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5G网络的迅速发展,带来CNC加工中心的技术发展

在极少的情况下,当朋友或家人对我所写的内容感兴趣时,盲目铣削视频就很容易上手。没有比通过这些扇形涡轮机部件的曲折来观看五个轴协同操纵更好的方法来欣赏现代机械加工技术和熟练的CNC编程。


就像我拜访的许多CNC加工中心老板和经理一样,这些朋友和家人可能会惊讶地发现,此过程与驱动最新智能手机的技术之间存在直接联系。第五代(5G)无线技术就在这里,它为CNC加工中心和安装在工作区的传感器之间的数据反馈环路提供了足够的速度,以几乎实时地补偿加工振动。

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设置和操作精细的镗头变得非常容易

5G在控制大铣削颤振方面的潜力-任何机械师都熟悉的一种渐进的,永续的振动形式-已得到证明(包括在GF机械加工解决方案的IMTS 2018展位上)。随着5G的普及,制造商可以采用相同的概念来监视和控制各种加工过程变化的理由是合理的。


5G增强型叶轮加工的研究起源于欧洲,这是由德国研究机构表示生产技术研究所与5G基础架构开发商爱立信(一家位于瑞典斯德哥尔摩的跨国电信公司)合作建立的。爱立信有关该项目的文档为针对这些对飞行和安全至关重要的组件提供了充分的理由:叶状铣削工艺不仅需求量很大,而且本质上也很苛刻,而要求苛刻的过程很昂贵。  


爱立信和弗劳恩霍夫认为,叶状铣削视频虽然令人印象深刻,却没有传达出这样的事实,即这些组件在五轴加工中心中的使用时间长达20个小时。观众也没有得到任何迹象表明四分之一的铣削工作需要重新加工。实际上,机加工占叶盘平均总生产成本的一半。更糟的是,刀片设计趋向于更薄,更灵活且更难加工。研究人员说,启用5G的振颤控制可以通过将整体加工返工率降低10%来提供帮助。


启用5G的控制循环始于整体叶盘。粘贴在零件上的小型加速度计(振动传感器)通过传输装置与CNC通讯,该传输装置也安装在零件上。根据此数据馈送,CNC加工中心会计算并发出一系列校正信号以衰减振动(例如,主轴速度调节)。5G连接速度确保可以在物理速度赶上之前进行这些校正,也就是说,在加剧振动使调整过时之前就可以进行校正。


更具体地说,5G网络可以提供接近一毫秒的等待时间(从传感器到CNC的传输延迟)。除了降低延迟之外,它们还提供更高的带宽(一次可以移动多少数据)。本质上,较低的延迟使数据“流水线”更快,而较高的带宽使流水线更宽。简而言之,5G可以更快地移动更多数据。工业设施中的连接源可能是易于安装的工业级系统,例如就像建立4G专用网络一样,用户只需插入工业级传输单元并安装屋顶天线即可在整个设施中扩展无线覆盖范围。


随着工业5G在商业上变得可行,很容易想到虚拟消除数据传输滞后将如何促进机加工过程本身之外的监视和控制。例如可能包括对预防性维护的实时监控;使用增强和/或虚拟现实设备执行培训或组装等任务;或在不同设施中进行操作时,确保零件与“数字孪生”之间始终如一的完美匹配。更快地访问更多数据有助于更深入的数据分析,尤其是由人工智能驱动的分析。机器人可以利用5G的速度无缝访问基于云的情报,并提高敏捷性和响应能力。


5G不仅提供速度。另一个优势是能够在一个网络上支持从自动化系统到机床传感器再到车间平板电脑和其他资产的更多互连设备。此外,可以根据需要分配带宽和延迟。除其他好处外,这避免了干扰关键反馈回路的风险,例如在大刀铣削中用于颤振控制的关键反馈回路。据报道,5G比Wi-Fi和其他无线解决方案更稳定,它可以消除现代工厂中昂贵的电缆连接数英里。


在有关自动驾驶汽车,数秒内下载电影以及尚未成为现实的其他应用的讨论中,很容易迷失在有关5G的所有宣传中。叶状铣削研究证明不仅对制造业,而且对CNC加工中心业务都有直接且潜在的巨大影响。


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