الآلة الأم الصناعية - أدوات الآلات CNC

تعد الأدوات الآلية، المعروفة باسم "الآلة الأم الصناعية" و"القلب الصناعي الحديث"، أساس التصنيع ومجالًا رئيسيًا لتحقيق اختراقات متطورة في الصناعة التحويلية، وخاصة توفير دعم مهم لمجالات تصنيع المعدات المتطورة مثل صناعة السيارات، والنقل بالسكك الحديدية، ومعدات المعلومات الإلكترونية، وبناء السفن، والفضاء. يعد المستوى الفني لأدوات ماكينات CNC المتطورة أيضًا أحد المعايير لقياس قدرات التصنيع الأساسية للبلد.
تاريخ تطوير الأدوات الآلية
تشير الأدوات الآلية إلى الآلات التي تصنع الآلات. تلعب الأدوات الآلية دورًا مهمًا لا يمكن الاستغناء عنه في تحديث الاقتصاد الوطني.
بدأت الأدوات الآلية تتشكل في أوائل القرن الخامس عشر، في البداية لصناعة الساعات والأسلحة، مع ظهور المخارط الملولبة وآلات معالجة التروس، بالإضافة إلى آلات ثقب البراميل الهيدروليكية. تم تسجيل هيكل آلة الطحن أيضًا في كتاب "Tiangong Kaiwu" الذي نُشر خلال عهد أسرة مينغ في الصين، والتي تستخدم دواسة القدم لتدوير الصفيحة الحديدية وإضافة الرمل والماء لقطع اليشم.
أدت الثورة الصناعية إلى ظهور وتحسين أنواع مختلفة من الأدوات الآلية، بما في ذلك المسطحات العملاقة، وآلات الطحن الأفقية، والمطاحن الأسطوانية، وآلات الحفر المنسقة، والمطاحن الخيطية.
من أواخر القرن التاسع عشر إلى أوائل القرن العشرين، تطورت المخارط الفردية تدريجيًا إلى آلات طحن، ومسويات، ومطاحن، وآلات حفر، وما إلى ذلك. لقد تم بالفعل توحيد هذه الأدوات الآلية الرئيسية بشكل أساسي، مما خلق الظروف الملائمة لميكنة وشبه أتمتة الإنتاج في أوائل القرن العشرين.
في الثلاثين عامًا التي تلت عام 1920، دخلت تكنولوجيا التصنيع الميكانيكي فترة شبه آلية، مع تطبيق المكونات الهيدروليكية والكهربائية تدريجيًا في الأدوات الآلية والآلات الأخرى.
في عام 1950، بدأ تطوير الأدوات الآلية يدخل عصر الأتمتة، وفي عام 1951، ظهرت أول أداة آلية CNC.
آلة التحكم العددي
أداة آلة CNC هي اختصار لأدوات آلة التحكم العددي بالكمبيوتر، وهي أداة آلية آلية مزودة بنظام تحكم برنامجي. نظام التحكم هذا قادر على معالجة البرامج بشكل منطقي باستخدام رموز التحكم أو التعليمات الرمزية الأخرى، وفك تشفيرها، وتمثيلها بأرقام مشفرة، وإدخالها في جهاز CNC من خلال ناقل المعلومات. بعد الحساب والمعالجة، يتم إرسال إشارات التحكم المختلفة بواسطة جهاز CNC للتحكم في عمل أداة الآلة. تتم معالجة الأجزاء تلقائيًا وفقًا لمتطلبات الشكل والحجم للرسم.
تتضمن أدوات آلة CNC بشكل رئيسي الأجزاء التالية:
جسم أداة الآلة: جسم أداة الآلة هو المكون الرئيسي والملحق الميكانيكي المهم لأداة الآلة، وهو الجزء الأكثر سهولة في رؤيته بالعين المجردة. كجهاز لأداة الآلة، فهي تشتمل أيضًا على أجزاء مثل مصبوبات القاعدة والقاعدة، والمغزل وعلبة التروس، وقضبان التوجيه والطاولات المنزلقة، والتشحيم، وإزالة الرقائق، والتبريد.
نظام النقل: يعد نظام النقل "عمودًا فقريًا" مهمًا لأدوات آلة CNC، حيث يقود التشغيل المنظم لأجزاء مختلفة من أداة الآلة ويكمل مهمة عمل أداة الآلة، بما في ذلك أدوات القطع وآلات النقل وأنظمة الطاقة المساعدة.
قسم الأدوات: بما في ذلك جهاز الحماية، ومخزن الأدوات، وجهاز تغيير الأدوات؛
آلات النقل: بما في ذلك جزأين: اللولب الكروي، وسكة التوجيه الخطية، والعتاد الدودي؛
نظام الطاقة المساعد: يتضمن جزأين: النظام الهيدروليكي ونظام التشغيل، وهما أيضًا قوة أدوات آلة CNC.
نظام CNC: يمكن القول أن نظام CNC هو روح أدوات آلة CNC، وهو أيضًا الجزء الأكثر سهولة في أداة الآلة بأكملها، وهو جوهر إكمال الوظائف والعمليات المختلفة لأداة الآلة. تنقسم أنظمة CNC بشكل أساسي إلى فئتين:
جهاز القيادة: يشتمل على مغزل عالي السرعة، ومحرك عزم الدوران، ومحرك خطي، ومحرك عادي، ومحرك متدرج؛
جهاز التحكم والكشف: بما في ذلك نظام CNC، وحدة التحكم القابلة للبرمجة، وحدة التحكم المؤازرة للتغذية، وحدة الكشف عن الموضع، إلخ.
لقد نجحت أدوات آلة CNC في حل مشكلات معالجة الأجزاء المعقدة والدقيقة والصغيرة والمتعددة التنوع بشكل فعال. إنها أداة آلية آلية مرنة وفعالة، تمثل اتجاه تطوير تكنولوجيا التحكم في الأدوات الآلية الحديثة ومنتج متكامل نموذجي للميكاترونكس.
تعد أدوات الآلات CNC واحدة من 16 مشروعًا وطنيًا رئيسيًا للعلوم والتكنولوجيا في الصين.
أدوات آلة CNC عالية الجودة
تتميز أدوات آلة CNC المتطورة بوظائف مثل السرعة العالية والدقة والذكاء والمركب والربط متعدد المحاور والاتصال بالشبكة. يرمز تطورها إلى المرحلة المتقدمة لصناعة تصنيع الأدوات الآلية الحالية في البلاد في تطوير صناعة الأدوات الآلية في العالم. تعد تقنية الربط متعدد المحاور إحدى التقنيات الأساسية لأدوات ماكينات CNC المتطورة. يشير الارتباط متعدد المحاور إلى الحركة المتزامنة لكل محور تغذية (بما في ذلك محور تغذية الإحداثيات الخطية ومحور تغذية الإحداثيات الدوارة) لأداة آلة CNC تحت سيطرة جهاز CNC وفقًا لتعليمات البرنامج. تشتمل أدوات ماكينات CNC المتطورة عمومًا على 3- وظائف تحكم في المحور أو أكثر، غالبًا 4- رابط المحور أو 5- رابط المحور.
على المستوى الدولي، تعتبر تقنيات الأدوات الآلية المتطورة، مثل ماكينات CNC ذات الروابط الخمسة، رمزًا مهمًا للتصنيع في أي بلد. تشير أداة آلة CNC ذات خمسة محاور إلى أداة آلية مصممة خصيصًا لمعالجة الأسطح المعقدة، والتي تتميز بمزايا مثل نطاق التطبيق الواسع، وكفاءة العمل العالية، ودقة المعالجة المحسنة، وزيادة عمر الأداة. مع التطور السريع للتصنيع المتقدم، اكتسبت أداة آلة CNC ذات الارتباط الخمسة محاور، كمؤشر مهم لمستوى التصنيع في البلاد، آفاق تنمية واسعة.
هناك أنواع عديدة من أدوات آلة CNC ذات خمسة محاور. وفقا لأنماط مختلفة، يمكن تقسيم أدوات آلة CNC ذات خمسة محاور إلى نوعين: رأس تأرجح مزدوج للمغزل العمودي ورأس تأرجح مزدوج للمغزل الأفقي؛ وفقًا للهياكل المختلفة، يمكن تقسيم أدوات آلة CNC ذات خمسة محاور إلى شكل قرص دوار مزدوج، وشكل تأرجح واحد وشكل دوران واحد، ونوع رأس البندول من النوع المتدلي، ونوع المنضدة من النوع المتدلي، وما إلى ذلك. في الوقت الحاضر، المغزل العمودي المزدوج البندول ذو خمسة محاور CNC الأدوات الآلية هي المنتج السائد في السوق. في عام 2021، وصلت الإيرادات العالمية لأدوات ماكينات CNC ذات البندول العمودي المزدوج ذات خمسة محاور إلى 4.41 مليار دولار أمريكي، وهو ما يمثل ما يقرب من 60٪ من حصة السوق العالمية لأدوات ماكينات CNC.
يتم استخدام أدوات آلة CNC للربط بخمسة محاور على نطاق واسع في مجالات مختلفة، بما في ذلك الصناعة العسكرية، والأدوات الدقيقة، والفضاء، والنقل بالسكك الحديدية في المناطق الحضرية، ومركبات الطاقة الجديدة، والرعاية الطبية والصحية، وما إلى ذلك. تعد صناعة الطيران هي أكبر طلب على CNC للربط بخمسة محاور الأدوات الآلية، وهو ما يمثل 40.0% من الطلب. يمكن لأدوات ماكينة CNC ذات وصلة خمسة محاور إجراء القطع والتصنيع على شفرات محركات الطائرات، والشفرات، والدفاعات، والمكونات الهيكلية للطائرات الكبيرة والمتوسطة والصغيرة، ولها دور لا يمكن الاستغناء عنه في مجال الطيران.
تطوير أدوات آلة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي في الصين
منذ تنفيذ مشروع أدوات آلة CNC في الصين في عام 2009، تم تحقيق إنجازات مبتكرة كبيرة. على وجه التحديد، في النظام الصناعي، تمكنت سلسلة الصناعة بأكملها بدءًا من المكونات الوظيفية المضيفة وحتى نظام CNC من إنتاج منتجات بمجموعة كاملة من الفئات والمواصفات المتنوعة. ومع ذلك، فإن أساس الصين في مجال أدوات الآلات CNC المتطورة ضعيف، ولا تزال هناك بعض التقنيات الأساسية التي لم يتم إتقانها، والتي أصبحت مشكلة عنق الزجاجة الخطيرة التي تعيق تقدم الصين نحو أن تصبح "قوة تصنيعية".
حاليًا، تهيمن العلامات التجارية الأجنبية على سوق أدوات ماكينات CNC المتطورة في الصين. تعد شركة Yamazaki Mazak من اليابان، وDMG Mori من ألمانيا، وGROB-WERKE من ألمانيا، وHermle من ألمانيا من الموردين المشهورين عالميًا لأدوات ماكينات CNC ذات الارتباط الخمسة محاور، وهو ما يمثل ما يقرب من 60.0% من حصة السوق العالمية . لقد أنشأت الشركات المذكورة أعلاه قواعد إنتاج أدوات آلة CNC ذات خمسة محاور في الصين، وتحتل موقعًا احتكاريًا في الصناعة.
في ظل المنافسة الشرسة في السوق، تعمل شركات الأدوات الآلية CNC ذات المحاور الخمسة المحلية في الصين أيضًا على زيادة استثماراتها بشكل مستمر في البحث والتطوير التكنولوجي. لقد أتقنت الشركات المحلية الرائدة في مجال أدوات الآلات CNC، مثل Shenyang Machine Tool وDalian Kede CNC وShanghai Rijin Machine Tool وHuazhong CNC، تدريجيًا تقنية أدوات الآلة CNC العالمية المتطورة ذات خمسة محاور، مما شجع على توطين أدوات آلة CNC المتطورة في سوق أدوات آلة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي في الصين.