GE将蓝弧技术推向市场

来源:http://www.timeforforex.com 作者:林业 人气:173 发布时间:2019-11-19
摘要:可保持木材原有的色泽木材颜色的改变与温度、作用时间及木材含水率有关,温度越篼、作用时间越长、含水率越高则木材变色越快。木材微波干燥周期与常规干燥相比要缩短)L十至上

  可保持木材原有的色泽木材颜色的改变与温度、作用时间及木材含水率有关,温度越篼、作用时间越长、含水率越高则木材变色越快。木材微波干燥周期与常规干燥相比要缩短)L十至上百倍,而且每次加热要经过由低温到高温的过程,因而在高温下停留的时间更短,所以用微波干燥木材几乎不改变木材的原色泽。

五轴联动数控加工中心:刀具半径补偿困难

GE与日本机床制造商Mitsui Seiki合作,于2011年开始提出5坐标卧式加工中心附加蓝弧头连接方案。该机床在日本制造,GE在密歇根贸易展IMTS展示了原型机,机床不包括A轴,电源4000安培,直流电压30V,是一种混合机床,同样的工夹既能完成普通切削,也能完成非常规切削。如果制造商需要执行粗加工,加工掉95%原材料后,可以不拆卸工件就进行精加工,只需要通过机器人换掉蓝弧头。展示的原型机床刀库中有120把,机器人采用的是FANUC及 FANUC CNC 30控制器。

  3、应用举例

五轴联动数控加工中心:编程抽象、操作困难

蓝弧可取消大型高能机床和昂贵的刀具,且占地空间更小,相比普通粗加工机床同样速度下去除材料能力,蓝弧机床可减少20-50%占地面积,这是因为其不需要高材料去除率所要求的高刚度。由于该技术没有或低切削力,因而能够实现独特几何形状、难到达部位、深切及很薄切的切削。

  在木材加工中的应用先进的数显技术,已应用于国防、计算机、电器、精密机床等行业的产品中。但由于木材加工机床多年形成的结构简单,允许公差大、精度要求不高,安全系数小,噪音大,外观造型粗糙的“傻大粗笨”传统结构。加上多年来对木材综合利用重视不够,投人较少等诸困,数显技术在国内木材加工中的应用还不多见。

五轴联动数控机床,是电力、船舶、航空航天、高精密仪器等民用工业和军事工业等部门迫切需要的关键加工设备。西方发达国家长期对我国实行禁运。

GE公司在切削刀具领域迈出一大步,正准备向外界推出其减材制造技术,被称为“蓝弧”技术,一种高速电刻蚀技术。GE全球研究中心的一位化学工程师Andrew Trimmer,过去10年来已经开发了切削应用软件,改进难切削合金和低刚度材料的切削性能,并开发蓝弧工艺控制技术。

  在整形木和压密材的部分研究中直接利用了快速、高效的微波加热方式。木材的整形技术应用的是木材可塑化原理,利用微波把木材加热到100 -120T,使木材软化,然后压缩整形,不经制材工序根据需要选择模具得到一定形状的木材,可用于建筑和装饰材料。用微波加热带树皮的原木,由于树皮几乎不软化,整形后,木材表面形成树皮凹凸不平的花纹,比过去人工方法得到的花纹更加自然,而且还能达到木材内部。

在五轴联动NC程序中,刀具长度补偿功能仍然有效,而刀具半径补偿却失效了。以圆柱铣刀进行接触成形铣削时,需要对不同直径的刀具编制不同的程序。目前流行的CNC系统均无法完成刀具半径补偿,因为ISO文件中没有提供足够的数据对刀具位置进行重新计算。用户在进行数控加工时需要频繁换刀或调整刀具的确切尺寸,按照正常的处理程序,刀具轨迹应送回CAM系统重新进行计算。从而导致整个加工过程效率十分低下。

GE估计该技术将在航空航天、电力和石油及天燃气市场获得巨大效益,汽车工业是另一潜在市场。

  主要技术参数刨削宽度500mm刨削深度7mm刨削厚度10-200mm切削速度25m/s刨件长度矣250mm送料速度l、2m/min刀轴转速4500r/min电机功率5.5kW工作台规格1020x520mm外型尺寸数显刨床是在引进意大利样机基础上,结合国内木材加工利用实情而研制的。由机身、工作台、数显装置、送料机构诸部分组成。

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高压力冲洗系统是关键。GE刀具中心的一个回路的压力就高达1000 PSI,有4个冷却液回路,可进行CNC编程,对于不同应用可调整压力。GE为了将该技术推向市场,在自己的工厂进行了长期试验。

  CNC固定加工式机床适用于加工品种更换频繁、形状复杂、精度要求高、生产批量不大而生产周期短的产品,因此在木材加工手工业、中小型企业以至大型企业(如:家具制造企业)都能找到用武之地。连续式CNC技术设备主要用于加工品种不常更换、批量大的产品如:建筑构件、门、窗等。

五轴联动数控加工中心:发展和推广的难点及阻力何在

该工艺以溶解方式加工零件,并快速冲走熔化的金属,它具有切削力低,可实现高速切削,并且能够加工非常规几何形状,刀具寿命长等优势。最初开发的工艺是沉浸式的,但现在工艺不再需要在水下完成,仅使用普通类机床应用大量冷却液就可完成。其工艺原理是在刀具和工件之间通过很高的电流强度,25-30V电压下产生的电火花形成的热来熔化工件,熔化的材料被很高压力冲洗系统带走。

  美国、日本、加拿大、德国等国的学者在20世纪60年代初开始研究利用微波干燥木材,认为微波干燥木材是一种最有效的快速干燥方法。1974年我国开始研究利用微波干燥木材的技术,1977年南京七七二厂微波所研制成功木材微波干燥机,首先在无锡家具厂使用。由于微波加热均匀、干燥速度很快,且具有干燥应力小、质量好等优点,曾一度在北京、天津、上海、南京、镇江、青岛、哈尔滨等地广泛地推广应用。后来因投资高、耗电大、干燥成本高等缺点,到20世纪80年代中期,各厂的微波干燥先后停产。进人20世纪90年代以后,由于微波干燥设备不断完善和改进,干燥工艺不断成熟,这种干燥技术在我国的应用又重新恢复。

五轴联动数控加工中心的使用,让工件的装夹变得容易。加工时无需特殊夹具,降低了夹具的成本,避免了多次装夹,提高模具加工精度。采用五轴技术加工模具可以减少夹具的使用数量。另外,由于五轴联动数控加工中心可在加工中省去许多特殊刀具,所以降低了刀具成本。五轴联动机床在加工中能增加刀具的有效切削刃长度,减小切削力,提高刀具使用寿命,降低成本。采用五轴联动数控加工中心加工模具可以很快的完成模具加工,交货快,更好的保证模具的加工质量,使模具加工变得更加容易,并且使模具修改变得容易。五轴数控加工技术研究于国于私都有重要意义,势在必行。

蓝弧技术是GE开发的电刻蚀工艺,15年前就已在其内部使用,作为诸如钛合金和镍合金这类难加工合金粗加工的最快方式。公司采用电能在刀具电极和工件电极之间生成电火花。对于航宇合金来说,该工艺比常规切削快4-5倍。

  送料机构采用水平向力式送料系统,可进行二级变速。工件由两个夹辊送出,对工作台垂直压力很小,减小了摩擦力,送料轻松平稳,用浮动式压辊较好地解决了啃头现象。

除了机床本身的投资之外,还必须对CAD/CAM系统软件和后置处理器进行升级,使之适应五轴加工的要求;必须对校验程序进行升级,使之能够对整个机床进行仿真处理。

  门架式加工装置安装于门架上并可在其上直线运动或摆动,门架或工作台可作直线运动。其优点是:刚度大。适合于加工长度大的工件,适应性好,可采用大功率加工装置。缺点:切削力和加速度大时在导向装置作用大的弯曲力矩。人工供料时可接近性不好。

近几年国际、国内机床展表明,数控机床正朝着高速度、高精度、复合化的方向发展。复合化的目标是在一台机床上利用一次装夹完成大部分或全部切削加工,以保证工件的位置精度,提高加工效率。国外数控镗铣床、加工中心为适应多面体和曲面零件加工,均采用多轴加工技术,包括五轴联动功能。在加工中心上扩展五轴联动功能,可大大提高加工中心的加工能力,便于系统的进一步集成化。最近国际机床业出现了一个新概念,即万能加工,数控机床既能车削又能进行五轴铣削加工。五轴数控机床在国内外的实际应用表明,其加工效率相当于两台三轴机床,甚至可以完全省去某些大型自动化生产流水线的投资,大大节约了占地空间和工件在不同制造单元之间的周转运输的时间和花费。

  工作台由四根圆柱丝杆支承,其升降是由升降手轮带动链条链轮,使四个螺母同步转动,实现升降。该系统有良好的自锁性,升降平稳,工作可靠。变速箱采用变速比大,体积小、结构简单的行星减速机构。行星齿轮采照特种尼龙制成,重量轻,耐磨损,噪音小。

五轴联动数控加工中心:国内五轴数控技术发展状况

  4、数显技术应用于木材加工中的前景

五轴联动数控加工中心:购置机床需大量投资

  数显装置采用“位移数显仪”,安装于机身上方的明显位置。结构紧凑,显示清晰,直观醒目,操作者能一目了然,减少了视觉误差,读数准确,明晰刨削量,有利于提高刨削件精度,避免产生废品,可提篼加工利用率。

近年来五轴联动数控加工中心在各领域得到了越来越广泛的应用。在实际应用中,每当人们碰见异形复杂零件高效、高质量加工难题时,五轴联动技术无疑是解决这类问题的重要手段。越来越多的厂家倾向于寻找五轴设备来满足高效率、高质量的加工。但是,你真的足够了解五轴加工吗?小编跟您聊一聊五轴联动数控加工中心的前世今生!国际上把五轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化水平的标志。由于其特殊的地位,特别是对于航空、航天、军事工业的重要影响,以及技术上的复杂性,西方工业发达国家一直把五轴数控系统作为战略物资实行出口许可证制度,对我国实行禁运。因而,研究五轴数控加工技术对国家科技力量和综合国力的提高有重要意义。

  数显仪数显控制刨削量,自锁性好,加工精度高。开机前,先将刀片压紧,接通电源,空转半钟左右,转速正常后,方可送料。更换刀片时,用对刀器对刀,使刀刃保持在同一圆柱面上。装卸刀片要注意防止刀片弹出发生事故。快慢二级送料速度调整时,先转动手轮,调到所需速度位置,压下操作手柄,即可送料。托料辊调整,先松开工作台下面两个M8螺母,取出花键导板,转动花键母套,即可调妥。但要特别拄意托辊上母线与工作台的平行。工作毕,要将操作轮抬起。

对这个问题的最终解决方案,有赖于引入新一代CNC控制系统,该系统能够识别通用格式的工件模型文件或CAD系统文件。

  设备占用场地,适于流水线生产微波干燥设备,其主机及辅助设备简单,外廓尺寸小,占地面积小。微波干燥加工能够实现自动化、连续化加工,适于流水生产线,生产率高。

以前五轴机床和三轴机床之间的价格悬殊很大。现在,三轴机床附加一个旋转轴基本上就是普通三轴机床的价格,这种机床可以实现多轴机床的功能。同时,五轴机床的价格也仅仅比三轴机床的价格高出30%——50%。

  数显木材加工机床,是将先进的数显装置安装于术工机床的关键部位的明显位置,如刨、车剖、锯剖、榫眼、切削等。以数显仪数字显示,控制加工、切削、刨削量的精度。其显示清晰醒目,操作者能一目了然,减少了目测视觉误差,能减轻操作目视疲劳和劳动强。数显仪精确,结构紧凑,有良好的自锁性,数字显示直观,读数准确,能保证加工质量,安全可靠,操作方便,有利于提高生产效率。

五轴联动数控加工中心:符合数控机床发展的新方向

  微波是频率介于无线电波与远红外线之间的电磁波,它的特点是频率高、波长短。其频率与波长范围大约为300MHz-300kMz和1-100mm.微波技术首先应用于通信、广播、电视领域中,使用中发现微波会引起热效应,进而在世界范围内开始了对微波加热的应用研究。目前微波加热常用频率为915MHz和2450MHz.微波干燥起源于20世纪40年代,到60年代末,微波能已应用于加热、干燥、杀虫、灭菌、医疗等工业项目上。我国微波干燥技术的应用始于20世纪70年代初期。目前,微波技术已应用于轻工业、食品工业、化学工业及农产品加工等领域。以下介绍微波加热干燥在木材加工中应用。

显然,人们早已认识到五轴数控技术的优越性和重要性。但到目前为止,五轴数控技术的应用仍然局限于少数资金雄厚的部门,并且仍然存在尚未解决的难题。五轴数控技术为何久久未能得以广泛普及?五轴数控加工由于干涉和刀具在加工空间的位姿控制,其数控编程、数控系统和机床结构远比三轴机床复杂得多。目前,五轴数控技术在全球范围内普遍存在以下问题。

  2、2CNC技术设备在木材加工中的应用

这是每一个传统数控编程人员都深感头疼的问题。三轴机床只有直线坐标轴,而五轴数控机床结构形式多样;同一段NC代码可以在不同的三轴数控机床上获得同样的加工效果,但某一种五轴机床的NC代码却不能适用于所有类型的五轴机床。数控编程除了直线运动之外,还要协调旋转运动的相关计算,如旋转角度行程检验、非线性误差校核、刀具旋转运动计算等,处理的信息量很大,数控编程极其抽象。

  6、三轴式和五轴式CNC木材加工中心

从1999年开始,在CIMT、CCMT等国际、国内机床展览会上,首先是国内的五轴数控机床产品纷纷亮相,国内五轴数控机床的市场逐渐打开,随后国际机床巨头纷至沓来,五轴数控机床的品种和数量逐年上升:CIMT99、CCMT2000分别推出3台国产五轴联动机床;CIMT2001国际机床展览会上,北京第一机床厂和桂林机床股份有限公司分别展出了主轴转速10000r/min的五轴高速龙门加工中心,北京市机电院的主轴转速15000r/min的五轴高速立式加工中心;清华大学与昆明机床股份有限公司联合研制的XNZ63,采用标准Stewart平台结构,可实现六自由度联动;大连机床厂自行研制的串并联机床DCB—510,其数控系统由清华大学开发,该机床通过并联机构实现X、Y、Z轴直线运动,由串联机构实现A、C轴旋转运动,从而实现五轴联动,其直线快速进给速度可达80m/min。这些机床均已达到国际先进水平,体现出我国机床工业为国防尖端工业发展提供装备的实力又有突破性提高。中国机床工业的发展,利用自己研制的高、精、尖产品参与国际竞争,打破了国际技术垄断,国际机床巨头们不愿失去中国这个大有潜力可挖的市场,于是蜂拥而来,把他们的产品“送上门来”:国外展团共展出五轴加工中心8台、五轴车铣加工中心1台、五轴数控刀具磨床5台。

  1、微波干燥木材

我国数控技术及其设备在各工业部门中的应用整体水平仍然偏低,与工业发达国家相比差距很大。为了实现发展目标,各部门迫切需要进一步大力发展数控加工技术,亟须配置大量的各类工艺设备,尤其是数控机床设备。对于数控机床设备的主要技术要求是多轴、高速、刚性好、功率大;对坐标数的需求,以三至五轴联动为主。对于关键零件形状复杂的行业,如航空、电力、船舶、模具制造业等,其生产部门对多轴机床要求比例较大,新增五轴数控机床大约占数控机床总数的70%——80%。

  但实践证明,数显技术的独特性能和先进性在生产中已充分显示出来,这是应予肯定的。我国木材加机械的传统结构将随着数显数控等先进技术的使用而迅速得到改变。

  微波干燥木材今后可能用在两段干燥的第二阶段,即用于干燥低含水率阶段,可充分发挥其干燥的特长,又能适当降低能耗。如除湿与微波联合干燥,气干与微波两段干燥等联合干燥方式兼有节能和快速干燥的优势,这种不同方法的联合干燥预计在21世纪会有较好的发展前景。

  1、性能特点

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