Нарийн механикжуулалт гэдэг нь ихэвчлэн 0.025 мм-ээс бага зөрөөтэй деталь бүхий хэсгүүдийг хийхийн тулд материалыг огтлодог. CNC токарийн эд ангийг ашиглаж буй үед эдгээр нарийн CAD/CAM зураг төслийг машины инструкци болгон хөрвүүлдэг бөгөөд эд ангиудыг яг хэр их эргүүлэх, тэнхлэгийн дагуу хэр их хөдөлгөхийг заадаг. Одоо үед машинууд автоматаар олон чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд эдгээр нь гадаргууг тэгшлэх, ховил үүсгэх, резьб үүсгэх зэрэг нэгэн зэрэг хэмжээсүүдийг ±0.005 мм-ийн нарийвчлалтай хадгалж чаддаг тул хромникель хайлш эсвэл титан хайлш зэрэг хэцүү металлуудтай ажиллахад ч таарах юм. Ийм нарийн удирдлага нь алдаа гаргах нь их мөнгөтэй холбоотой салбарт маш чухал байдаг. Жишээ нь: аэрокосмос инженерчлэл эсвэл эмнэлгийн төхөөрөмж үйлдвэрлэх үед 5 микрон оос дээш хэмжээний бага алдаа ч бүхэлдээ компонентүүдийг амжилтгүй болгож болзошгүй юм. Энэ нь цуглуулгын үйлдвэрт болохооргүй зүйл юм.
СЕХ токарийн станцууд одоо серво мотор, хатуу металл бөмбөгт товуур, шугамын утасны төхөөрөмжүүдийн тусламжтайгаар маш бага зөрөөтэй ажилладаг. Эдгээр станцууд нь ихэвчлэн 1 микрон нарийвчлалтай байрлалд дахин дахин ирдэг. Хэрэгслийн хазайлтыг нисэх үед илрүүлж, түүнд тохируулга хийхэд л жинхэнэ сүйрэл болдог. Олон төрлийн тэнхлэгүүд нь хамтран ажилладаг тул хэрэгсэл маш хурдан хөдөлж чаддаг - зарим нь минутанд 10,000 эргэлт хийх чадамжтай. Үйлдвэрлэгчид автоматжуулсан калибрангийн горимыг энэ байдлаар ашигладаг бол хүний хэмжилтийн алдаагүй болдог. Өнгөрсөн жил гарсан сүүлийн тайлангаар үзэхэд эдгээр автоматжуулалтанд шилжсэн үйлдвэрүүд нь хуучин арга барилтай харьцуулахад хаягдлын хэмжээгээ 3/4 хэмжээгээр бууруулсан байна.
Есөн тэнхлэгтэй ЧПУ токарийн станк нь эргүүлэх, фрезерлэх, болон жижигхэн нүх бодох үйлдлүүдийг нэг машины цогц системд хийх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь ажлын хэсгийг нэг байрнаас нөгөөд шилжүүлэх үед гарах алдааг бууруулдаг. Турбины хөдөлгүүртэй хэсэг шиг маш нарийн төвийн нарийвчлалыг ±0.002 мм-ийн хүрээнд байлгах шаардлагатай хэсгүүдийн хувьд энэ интеграц нь маш чухал ач холбогдолтой байдаг. Эдгээр машиныг дулааны компенсацын системээр хангасан бөгөөд энэ нь дулааны хөргөлтийн өргөжилтийн асуудлыг шийдэхийн тулд секунд тутамд 500 удаа инструментын замыг засварладаг. Энэ нь 20 цагийн дараалалтай урт үйлдвэрлэлийн цикл үргэлжилж байхад ч гэсэн гадаргуугийн цэвэр байдалд сөргөөр нөлөөлөхгүйгээр байлгахад тусалдаг. Эдгээр сайжруулалтууд нь нарийвчлал чухал байдаг масс үйлдвэрлэлийн орчинд эхний удаагийн гаралтын үр дүнг 99.98 хувь хүртэл нэмэгдүүлсэн гэж үйлдвэрлэгчид мэдээлжээ.
Хамгийн сүүлийн CNC удирдлагын системүүд нь 19-битийн боловсруулалтын чадал, 0.1 микрон хүртэлх урвуу холболтын цикл зэрэг амжилттай техникийн үзүүлэлтүүдээр тоноглогдсон байдаг тул тэдгээрийн ажиллагааг маш их сайжруулдаг. Тэдгээрийг онцлог болгож буй зүйл бол материалыг огтлохын дараа унжих үед нь нөхөн орлуулах, 0.005 мм нарийвчлалтайгаар автоматаар хооллох хурдыг тохируулах, мөн үйл ажиллагааны явцад инструментийн хазайлтыг урьдчилан таамаглах ухаалаг алгоритмыг ажиллуулах чадвартай байдал юм. 2024 оны нарийн CNC системийн тайлангийн сүүлийн судалгаа нь мөн л гайхалтай юм байв. Эдгээр шинэ удирдлагын систем рүү шилжсэн үйлдвэрүүд нь хэмжээний алдаагаа хуучин тоног төхөөрөмжтэй харьцуулахад ойролцоогоор гуравны хоёроор бууруулсан байна. Ийм төрлийн сайжруулалт нь үйлдвэрлэлийн шугам дээр чанар сайтай деталь, цаашид бага тооны брак гаралтыг хангана.
Орчин үеийн CNC токарийн станцууд нь одоо асар бага, зөвхөн 2 микрон хүртэлх хазайлтыг илрүүлэх чадвартай хүмүүн ухааны хараа болон хүчний датчикуудтай ирдэг. Эдгээр ухаалаг системүүд станцын дотор үнэн зөв явагдаж байгаа бүхнийг тогтмол хянах боломжийг олгодог. Тэд юм хэтэрвэл тулгуур байрлалыг инчийн хэсгээр тохируулж, дулааны хөргөлтөөс үүдэлтэй тэлэлтийг тооцож, түргэн хугацаанд огтлолтын хурдыг ч өөрчилдөг. Үр дүн нь өөрөө хэлж байгаа юм шиг байна. Ихэнх дэлгүүрүүд нь дахин засварлах шаардлагагүйгээр анхны оролдлогоо 99.7% амжилттай гүйцэтгэдэг гэж мэдэгдэж байна. Тухайн титан шиг хэцүү материалыг ажиллахад ирэхэд бол, машин аж үнэн зөв хийсэн зүйлсээ дахин гар аргаар буцааж хийх шаардлагагүй тохиолдол нь 10-н 8 дахинд байна.
0.5-хажуугийн секундийн эргэх нарийвчлалтай таван тэнхлэгт CNC токарийн станцууд нь одоо аэро-спайс болон бусад өндөр нарийвчлалт салбарт стандарт болсон байна. Тэдгээрийн ажиллагааг сайжруулахэд түлхэг болсон гол технологиуд нь:
| Технологи | Нарийвчлалын сайжруулалт | Ашиглалтын жишээ |
|---|---|---|
| Шугаман хөдөлгүүрт хөдөлгүүр | ±0.8μ байршил | Оптик деталийн эсгэлт |
| Идэвхтэй хөргөлтийн цанх | 0.0002" дулааны тогтвортой байдал | Эмнэлгийн зөрлөг эргүүлэх |
| Хосолсон агуур цагираг | бөмбөлгийн хэмжээний 92%-ийг бууруулах | Микро бүрхүүл боловсруулах үйл ажиллагаа |
Эдгээр системүүд ISO 2768-f заагийн дагуу тааруулалтыг тасралтгүй 24/7 үйл ажиллагааны үед ч хангаж байдаг.
Орчин үеийн CNC токарийн машинууд автоматжуулалтын дунд хүний алдааг системтэйгээр арилгаж металл хагнуургийн нарийвчлалыг сайжруулдаг. Урьдчилан програмчилсан зааварчилгааны дагуу нарийн үйлдлүүдийг гүйцэтгэснээр эдгээр системүүд хүний оролцоотойгоор тодорхойлох боломжгүй баталгаатай, давтагдах үр дүнг олгодог.
CNC автоматжуулалт нь хүний алдааны гурван үндсэн эх үүсвэртэй тулгардаг:
Энэ шилжилт нь хагас автоматжуулсан процессуудтай харьцуулахад ажилчны хамааралтай чанарын хэлбэлзлийг 2024 оны Нарийн Аж ахуйн Тайлангийн мэдээллээр 79%-иар бууруулдаг.
Гар ажиллагаат ба CNC токарын хооронд ажиллагааны ялгаа нь том байдаг:
| Тооноор | Гар ажиллагаат токар | CNC токарийн машин |
|---|---|---|
| Ердийн гэмтлийн түвшин | 8-12% | 0.5-1.2% |
| Хэмжээний давтагдсан байдал | ±0.1mm | ±0.005mm |
| Тохируулгын алдааны давтамж | 1/15 ажил | 1/500 ажил |
Автоматжуулсан CNC систем рүү шилжих нь эвдэр-хэмнэлтийн дундаж жилийн зардлыг 63%-иар бууруулдаг. Энэ нь агаарын болон эмнэлгийн төхөөрөмжийн үйлдвэрлэлд тавигдах нарийн тодорхойлолтын шаардлагыг хангахад чухал ач холбогдолтой.
Онцгой хайлшийн хөндийн хэрэгсэл, аллюминийн керамик материалыг 2023 оны Фрикцион Динамикийн судалгаагаар хуучин хурдан гангаас таслах үед дунджаар 35% илүү үргэлжилдэг байна. Мөн таслах үеийн технологид том дэвшил хийгдсэн байна. Титан нитрид (TiN) давхарга, цагаан алттай нүүрсөн хүчлийн давхаргууд машины эвдэрлийг бараг таван хувь бууруулж чаддаг. Энэ нь машинууд өндөр хурдтай ажиллах үед ч нарийн хэмжээнд тогтоож чаднагийг илэрхийлнэ. Энэ нь үйлдвэрлэгчдэд юу хэлж буй вэ? Үйл ажиллагааны үед хэрэгсэл бага муруйх, хэрэгсэл урт хугацаагаар ашиглагдах боломжийг олгоно. Эдгээр сайжруулалтаас болж гадаргууны боловсруулалт сайжирдаг бөгөөд нарийн төвөгтэй хэсэгт маш чухал байдаг. Жишээ нь: агаарын онгоцны хэсэг, нарийн медицин хэрэгслийн хэсэг гэх мэт жижиг дутагдал ч асуудал болдог.
Бид ямар материалыг сонгох нь эд ангиудын нарийвчлалд томоохон нөлөө үзүүлдэг. Жишээ нь Алюмин 6061 нь маш сайн огтлогдоно, гэвч халууныг нь урьдчилан тогтворжуулахгүй бол машинд огтлох үед дунджаар 0.02 мм хэмжээнд гажих хандлагатай байдаг. Титаны хайлштай бол асуудал нь илүү нарийсдаг, учир нь упруг буцэлтийг нь тэвэрлэхийн тулд маш бат бөх огтлогчийн төхөөрөмж шаардлагатай байдаг, бусад тохиолдолд хэмжээ нь +/- 0.015 мм хүртэл хэлбэлзэж болно. Сүүлийн үеийн зарим туршилтууд Инконел 718-ийн талаар сонирхолтой зүйл харуулсан байна: түүний хэмжээний нарийвчлал бараг бүхэн (99.7% гэж ойролцоогоор) хадгалагдаж байдаг бөгөөд тухайн материалаар ажиллахдаа сөрөг хазайлт бүхий карбид огтлогчийг ашиглавал тэсэнгэдэг чанар нь онцгой сайн байдаг. Энэ нь материал тус бүрт зохицуулан огтлогчийн төхөөрөмжийг зөв сонгох нь бодитой ажиллагаатай, найдвартай эд ангиудыг үйлдвэрлэхэд яагаад чухал байдгийг харуулж байна.
Онцгой зэвэрдэг гангийн ажилд одоо нарийн CNC төхөөрөмжийн үйл ажиллагааны 2/3 нь цементтэй карбид хэрэгсэлд шилжсэн бөгөөд Ra 0.4 мкм-ээс доош гадаргуугийн эдэлгээтэй боломжийг олгодог. Цахилгаан хэрэгсэл нь халуун байдалд онцгой үр дүнтэй ажилладаг бөгөөд хөргөгчийг шаарддаггүйгээр 1200 хэмийн температурыг хадгалж чаддаг тул хэлбэрээ хэвээр нь хадгалдаг. Энэ нь автомашины кулачны тэнхлэгийг үйлдвэрлэхэд маш их ач холбогдолтой байдаг, учир нь халууны улмаас хэлбэрээ алдахыг багасгадаг. Цементтэй карбид суурийг цахилгаан хучилтай хослуулсан хэрэгслийн утгыг үйлдвэрүүд одоогоор олж байна. Энэ төрлийн хослол нь титаны хэсгүүдийг тасралтгүй ажиллуулах үед стандарт огтлогч хэрэгсэлд байдагтай харьцуулахад 40 хувь урт хугацаагаар үргэлжлэх хандлагатай байдаг нь тухайн материалын стандарт огтлогч хэрэгсэлд үзүүлэх сөргөөр нөлөөлөх чадвартайг харуулж байна.
Одоогоор агаарын болон орчин үеийн эмнэлгийн багаж хэрэгсэл, оптик үйлдвэрлэл нь ±0.001 мм-ээс бага нарийцал бүхий деталуудыг шаардаж байна. Энэ нь дунджаар 0.075 мм өргөнтэй хүний нэг ширхэг үсний 75 дахин нимгэн гэсэн үг юм. Орчин үеийн CNC токарийн станкууд энэ төдийгүй нарийн шаардлагыг хангаж чаддаг бөгөөд энэ нь систем дэх ямар ч хөдөлгөөнийг арилгадаг хавхлагатай эргэлтийн хяналтын механизмууд болон шууд хөдөлгүүртэй технологийн тусламжтайгаар хийгддэг. Жишээ нь хагалгааны багажинд ашигладаг жижиг эмх цогтой. Эдгээр бага хэмжээний деталууд нь нарийн хэмжилтийн алдаа нэг микрон буюу түүнээс бага байх ёстой. Үйлдвэрлэгчид энэ төвшинд нарийвчлалыг хүртэлх хүчин чадалтай серво хяналтын системүүдийг ашиглан хэмжилтийг субмикрон түвшинд уншиж чаддаг кодлогчидтой хослуулан ажиллуулдаг. Энэ хослол нь хамгийн бага зөрүү ч гэсэн үр дүнд нь хүнд нөхцөлд ажиллах деталуудыг боловсруулахад шаардагдах нарийвчлалыг хангаж өгдөг.
Машины эргэлтийн хурд 15,000 оборот/минут-аар хэтэрвэл огтлолтын хүч нь ойролцоогоор 150 Ньютон байх үед инструментийн хазайлт нь ойролцоогоор 5 мкм хүрч болох бөгөөд энэ нь төрөл бүрийн асуудлыг үүсгэдэг. Дулааны өргөтгөл нь мөн нэмэлт бэрхшээл болдог бөгөөд температурын өөрчлөлтийн нэг градус Цельсийн өөрчлөлтөнд урт нь метрээр илэрхийлэгдэх тутам 0.02 мм-аар нэмэгддэг. Өнгөрсөн онд хийсэн судалгаа нь сонирхолтой мэдээлэл илрүүлсэн байна - бүх жижиг үйлдвэрлэлийн алдааны ойролцоогоор хоёр гурав нь хурдан огтлох үед хяналтгүй үлдсэн хэлбийлтөөс үүдэлтэй гэж заасан байдаг. Ийм өндөр хурдны нөхцөлд хуучин төрлийн эргүүлэх станкууд нь цех дээр өрнөж буй өөрчлөлтүүдэд хүрэлцэх хурдтай ажиллах чадваргүй тул ажиллах боломжгүй болдог. Иймд орчин үеийн CNC төхөөрөмжүүд эдгээр хялбар юмуу хөдөлгөөнүүдийг идэвхтэй даван туулж, үйлдвэрлэлийн явцад нарийвчлалыг хадгалж байх боломжийг олгодог онцгой шүргэлтийн эсрэг төхөөрөмжүүдийг агуулж байдаг.
Анхны зэрэглэлийн CNC токарийн станк нь алдааг засварлах гурван шатлалтай стратегийг ашигладаг:
Эдгээр нэгтгэсэн технологиуд нь 12 тэнхлэгийн синхрончилоход шулуун хуваарийн 0.1 мкм-ийн нарийвчлалтай нарийн тодорхойлолт шаардлагатай 0.2 мм диаметртэй титаны боловсруулалтыг тасралтгүй хийх боломжийг олгодог.
EN
