Determinazione delle quote di lavorazione per macchine utensili CNC

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Conferma dell'indennità di lavorazione CNC

sgrossatura
fresatura di precisione
tagli

Che cos'è il CNCtolleranza (cioè l'errore consentito)?

1. Si riferisce allo spessore di lavorazione riservato alla lavorazione dei prodotti richiesti e, dopo aver rimosso lo spessore riservato, può ottenere le dimensioni, la forma e la precisione posizionale del pezzo che soddisfa i requisiti.

2. La dimensione del margine di lavorazione influisce direttamente sull'efficienza della lavorazione e sulla qualità della lavorazione, pertanto la determinazione ragionevole del margine di lavorazione è una parte importante della lavorazione della macchina utensile CNC.

CNCFattori che influenzano le indennità di lavorazione:

Materiali del pezzo da lavorare

Materiali del pezzo da lavorare

La durezza, la resistenza, la tenacità e altre proprietà fisiche del materiale del pezzo hanno un impatto maggiore sulle dimensioni del margine di lavorazione.

Prestazioni dello strumento

Prestazioni dello strumento

Proprietà come l'affilatura dell'utensile, la resistenza all'usura e la rigidità influiscono sulla determinazione delle quote di lavorazione.

Precisione della macchina

Precisione della macchina

La precisione di posizionamento della macchina utensile, la ripetibilità della precisione di posizionamento e la stabilità del sistema di trasmissione influiscono sulla determinazione dell'indennità di lavorazione.

Elaborazione

Elaborazione

I diversi processi di lavorazione (ad es. sgrossatura, semifinitura, finitura) richiedono quote di lavorazione diverse.

CNCMetodo di determinazione delle quote di lavorazione:

diagramma di lavorazione cnc

Determinato sulla base dell'esperienza
Determinare l'entità dell'indennità di lavorazione in base all'esperienza effettiva di lavorazione e in relazione a casi simili.
metodo sperimentale
Mediante il taglio di prova, osserviamo la variazione della forza di taglio, della temperatura di taglio e di altri parametri per determinare il margine di lavorazione ragionevole.
il metodo analitico
Attraverso la creazione di modelli matematici o di simulazione, analizzare l'influenza dei materiali dei pezzi, degli utensili, delle macchine utensili e di altri fattori sulla tolleranza di lavorazione, in modo da determinare una tolleranza di lavorazione ragionevole.

Calcolo delle quote di lavorazione per le macchine utensili CNC

Tornio CNC

Profondità di taglio
In base al materiale del pezzo e ai requisiti di lavorazione, viene determinata la profondità di taglio in modo da poter calcolare la tolleranza di lavorazione.
velocità di taglio
Le diverse velocità di taglio influenzano l'entità delle forze di taglio, che a sua volta influisce sulla determinazione delle quote di lavorazione.
Velocità di avanzamento
L'entità dell'avanzamento influisce sulla rugosità della superficie di taglio e quindi sulla determinazione dell'indennità di lavorazione.

Calcolo dell'indennità di lavorazione in base al materiale del pezzo

Durezza del materiale
I materiali più duri possono richiedere margini di lavorazione maggiori.
Durezza del materiale
I materiali più duri tendono a generare calore e forze di taglio durante la lavorazione e richiedono quindi margini di lavorazione maggiori.
Stato del trattamento termico del materiale
I materiali in diversi stati di trattamento termico avranno durezza e tenacità diverse, che influenzeranno la determinazione delle quote di lavorazione.

Calcolo dell'indennità di lavorazione

Calcolo dell'indennità di lavorazione in base all'usura degli utensili

Livello di usura dell'utensile
Un utensile con un elevato grado di usura influisce sulla rugosità della superficie di taglio e quindi sulla determinazione dell'indennità di lavorazione.
Durata dell'utensile
Quando la durata dell'utensile è breve, sono necessari margini di lavorazione più ampi per evitare la rottura dell'utensile.
Tipo di strumento
I diversi tipi di utensili hanno proprietà di taglio diverse, quindi è necessario determinare la quota di lavorazione appropriata in base al tipo di utensile.

Obiettivi e vincoli di ottimizzazione

Obiettivi di ottimizzazione

Con la premessa di soddisfare la precisione di lavorazione e la qualità della superficie, ridurre al minimo il margine di lavorazione e migliorare l'efficienza di lavorazione.

condizione restrittiva

Le forze di taglio, il calore di taglio e l'usura dell'utensile durante la lavorazione devono essere entro limiti tollerabili, garantendo al contempo la stabilità e l'affidabilità del processo di lavorazione.

diagramma di lavorazione cnc

Selezione e applicazione di algoritmi di ottimizzazione

algoritmo genetico

Ricerca globale di soluzioni ottimali modellando i meccanismi genetici dell'evoluzione biologica. Applicabile a problemi di ottimizzazione multivariata, non lineare e discreta.

algoritmo a sciame di particelle

Per simulare il comportamento di foraggiamento di gruppi di organismi, come stormi di uccelli e banchi di pesci, e trovare la soluzione ottimale globale attraverso la condivisione delle informazioni e la collaborazione tra gli individui. Applicabile a problemi di ottimizzazione di tipo continuo.

algoritmo di ricottura simulata

Basandosi sul principio della ricottura solida, evita di cadere in soluzioni ottimali locali attraverso la ricerca stocastica e l'accettazione probabilistica di soluzioni inferiori. Applicabile a problemi di ottimizzazione non lineari e con più vincoli.

Studio di caso sull'ottimizzazione delle quote di lavorazione

Piano meccanico

Esempio 1
Per ottimizzare i parametri di lavorazione di un pezzo dalla superficie complessa, si utilizza un algoritmo genetico che consente di ridurre significativamente i tempi di lavorazione e di migliorare l'efficienza della lavorazione.
Esempio 2
Per l'ottimizzazione delle quote di lavorazione di una pala di un motore aeronautico, si utilizza l'algoritmo dello sciame di particelle per pianificare il percorso di taglio, che riduce efficacemente le quote di lavorazione e l'usura degli utensili, con la premessa di garantire l'accuratezza della lavorazione.
Esempio 3
Per ottimizzare la tolleranza di lavorazione di una cavità dello stampo, i parametri di taglio vengono ottimizzati utilizzando l'algoritmo di ricottura simulata, che consente di minimizzare la tolleranza di lavorazione e di migliorare la qualità e l'efficienza della lavorazione.

Controllo delle quote di lavorazione su macchine utensili CNC

Raccolta dati in tempo reale
Acquisizione in tempo reale dei dati di lavorazione della macchina utensile CNC, come forza di taglio, temperatura di taglio, usura dell'utensile e così via, attraverso sensori e apparecchiature di monitoraggio.
Analisi ed elaborazione dei dati
I dati raccolti in tempo reale vengono elaborati e analizzati per valutare la stabilità del processo di lavorazione e prevedere le variazioni di margine.
Rilevamento e allarme anomalie
Grazie al sistema di monitoraggio in tempo reale, le anomalie nel processo di lavorazione, come l'usura eccessiva degli utensili, la forza di taglio anomala, ecc. vengono rilevate tempestivamente e vengono emessi allarmi.

fresare-girare

Lavorazione CNCSistema di allarme rapido in caso di margine insufficiente

  • Impostazione della soglia residua In base ai requisiti di lavorazione e ai parametri di processo, viene impostata una soglia di margine ragionevole e l'avviso viene attivato quando il margine è inferiore alla soglia.
  • Metodi di allerta precoce Attraverso suoni, luci e altri mezzi, vengono inviati all'operatore segnali di avvertimento tempestivi per ricordare all'operatore di prestare attenzione e di adottare le misure corrispondenti.
  • Registrazione e gestione degli allarmi precoci Le informazioni di allarme vengono registrate e organizzate per essere analizzate ed elaborate successivamente, mentre vengono adottate misure appropriate per regolare i parametri di lavorazione o cambiare gli utensili.

Progettazione e realizzazione del sistema di controllo dei margini

Progettazione dell'architettura di sistema

In base alla richiesta di controllo delle quote di lavorazione delle macchine utensili CNC, progettare un'architettura di sistema ragionevole, comprendente parti hardware e software.

Algoritmi di elaborazione dei dati

Ricerca e sviluppo di algoritmi di elaborazione dei dati applicabili ai sistemi di monitoraggio in tempo reale e di allarme rapido per migliorare la velocità e l'accuratezza dell'elaborazione dei dati.

Integrazione e messa in servizio del sistema

Integrazione dei singoli moduli nel sistema, debug e ottimizzazione per garantire la stabilità e l'affidabilità del sistema.

Tendenze nelle tecniche di determinazione dei margini

tornio cnc

intellettualizzare
Utilizzando l'intelligenza artificiale e la tecnologia di apprendimento automatico per ottenere l'identificazione e la previsione automatica delle quote di lavorazione per migliorare l'accuratezza e l'efficienza della lavorazione.
perfezionamento
Ottenere un controllo preciso delle quote di lavorazione per soddisfare la domanda di lavorazioni di alta precisione grazie a tecnologie di misurazione ed elaborazione dati di alta precisione.
integrazione
Integrazione della tecnologia di determinazione dei margini con la pianificazione del processo e la simulazione della lavorazione per l'ottimizzazione totale del processo di lavorazione.

Direzioni innovative nella tecnologia di ottimizzazione dei margini

Innovazioni tecnologiche
Ricerca di nuovi processi e metodi di lavorazione per ridurre i tempi di lavorazione e migliorare l'efficienza della lavorazione.
Innovazione dei materiali
Sviluppo di nuovi materiali per ridurre l'influenza dei materiali sulle quote di lavorazione e migliorare la qualità della lavorazione.
Innovazione algoritmica
Ricerca di nuovi algoritmi e tecniche per ottimizzare il calcolo e il controllo delle quote di lavorazione e migliorare la precisione della lavorazione.

disegno meccanico

CNCProspettive future per la tecnologia di controllo dei margini

Impianto di lavorazione CNC

Monitoraggio in tempo reale
Monitoraggio in tempo reale del processo di lavorazione, regolazione tempestiva della quota di lavorazione e garanzia di qualità della lavorazione.
controllo automatico
Realizzare il controllo automatico delle quote di lavorazione e migliorare l'efficienza della lavorazione.
Processo decisionale intelligente
Processo decisionale e controllo intelligente delle quote di lavorazione grazie alla tecnologia dell'intelligenza artificiale.

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