Промислова материнська машина - верстати з ЧПК
Верстати, відомі як «промислова материнська машина» та «сучасне промислове серце», є основою виробництва та ключовою сферою для прориву високого класу в обробній промисловості, особливо надаючи важливу підтримку для галузей виробництва висококласного обладнання, таких як автомобільна промисловість, залізничний транспорт, електронне інформаційне обладнання, суднобудування та авіакосмічна промисловість. Технічний рівень високоякісних верстатів з ЧПК також є одним із стандартів для вимірювання основних виробничих можливостей країни.
Історія розвитку верстатобудування
Верстати відносяться до машин, які виготовляють машини. Незамінну і важливу роль у модернізації народного господарства відіграє верстатобудування.
Верстати почали формуватися на початку 15 століття, спочатку для виробництва годинників і зброї, з появою різьбових токарних верстатів і машин для обробки зубчастих коліс, а також стовбурних машин з гідравлічним приводом. Структура шліфувального верстата також описана в книзі «Tiangong Kaiwu», опублікованій під час династії Мін у Китаї, яка використовує ножну педаль для обертання залізної пластини та додає пісок і воду для різання нефриту.
Промислова революція спричинила появу та вдосконалення різних типів верстатів, у тому числі портальних верстатів, горизонтально-фрезерних верстатів, циліндричних шліфувальних верстатів, координатно-розточувальних верстатів і різьбошліфувальних верстатів.
З кінця 19 століття до початку 20 століття однотокарні верстати поступово еволюціонували у фрезерні, стругальні, шліфувальні, свердлильні верстати тощо. Ці основні верстати вже були в основному стандартизовані, що створило умови для механізації та часткової автоматизації виробництва на початку 20 століття.
Через 30 років після 1920 року технологія механічного виробництва вступила в період напівавтоматизації, коли гідравлічні та електричні компоненти поступово застосовувалися в верстатах та інших машинах.
У 1950 році розвиток верстатів почав входити в епоху автоматизації, а в 1951 році з'явився перший верстат з ЧПК.
машина ЧПУ
Верстат з ЧПК - це абревіатура від верстатів з числовим програмним керуванням, який є автоматизованим верстатом, оснащеним системою програмного керування. Ця система управління здатна логічно обробляти програми з керуючими кодами або іншими символьними командами, декодувати їх, представляти в кодованих числах і вводити в пристрій ЧПК через носій інформації. Після обчислення та обробки різні керуючі сигнали надсилаються пристроєм ЧПК для керування дією верстата. Деталі автоматично обробляються відповідно до вимог форми та розміру креслення.
Верстати з ЧПК в основному включають такі частини:
Корпус верстата: корпус верстата є основним компонентом і важливим механічним допоміжним елементом верстата, який є частиною, яку найлегше побачити неозброєним оком. Як апаратне забезпечення верстата, воно також включає такі деталі, як лиття станини та основи, шпиндель та коробку передач, напрямні рейки та ковзні столи, змащення, видалення стружки та охолодження.
Система трансмісії: система трансмісії є важливою «основою» верстатів з ЧПК, керуючи впорядкованою роботою різних частин верстата та завершуючи робочу місію верстата, включаючи ріжучі інструменти, механізми трансмісії та допоміжні системи живлення.
Секція інструменту: включаючи захисний пристрій, інструментальний магазин і пристрій для зміни інструменту;
Механізм передачі: включає дві частини: кульковий гвинт, лінійну напрямну та черв'ячну передачу;
Допоміжна система живлення: включає дві частини: гідравлічну систему та систему запуску, які також є потужністю верстатів з ЧПК.
Система ЧПК: можна сказати, що систему ЧПК є душею верстатів з ЧПК, а також це найбільш інтуїтивно зрозуміла частина всього верстата, що є суттю виконання різних функцій і операцій верстата. Системи ЧПК в основному поділяються на дві категорії:
Пристрій приводу: включає в себе високошвидкісний шпиндель, моментний двигун, лінійний двигун, звичайний двигун і кроковий двигун;
Пристрій керування та виявлення: включаючи систему ЧПК, програмований контролер, модуль керування сервоприводом, модуль визначення положення тощо.
Верстати з ЧПК ефективно вирішують складні, точні, дрібносерійні та різноманітні проблеми обробки деталей. Вони є гнучким і ефективним автоматизованим верстатом, що представляє напрямок розвитку сучасної технології керування верстатами та типовим інтегрованим продуктом мехатроніки.
Верстати з ЧПК є одним із 16 головних національних науково-технічних проектів Китаю.
Високоякісні верстати з ЧПК
Високоякісні верстати з ЧПК мають такі функції, як висока швидкість, точність, інтелект, композит, багатоосьове з’єднання та мережевий зв’язок. Їх розвиток символізує передову стадію сучасного верстатобудування країни в розвитку світової верстатобудівної промисловості. Технологія багатоосьового з’єднання є однією з основних технологій високоякісних верстатів з ЧПК. Багатоосьове зв’язування означає одночасний рух кожної осі подачі (включаючи вісь подачі лінійних координат і вісь подачі поворотних координат) верстата з ЧПК під керуванням пристрою ЧПК відповідно до програмних інструкцій. Високоякісні верстати з ЧПК зазвичай мають 3-функції керування віссю або більше, переважно 4-осьове з’єднання або 5-осьове з’єднання.
У міжнародному масштабі високоякісні верстатні технології, такі як верстати з ЧПК із п’ятиосьовим зв’язком, вважаються важливим символом індустріалізації країни. Верстат з ЧПУ з п’ятиосьовим з’єднанням – це верстат, спеціально розроблений для обробки складних поверхонь, який має такі переваги, як широкий діапазон застосування, висока ефективність роботи, підвищена точність обробки та збільшений термін служби інструменту. Зі швидким розвитком передового виробництва п’ятиосьовий верстат з ЧПК, як важливий показник рівня індустріалізації країни, отримав широкі перспективи розвитку.
Існує багато типів п'ятиосьових верстатів з ЧПУ. Відповідно до різних стилів верстати з ЧПК із п’ятиосьовим з’єднанням можна розділити на два типи: вертикальний шпиндель з подвійною поворотною головкою та горизонтальний шпиндель з подвійною поворотною головкою; Згідно з різними структурами верстати з ЧПК із п’ятиосьовим зв’язуванням можна розділити на подвійну поворотну платформу, одну поворотну та одну форму обертання, тип маятникової головки з опущеним типом, тип робочого столу з п’ятиосьовим з’єднанням тощо. В даний час вертикальний шпиндель з подвійним маятниковим з’єднанням із п’ятиосьовим з’єднанням з ЧПК. верстати є основним продуктом на ринку. У 2021 році світовий дохід верстатів з ЧПК із подвійним маятником і п’ятиосьовим зв’язком з вертикальним шпинделем досяг 4,41 мільярда доларів США, що становить майже 60% світової частки ринку верстатів з ЧПК.
Верстати з ЧПК із п’ятиосьовим зв’язуванням широко використовуються в різних галузях, включаючи військову промисловість, точні прилади, аерокосмічну промисловість, міський залізничний транспорт, транспортні засоби з новою енергією, медицину та охорону здоров’я тощо. Аерокосмічна промисловість є найбільшим попитом на п’ятиосьове з’єднання з ЧПК. верстати, що становить 40.0% попиту. Верстати з ЧПК із п’ятиосьовим з’єднанням можуть виконувати різання та обробку лопатей авіаційних двигунів, лопатей, робочих коліс і структурних компонентів великих, середніх і малих літаків і відіграють незамінну роль в аерокосмічній сфері.
Розвиток верстатів з ЧПК у Китаї
З моменту реалізації китайського проекту верстатів з ЧПК у 2009 році було досягнуто значних інноваційних досягнень. Зокрема, у промисловій системі весь галузевий ланцюжок від хоста, функціональних компонентів до системи ЧПК зміг виробляти продукцію з повним діапазоном категорій і різноманітних специфікацій. Однак основа Китаю в галузі високоякісних верстатів з ЧПК є слабкою, і все ще є деякі основні технології, які не були освоєні, що стало серйозною проблемою вузького місця, яка перешкоджає просуванню Китаю на шляху до того, щоб стати «моторним центром виробництва».
Зараз закордонні бренди домінують на ринку високоякісних верстатів з ЧПК у Китаї. Yamazaki Mazak Corporation з Японії, DMG Mori з Німеччини, GROB-WERKE з Німеччини та Hermle з Німеччини є всесвітньо відомими постачальниками верстатів з ЧПК з п’ятиосьовим зв’язком, на частку яких припадає майже 60.0% частки світового ринку. . Вищезазначені підприємства створили виробничі бази верстатів з ЧПУ з п’ятьма осьами в Китаї, займаючи монопольне становище в галузі.
В умовах жорсткої ринкової конкуренції вітчизняні п’ятиосьові верстатні підприємства з ЧПК у Китаї також постійно збільшують свої інвестиції в технологічні дослідження та розробки. Провідні вітчизняні верстатні підприємства з ЧПК, такі як Shenyang Machine Tool, Dalian Kede CNC, Shanghai Rijin Machine Tool і Huazhong CNC, поступово освоїли високоякісну універсальну п’ятиосьову технологію верстатів з ЧПК, сприяючи подальшій локалізації високоякісних верстатів з ЧПК у Китайський ринок верстатів з ЧПК.
