Эволюция ЧПУ-обработки: от зарождения к инновациям

ЧПУ-обработка — это серия вычитающих производственных техник, которые используют компьютерно-контролируемый процесс для производства деталей путем удаления материала из более крупных блоков. Поскольку каждая режущая операция контролируется компьютером, множественные обработческие станции могут производить детали на основе одного и того же файла дизайна одновременно, обеспечивая высокоточные конечные детали с экстремально строгими допусками. Станки с ЧПУ также способны резать по множественным осям, позволяя производителям создавать сложные формы с относительной легкостью. Хотя ЧПУ-обработка используется почти в каждой отрасли производства, это относительно новое развитие в производственных методах.

Станки с ЧПУ имеют долгую историю. С ранних дней автоматизации технология прошла долгий путь. Автоматизация использовала кулачки или перфокарты для помощи или направления движения инструментов. Сегодня этот процесс широко используется для производства сложных и изощренных компонентов медицинского оборудования, авиационно-космических компонентов, компонентов высокопроизводительных электро-мотоциклов и многих других передового применений. Ниже представлена краткая история того, как технология развивалась со временем:

История ЧПУ-обработки

1940-1950-е годы

Ранние станки с ЧПУ в 1940-х и 1950-х годах использовали перфоленту, которая в то время часто использовалась для телекоммуникаций и хранения данных. Эта технология была заменена аналоговыми вычислительными технологиями.

Первый в мире электронный компьютер родился в 1946 году. Через 6 лет, в 1952 году, компьютерная технология была применена к станкам, и первый станок с ЧПУ родился в США. С тех пор традиционные станки претерпели качественные изменения.

В 1948 году корпорация Parsons США приняла поручение ВВС США на разработку обрабатывающего оборудования для прототипов профилей лопастей воздушных винтов. Из-за сложных форм шаблона и высоких требований к точности трудно адаптировать к общему обрабатывающему оборудованию, поэтому была предложена идея компьютерно-контролируемых станков.

В 1949 году с помощью Лаборатории серво-механизмов MIT компания начала исследование станков с ЧПУ. В 1952 году успешно испытан первый трехкоординатный фрезерный станок с ЧПУ, преобразованный из крупного вертикального копировально-фрезерного станка. Началось формальное производство и официально введено в эксплуатацию в 1957 году. Это серьезный прорыв в развитии производственной технологии, отмечающий начало эры ЧПУ-обработки в производственной сфере.

1967 – 1972

ЧПУ-обработка получает все большее признание во всем мире. Это связано с развитием Компьютерно-аided дизайна (CAD) и Компьютерно-аided обработки (CAM) в 1972 году. Включение CAD и CAM в ЧПУ-обработку привело к огромному развитию ЧПУ-обработки. Однако ни одно из них не считается стандартной частью производственного процесса.

В 1968 году Парсонс получил первую Премию памяти Джозефа Мэри Жаккарда от Американской ассоциации ЧПУ. В 1975 году Общество инженеров производства вручило ему почетную плитку, назвав Парсонса «Отцом Второй промышленной революции».

1976 -1989

В 1976 году 3D компьютерно-аided дизайн и компьютерно-аided обработка были включены в ЧПУ-обработку. В 1989 году САПР и САПР-управляемые станки стали отраслевым стандартом для станков с ЧПУ.

Современная индустрия ЧПУ

Развитие станков с ЧПУ уникально. От простых станков, управляемых перфокартами, до программно-управляемых станков — таинственно. Благодаря эволюции ЧПУ-обработка стала быстрее, точнее и более точной, чем НУ и первые станки с ЧПУ.

Текущая тенденция развития технологии ЧПУ имеет следующие аспекты:

1. Высокая скорость, высокая точность, высокая эффективность и высокая надежность.

Для повышения эффективности обработки сначала необходимо увеличить скорость резания и подачу, и сократить время обработки. Для обеспечения качества обработки необходимо повысить точность компонентов станка, а надежность — базовая гарантия для вышеуказанных целей. Для этого должна быть обеспечена высокопроизводительная система числового управления.

2. Гибкость и интеграция.

Для адаптации к развитию производственной автоматизации, для обеспечения базового оборудования для FMC, FMS и CIMS, система ЧПУ требуется не только для выполнения обычных функций обработки, но и для автоматического измерения, автоматической загрузки и разгрузки, автоматической смены инструмента, автоматической замены шпиндельной головки (иногда с преобразованием координат), автоматической компенсации ошибок, автоматической диагностики, ввода в линию и сетевых функций, особенно в соответствии с разными требованиями пользователей, может быть легко и гибко сконфигурирована и интегрирована.

3. Интеллектуализация и сетевость.

Содержание интеллектуализации включает все аспекты системы ЧПУ: для преследования интеллектуализации в эффективности обработки и качестве обработки, для улучшения приводной характеристики и удобства использования и соединения, упрощения программирования и упрощения операции интеллектуализации, и содержание интеллектуальной диагностики и интеллектуального мониторинга удобно для диагностики и обслуживания системы.

4. Рыночная адаптивность

Для адаптации к характеристикам множества сортов и малых партий станков с ЧПУ, система ЧПУ должна расширять партию максимально возможно. Для этого производители систем ЧПУ должны не только уметь производить универсальные и популярные системы ЧПУ, но и уметь производить персонализированные системы ЧПУ. Систему, особенно проектирование и производство популярных систем ЧПУ, которые могут добавлять проприетарные функции пользователями самими: Это система ЧПУ с наибольшей долей рынка и наиболее конкурентоспособная система ЧПУ, что также является проявлением адаптивности.

5. Тенденция развития структуры системы: открытость.

Для удовлетворения требований ввода ЧПУ в линию, сетевого взаимодействия, популярности, множества сортов, малых партий, гибкости и быстрого развития ЧПУ, самая важная тенденция развития — открытость архитектуры, и проектирование и производство открытых систем ЧПУ.