Том эд ангиудыг CNC боловсруулах нь: Миллиметрээс бага нарийвчлалтай болгохын тулд хэмжээний саадыг эвдэх

Үйлдвэрлэлийн ертөнцөд нэг тодорхойгүй дүрэм байдаг: эд анги нь том байх тусам хүлцэл сулрах болно. Түүхээс харахад, хэрэв эд анги нь машин эсвэл онгоцны далавчны хэсгийн хэмжээтэй байсан бол инженерүүд миллиметр эсвэл бүр миллиметрийн бутархайгаар хэмжигдсэн нарийвчлалыг хүлээж байсан. Гэсэн хэдий ч сансар судлал, эрчим хүчнээс эхлээд батлан ​​​​хамгаалах, өндөр технологийн автомашин хүртэл орчин үеийн салбарын эрэлт хэрэгцээ энэ парадигмыг эвдэж байна. Өнөөдөр таван метр урттай буух төхөөрөмж эсвэл гурван метр өргөн хиймэл дагуулын самбар нь цагны төхөөрөмжтэй адил нарийвчлалтайгаар өөрийн аналогуудтай холбогдох ёстой гэсэн хүлээлт бий.

Том хэмжээний эд ангиудад миллиметрээс бага нарийвчлал (0.1 мм эсвэл 0.005 инчээс бага хүлцэл)-д хүрэх нь Компьютерийн Тоон Хяналт (CNC)-ийн боловсруулалтын салбарын хамгийн төвөгтэй сорилтуудын нэг юм. Энэ нь зөвхөн харгис хүч төдийгүй дэвшилтэт машины дизайн, дулааны нөхөн олговор, нарийн програм хангамж, нарийн процессын хяналтын симфони шаарддаг. Энэхүү нийтлэлд орчин үеийн технологи нь макро хэмжээний микрон түвшний нарийвчлалыг хэрхэн хангахын тулд уламжлалт масштабын хязгаараас давж байгааг авч үзэх болно.

Сорилт: “Том”-ын физик

Амжилтыг ойлгохын тулд эхлээд өрсөлдөгчдийг үнэлэх хэрэгтэй. Машины цех жижиг хаалт боловсруулалтаас том их биеийн хүрээ рүү шилжихэд хүндрэлийн муруй зүгээр л шугаман өсөхгүй, харин зэрэгцдэг.

1. Машины хазайлт ба хатуулаг: Жижиг CNC тээрэм нь хатуу куб юм. Харин том гантри машин нь хэдэн метр урттай аварга том гүүр юм. Хүнд зүсэлтийн стрессийн дор гантри мушгирч, багана нь хазайж, машин өөрөө пүрш шиг нугарч болно. 5 метрийн тэнхлэгийн дагуу перпендикуляр байдлыг (дөрвөлжин) хадгалах нь 500 мм-ийн тэнхлэгийн дагуухаас экспоненциалаар илүү хэцүү байдаг.

2. Дулааны өсөлт: Металл халах үед тэлдэг. Өндөр эргэлтийн хурдаар ажилладаг гол нь машины бүтцэд тархдаг дулааныг үүсгэдэг. Жижиг машин дээр 1°C температурын өөрчлөлт нь хэдэн микроны хэмжээст алдаа үүсгэж болзошгүй. Том эд анги дээр 1°C-ийн ижил өөрчлөлт нь эд ангийг хэдэн зуун микроноор ургуулах эсвэл агшихад хүргэж, хүлцэх хэмжээнээс шууд түлхэж гаргадаг.

3. Ажлын байрны барьцалдалт ба таталцал: 3 тонн жинтэй хөнгөн цагаан эсвэл титан хэсгийг гажуудуулахгүйгээр хэрхэн барих вэ? Таталцал чухал хүчин зүйл болдог. Том, нимгэн ханатай эд анги нь бэхэлгээ дээр байрлуулахад өөрийн жингийн нөлөөгөөр унжиж болзошгүй. Та үүнийг хавтгайлж, хавчаарыг нь суллаад өргөхөд энэ нь "таталцлын төвийг сахисан" хэлбэртээ буцаж орж, боловсруулсан гадаргуугийн тэгш байдлыг алдагдуулдаг.

4. Чичиргээ ба яриа: Зүсэх багаж урт байх эсвэл гол болон машины суурийн хоорондох зай урт байх тусам чичиргээний хөшүүрэг төдий чинээ их байна. Их хэмжээний боловсруулалтын үед "чичиргээ" (резонансын чичиргээ) нь гол дайсан бөгөөд гадаргуугийн өнгөлгөө муудах, багажны элэгдэл хурдасахад хүргэдэг.

Машины хувьсал: Гүүрнээс гантри хүртэл

Эдгээр бэрхшээлээс хамгаалах эхний шугам бол машин механизм өөрөө юм. Бриджпортын тээрмийг зүгээр л өргөжүүлэх эрин үе ард хоцорчээ. Өнөөгийн том форматын CNC машинууд нь үйлдвэрлэдэг эд ангиудаасаа илүү хатуу, тогтвортой байхаар бүтээгдсэн инженерийн гайхамшиг юм.

Гантри ба Бридж Миллс: Том эд ангийн хувьд гол тохиргоо нь ихэвчлэн Гантри тээрэм эсвэл Давхар Баганын Гүүрний тээрэм юм. Багаж нь нэг талаасаа унждаг (энэ нь хазайлтыг дэмждэг) С хэлбэрийн машинаас ялгаатай нь Гантри машин нь хоёр баганатай тулгууртай хөндлөн дам нуруунд суурилуулсан голтой. Энэхүү загвар нь хүчний гогцоог тэгш хэмтэйгээр хаадаг. Машин нь эд ангийг үр дүнтэй хүрээлж, мушгиралтын хүчийг арилгадаг.

Орчин үеийн барилгачид машины суурийн хувьд полимер бетон (эрдэс цутгамал) зэрэг дэвшилтэт материалыг ашигладаг. Энэ материал нь цутгамал төмрөөс 6-10 дахин илүү чичиргээг шингээдэг. Эдгээр асар том суурь нь зүсэх бүсэд хүрэхээс өмнө чичиргээг сулруулснаар автомашины үйлдвэрлэлд ашигладаг том хэв болон хэвний нарийн гадаргуугийн өнгөлөлтөд шаардлагатай тогтвортой байдлыг хангадаг.

Хэмжилзүйн хувьсгал: Гогцоог хаах нь

Магадгүй их хэмжээний эд ангийн нарийвчлалыг бий болгох хамгийн чухал нээлт бол дэвшилтэт хэмжилзүйн аргыг боловсруулалтын процесст шууд нэгтгэсэн явдал юм. Хэрэв эд анги буруу байвал материалын өртөг нь гамшигт хүргэдэг тул "зүсээд дараа нь CMM дээр шалгана уу" гэсэн хуучин арга нь өндөр тэсвэрлэлттэй том эд ангиудын хувьд хуучирсан.

Лазер трекер ба эзлэхүүний нөхөн олговор:
Орчин үеийн том эд ангийн боловсруулах төвүүд лазер трекер болон радарт суурилсан системийг ашигладаг. Зүсэлт эхлэхээс өмнө машин нь эд анги болон бэхэлгээг шалгадаг. Гэсэн хэдий ч жинхэнэ тоглоомын өөрчлөлт бол динамик эзэлхүүний нөхөн олговор юм.
CNC машин бүр геометрийн алдааны зураглалтай байдаг - шугаман чиглүүлэгч, налуу, хазайлтын жижиг согогууд. Стандарт машинуудад эдгээр алдааг үйлдвэрлэлийн явцад зураглалд оруулдаг. Дэвшилтэт том эд ангийн боловсруулалтад лазер трекер нь эд ангитай харьцуулахад голын яг байрлалыг бодит цаг хугацаанд тасралтгүй хянадаг.
Хэрэв машины багана халалтаас болж тэлэх эсвэл ачааллын дор гантри мушгирвал лазер хянагч энэ хазайлтыг (микрон хүртэл) илрүүлж, өгөгдлийг хянагч руу буцааж дамжуулдаг. Дараа нь хянагч нь машины физик төгс бус байдлыг нөхөхийн тулд багажны замыг шууд тохируулдаг. Үндсэндээ машин нь зүсэх явцад өөрийн бүтцийн алдааг засдаг.

Үйл явцын шалгалт:
Эргүүлийн голд суурилуулсан өндөр нарийвчлалтай датчикууд нь машинд өөрийн ажлыг процессын дунд шалгах боломжийг олгодог. Жишээлбэл, барзгар өнгөлгөө хийсний дараа датчик нь эд ангийг сканнердах болно. Хэрэв програм хангамж нь түүхий цутгамал бага зэрэг өөрчлөгдсөнөөс болж нэг талд хэт их материал үлдсэнийг илрүүлбэл түүхий эд хэсгийн тэгш бус байдлаас үл хамааран эцсийн гадаргуу нь 0.05 мм-ийн хүлцэлтэй нийцэж байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд өнгөлгөөний багажны замыг динамикаар дахин тооцоолно.

Дулааны араатныг номхруулж байна

Дулааны менежмент нь миллиметрээс доош боловсруулалтын далд тулаан юм. Том эд ангиудад өндөр нарийвчлалтай ажиллахын тулд машин болон эд анги нь дулааны тэнцвэрт байдалд байх ёстой.

Хөргөлтийн шингэнийг цаг уурын хяналтын систем болгон ашиглах нь:
Өндөр эзэлхүүнтэй голоор дамжин өнгөрөх хөргөлтийн шингэн (TSSC)-ийг зөвхөн үйрмэгийг зайлуулахад төдийгүй температурыг тогтворжуулахад ашигладаг. Зүсэх бүсийг температурын хяналттай хөргөлтийн бодисоор дүүргэснээр (±1°C дотор байлгаж) үрэлтийн улмаас үүссэн дулааныг тэр даруй холдуулдаг. Энэ нь дулааныг эд анги руу нэвчиж, орон нутгийн тэлэлтийг үүсгэхээс сэргийлдэг.

Бүтцийн хөргөлт:
Өндөр зэрэглэлийн машинууд одоо хөргөлттэй бөмбөлөгтэй эрэг болон хөргөлттэй чиглүүлэгчтэй болсон. Машины хөдөлгүүр нь радиатортой байдаг шиг эдгээр машинууд нь хөргөлтийн шингэнийг бүтцийн эд ангиудаар дамжуулдаг. Үрэлтийн замаар дулаан үүсгэдэг бөмбөлөгтэй эрэг нь хөндий бөгөөд хөргөлтийн бодисоор дүүргэгдсэн байдаг. Энэ нь эрэг тэлэхээс сэргийлж, машин хэр удаан ажиллаж байгаагаас үл хамааран байрлалын нарийвчлал тогтвортой хэвээр байхыг баталгаажуулдаг.

Дижитал ихэр ба дасан зохицох машинчлал

Програм хангамж нь хэмжээний саадыг даван туулах хамгийн чухал хэрэгсэл болсон. Дижитал ихэр гэсэн ойлголт нь том эд ангиудад чухал ач холбогдолтой.

Нэг чипийг зүсэхээс өмнө бүхэл бүтэн үйл явцыг виртуал орчинд дуурайлган хийдэг. CAM (Компьютерийн тусламжтай үйлдвэрлэл) програм хангамж нь асар том машины тодорхой кинематикийг харгалзан үздэг. Энэ нь "тортой ойрхон" хэлбэрүүдийг (эцсийн хэлбэртэй ойрхон боловч барзгар цутгамал эсвэл хуурамч) тодорхойлох хэрэгслийн замыг шинжилдэг.

Гэсэн хэдий ч жинхэнэ ид шид нь Дасан зохицох Машинист үйл явцад тохиолддог. Том эд ангиуд нь ихэвчлэн төрөлхийн хувьсах чадвартай цутгамал байдаг. Хэрэв та дотоод геометр нь 2 мм-ийн шилжилттэй цутгамал дээр урьдчилан програмчлагдсан өнгөлгөөний дамжуулалтыг хийвэл зарим хэсэгт агаар тасалж, зарим хэсэгт нь "хатуу цэг" цохиж болзошгүй.
3D сканнер эсвэл мэдрэгчтэй датчик ашиглан машин нь түүхий эдийг дижитал хэлбэрт оруулдаг. Дараа нь програм хангамж нь хамгийн тохиромжтой CAD загварыг бодит эд ангид тохируулан "хэлбэржүүлдэг". Өнгөлгөөний хэрэгслийн замыг зураг төслөөс бус, харин дизайны зорилгыг эд ангийн байршлын бодит байдалтай хослуулсан эрлийз загвараас гаргадаг. Энэ нь дулааны боловсруулалтын явцад нийт цутгамал шилжсэн ч гэсэн сансрын сувгийн нимгэн хана нь 1 мм зузаанаа 0.1 мм-ийн хүлцэл дотор хадгалах боломжийг олгодог.

Ажлын байрыг эзэмших: Дэмжлэг үзүүлэх урлаг

Том, уян хатан хэсгийг гажуудуулахгүйгээр барихын тулд уламжлалт гажиг болон хавчаараас татгалзах шаардлагатай.

Вакуум Чак болон Соронзон Чак: Хөнгөн цагаан болон нийлмэл материал зэрэг төмөрлөг бус материалын хувьд захиалгаар хийсэн вакуум ширээг ашигладаг. Эдгээр ширээнүүд нь эд ангийн хэлбэрт тохирсон битүүмжлэлийн тортой бөгөөд агаар мандлын даралтаар барьж байдаг. Энэ нь барих хүчийг жигд хуваарилж, ирмэгээс нь хэт чанга хавчуулснаас болж эд анги нугалах "төмсний үйрмэг"-ийн нөлөөллөөс сэргийлдэг.

Булшны чулуу болон бэхэлгээ: Призмийн эд ангиудын хувьд тохируулгатай домкрат шураг болон тулгууртай модульчлагдсан бэхэлгээний системийг ашигладаг. Зорилго нь таталцлын хүчийг эсэргүүцэхийн тулд эд ангийг олон цэг дээр тулгуурлах явдал юм. Зарим дэвшилтэт хэрэглээнд дараагийн тулгуурыг ашигладаг. Эдгээр нь машин материалыг салгаж авах үед эд ангид хүрэхийн тулд дээш өргөгддөг гидравлик эсвэл хийн хөдөлгүүртэй тулгуур бөгөөд эд анги нь зүсэгчээс холдох эсвэл чичирхийлэхээс сэргийлдэг.

Кейс судалгаа: Агаарын тээврийн хаалт

Орчин үеийн тийрэлтэт сөнөөгч онгоцны титан хаалт хийх аргыг авч үзье. Энэ хэсэг нь 2 метр өргөн, хана нь 1.5 мм зузаантай нарийсдаг байж болно. Хүрээнд бүрхүүлийг бэхэлдэг боолтны нүхний хүлцэл ихэвчлэн 50 микрон (0.05 мм) дотор байдаг.

Энэ үйл явц нь 500 кг жинтэй титаны цутгамал блокоор эхэлдэг. Эд ангийг стрессээс ангижруулдаг бэхэлгээнд боолтоор бэхэлдэг. 5 тэнхлэгтэй гантри машин нь барзгаржилтаас эхэлж, материалын 90%-ийг зайлуулдаг. Барзгаржилтын дараа эд ангийг бэхэлгээнээс гаргаж, "сулрах" болон дотоод стрессийг арилгах боломжийг олгодог. Дараа нь дахин бэхэлдэг боловч энэ удаад яг байрлалыг нь зураглахын тулд лазер трекер ашигладаг. Програм хангамж нь сулруулсан хэлбэрийг CAD загвартай харьцуулж, өнгөлгөөний муруй багажны замыг үүсгэдэг. Өнгөлгөөний дамжуулалтын үеэр машин нь дулааны үүсэлтийг бага байлгахын тулд трохойд тээрэмдэх аргыг ашиглан тогтмол чип ачааллыг хадгалдаг. Үр дүн нь хэдхэн цагийн өмнө түүхий титаны мушгирсан блок байсан ч нүх бүр нь хоорондоо төгс зохицдог хөнгөн, гайхалтай бат бөх бүтэц юм.

Дүгнэлт

Том CNC боловсруулсан эд ангиудад миллиметрээс доош нарийвчлалтай ажиллах нь аз эсвэл "найдвар"-ын асуудал биш болсон. Энэ бол харгис хүчний инженерчлэлийг нано хэмжээний мэдлэгтэй хослуулсан салбар юм. Хэт хатуу машин бүтээх, бодит цагийн лазер хэмжилзүйг нэгтгэх, температурыг идэвхтэй хянах, эд ангийн бодит байдалд дасан зохицдог ухаалаг програм хангамжийг ашиглах замаар үйлдвэрлэгчид хэмжээний саадыг амжилттай давсан.

Аж үйлдвэрүүд илүү том пуужин, хөнгөн онгоц, илүү үр ашигтай эрчим хүч үйлдвэрлэх чиглэл рүү тэмүүлэхийн хэрээр эдгээр аварга том хэрнээ төгс нарийвчлалтай эд ангиудын эрэлт хэрэгцээ улам бүр нэмэгдэх болно. Хязгаар нь эд ангийн хэмжээ биш, харин инженерүүдийн ур чадвар, зүсэлтийг удирддаг хяналтын системийн үнэнч байдал юм.

Gazfull CNC Машинист үйлчилгээг сонгоно уу

Gazfull компанид бид уламжлалт үйлдвэрлэлээс давсан боловсруулалтын үйлчилгээ үзүүлэх чиглэлээр мэргэшсэн. Бид таны үйл явцыг оновчтой болгож, өндөр чанартай үр дүнд хүрэхийн зэрэгцээ үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулахыг зорьдог. Манай мэргэжлийн ур чадвар, хамгийн сүүлийн үеийн 3 тэнхлэгтэй зүсэлтийн системүүд нь таны бүх захиалгат хэрэгцээг үр ашигтай, нарийвчлалтайгаар хангах боломжийг олгодог.