Взгляд в будущее: Новые тренды в ЧПУ токарной и фрезерной обработке
Современное производство неуклонно движется вперед и с каждым годом становится все более цифровым и автоматизированным. Технологии ЧПУ (числового программного управления) играют ключевую роль в этой эволюции. Данная статья посвящена интересным инновационным трендам в сфере токарной и фрезерной обработки с применением ЧПУ.
От улучшенных систем управления и новых методов обработки материалов до интеграции искусственного интеллекта и цифрового мониторинга – эти тренды формируют будущее производства и преображают методы изготовления изделий. Давайте рассмотрим, как инновации меняют ландшафт токарной и фрезерной обработки и как они могут помочь вашей компании оставаться конкурентоспособной в столь быстро меняющейся области.
Очистка деталей
В современном производстве геометрия обработанных и созданных на 3D-принтере деталей все более усложняется. Сложные формы, объединенные каналы и структуры, которые ранее казались невозможными, теперь становятся реальностью. Однако с новыми возможностями возникают и новые вызовы, в частности, вопрос чистки сложных деталей.
Картинка, разумеется, не отображает технологий, о которых дальше пойдет речь, и висит больше для привлечения внимания. Но хочу, чтобы вы с ее помощью прочувствовали суть проблемы: ведь многие до сих пор представляют этот способ единственно правильным
- Ультразвуковая очистка: такая технология становится все более важной для удаления загрязнений и остатков с поверхностей деталей с сложной геометрией. Эффективное использование ультразвука позволяет достичь высокой чистоты даже в труднодоступных областях.
Установка для УЗ-очистки
- Система циклической нуклеации (CNp): технология специально разработана для очистки сложных деталей с небольшими щелями, где присутствуют подрезы и узкие каналы. Это метод вакуумной очистки, при котором детали в заполненной и герметичной вакуумной камере контактируют с чистящей жидкостью. На всех реакционноспособных поверхностях, даже в таких сложных конструкциях, как капилляры и отверстия, образуются пузырьки газа. При резком удалении вакуума они падают друг на друга (взрываются) и создают волну давления (эффект кавитации) с механическим воздействием на всю поверхность компонентов, даже в скрытых местах. Этот метод можно использовать отдельно или в дополнение к традиционным способам очистки.
Установка для циклической нуклеации (CNp)
Практические подходы к автоматизации
Роботы по обслуживанию машин становятся все более легкими в программировании и в интеграции. Хороший пример – коллаборативные роботы, способные безопасно работать в том же пространстве, что и люди. Однако есть множество других аспектов, которые нужно учесть при разработке безопасного и надежного процесса, обеспечивающего длительные периоды беспрерывной механической обработки днем и ночью.
Робот ищет работу оператора на станках ЧПУ
Иногда лучше начинать с малого. Кроме того, предприятия должны убедительно объяснить своим сотрудникам, почему необходимы интеграция роботов и прочие автоматизированные процессы. Речь, конечно же, идет не о сокращении рабочих мест. Недаром Челентано задавал себе этот вопрос во время визита представителей фирмы по производству машин для оптимизации процесса при давке винограда
Пятиосевая обработка
Демонстрации обработки на пяти осях на выставках или в интернет-видеороликах часто показывают хореографичные движения между режущим инструментом и заготовкой для деталей, таких как турбинные лопатки, требующие полного движения по пяти осям. Тем не менее большинство станков с пятью осями не используются для истинной пятиосевой интерполяции. Сама по себе возможность доступа к пяти граням более призматической детали может значительно уменьшить количество базировок для ее завершения. Тем не менее эффективный процесс «3 + 2», как на рисунке ниже, заставляет задуматься о том, какая стратегия крепления, технология программирования и геометрия режущего инструмента были бы оптимальны.
Обработка на 5-осевом станке
Цифровое производство. Индустрия 4.0
В Индустрии 4.0, также известной как «четвертая промышленная революция», заложен потенциал радикального изменения традиционных методов производства. Механические цеха все чаще используют программное обеспечение и мониторинг оборудования, чтобы повысить производительность и управляемость. IoT 4.0 действительно содержит ошеломляющие возможности, предлагая не только автоматизацию, но и интеграцию данных во всех аспектах производства.
- Управление режущими инструментами. Цифровой мониторинг позволяет в реальном времени следить за состоянием режущих инструментов, автоматически определять необходимость замены или обслуживания. Это снижает простои и повышает производительность.
- Профилактическое обслуживание. Системы мониторинга и аналитики позволяют предсказать и предотвратить возможные поломки до того, как они повлияют на производство. Это снижает операционные затраты и повышает надежность оборудования.
- Data-base производство. Использование данных для оптимизации процессов и маршрутных карт производства, адаптации к изменениям в реальном времени и минимизации отходов.
- Отслеживание общей эффективности оборудования (OEE – Overall Equipment Effectiveness). Оценка эффективности производства и выявление «узких» мест позволяет сделать производство более эффективным и прибыльным.
Аддитивные технологии в производстве
Эта технология остается загадочной в глазах некоторых моих знакомых, для которых механическая обработка является основным видом деятельности. Многие только знакомятся с процессом создания деталей из металла или полимеров слой за слоем. Некоторые приобретают недорогие 3D-принтеры для полимеров, чтобы изготавливать модели, приспособления или крепежные элементы для использования в цеху. Встречались даже энтузиасты, применяющие подобные технологии в кулинарии и кондитерском деле для создания идеальных украшений на тортиках.
Процесс печати тортика
Но как насчет аддитивного производства деталей? Достигла ли эта технология того уровня, когда она уже не просто обещает стать жизнеспособным, альтернативным методом производства по сравнению с механической обработкой, особенно для металлических деталей, но и действительно является таковым?
Процесс печати на токарно-фрезерном обрабатывающем центре