Imagine um mundo onde a precisão e a eficiência se misturam na perfeição no fabrico. Este é o reino das máquinas CNC - ferramentas automatizadas guiadas por instruções digitais para dar forma a peças complexas com uma precisão exacta. Este artigo revela a essência da tecnologia CNC, traçando a sua evolução, componentes e papel fundamental nas indústrias, desde a aeroespacial à eletrónica. Mergulhe para compreender como as máquinas CNC revolucionam a produção, melhorando a velocidade e a qualidade, e descubra as tendências futuras que moldam esta tecnologia indispensável.
A tecnologia de Controlo Numérico (NC) é uma tecnologia de controlo de máquinas-ferramenta que se desenvolveu em meados do século XX. O NC é uma tecnologia de controlo automático que utiliza sinais digitais para controlar o movimento e o processo de maquinação das máquinas-ferramentas.
Uma máquina-ferramenta NC é uma máquina-ferramenta que utiliza tecnologia NC ou, por outras palavras, uma máquina-ferramenta equipada com um sistema NC. É um produto típico de integração eletromecânica que aplica de forma abrangente tecnologias avançadas como a tecnologia informática, a tecnologia de controlo automático, a tecnologia de medição de precisão, a tecnologia de comunicação e a tecnologia mecânica de precisão.
O Quinto Comité Técnico da Federação Internacional de Processamento da Informação (IFIP) definiu Máquinas-ferramentas NC como máquinas-ferramentas equipadas com sistemas de controlo de programas que podem processar logicamente programas especificados por códigos específicos e outras instruções de codificação de símbolos.
Com o progresso contínuo da produção social e da ciência e tecnologia, vários novos produtos industriais surgem um após o outro.
Sendo a base da indústria nacional, a indústria de fabrico mecânico produz produtos cada vez mais precisos e complexos. Especialmente em domínios como o aeroespacial, a navegação e o militar, as peças mecânicas necessárias têm maior precisão, mais formas complexase têm frequentemente lotes mais pequenos. O processamento de tais produtos requer modificações ou ajustes frequentes do equipamento, que as máquinas-ferramentas comuns ou as máquinas-ferramentas automatizadas altamente especializadas não são claramente capazes de satisfazer.
Entretanto, com a crescente intensidade da concorrência no mercado, as empresas de produção precisam urgentemente de melhorar ainda mais a eficiência da produção, a qualidade dos produtos e reduzir os custos de produção.
Neste contexto, surgiu um novo tipo de equipamento de produção - as máquinas-ferramentas de controlo numérico (NC). Aplica de forma abrangente várias conquistas técnicas, tais como computadores electrónicos, controlo automático, servo-accionamentos, medição de precisão e novas estruturas mecânicas, formando a base da futura indústria mecânica e indicando a direção de desenvolvimento do equipamento da indústria de fabrico mecânico.
O desenvolvimento das máquinas-ferramentas de controlo numérico (NC) começou nos Estados Unidos. Em 1948, a Parsons Co. concluiu uma tarefa de fabrico de placas de verificação de amostras para o contorno de hélices de helicópteros e propôs o conceito inicial de desenvolvimento de máquinas-ferramentas NC. Em 1949, com o apoio do Departamento de Logística da Força Aérea dos EUA, a Parsons Co. aceitou oficialmente a encomenda e cooperou com o Laboratório de Servomecanismos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts para iniciar o desenvolvimento de máquinas-ferramentas NC.
Após três anos de investigação, o primeiro protótipo experimental de máquina-ferramenta NC do mundo foi desenvolvido com sucesso em 1952. Tratava-se de uma fresadora que utilizava um sistema de controlo contínuo de três coordenadas por interpolação linear baseado no princípio do multiplicador de impulsos. Todo o sistema NC utilizava componentes electrónicos em tubo, e o tamanho do dispositivo NC era ainda maior do que o do corpo da máquina-ferramenta. Após três anos de melhoramento e investigação de programação automática, a máquina-ferramenta entrou na fase experimental em 1955.
Posteriormente, outros países, como a Alemanha, o Reino Unido, o Japão, a antiga União Soviética e a Suécia, também desenvolveram e produziram sucessivamente máquinas-ferramentas NC. Em 1959, a Keaney & Trecker, nos Estados Unidos, desenvolveu com sucesso um centro de maquinação pela primeira vez. Era uma máquina-ferramenta NC equipada com um trocador automático de ferramentas e uma mesa de trabalho rotativa. Podia processar vários planos de uma peça de trabalho em vários processos num só fixação.
No entanto, até ao final da década de 1950, devido a factores como o preço, as máquinas-ferramentas NC estavam limitadas a aplicações na indústria aeronáutica e militar, e a maioria delas eram sistemas de controlo contínuo. Até à década de 1960, devido à aplicação de transístores, a fiabilidade dos sistemas NC melhorou ainda mais e os preços diminuíram, e algumas indústrias civis começaram a desenvolver máquinas-ferramentas NC, a maioria das quais eram máquinas-ferramentas de controlo de posicionamento pontual, como máquinas de perfuração e prensas de punção.
A tecnologia NC não só alcançou aplicação prática em máquinas-ferramentas, como também se estendeu gradualmente a máquinas de soldadura, máquinas de corte por chama, etc., expandindo continuamente o âmbito das aplicações da tecnologia NC.
Desde o primeiro Máquina CNC A ferramenta CNC foi desenvolvida com sucesso nos Estados Unidos em 1952, as máquinas-ferramentas CNC desenvolveram-se rapidamente e foram continuamente actualizadas com o avanço da tecnologia eletrónica, da tecnologia informática, do controlo automático e da medição de precisão. Passaram por cinco fases de desenvolvimento.
A primeira geração de máquinas-ferramentas CNC: Os sistemas NC que utilizam componentes de tubos electrónicos foram utilizados de 1952 a 1959.
A segunda geração de máquinas-ferramentas CNC: Os sistemas NC que utilizam circuitos de transístores foram adoptados a partir de 1959.
A terceira geração de máquinas-ferramentas CNC: Os sistemas NC que utilizam circuitos integrados de pequena e média dimensão foram adoptados a partir de 1965.
A quarta geração de máquinas-ferramentas CNC: Sistemas CNC controlados por pequenos computadores electrónicos de uso geral que utilizam circuitos integrados em grande escala foram adoptados a partir de 1970.
A quinta geração de máquinas-ferramentas CNC: Os sistemas MNC controlados por microcomputadores foram adoptados a partir de 1974.
Nos últimos anos, à medida que a microeletrónica e a tecnologia informática se tornam mais maduras, as suas realizações estão constantemente a penetrar em vários domínios da produção mecânica. Surgiram sucessivamente sistemas de controlo numérico direto (DNC) baseados em computador, sistemas de fabrico flexíveis (FMS) e sistemas de fabrico integrados por computador (CIMS). Estes sistemas avançados de produção automatizada baseiam-se em máquinas-ferramentas CNC e representam a tendência de desenvolvimento futuro das máquinas-ferramentas CNC.
(1) Sistema de controlo numérico direto
O chamado sistema de Controlo Numérico Direto (DNC) utiliza um computador para programar automaticamente várias máquinas-ferramentas CNC. Os resultados da programação são transmitidos diretamente para as caixas de controlo de cada máquina-ferramenta CNC através de linhas de dados.
O computador central tem capacidade de memória suficiente, o que lhe permite armazenar, gerir e controlar um grande número de programas de peças. Ao utilizar um sistema operativo de partilha de tempo, o computador central pode gerir e controlar um grupo de máquinas-ferramentas CNC em simultâneo. Por isso, é também designado por sistema de controlo de grupo de computadores.
Atualmente, no sistema DNC, cada máquina-ferramenta CNC tem o seu próprio sistema de controlo numérico independente e está ligada à rede informática central para obter um controlo hierárquico. Já não se considera que um computador complete todas as funções do dispositivo de controlo numérico através da partilha de tempo.
Com o desenvolvimento da tecnologia DNC, o computador central não só compila programas para controlar o processo de maquinagem das máquinas-ferramentas CNC, como também controla o transporte de peças e ferramentas. Isto forma uma linha de produção automática de máquinas-ferramenta CNC controlada por computador, proporcionando condições favoráveis para o desenvolvimento de sistemas de fabrico flexíveis.
(2) Sistema de fabrico flexível
Um sistema de fabrico flexível (FMS), também conhecido como uma linha automática de controlo de grupo de computadores, liga um grupo de máquinas-ferramentas CNC que utilizam sistemas de transmissão automática e coloca-as sob o controlo unificado de um computador para formar um sistema de fabrico completo.
A sua caraterística é que um computador principal gere o hardware e o software de todo o sistema. Adopta o DNC para controlar dois ou mais centros de maquinação CNC e programa e transfere automaticamente peças de trabalho entre várias máquinas-ferramentas.
Utiliza dispositivos como mesas de trabalho intercambiáveis ou robots industriais para conseguir a carga e descarga automática de peças, permitindo que as máquinas-ferramentas funcionem continuamente durante 24 horas por dia com um mínimo de supervisão humana. Por exemplo, o Sistema FMS da empresa japonesa FANUC é composto por 60 máquinas-ferramentas CNC, 52 robôs industriais, dois veículos de transporte automático não tripulados e um armazém automatizado. Este sistema pode processar 10.000 servomotores por mês.
(3) Sistema de fabrico integrado por computador
Um Sistema de Fabrico Integrado por Computador (CIMS) é um sistema de fabrico integrado flexível altamente eficiente que utiliza a tecnologia informática mais avançada para controlar todo o processo, desde a colocação de encomendas, a conceção, o processo, o fabrico e as vendas, a fim de alcançar a integração do sistema de informação. Melhora gradualmente com base na automatização de processos (por exemplo, conceção assistida por computador, planeamento de processos assistido por computador, fabrico assistido por computador, sistemas de fabrico flexíveis, etc.) combinada com o desenvolvimento de outros sistemas de informação de gestão.
O CIMS possui vários tipos de computadores e sistemas de software com capacidades de análise e controlo. Liga todas as actividades de produção na fábrica e, em última análise, consegue uma automatização abrangente em toda a fábrica.
Existem muitos tipos de máquinas-ferramentas CNCMas qualquer tipo de máquina-ferramenta CNC é composta por vários componentes básicos, incluindo o meio de controlo, o sistema de controlo numérico, o sistema servo, o sistema de controlo auxiliar e o corpo da máquina-ferramenta, como se mostra na Figura 1-1.
(1) Meios de controlo
Quando o sistema de controlo numérico funciona, não requer que os operadores manipulem diretamente a máquina-ferramenta, mas a máquina-ferramenta deve executar as intenções do operador. Para tal, é necessário estabelecer algum tipo de ligação entre o operador e a máquina-ferramenta. O meio intermédio desta ligação é designado por meio de controlo. O meio de controlo armazena todas as informações de operação necessárias para processar a peça e as informações de deslocamento relativo entre a ferramenta e a peça.
Por conseguinte, o meio de controlo é o suporte de informação que transmite a informação de processamento da peça ao dispositivo de controlo numérico. Existem várias formas de meios de controlo, que diferem consoante o tipo de dispositivo de controlo numérico utilizado. Os mais comuns são a fita de papel perfurado, o cartão perfurado, a fita magnética, a disquete e o suporte de interface USB.
A informação de processamento registada no suporte de controlo tem de ser transmitida ao dispositivo de controlo numérico através do dispositivo de entrada. Os dispositivos de entrada comuns incluem máquinas de entrada de fita de papel fotoeléctrica, gravadores de fita magnética, unidades de disquete e interfaces USB.
Para além dos meios de controlo acima referidos, algumas máquinas-ferramentas CNC utilizam mostradores digitais, fichas digitais ou introduzem diretamente programas e dados utilizando um teclado. Além disso, com o desenvolvimento da tecnologia CAD/CAM, alguns equipamentos de controlo numérico utilizam software CAD/CAM para programar noutros computadores e, em seguida, comunicam com o sistema de controlo numérico (como uma LAN) para transmitir diretamente o programa e os dados para o dispositivo de controlo numérico.
(2) Sistema de controlo numérico
O dispositivo de controlo numérico é um sistema de controlo e a ligação central das máquinas-ferramentas CNC. Pode ler automaticamente os números dados a partir do meio de entrada e descodificá-los para fazer com que a máquina-ferramenta se alimente e maquine peças. Um sistema de controlo numérico é normalmente composto por quatro partes: dispositivo de entrada, controlador, unidade aritmética e dispositivo de saída, como se mostra na Figura 1-2.
O dispositivo de entrada recebe o código emitido pelo leitor de fita perfurada e, após identificação e descodificação, insere-o nos registos correspondentes. Estas instruções e dados servirão de dados brutos para o controlo e a operação.
O controlador recebe instruções do dispositivo de entrada e controla a unidade aritmética e o dispositivo de entrada de acordo com as instruções para realizar várias operações na máquina-ferramenta (como controlar o movimento da mesa de trabalho ao longo de um determinado eixo de coordenadas, controlo da velocidade do fuso e interrutor do líquido de refrigeração, etc.), bem como controlar o ciclo de trabalho de toda a máquina (como controlar o início ou a paragem do leitor, controlar o funcionamento da unidade aritmética e controlar os sinais de saída, etc.).
A unidade aritmética recebe instruções do controlador, efectua determinados cálculos sobre os dados enviados pelo dispositivo de entrada e envia continuamente os resultados dos cálculos para o dispositivo de saída para que o sistema servo execute o movimento necessário.
Para o sistema de controlo de contorno que processa peças complexas, uma função importante da unidade aritmética é a interpolação. A interpolação significa que os dados de coordenadas de um ponto inicial e de um ponto final no contorno da peça de trabalho de cada segmento de programa são enviados para a unidade aritmética e, após o cálculo, é efectuada a "densificação de dados" entre o ponto inicial e o ponto final, e os resultados do cálculo são enviados para o dispositivo de saída de acordo com as instruções do controlador.
O dispositivo de saída envia os resultados do cálculo da unidade aritmética para o sistema servo de acordo com as instruções do controlador, acciona o eixo de coordenadas correspondente através de amplificação de potência e faz com que a máquina-ferramenta complete o movimento relativo da ferramenta e da peça de trabalho.
Atualmente, os microcomputadores são utilizados como dispositivos de controlo numérico. A unidade central de processamento (CPU) do microcomputador, também conhecida como microprocessador, é um circuito integrado de grande escala. Integra a unidade aritmética e o controlador num único chip de circuito integrado. No microcomputador, os circuitos de entrada e saída utilizam circuitos integrados de grande dimensão, designados por interfaces I/O. O microcomputador tem registos de grande capacidade e utiliza meios de armazenamento de alta densidade, como a memória de semicondutores e a memória de disco.
A memória pode ser dividida em dois tipos: memória só de leitura (ROM) e memória de acesso aleatório (RAM). A primeira é utilizada para armazenar o programa de controlo do sistema e a segunda armazena os parâmetros de trabalho durante o funcionamento do sistema ou o programa de processamento de peças do utilizador. O princípio de funcionamento do dispositivo de controlo numérico de microcomputador é o mesmo que o do dispositivo de controlo numérico de hardware acima referido, exceto que o primeiro utiliza hardware geral e as diferentes funções são conseguidas através da alteração do software, tornando-o mais flexível e económico.
(3) Sistema servo
O sistema servo é constituído por um motor de acionamento servo e um dispositivo de acionamento servo, e é a parte executiva do sistema de controlo numérico. O sistema servo recebe informações de instrução do sistema de controlo numérico e move as partes móveis da máquina-ferramenta ou executa acções da parte executante de acordo com os requisitos das informações de instrução.
A fim de processar peças de trabalho que cumpram as especificações exigidas. A informação de instrução é reflectida na informação de impulsos, e o deslocamento causado por cada impulso para as partes móveis da máquina-ferramenta é chamado equivalente de impulso. Os equivalentes de impulso geralmente utilizados no processamento mecânico são 0,01 mm/pulso, 0,005 mm/pulso e 0,001 mm/pulso, e o equivalente de impulso atual utilizado nos sistemas de controlo numérico é geralmente 0,001 mm/pulso.
O sistema servo é um componente fundamental da máquina-ferramenta CNC e a sua qualidade afecta diretamente a velocidade, a posição, a precisão, etc. da maquinagem CNC. Os dispositivos de acionamento normalmente utilizados no servo mecanismo variam consoante o tipo de sistema de controlo numérico. Nos sistemas de controlo de circuito aberto, os motores de passo e os motores de impulsos electro-hidráulicos são normalmente utilizados nos servomecanismos; os sistemas de circuito fechado utilizam motores de corrente contínua de velocidade ajustável e dispositivos de servo-acionamento electro-hidráulicos, etc.
(4) Sistema de controlo auxiliar
O sistema de controlo auxiliar é um forte dispositivo de controlo elétrico entre o dispositivo de controlo numérico e os componentes mecânicos e hidráulicos da máquina-ferramenta. Recebe sinais de instrução, como a alteração da velocidade do movimento principal, a troca de seleção de ferramentas e a ação do dispositivo auxiliar emitida pelo dispositivo de controlo numérico e, após a necessária compilação, avaliação lógica e amplificação de potência, acciona diretamente os componentes eléctricos, hidráulicos, pneumáticos e mecânicos correspondentes para completar as várias acções prescritas. Além disso, alguns sinais de comutação são transmitidos ao dispositivo de controlo numérico para processamento através do sistema de controlo auxiliar.
(5) Corpo da máquina-ferramenta
O corpo da máquina-ferramenta é a parte principal da máquina-ferramenta CNC, consistindo nos componentes da fundação da máquina-ferramenta (como a base e a base) e em várias partes móveis (como a mesa de trabalho, o selim, o fuso, etc.). É a parte mecânica que completa vários processos de corte e é uma melhoria baseada nas máquinas-ferramentas convencionais. Tem as seguintes características
As máquinas-ferramentas CNC adoptam fusos de alto desempenho e sistemas de servo-acionamento, bem como dispositivos de transmissão mecânica.
A estrutura mecânica da máquina-ferramenta CNC tem elevada rigidez, precisão de amortecimento e resistência ao desgaste.
São utilizados componentes de transmissão mais eficientes, tais como pares de fusos de esferas e guias lineares de rolamento.
Em comparação com as máquinas-ferramentas manuais tradicionais, as máquinas-ferramentas CNC sofreram muitas alterações no que respeita ao aspeto exterior, à disposição geral, à estrutura dos componentes dos sistemas de transmissão e de ferramentas e aos mecanismos de funcionamento. O objetivo destas alterações é satisfazer os requisitos das máquinas-ferramentas CNC e utilizar plenamente as suas características. Por conseguinte, é necessário estabelecer novos conceitos para a conceção de máquinas-ferramentas CNC.
Em comparação com as máquinas-ferramentas convencionais, a diferença no princípio de funcionamento das máquinas-ferramentas CNC reside no facto de serem processadas de acordo com instruções dadas em formato digital. Normalmente, são necessários os seguintes passos:
(1) Com base no padrão e nas condições técnicas do desenho da peça, escrever o programa de maquinação da peça e registá-lo no suporte de controlo ou no suporte;
(2) Introduzir o programa no suporte do programa no dispositivo de controlo numérico do computador através do dispositivo de entrada;
(3) O dispositivo de controlo numérico do computador processa o programa de entrada através de cálculo e envia sinais de instrução para o sistema servo e o dispositivo de controlo auxiliar de cada coordenada através do dispositivo de saída;
(4) O sistema servo amplifica os sinais de instrução recebidos, faz mover as partes móveis da máquina-ferramenta e o dispositivo de controlo auxiliar controla o funcionamento do motor do fuso de acordo com os sinais de instrução;
(5) A ferramenta e a peça são movidas uma em relação à outra através dos componentes mecânicos da máquina-ferramenta para produzir uma peça que satisfaça os requisitos do padrão;
(6) O sistema de feedback de deteção de posição detecta o movimento da máquina-ferramenta e envia o sinal para o dispositivo de controlo numérico para reduzir os erros de maquinagem.
É claro que, nas máquinas-ferramentas de ciclo aberto, não existe um sistema de deteção e feedback.
Em comparação com as máquinas-ferramentas convencionais, as máquinas-ferramentas CNC são máquinas-ferramentas electromecânicas integradas altamente eficientes e automatizadas que possuem as seguintes características de processamento:
(1) Ampla adaptabilidade e elevada flexibilidade:
As máquinas-ferramentas CNC podem ser reprogramadas e introduzidas para processar diferentes objectos. Nalguns casos, apenas uma parte do programa precisa de ser modificada ou são utilizadas instruções especiais (como a utilização da instrução da função de zoom para processar peças com a mesma forma mas de tamanhos diferentes). Isto proporciona uma grande conveniência para a produção de peças únicas, pequenos lotes, produção de várias variedades, transformação de produtos e produção experimental de novos produtos, encurtando consideravelmente a preparação da produção e o ciclo de produção experimental.
(2) Elevada precisão de maquinagem e qualidade estável:
Devido à utilização de um sistema servo digital, o dispositivo CNC gera uma quantidade de deslocamento correspondente (chamada equivalente de pulso) da máquina-ferramenta para cada pulso de saída, que pode atingir 0,1 ~ 1μm. O parafuso de transmissão da máquina-ferramenta adopta uma compensação intermitente, e o erro de passo e o erro de transmissão podem ser controlados por um sistema de circuito fechado, pelo que a máquina-ferramenta CNC pode atingir uma elevada precisão de maquinagem.
Por exemplo, em centros de maquinagem de precisão, a precisão de posicionamento é geralmente até um erro de (0,005~0,008)mm por 300mm de comprimento, e a precisão de repetibilidade pode atingir 0,001mm. Além disso, a máquina-ferramenta CNC tem boa rigidez estrutural e estabilidade térmica, garantindo a precisão de fabrico. O seu método de processamento automático evita erros de operação humana, garante uma qualidade de maquinação estável e tem uma elevada taxa de aprovação. A máquina-ferramenta CNC pode alcançar a ligação multi-eixo e pode processar superfícies complexas que são difíceis ou impossíveis de processar em máquinas-ferramentas convencionais.
(3) Elevada produtividade:
A máquina-ferramenta CNC pode selecionar os parâmetros de processamento mais favoráveis para realizar o processamento contínuo de múltiplos processos. Pode também efetuar a supervisão de várias máquinas. Devido à adoção de medidas de aceleração e desaceleração, as partes móveis da máquina-ferramenta podem mover-se e posicionar-se rapidamente, poupando muito o tempo de inatividade durante o processo de processamento.
(4) Boa eficiência económica:
Embora o custo do equipamento das máquinas-ferramentas CNC (incluindo custos de depreciação, custos de manutenção, custos de consumo de energia, etc.) por peça seja relativamente elevado, a sua elevada eficiência de produção poupa tempo auxiliar (como a trefilagem, o ajuste da máquina, a inspeção do processamento, etc.) e reduz os custos directos de produção para a produção de peças únicas e de pequenos lotes. A precisão de maquinação estável das máquinas-ferramentas CNC reduz a taxa de refugo e reduz ainda mais os custos de produção.
As características de desempenho das máquinas-ferramentas CNC determinam o seu âmbito de aplicação. Para a maquinagem CNC, os objectos a maquinar podem ser divididos em três categorias, de acordo com a sua adequação.
(1) A categoria mais adequada:
Peças com elevados requisitos de precisão de maquinagem, formas e estruturas complexas, especialmente as que têm curvas complexas, contornos de superfície curvos ou peças com cavidades interiores não lisas. Estas peças são difíceis de processar em máquinas-ferramentas convencionais e é difícil detetar e garantir a qualidade. Peças que requerem fresagem, perfuração, fresagem, ranhura ou rosqueamento numa única fixação.
(2) Categoria relativamente adequada:
Peças caras, difíceis de obter e que não podem ser descartadas. Ao maquinar estas peças em máquinas-ferramentas convencionais, existem algumas dificuldades e são facilmente afectadas por vários factores, tais como o ajuste da máquina-ferramenta, o estado mental do operador e as condições de trabalho, o que pode resultar em produtos defeituosos ou sucateados.
Por conseguinte, as máquinas-ferramentas CNC podem ser escolhidas para uma maquinação fiável. São utilizadas para peças com baixa eficiência de produção e elevada intensidade de mão de obra quando processadas em máquinas-ferramentas de uso geral, e para peças que requerem uma boa consistência na comparação de tamanhos ou em testes de desempenho, e para peças produzidas em pequenos lotes de múltiplas variedades e especificações.
(3) Categoria não adequada:
Peças que requerem um posicionamento de referência aproximado utilizando peças em bruto para processamento ou que requerem um ajuste manual para posicionamento. Peças com tolerâncias de maquinagem instáveis quando não existe um sistema de deteção em linha na máquina-ferramenta CNC que possa detetar e ajustar automaticamente a coordenada de posição da peça. Peças que requerem equipamento de processamento específico ou que são processadas com base em amostras ou protótipos, e peças que requerem produção em massa.
À medida que o desempenho, a funcionalidade e o custo das máquinas-ferramentas CNC continuam a melhorar, juntamente com a melhoria contínua e a atualização de Ferramentas de maquinagem CNC e ferramentas auxiliares, a utilização de máquinas-ferramentas CNC para a produção em massa está a aumentar gradualmente. Por conseguinte, a adequação é relativa e alterar-se-á com o desenvolvimento tecnológico.
Do ponto de vista do nível tecnológico das máquinas-ferramentas CNC, a alta precisão, a alta velocidade, a alta flexibilidade, a multifuncionalidade e a alta automatização são importantes tendências de desenvolvimento das máquinas-ferramentas CNC. Para uma única máquina, não só é necessário melhorar a sua flexibilidade e nível de automatização, como também é necessário ter a adaptabilidade de sistemas de fabrico flexíveis de nível superior e de sistemas integrados por computador.
A velocidade do fuso do equipamento CNC produzido internamente na China atingiu 10.000-40.000 r/min, e a velocidade de alimentação atingiu 30-60 m/min. O tempo de troca de ferramenta é inferior a 2,0 segundos, e a rugosidade da superfície Ra é inferior a 0,008 μm.
Em termos de sistemas CNC, vários fabricantes de dispositivos CNC bem conhecidos no mundo, como a FANUC no Japão, a Siemens na Alemanha e a AB nos Estados Unidos, estão atualmente a desenvolver-se no sentido da serialização, modularização, elevado desempenho e sistematização.
Todos os seus sistemas CNC utilizam microprocessadores de 16 e 32 bits, barramentos padrão e estruturas de módulos de software e hardware. A capacidade de memória aumentou para mais de 1 MB, a resolução da máquina-ferramenta pode atingir 0,1 μm, a velocidade de alimentação de alta velocidade pode atingir 100 m/min e podem ser utilizados até 16 eixos de controlo, utilizando tecnologia eléctrica e mecânica avançada.
Em termos de sistemas de acionamento, os sistemas de acionamento CA estão a desenvolver-se rapidamente. Os accionamentos de corrente alternada evoluíram de analógicos para digitais e os controladores compostos principalmente por amplificadores operacionais e outros dispositivos analógicos estão a ser substituídos por componentes digitais integrados compostos principalmente por microprocessadores, ultrapassando assim os pontos fracos como a variação de zero e a variação de temperatura.
Como máquina de trabalho, as máquinas-ferramentas têm fornecido ferramentas e métodos de fabrico para a revolução industrial e o desenvolvimento industrial moderno ao longo dos anos. No futuro desenvolvimento da indústria e no progresso da civilização humana, o apoio e a promoção das máquinas-ferramentas CNC continuarão a ser indispensáveis.
Olhando para o futuro, uma nova ronda de revolução industrial traz novos desafios e oportunidades para o desenvolvimento de máquinas-ferramentas CNC. A integração da tecnologia de fabrico avançada com a nova geração de tecnologia da informação e inteligência artificial também fornece apoio técnico para a inovação tecnológica, substituição de produtos e modernização industrial das máquinas-ferramentas CNC.
As máquinas-ferramentas CNC evoluirão no sentido de um elevado desempenho, multifuncionalidade, personalização, inteligência e tecnologia ecológica, e abraçarão a futura tecnologia de computação quântica para fornecer ferramentas de fabrico mais poderosas, convenientes e eficazes para a nova revolução industrial e o progresso da civilização humana.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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