Este artículo analiza la función y la demanda del mercado de la máquina de rectificado de herramientas CNC, las características técnicas, la forma estructural, la tecnología clave y las partes importantes de soporte de la molienda de herramientas CNC, e introduce los modelos típicos de molienda de herramientas CNC extranjeras, y propone acelerar el desarrollo de molienda de herramientas CNC nacionales.
En primer lugar, la demanda del mercado es amplia
In today's world, China has become the world's largest equipment manufacturing country. According to reports, in 2013, the output value of China's equipment manufacturing industry exceeded 20 trillion yuan, 2.2 times that of 2008, accounting for about one-third of the global equipment manufacturing output ratio, ranking first in the world. Among them, the output of power generation equipment is 120 million kilowatts, accounting for 60% of the world; the completion of shipbuilding is 45.34 million deadweight tons, accounting for 41% of the world; the output of automobiles is 22.12 million, accounting for 25% of the world; the output of machine tools is 960,000, accounting for 38% of the world. . In addition, the annual output of washing machines, refrigerators, motorcycles, air conditioners, televisions, mobile phones, etc. are among the highest in the world. The machine tool is the working machine of the equipment manufacturing industry. From 2002 to 2013, China has become the world's largest machine tool* consumer in 12 years, and the machine tool consumption accounts for 40%-45% of the total global machine tool consumption.
It goes without saying that China is also a major consumer of CNC tool grinding machines in the world. It is reported that in 2013, China's CNC tool grinding machine consumption was 33 billion yuan, of which the imported CNC tool grinding machine was 11.5 billion yuan; the proportion of domestically produced tools (CNC tools) has risen from 15% in the early 11th Five-Year Plan to 25%. Showing a good posture, but the development potential is still huge. According to the relevant information of the tool industry,
El rápido aumento de la demanda de máquinas rectificadoras de herramientas CNC en China ha promovido el enorme potencial de mercado de la industria de máquinas rectificadoras de herramientas CNC. En la actualidad, las rectificadoras de herramientas CNC dependen principalmente de las importaciones. Se ha informado de que el número de rectificadoras de herramientas CNC del eje 4-5 importadas por las principales empresas de fabricación de herramientas en China ha alcanzado más de 100 conjuntos, y algunos fabricantes de herramientas de tamaño mediano también han importado docenas de esas máquinas herramientas.
En segundo lugar, BT - 150D características de molinillo de herramientas CNC
La moderna molienda y montaje de herramientas CNC de la tecnología de mecanizado CNC se refleja principalmente en:
1.Precisión
Alta precisión es la encarnación de la calidad de la herramienta, que se refleja directamente en la calidad de producción de piezas mecanizadas.Debido a las altas exigencias de precisión de las modernas herramientas CNC, el rectificado de herramientas CNC de cinco ejes corresponde a la precisión de las máquinas herramienta de precisión..La precisión de mecanizado de la molienda de herramientas CNC de cinco ejes extranjeros alcanza 2 μ, por lo que la estructura de la máquina está optimizada y diseñada con componentes funcionales, que tienen un buen rendimiento estático, dinámico y térmico..
2.Alta velocidad
La forma de procesamiento de la herramienta de control numérico es principalmente de alta velocidad, alta precisión de molienda de formación.La aplicación de herramientas de molienda de materiales súper duros, como herramientas de molienda de diamantes y herramientas de molienda CBN, impone nuevas exigencias al rendimiento de alta velocidad de la máquina de rectificado.Por ejemplo, el eje de la rueda de molienda generalmente adopta un husillo eléctrico, y la velocidad de rotación supera los 10000r/min..La máquina es necesaria para tener excelente acoplamiento electromecánico, servooptimización y alto rendimiento de aceleración..La aplicación de componentes de accionamiento directo como husillos eléctricos, motores de par y motores lineales se ha convertido en un nuevo punto brillante en el rendimiento de alta velocidad de la herramienta CNC de cinco ejes extranjeros.
3.Compuesto
El control de enlaces multieje y el rectificado compuesto multi-proceso son una de las principales características técnicas de la molienda de herramientas CNC de cinco ejes.El rectificado de herramientas CNC de cinco ejes puede realizar la molienda completa de perfiles complejos y herramientas compuestas en una sola carga. Because superhard materials such as polycrystalline diamond (PCD) and polycrystalline cubic boron nitride (PNCB) are used in CNC tools, it is not enough to grind such CNC tools with diamond wheels.Con el impulso de los avances científicos y tecnológicos, la tecnología de la aplicación del EDM y el mecanizado láser de las herramientas CNC ha surgido a medida que los tiempos requieren.En la actualidad, la molienda de herramientas CNC del eje 5 se utiliza para rotar EDM de diamante policristalino.La rueda de molienda integrada está en tierra en la misma máquina de rectificado de herramientas.Se puede utilizar para los modelos de doble husillo y de un solo husillo con el dispositivo de reemplazo de electrodos y ruedas de molienda.Se utiliza principalmente para metal y madera.El procesamiento de herramientas de diamantes policristalinos en las industrias de procesamiento, como cerámica y plásticos, indica que también han madurado las máquinas compuestas que utilizan el EDM y la molienda de las ruedas en combinación con herramientas PCD..El procesamiento especial y el procesamiento compuesto se han convertido en una importante dirección de desarrollo de la molienda de herramientas CNC.
4.Inteligencia
El rectificado de herramientas CNC de cinco ejes es uno de los modelos concentrados de aplicaciones de tecnología inteligente.El equipo de rectificado de herramientas CNC de cinco ejes avanzado extranjero está equipado con una sonda láser, una sonda de rueda de rectificado, un sensor de sonar, una cámara CCD, etc..Sus modelos generalmente tienen control y optimización del estado de la máquina, compensación automática de estados dinámicos y térmicos, función anticolisión, procesamiento de herramientas.En la inspección de la máquina, la rueda de rectificado repara automáticamente las funciones de calibración y equilibrio dinámico en la línea, lo que mejora el nivel inteligente de molienda de herramientas.
5.Software de aplicación
"La mitad es hardware y la mitad es software."Esta es la característica básica de las herramientas CNC CNC de cinco ejes.Sin el soporte del software de rectificado de herramientas CNC, es imposible procesar una variedad de productos de herramientas CNC con diversas formas y formas..El software general de molienda incluye los módulos estándar de herramientas de mecanizado y los módulos de herramientas no estándar.El operador puede aplicar la base de datos o establecer los parámetros de geometría de la herramienta para formar un programa de mecanizado de simulación gráfica 3D.Para la molienda de herramientas complejas - en forma de tales como molinos finales de bolas cónicas, empresas extranjeras con fuerte resistencia pueden procesarlas, ya que el mecanizado de estas herramientas requiere rectificadoras de herramientas de alta precisión multi eje y rectificadoras de herramientas CNC de alta precisión y cálculos de datos de mecanizado de alta precisión.Software de corte.Se puede ver que la molienda de herramientas CNC de cinco ejes es una de las máquinas CNC más completas para el desarrollo y aplicación de software..
6.Automatización
El robot es ampliamente utilizado en máquinas rectificadoras de herramientas CNC, que resuelven con éxito los problemas del intercambio automático de ruedas de molienda y la carga y descarga automáticas de piezas, mejorando así en gran medida la eficiencia de procesamiento, precisión y consistencia de la rectificadora de herramientas de control numérico.. The organic fusion of industrial robots and CNC tool grinding forms an automated grinding center (FMC).
En resumen, la moderna herramienta CNC de cinco ejes combina tecnología avanzada de fabricación en una, convirtiéndose en el portador de una aplicación integrada de alta tecnología contemporánea..Además, el rectificado de herramientas CNC de cinco ejes se puede utilizar para el mecanizado de precisión de piezas especiales como piezas médicas, TI y aeroespacial.Es previsible que la molienda de herramientas CNC de cinco ejes, que es aclamada como "el yo", desempeñará un papel cada vez más importante en la fabricación moderna..
En tercer lugar. La forma estructural de la máquina de rectificado de herramientas CNC
La molienda de herramientas CNC principalmente tritura herramientas CNC complejas. In order to achieve grinding of complex surfaces, X, Y, Z, A or (B), C-- five-axis linkage is required for machine tool processing. The machine tool generally consists of a main moving part (grinding wheel), a feed moving part, an auxiliary port, a column, a stand, and the like.La estructura de diseño de las partes móviles de molienda de herramientas CNC de cinco ejes es diversa, y se divide en dos tipos según el eje principal de la pieza de trabajo..Se introducen varios tipos de estructuras de máquinas herramienta de uso común en el país y en el extranjero.
1.La disposición vertical de la parte mecanizada
El eje principal de la pieza de trabajo de la máquina herramienta se organiza verticalmente para realizar 5 - eje enlace:
X - Movimiento lateral de la mesa de trabajo
Y - Movimiento longitudinal de la mesa de trabajo
Z - El eje de la cabeza de molienda se mueve verticalmente arriba y abajo
A - El ángulo de rotación del husillo de la pieza de trabajo 360 grados
B - rotación del eje de molienda
C - Columpio horizontal de la mesa de trabajo
Sobre la base de esta disposición, la rueda de molienda se puede acercar a la pieza de trabajo en cualquier ángulo desde el frente, la espalda, la izquierda y la derecha, logrando un enlace 5 - eje, y la pieza de trabajo puede ser totalmente tierra en una configuración.Este método de molienda es flexible y eficiente, elimina la influencia del centro de gravedad de la pieza y tiene una alta precisión de mecanizado.
2.Disposición horizontal del eje de la pieza, la mesa de trabajo de la pieza realiza la rotación del eje A, C
El eje de la pieza está organizado horizontalmente, la mesa de trabajo tiene un eje X, y los ejes A y C se giran; el husillo de la rueda de molienda se mueve hacia arriba y hacia abajo y hacia la izquierda y la derecha para realizar el movimiento de los ejes Y y Z.La columna puede adoptar el tipo de gantry integral, la viga se desliza hacia arriba y abajo de la columna, y las diapositivas del eje de la rueda de molienda en los lados izquierdo y derecho del haz.La estructura combinada es compacta y la rigidez es superior.El eje de la rueda de molienda se mueve suavemente, la pieza de trabajo está en el mismo plano horizontal y el movimiento es estable, y la operación es conveniente.
3.Se coloca el eje horizontal de la pieza de trabajo, el eje A - de la mesa de trabajo gira, y el eje B - del husillo de la rueda de molienda rota.
El eje de la pieza de trabajo está organizado horizontalmente, la mesa de trabajo tiene X - eje, Z - eje, y A - eje, y el husillo de la rueda de molienda tiene Y - eje y B eje.Esta combinación es flexible, compacta y eficiente.
4.Disposición horizontal del eje de la pieza, C - rotación del eje de la rueda de molienda
El eje horizontal de la pieza de trabajo está colocado, la mesa de trabajo tiene X, Y, Z, A - eje, y el husillo de la rueda de molienda tiene eje C.Esta combinación aumenta la rigidez del eje C y la estabilidad de funcionamiento de la rueda de rectificado y mejora la precisión del movimiento de la rueda de rectificado.El reemplazo de la rueda de molienda es muy ventajoso; la mesa de trabajo tiene más coordenadas de movimiento y una estructura compacta.
Cuarto, tecnologías clave y piezas de apoyo importantes
1.Tecnología clave
La molienda de herramientas CNC de enlace de cinco ejes implica las siguientes tecnologías clave:
(1) Finite element analysis and machine optimization design techniques for high-rigidity bed, column and main structural parts of precision machine tools for precision grinding;
(2) High-speed electric spindle (grinding head) structure optimization and lubrication and cooling technology;
(3) Virtual online dynamic balancing, detection and finishing technology for high-speed electric spindle grinding wheel;
(4) Rotary shaft-A/B/C structure design and high-precision motion technology;
(5) Linear axis-X/Y/Z design and repeat positioning accuracy control technology;
(6) Five-axis linkage tool processing program preparation and system software application technology;
(7) Automatic tool measurement and positioning system technology;
(8) Injection of high-speed grinding coolant and filtration and cooling technology of high-pressure and large-flow cutting fluid;
(9) Final assembly and commissioning technology of five-axis linkage CNC tool grinding machine.
(10) Automation technology such as industrial robot application
2.Partes importantes que coinciden
(1) CNC system
La molienda de herramientas CNC del eje de alto rendimiento cinco requiere un sistema CNC con las siguientes características: arquitectura abierta; alta precisión nano - interpolación y control de movimiento; arquitectura de sistemas digitales en red; rendimiento de mecanizado de superficie; programación y depuración fácil de CNC.El sistema de control numérico debe tener control multi-eje y multi-canal; tiene alta velocidad, alta precisión rendimiento de movimiento; comunicación digital de bus; funciones inteligentes como compensación dinámica y optimización servo.
En la actualidad, los fabricantes extranjeros utilizan generalmente el sistema FANUC31i y el sistema Siemens - 840D SL..Este tipo de sistema de control es altamente versátil.Ahora los fabricantes de rectificadoras de herramientas están dispuestos a desarrollar sistemas CNC especiales y software de rectificado de herramientas, como el sistema ANCA de ANCA, los sistemas HMC500 y HMC150/200 de Walter, y el sistema Agathon de Anton..Esta tendencia indica que el sistema dedicado puede ser utilizado para aumentar la complejidad y el procesamiento del objeto, y el componente modular puede aumentar o disminuir la función de procesamiento para lograr su sexualidad y economía..La tecnología de programación CNC del sistema especial de molinillo de herramientas combina varias expresiones de ecuación matemática, permitiendo así una amplia gama de interpolación: interpolación lineal, interpolación circular, interpolación involuta, interpolación de la función exponencial e interpolación espiral..La interpolación de la función de separación y otras funciones complementarias pueden resolver el mecanizado de alta precisión de diversas herramientas de forma compleja.
(2) CNC tool grinding software
El software de rectificado de herramientas para rectificadoras de herramientas extranjeras CNC se puede dividir en dos categorías: una es software desarrollado por una empresa profesional de software de rectificado de herramientas, como el kit de herramientas herramienta de rectificado de herramientas - fesional desarrollado por MTS en Suiza, Suiza.El software de molienda de herramientas NUMROTOplus desarrollado por NUM; el otro es el software desarrollado por el fabricante de rectificadoras de herramientas. This kind of grinding software includes not only the tool grinder manufacturer (the well-known tool grinder manufacturer is also well-known).El conocimiento del fabricante de herramientas sobre la molienda de herramientas y la fabricación de máquinas herramienta ha incorporado su larga y permanente experiencia en la fabricación de herramientas.Aunque el software de rectificado de herramientas introducido por cada empresa difiere en funciones, inteligencia, visualización, etc..Generalmente cuenta con simulación 3D, guía gráfica, funciones de programación parametrizadas, biblioteca de expertos en rectificado de herramientas abiertas, etc.., con el fin de realizar el control numérico.Diseño y fabricación de herramientas.
(3) Features
The main functional components include high-performance electric spindle (grinding head spindle), high-precision ball screw and linear rolling guide, high-precision linear and circular grating, linear motor and torque motor, high-precision rolling bearing, high-precision CNC rotary table, precision static bearing, static pressure rails, etc.
(4) Other matching parts
El sistema de fluidos de corte de la máquina herramienta necesita estar equipado con una estación de refrigeración de filtro de flujo de alta presión, grande.La máquina herramienta requiere un dispositivo de seguridad ambiental como un señor de aceite y una explosión - extintor a prueba de incendios.
The intelligent and automatic functions of the machine tool need to configure the workpiece (tool) and the automatic measurement and positioning system of the grinding wheel, the virtual online dynamic balance detection device of the grinding wheel, as well as the grinding wheel library or the automatic grinding wheel converter and the robot, the loading and unloading robot, etc., para mejorar la inteligencia de la máquina herramienta.El nivel de automatización y automatización satisface la creciente demanda de herramientas CNC y rectificado de alta precisión.
Sugerencias para acelerar el desarrollo de la molienda de herramientas CNC de cinco ejes
En general, el país tiene una brecha en la precisión de procesamiento, eficiencia, inteligencia, automatización, CNC y tecnología de software, fiabilidad y amenidad en comparación con el nivel avanzado extranjero, acelerando el desarrollo de herramientas nacionales 5 - Eje CNC requiere política industrial nacional y apoyo a las políticas de ciencia y tecnología, y requiere esfuerzos de la industria. A tal fin, se formulan las siguientes recomendaciones:
(1) Increase the support of the National Science and Technology Major Project of “CNC Machine Tool and Basic Manufacturing Equipment” for the research, development, demonstration and promotion of five-axis CNC tool grinding.
(2) Focus on improving the technical level, product quality and reliability of the domestic five-axis tool grinding. For the production enterprises, it is recommended to implement the preferential policies of VAT pre-requisition and return according to the sales of five-axis tool grinding and encourage the promotion and application.
(3) Vigorously develop the functional components required for the five-axis CNC tool grinding products, and provide support for the industrial chain for product upgrade and industrialization.
(4) Support key enterprises to implement technological transformation, improve the manufacturing process equipment level and test and detection capability of five-axis CNC tool grinding.
(5) Encourage the leading enterprises as the leading factor, take the market demand as the traction, combine the “production, study and research”, especially strengthen the cooperation between the leading enterprises of tool manufacturing and tool grinding machine manufacturing, and promote the industrialization of scientific and technological achievements.
La promoción de la rectificadora nacional de herramientas CNC para mejorar el nivel técnico y la industrialización, acelerar el desarrollo de la molienda nacional de herramientas CNC de cinco ejes, para satisfacer las necesidades de la industria manufacturera de China, se ha convertido en una tarea urgente para la transformación y modernización de la industria de máquinas herramienta. Hacemos un llamamiento a las empresas poderosas y a las personas con elevados ideales para que contribuyan al desarrollo de la molienda de herramientas CNC del eje nacional de cinco ejes.
