Формирование завтра: будущее прецизионных CNC-услуг обработки

С первого внедрения в 1960-х годах числовое программное управление (ЧПУ) сильно способствовало революции в проектировании и производстве. Поскольку автоматизация и высокая точность — ключевые преимущества ЧПУ, оно изменило способ проектирования и изготовления деталей. При таком экспоненциальном росте многие думают: как развивается будущее CNC-технологий?
Индустрия прецизионной обработки механических деталей сейчас развивается стремительно. Как воспользоваться возможностями в текущей ситуации — все участники отрасли должны понимать тренды развития нашей отрасли обработки механических деталей. Вот 6 пунктов от SANS Machining с кратким анализом будущих трендов индустрии обработки механических деталей:

1. Комбинированные технологии обработки (Compound Machining)

С прогрессом технологии ЧПУ-станков комбинированные технологии становятся более зрелыми: фрезерово-точные, точно-фрезерные, точно-сверлильно-зубонарезные, точно-шлифовальные, формовочно-комбинированные, специальные комбинированные и др. — эффективность прецизионной обработки резко возрастает.

2. Интеллектуальные технологии обработки

Новые прорывы в интеллектуальных технологиях ЧПУ-станков, больше отражаются в производительности ЧПУ-системы. Например: автоматическая регулировка интерференций и антиколлизий, защита от отключения питания с автоматическим выводом заготовки в безопасную зону, детектирование обработанных деталей и автоматическая компенсация/обучение, интеллект повышает функции и качество станка.

3. Комбинация ЧПУ и роботов — выше эффективность

Концепция ЧПУ ограничивает функции ЧПУ-программ управлением станков, формирующих часть производственного процесса. Другое развитие, которое принимают производители — система взаимосвязи, упрощающая ЧПУ-станки и интегрирующая их с другими программами и станками. Вводят роботов — обычно ЧПУ-станки и роботы работают в паре в цехе.

В будущем разработчики ЧПУ, конструкторы станков и производители роботов смогут создать простой язык программирования для лучшего взаимодействия роботов и ЧПУ-станков. Недавние разработки включают возможность для операторов ЧПУ управлять интерфейсом робот-ЧПУ с одной панели.

Благодаря более тесному сотрудничеству гибкая комбинация робота и ведущего станка широко применяется, делая гибкие линии более гибкими, расширяя функции, сокращая линии, повышая эффективность. Роботы и машцентры, точно-фрезерные комплексы, шлифовальные, зубонарезные, электрообрабатывающие, пиловые, штамповочные, лазерные, водорезные и другие формируют гибкие ячейки и гибкие производственные линии.

4. Цифровизация (Digitization)

Цифровизация звучит как слово из фильма «Трон»: представление объектов или процессов в виртуальном мире для симуляции движений, предсказания действий, лучшего понимания. Цифровизация — растущий тренд в промышленности, процесс проник в каждый угол цеха.

Что такое цифровизация?

CEO подразделения Siemens Motion Control, д-р Вольфганг Хойринг сказал: «Цифровизация фундаментально трансформирует и продвигает станкостроительную отрасль. Связывая цифровой и реальный миры, мы откроем новые значимые возможности для повышения производительности и разработки принципиально новых бизнес-моделей». «Это относится и к тем, кто строит и использует станки», — продолжил он. «И так же относится к малым и средним предприятиям, как и к крупным игрокам. Цифровизация — главный драйвер роста и рентабельности в станкостроении, локально и глобально».

Когда начинается цифровизация, отрасль станков и инструментов не останется в стороне. Связь реального и цифрового миров приносит огромные возможности. Результат — рост производительности и новые бизнес-модели.

Цифровизация включает сбор больших объемов данных о температуре, силе и вибрации. Данные уходят в облако для обработки, анализа и превращения в рабочую копию. Чем больше данных, тем точнее виртуальные двойники. Виртуальные двойники дадут более точные и реалистичные симуляции. Конструкторы будут использовать результаты симуляции для планирования обработки, максимизируя точность и эффективность станка и производя меньше бракованных деталей.

5. Экстремальная точность продолжает расти

С развитием производства текущая прецизионная обработка переходит от микронных и субмикронных процессов. В будущей обработке точность обычной, прецизионной и ультрапрецизионной обработки может достичь 1 мкм, 0,01 мкм и 0,001 мкм соответственно. Более того, прецизионная обработка движется к атомарному уровню точности. Постоянный рост экстремальной точности создает условия для прогресса науки и технологий, дает хорошие материальные средства для механической холодной обработки. Точность специальной обработки с использованием оптической, электрической, химической и других энергий может достигать нанометрового уровня.

Через оптимизацию конструкции станка, суперфиниш и прецизионную сборку деталей станка, применение высокоточного полного контурного управления и технологий динамической компенсации ошибок (температура, вибрация) вошли в эру субмикронного и наноуровневого суперфиниша. Производительность функциональных компонентов продолжает расти. Функциональные компоненты развиваются в сторону высокой скорости, высокой точности, высокой мощности и интеллекта, достигли зрелого применения. Продвижение и применение линейных моторов, высокопроизводительных линейных катящихся компонентов, высокоточных шпиндельных узлов и других функциональных компонентов сильно повысили технический уровень ЧПУ-станков.

6. Персонализация, компактность и доступность

Несколько лет назад мы не думали, что 3D-печать実現可能, но теперь она стала одним из самых популярных процессов, заменяющих традиционные методы. Называется аддитивным производством, так как использует CNC-технологию для наслаивания материалов в деталь. Результат — точность и точность деталей. Эти 3D-принтеры просты в использовании и разумны по цене, даже физические лица могут делать личное производство дома. В будущем смогут печатать сложные материалы и большинство деталей самолетов.

Что касается технологий за CNC, многие ЧПУ-станки снизили цены и стали доступнее публике. Помимо снижения затрат, станки стали проще в использовании. Не нужно быть профи в математике или иметь производственный опыт для сборки и использования CNC-фрезеровки, токарного или плазменного резака. Главное отличие ЧПУ от 3D-принтеров: ЧПУ-инструменты удаляют (вычитают) крупные куски материала для создания объектов, а 3D-принтеры добавляют материал.

Как персональные компьютеры, ноутбуки и смартфоны, ЧПУ-станки становятся меньше. Все более компактные, легче хранить. Поэтому все больше людей оснащают мастерские ЧПУ-станками, больше энтузиастов машиностроения имеют возможность хранить и использовать ЧПУ-станки дома. Тренд может продолжиться, станки получат больше кастомных функций.

CNC изменил производственный процесс во всем мире, проложив путь к массовому производству продуктов и деталей. Еще много неисследованных и жизненно важных достижений CNC, которые изменят развитие отрасли в будущем. Несмотря на изменения во многих отраслях, у CNC-обработки несомненно светлое будущее. Любая технология может сделать нашу жизнь проще. Радостно видеть, как технологии делают жизнь легче и эффективнее.

С непрерывным ростом более компактных, доступных CNC-оборудований, следующий великий изобретатель сможет использовать ЧПУ-станки для невероятного успеха в своей гостиной.