日本三菱電機(jī)開發(fā)出一項(xiàng)大幅縮短機(jī)床設(shè)計(jì)周期的新技術(shù)。
通過構(gòu)建全新的加工精度預(yù)測(cè)解析模型，并改進(jìn)計(jì)算方法，設(shè)計(jì)階段的調(diào)整時(shí)間預(yù)計(jì)可從傳統(tǒng)的約9個(gè)月壓縮至約3個(gè)月，為原來的三分之一。該技術(shù)計(jì)劃于2025年正式應(yīng)用于工廠自動(dòng)化（FA）產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
在制造業(yè)技術(shù)人員短缺問題日益嚴(yán)重的背景下，此項(xiàng)技術(shù)將有助于提高設(shè)計(jì)效率和技能傳承，同時(shí)實(shí)現(xiàn)通常需耗時(shí)2至3年的機(jī)床交付周期縮短以及開發(fā)成本降低。
目前，這項(xiàng)新技術(shù)已應(yīng)用于激光加工機(jī)的新產(chǎn)品設(shè)計(jì)，未來還將擴(kuò)展至FA設(shè)備和機(jī)器人設(shè)計(jì)領(lǐng)域，甚至計(jì)劃廣泛應(yīng)用于自家產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
激光加工機(jī)需要進(jìn)行微米級(jí)（百萬分之一米）的精密控制。
然而，加工頭部容易受到機(jī)械振動(dòng)、鈑金振動(dòng)及摩擦阻力等因素的影響。在設(shè)計(jì)階段準(zhǔn)確預(yù)測(cè)這些影響較為困難，傳統(tǒng)方法通常通過反復(fù)試制和改良來提升完成度，因此開發(fā)周期較長。
為解決這一問題，三菱電機(jī)開發(fā)了一種以三維（3D）機(jī)械結(jié)構(gòu)模型替代傳統(tǒng)“彈簧質(zhì)量模型”的解析方法。該方法可分析部件的彈性變形和振動(dòng)行為，甚至能夠進(jìn)行部件間力的傳遞和運(yùn)動(dòng)變化的時(shí)間歷程解析，從而顯著提高加工精度的再現(xiàn)性。
雖然該方法增加了計(jì)算時(shí)間，但通過對(duì)各部件振動(dòng)和變形模式的預(yù)先計(jì)算并將其數(shù)據(jù)庫化，大大降低了計(jì)算負(fù)擔(dān)。借助這一改進(jìn)，控制動(dòng)作每秒的計(jì)算時(shí)間從原本的兩天縮短至兩分鐘。
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新技術(shù)使得產(chǎn)品在試制前的設(shè)計(jì)階段即可完成細(xì)致優(yōu)化，不僅有望縮短開發(fā)周期，還能提升產(chǎn)品性能。此外，由于設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)可在模型中實(shí)現(xiàn)可視化，這也有助于知識(shí)共享和技能傳承。
