三菱电机开发新解析技术,将机床设计调整时间缩至三分之一,控制计算从2天降至2分钟

科技   2025-01-02 12:51   日本  

三菱电机开发出一项大幅缩短机床设计周期的新技术。通过构建全新的加工精度预测解析模型,并改进计算方法,设计阶段的调整时间预计可从传统的约9个月压缩至约3个月,为原来的三分之一。该技术计划于2025年正式应用于工厂自动化(FA)产品设计。在制造业技术人员短缺问题日益严重的背景下,此项技术将有助于提高设计效率和技能传承,同时实现通常需耗时2至3年的机床交付周期缩短以及开发成本降低。

目前,这项新技术已应用于激光加工机的新产品设计,未来还将扩展至FA设备和机器人设计领域,甚至计划广泛应用于自家产品设计。

激光加工机需要进行微米级(百万分之一米)的精密控制。然而,加工头部容易受到机械振动、钣金振动及摩擦阻力等因素的影响。在设计阶段准确预测这些影响较为困难,传统方法通常通过反复试制和改良来提升完成度,因此开发周期较长。

为解决这一问题,三菱电机开发了一种以三维(3D)机械结构模型替代传统“弹簧质量模型”的解析方法。该方法可分析部件的弹性变形和振动行为,甚至能够进行部件间力的传递和运动变化的时间历程解析,从而显著提高加工精度的再现性。

虽然该方法增加了计算时间,但通过对各部件振动和变形模式的预先计算并将其数据库化,大大降低了计算负担。借助这一改进,控制动作每秒的计算时间从原本的两天缩短至两分钟。

新技术使得产品在试制前的设计阶段即可完成细致优化,不仅有望缩短开发周期,还能提升产品性能。此外,由于设计细节可在模型中实现可视化,这也有助于知识共享和技能传承。

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