronales, control experto, control de aprendizaje, control anticipado, etc. Por ejemplo, el sistema CNC está equipado con sistemas de ajuste adaptativo, como un sistema experto en programación, un sistema experto en diagnóstico de fallas, configuración automática de parámetros, gestión y compensación automática de herramientas, etc., y se introducen predicciones y presupuestos avanzados, avance dinámico, etc. la función de control de movimiento integral durante el mecanizado de alta velocidad, el uso de control difuso en presión, temperatura, posición y control de velocidad mejora en gran medida el rendimiento del control del sistema CNC, logrando así el propósito de un control óptimo.

2.7 Dirección de desarrollo de funciones

(1) Interfaz de usuario La interfaz gráfica de usuario es la interfaz de diálogo entre el sistema CNC y el usuario. Dado que diferentes usuarios tienen diferentes requisitos para la interfaz, la carga de trabajo de desarrollar la interfaz de usuario es enorme y la interfaz de usuario se ha convertido en una de las partes más difíciles del desarrollo de software informático. En la actualidad, Internet, la realidad virtual, la visualización informática científica y la tecnología multimedia también han planteado mayores requisitos para las interfaces de usuario. La interfaz gráfica de usuario facilita enormemente el uso de usuarios no profesionales. Las personas pueden operar a través de ventanas y menús para facilitar la programación de planos y la programación rápida, visualización de gráficos dinámicos tridimensionales en color, simulación de gráficos, seguimiento y simulación dinámicos de gráficos, diferentes. vistas de dirección y función de zoom para visualización parcial.

(2) Visualización de la informática científica La visualización de la informática científica se puede utilizar para procesar e interpretar datos de manera eficiente, de modo que el intercambio de información ya no se limite al texto y el lenguaje, sino que pueda utilizar directamente gráficos, imágenes y animaciones. , etc. Visualizar información. La combinación de tecnología de visualización y tecnología de entorno virtual ha ampliado aún más los campos de aplicación del diseño sin dibujos y la tecnología de prototipos virtuales, lo cual es de gran importancia para acortar el ciclo de diseño del producto, mejorar la calidad del producto y reducir los costos del producto. En el campo de la tecnología CNC, la tecnología de visualización se puede utilizar en CAD/CAM, como el diseño de programación automática, la configuración automática de parámetros, el procesamiento dinámico y la visualización de datos de compensación y gestión de herramientas, demostración de simulación visual del proceso de mecanizado, etc.

(3) Métodos diversificados de interpolación y compensación, como interpolación lineal, interpolación de arco, interpolación cilíndrica, interpolación de superficie elíptica espacial, interpolación de hilos, interpolación de coordenadas polares, interpolación en espiral 2D + 2, nanointerpolación, interpolación NURBS (interpolación B-spline racional no uniforme), interpolación spline (interpolación spline A, B, C), interpolación polinómica, etc. Varias funciones de compensación, como compensación de holgura, compensación de cuadratura, compensación de error de cuadrante, compensación de error del sistema de medición y paso, compensación anticipada dependiente de la velocidad, compensación de temperatura, compensación del radio de la herramienta con aproximación y retracción suaves, cálculos de puntos relativos, etc.

(4) El sistema CNC PLC de alto rendimiento incorporado tiene un módulo de control PLC de alto rendimiento incorporado, que se puede programar directamente con un diagrama de escalera o un lenguaje de alto nivel, y tiene una depuración en línea intuitiva y funciones de ayuda en línea. Las herramientas de programación incluyen ejemplos de programas de usuario de PLC estándar para tornos y fresadoras. Los usuarios pueden editar y modificar basándose en programas de usuario de PLC estándar para crear fácilmente sus propias aplicaciones.

(5) La tecnología multimedia aplica la tecnología multimedia para integrar computadoras, tecnologías audiovisuales y de comunicación, de modo que las computadoras tengan la capacidad de procesar de manera integral información de sonido, texto, imágenes y video. En el campo de la tecnología CNC, la aplicación de la tecnología multimedia puede hacer que el procesamiento de información sea integral e inteligente, y tiene un gran valor de aplicación en sistemas de monitoreo en tiempo real, diagnóstico de fallas de equipos del sitio de producción y monitoreo de parámetros del proceso de producción.

2.8 Desarrollo de arquitectura

(1) La integración utiliza CPU altamente integradas, chips RISC, circuitos integrados programables a gran escala FPGA, EPLD, CPLD y chips ASIC, que pueden mejorar la integración. nivel del sistema CNC y la velocidad de funcionamiento del software y hardware. La aplicación de la tecnología de pantalla plana FPD puede mejorar el rendimiento de la pantalla. Las pantallas planas tienen las ventajas de alto contenido tecnológico, peso ligero, tamaño pequeño, bajo consumo de energía y portabilidad, y pueden lograr pantallas ultragrandes. Se ha convertido en una nueva tecnología de visualización que compite con CRT y es la corriente principal de la tecnología de visualización en el siglo XXI. Se utilizan tecnologías avanzadas de empaquetado e interconexión para integrar tecnologías de semiconductores y montaje en superficie. Al aumentar la densidad de los circuitos integrados y reducir la longitud y el número de interconexiones, se reducen los precios de los productos, se mejora el rendimiento, se reducen los tamaños de los componentes y se mejora la confiabilidad del sistema.

(2) La modularización del hardware modular facilita la integración y estandarización de los sistemas CNC. De acuerdo con los diferentes requisitos funcionales, los módulos básicos como CPU, memoria, servo de posición, PLC, interfaz de E/S, comunicación y otros módulos se convierten en una serie estándar de productos. Las funciones se adaptan y el número de módulos aumenta o disminuye. a través de bloques de construcción para formar diferentes grados del sistema CNC.

(3) Las máquinas herramienta en red se pueden conectar a Internet para control remoto y operación no tripulada. A través de la red de máquinas herramienta, se pueden programar, configurar, operar y ejecutar otras máquinas herramienta en cualquier máquina herramienta, mientras que se muestran imágenes de diferentes máquinas herramienta en la pantalla de cada máquina herramienta.

(4) El modo de control general de circuito cerrado abierto utiliza una computadora de uso general para formar una arquitectura modular, abierta e integrada de tipo bus, que es fácil de cortar, expandir y actualizar. y puede formar diferentes grados, tipos y sistemas CNC integrados.

El modo de control de bucle cerrado se propone para el único modo de control de bucle cerrado dedicado a una sola máquina en los sistemas CNC tradicionales. Dado que el proceso de fabricación es un proceso complejo que combina control de múltiples variables y tecnología de procesamiento, incluido el tamaño, la forma, la vibración, el ruido, la temperatura, la deformación térmica y otros factores del procesamiento, para lograr una optimización multiobjetivo del proceso de procesamiento, múltiples -Se debe utilizar un control de bucle cerrado variable para ajustar dinámicamente las variables del proceso de procesamiento durante el procesamiento en tiempo real. El proceso de mecanizado adopta un modo de control de circuito cerrado dinámico en tiempo real abierto y universal, que es fácil de integrar tecnología inteligente de computadora en tiempo real, tecnología de red, tecnología multimedia, CAD/CAM, servocontrol, control adaptativo, gestión dinámica de datos, Compensación dinámica de herramientas, simulación dinámica y otras altas tecnologías, formando un estricto sistema de control de circuito cerrado para que el proceso de fabricación logre integración, inteligencia y redes.

3. Sistema CNC inteligente

3.1 Descripción general del desarrollo de sistemas CNC en el país y en el extranjero

Con el rápido desarrollo de la tecnología informática, ha comenzado la fabricación tradicional. cambios fundamentales. Los países desarrollados han invertido mucho en la investigación y el desarrollo de tecnologías de fabricación modernas y han propuesto nuevos modelos de fabricación.

Fabricación moderna