Imagine um mundo em que a precisão e a eficiência se misturam perfeitamente na fabricação. Esse é o reino das máquinas CNC - ferramentas automatizadas guiadas por instruções digitais para moldar peças complexas com precisão exata. Este artigo revela a essência da tecnologia CNC, traçando sua evolução, seus componentes e seu papel fundamental em setores que vão do aeroespacial ao eletrônico. Mergulhe de cabeça para entender como as máquinas CNC revolucionam a produção, aumentando a velocidade e a qualidade, e descubra as tendências futuras que estão moldando essa tecnologia indispensável.
A tecnologia de controle numérico (NC) é uma tecnologia de controle de máquinas-ferramenta desenvolvida em meados do século XX. O NC é uma tecnologia de controle automático que usa sinais digitais para controlar o movimento e o processo de usinagem de máquinas-ferramenta.
Uma máquina-ferramenta NC é uma máquina-ferramenta que utiliza a tecnologia NC ou, em 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 tecnologia de computador, tecnologia de controle automático, tecnologia de medição de precisão, tecnologia de comunicação e tecnologia mecânica de precisão.
O Quinto Comitê Técnico da Federação Internacional de Processamento de Informações (IFIP) definiu Máquinas-ferramentas NC como máquinas-ferramentas equipadas com sistemas de controle 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.
Como a base da indústria nacional, o setor de manufatura mecânica produz produtos cada vez mais precisos e complexos. Especialmente em campos como aeroespacial, navegação e militar, as peças mecânicas necessárias têm maior precisão, mais formas complexase geralmente têm lotes menores. O processamento desses produtos exige modificações ou ajustes frequentes nos equipamentos, que as máquinas-ferramentas comuns ou as máquinas-ferramentas automatizadas altamente especializadas claramente não são capazes de atender.
Enquanto isso, com a crescente intensidade da concorrência no mercado, as empresas de produção precisam urgentemente melhorar ainda mais a eficiência da produção, a qualidade do produto e reduzir os custos de produção.
Nesse contexto, surgiu um novo tipo de equipamento de produção, as máquinas-ferramentas de controle numérico (NC). Ele aplica de forma abrangente várias conquistas técnicas, como computadores eletrônicos, controle automático, servoacionamentos, medição de precisão e novas estruturas mecânicas, formando a base do futuro setor mecânico e indicando a direção do desenvolvimento de equipamentos do setor de fabricação mecânica.
O desenvolvimento de máquinas-ferramentas de controle numérico (NC) começou nos Estados Unidos. Em 1948, a Parsons Co. concluiu uma tarefa para fabricar 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 comissão e cooperou com o Servo Mechanism Laboratory do Massachusetts Institute of Technology para iniciar o desenvolvimento de máquinas-ferramenta NC.
Após três anos de pesquisa, o primeiro protótipo experimental de máquina-ferramenta NC do mundo foi desenvolvido com sucesso em 1952. Era uma fresadora que usava um sistema de controle contínuo de três coordenadas de interpolação linear baseado no princípio do multiplicador de pulso. Todo o sistema NC usava componentes de tubo eletrônico, e o tamanho do dispositivo NC era ainda maior do que o do corpo da máquina-ferramenta. Após três anos de aprimoramento e pesquisa de programação automática, a máquina-ferramenta entrou em fase de teste em 1955.
Posteriormente, outros países, como a Alemanha, o Reino Unido, o Japão, a antiga União Soviética e a Suécia, também realizaram sucessivamente o desenvolvimento e a produção de máquinas-ferramenta NC. Em 1959, a Keaney & Trecker, nos Estados Unidos, desenvolveu com sucesso um centro de usinagem pela primeira vez. Tratava-se de uma máquina-ferramenta NC equipada com um trocador automático de ferramentas e uma mesa de trabalho rotativa. Ela podia processar vários planos de uma peça de trabalho em vários processos em um único fixação.
No entanto, até o final da década de 1950, devido a fatores como o preço, as máquinas-ferramentas NC eram limitadas a aplicações nos setores militar e de aviação, e a maioria delas eram sistemas de controle contínuo. Até a década de 1960, devido à aplicação de transistores, a confiabilidade dos sistemas NC melhorou ainda mais e os preços diminuíram, e algumas indústrias civis começaram a desenvolver máquinas-ferramenta NC, a maioria delas máquinas-ferramenta de controle de posicionamento de ponto, como furadeiras e prensas de perfuração.
A tecnologia NC não só alcançou aplicação prática em máquinas-ferramenta, mas também se espalhou gradualmente para máquinas de solda, máquinas de corte por chama, etc., expandindo continuamente o escopo das aplicações da tecnologia NC.
Desde o primeiro Máquina CNC A ferramenta CNC foi desenvolvida com sucesso nos Estados Unidos em 1952, as máquinas-ferramenta CNC se desenvolveram rapidamente e foram continuamente atualizadas com o avanço da tecnologia eletrônica, da tecnologia de computadores, do controle automático e da medição de precisão. Elas passaram por cinco estágios de desenvolvimento.
A primeira geração de máquinas-ferramenta CNC: Os sistemas NC que usam componentes de tubos eletrônicos foram usados de 1952 a 1959.
A segunda geração de máquinas-ferramenta CNC: Os sistemas NC que usam circuitos transistorizados foram adotados a partir de 1959.
A terceira geração de máquinas-ferramenta CNC: Os sistemas NC que usam circuitos integrados de pequena e média escala foram adotados a partir de 1965.
A quarta geração de máquinas-ferramenta CNC: Sistemas CNC controlados por pequenos computadores eletrônicos de uso geral que utilizam circuitos integrados de grande escala foram adotados a partir de 1970.
A quinta geração de máquinas-ferramenta CNC: Os sistemas MNC controlados por microcomputadores foram adotados a partir de 1974.
Nos últimos anos, à medida que a microeletrônica e a tecnologia da computação se tornam mais maduras, suas conquistas estão penetrando constantemente em vários campos da fabricação mecânica. Os sistemas de controle numérico direto (DNC) baseados em computador, os sistemas de manufatura flexíveis (FMS) e os sistemas de manufatura integrados por computador (CIMS) surgiram sucessivamente. Esses sistemas avançados de produção automatizada são baseados em máquinas-ferramentas CNC e representam a tendência de desenvolvimento futuro das máquinas-ferramentas CNC.
(1) Sistema de controle numérico direto
O chamado sistema de Controle Numérico Direto (DNC) usa um computador para programar automaticamente várias máquinas-ferramenta CNC. Os resultados da programação são transmitidos diretamente para as caixas de controle de cada máquina-ferramenta CNC por meio de linhas de dados.
O computador central tem capacidade de memória suficiente, o que lhe permite armazenar, gerenciar e controlar um grande número de programas de peças. Ao usar um sistema operacional de compartilhamento de tempo, o computador central pode gerenciar e controlar um grupo de máquinas-ferramenta CNC simultaneamente. Por isso, ele também é chamado de sistema de controle de grupo de computadores.
Atualmente, no sistema DNC, cada máquina-ferramenta CNC tem seu próprio sistema de controle numérico independente e é conectada à rede central de computadores para obter um controle hierárquico. Não se considera mais a possibilidade de um computador completar todas as funções do dispositivo de controle numérico por meio do compartilhamento de tempo.
Com o desenvolvimento da tecnologia DNC, o computador central não apenas compila programas para controlar o processo de usinagem das máquinas-ferramentas CNC, mas também controla o transporte de peças e ferramentas. Isso forma uma linha de produção automática de máquinas-ferramenta CNC controladas por computador, proporcionando condições favoráveis para o desenvolvimento de sistemas de fabricação flexíveis.
(2) Sistema de manufatura flexível
Um sistema de manufatura flexível (FMS), também conhecido como linha automática de controle de grupo de computadores, conecta um grupo de máquinas-ferramentas CNC usando sistemas de transmissão automática e as coloca sob o controle unificado de um computador para formar um sistema de manufatura completo.
Sua característica é que um computador principal gerencia o hardware e o software de todo o sistema. Ele adota o DNC para controlar dois ou mais centros de usinagem CNC e programa e transfere automaticamente as peças de trabalho entre várias máquinas-ferramentas.
Ele utiliza dispositivos como mesas de trabalho intercambiáveis ou robôs industriais para realizar o carregamento e o descarregamento automático de peças, permitindo que as máquinas-ferramentas operem continuamente durante 24 horas por dia com o mínimo de supervisão humana. Por exemplo, o Sistema FMS da empresa japonesa FANUC consiste em 60 máquinas-ferramentas CNC, 52 robôs industriais, dois veículos de transporte automático não tripulados e um depósito automatizado. Esse sistema pode processar 10.000 servomotores por mês.
(3) Sistema de manufatura integrado por computador
Um Sistema de Manufatura Integrado por Computador (CIMS) é um sistema de manufatura integrado e flexível altamente eficiente que usa a mais avançada tecnologia de computação para controlar todo o processo, desde a colocação do pedido, o projeto, o processo, a manufatura e as vendas, a fim de obter a integração do sistema de informações. Ele é aprimorado gradualmente com base na automação de processos (por exemplo, projeto auxiliado por computador, planejamento de processos auxiliado por computador, fabricação auxiliada por computador, sistemas de fabricação flexíveis etc.) combinada com o desenvolvimento de outros sistemas de informações gerenciais.
O CIMS tem vários tipos de computadores e sistemas de software com recursos de análise e controle. Ele conecta todas as atividades de produção da fábrica e, em última análise, alcança uma automação abrangente em toda a fábrica.
Há muitos Tipos de máquinas-ferramenta CNCNo entanto, qualquer tipo de máquina-ferramenta CNC é composto de vários componentes básicos, incluindo mídia de controle, sistema de controle numérico, sistema servo, sistema de controle auxiliar e o corpo da máquina-ferramenta, conforme mostrado na Figura 1-1.
(1) Mídia de controle
Quando o sistema de controle numérico funciona, ele não exige que os operadores manipulem diretamente a máquina-ferramenta, mas a máquina-ferramenta deve executar as intenções do operador. Isso requer o estabelecimento de algum tipo de conexão entre o operador e a máquina-ferramenta. O meio intermediário dessa conexão é chamado de meio de controle. O meio de controle armazena todas as informações de operação necessárias para o processamento da peça e as informações de deslocamento relativo entre a ferramenta e a peça de trabalho.
Portanto, o meio de controle é o portador de informações que transmite as informações de processamento da peça para o dispositivo de controle numérico. Há várias formas de mídia de controle, que diferem dependendo do tipo de dispositivo de controle numérico usado. As mais comuns incluem fita de papel perfurado, cartão perfurado, fita magnética, disquete e mídia de interface USB.
As informações de processamento registradas no meio de controle precisam ser transmitidas para o dispositivo de controle numérico por meio do dispositivo de entrada. Os dispositivos de entrada comuns incluem máquinas de entrada de fita de papel fotoelétrica, gravadores de fita magnética, unidades de disquete e interfaces USB.
Além dos meios de controle acima, algumas máquinas-ferramentas CNC usam mostradores digitais, plugues digitais ou inserem programas e dados diretamente usando um teclado. Além disso, com o desenvolvimento da tecnologia CAD/CAM, alguns equipamentos de controle numérico usam software CAD/CAM para programar em outros computadores e, em seguida, se comunicam com o sistema de controle numérico (como uma LAN) para transmitir diretamente o programa e os dados para o dispositivo de controle numérico.
(2) Sistema de controle numérico
O dispositivo de controle numérico é um sistema de controle e o elo central das máquinas-ferramentas CNC. Ele pode ler automaticamente os números fornecidos pelo meio de entrada e decodificá-los para fazer a alimentação da máquina-ferramenta e usinar as peças. Um sistema de controle numérico geralmente consiste em quatro partes: dispositivo de entrada, controlador, unidade aritmética e dispositivo de saída, conforme mostrado na Figura 1-2.
O dispositivo de entrada recebe o código emitido pelo leitor de fita perfurada e, após a identificação e a decodificação, insere-os nos registros correspondentes. Essas instruções e dados servirão como dados brutos para controle e 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, controle de velocidade do fuso e interruptor de refrigeração, etc.), bem como controlar o ciclo de trabalho de toda a máquina (como controlar o início ou a parada do leitor, controlar a operação da unidade aritmética e controlar os sinais de saída, etc.).
A unidade aritmética recebe instruções do controlador, executa determinados cálculos nos 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 controle 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 cada segmento do programa são enviados para a unidade aritmética e, após o cálculo, a "densificação de dados" é realizada 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, aciona o eixo de coordenadas correspondente por meio de amplificação de potência e faz com que a máquina-ferramenta conclua o movimento relativo da ferramenta e da peça de trabalho.
Atualmente, os microcomputadores são usados como dispositivos de controle numérico. A unidade central de processamento (CPU) do microcomputador, também conhecida como microprocessador, é um circuito integrado de grande escala. Ela integra a unidade aritmética e o controlador em um único chip de circuito integrado. No microcomputador, os circuitos de entrada e saída usam circuitos integrados de grande escala, chamados de interfaces de E/S. O microcomputador tem registros de grande capacidade e usa mídia de armazenamento de alta densidade, como memória semicondutora e memória de disco.
A memória pode ser dividida em dois tipos: memória somente de leitura (ROM) e memória de acesso aleatório (RAM). A primeira é usada para armazenar o programa de controle do sistema, e a segunda armazena os parâmetros de trabalho durante a operação do sistema ou o programa de processamento de peças do usuário. O princípio de funcionamento do dispositivo de controle numérico de microcomputador é o mesmo do dispositivo de controle numérico de hardware acima, exceto pelo fato de que o primeiro usa hardware geral, e as diferentes funções são obtidas com a alteração do software, o que o torna mais flexível e econômico.
(3) Sistema Servo
O sistema servo consiste em um motor de servoacionamento e um dispositivo de servoacionamento, e é a parte executiva do sistema de controle numérico. O sistema servo recebe informações de instrução do sistema de controle numérico e move as peças móveis da máquina-ferramenta ou executa ações da peça de execução de acordo com os requisitos das informações de instrução.
Para processar peças de trabalho que atendam às especificações exigidas. As informações de instrução são refletidas em informações de pulso, e o deslocamento causado por cada pulso para as peças móveis da máquina-ferramenta é chamado de equivalente de pulso. Os equivalentes de pulso geralmente usados no processamento mecânico são 0,01 mm/pulso, 0,005 mm/pulso e 0,001 mm/pulso, e o equivalente de pulso atual usado nos sistemas de controle numérico é geralmente 0,001 mm/pulso.
O sistema servo é um componente essencial da máquina-ferramenta CNC, e sua qualidade afeta diretamente a velocidade, a posição, a precisão etc. da usinagem CNC. Os dispositivos de acionamento comumente usados no mecanismo servo variam de acordo com o tipo de sistema de controle numérico. Nos sistemas de controle de malha aberta, os motores de passo e os motores de pulso eletro-hidráulicos são normalmente usados nos servomecanismos; os sistemas de malha fechada usam motores CC de velocidade ajustável e dispositivos de servoacionamento eletro-hidráulicos, etc.
(4) Sistema de controle auxiliar
O sistema de controle auxiliar é um forte dispositivo de controle elétrico entre o dispositivo de controle numérico e os componentes mecânicos e hidráulicos da máquina-ferramenta. Ele recebe sinais de instrução, como mudança de velocidade do movimento principal, troca de seleção de ferramenta e saída de ação do dispositivo auxiliar pelo dispositivo de controle numérico e, após a compilação necessária, o julgamento lógico e a amplificação de potência, aciona diretamente os componentes elétricos, hidráulicos, pneumáticos e mecânicos correspondentes para concluir várias ações prescritas. Além disso, alguns sinais de comutação são transmitidos ao dispositivo de controle numérico para processamento por meio do sistema de controle 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 o leito) e em várias partes móveis (como a mesa de trabalho, o sela, o fuso etc.). É a parte mecânica que completa vários processos de corte e é um aprimoramento baseado em máquinas-ferramentas convencionais. Ela tem as seguintes características:
As máquinas-ferramentas CNC adotam fusos de alto desempenho e sistemas de servoacionamento, bem como dispositivos de transmissão mecânica.
A estrutura mecânica da máquina-ferramenta CNC tem alta rigidez, precisão de amortecimento e resistência ao desgaste.
São usados componentes de transmissão mais eficientes, como pares de fusos de esferas e guias lineares de rolagem.
Em comparação com as máquinas-ferramentas manuais tradicionais, as máquinas-ferramentas CNC passaram por muitas mudanças na aparência externa, no layout geral, na estrutura dos componentes dos sistemas de transmissão e de ferramentas e nos mecanismos operacionais. O objetivo dessas mudanças é atender aos requisitos das máquinas-ferramentas CNC e utilizar plenamente suas características. Portanto, é necessário estabelecer novos conceitos para o projeto de máquinas-ferramentas CNC.
Em comparação com as máquinas-ferramentas convencionais, a diferença no princípio de funcionamento das máquinas-ferramentas CNC está no fato de que elas são processadas de acordo com instruções fornecidas em formato digital. Normalmente, são necessárias as seguintes etapas:
(1) Com base no padrão e nas condições técnicas do desenho da peça, escreva o programa de usinagem para a peça e registre-o no meio de controle ou no suporte;
(2) Insira o programa no suporte do programa no dispositivo de controle numérico do computador por meio do dispositivo de entrada;
(3) O dispositivo de controle numérico do computador processa o programa de entrada por meio de cálculos e envia sinais de instrução para o sistema servo e o dispositivo de controle auxiliar de cada coordenada por meio do dispositivo de saída;
(4) O sistema servo amplifica os sinais de instrução recebidos, aciona as partes móveis da máquina-ferramenta e o dispositivo de controle auxiliar controla a operação do motor do fuso de acordo com os sinais de instrução;
(5) A ferramenta e a peça de trabalho são acionadas para se moverem uma em relação à outra por meio dos componentes mecânicos da máquina-ferramenta para produzir uma peça de trabalho que atenda aos requisitos do padrão;
(6) O sistema de feedback de detecção de posição detecta o movimento da máquina-ferramenta e envia o sinal de volta ao dispositivo de controle numérico para reduzir os erros de usinagem.
É claro que, nas máquinas-ferramentas de ciclo aberto, não há sistema de detecção e feedback.
Em comparação com as máquinas-ferramentas convencionais, as máquinas-ferramentas CNC são máquinas-ferramentas eletromecânicas integradas altamente eficientes e automatizadas que têm as seguintes características de processamento:
(1) Ampla adaptabilidade e alta flexibilidade:
As máquinas-ferramentas CNC podem ser reprogramadas e inseridas para processar objetos diferentes. Em alguns casos, apenas parte do programa precisa ser modificada ou instruções especiais devem ser utilizadas (como o uso da instrução de função de zoom para processar peças do mesmo formato, mas de tamanhos diferentes). Isso proporciona grande conveniência para a produção de peças únicas, pequenos lotes, várias variedades, transformação de produtos e produção de teste de novos produtos, reduzindo consideravelmente a preparação da produção e o ciclo de produção de teste.
(2) Alta precisão de usinagem e qualidade estável:
Devido ao uso de um sistema servo digital, o dispositivo CNC gera uma quantidade de deslocamento correspondente (chamada de equivalente de pulso) da máquina-ferramenta para cada pulso de saída, que pode chegar a 0,1~1μm. O parafuso de transmissão da máquina-ferramenta adota compensação intermitente, e o erro de inclinação e o erro de transmissão podem ser controlados por um sistema de loop fechado, de modo que a máquina-ferramenta CNC pode alcançar alta precisão de usinagem.
Por exemplo, em centros de usinagem de precisão, a precisão de posicionamento geralmente é de até um erro de (0,005 a 0,008) mm por 300 mm de comprimento, e a precisão da repetibilidade pode chegar a 0,001 mm. Além disso, a máquina-ferramenta CNC tem boa rigidez estrutural e estabilidade térmica, garantindo a precisão da fabricação. Seu método de processamento automático evita erros de operação humana, garante uma qualidade de usinagem estável e tem uma alta taxa de aprovação. A máquina-ferramenta CNC pode alcançar a articulação de vários eixos e pode processar superfícies complexas que são difíceis ou impossíveis de processar em máquinas-ferramentas convencionais.
(3) Alta produtividade:
A máquina-ferramenta CNC pode selecionar os parâmetros de processamento mais favoráveis para realizar o processamento contínuo de vários processos. Ela também pode realizar a supervisão de várias máquinas. Devido à adoção de medidas de aceleração e desaceleração, as peças móveis da máquina-ferramenta podem se mover e se posicionar rapidamente, economizando bastante o tempo ocioso durante o processo de processamento.
(4) Boa eficiência econômica:
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 alto, sua alta eficiência de produção economiza tempo auxiliar (como trefilação, ajuste da máquina, inspeção de processamento, etc.) e reduz os custos diretos de produção de peças únicas e de pequenos lotes. A precisão de usinagem estável das máquinas-ferramentas CNC reduz a taxa de refugo e diminui ainda mais os custos de produção.
As características de desempenho das máquinas-ferramentas CNC determinam seu escopo de aplicação. Para a usinagem CNC, os objetos a serem usinados podem ser divididos em três categorias, de acordo com sua adequação.
(1) A categoria mais adequada:
Peças com requisitos de alta precisão de usinagem, formas e estruturas complexas, especialmente aquelas com curvas complexas, contornos de superfície curvos ou peças com cavidades internas não lisas. Essas peças são difíceis de processar em máquinas-ferramentas convencionais, e é difícil detectar e garantir a qualidade. Peças que exigem fresamento, perfuração, fresagem, ranhura ou rosqueamento em uma única fixação.
(2) Categoria relativamente adequada:
Peças caras, difíceis de obter e que não podem ser descartadas. Ao usinar essas peças em máquinas-ferramentas convencionais, há certas dificuldades e elas são facilmente afetadas por vários fatores, 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.
Portanto, as máquinas-ferramentas CNC podem ser escolhidas para uma usinagem confiável. Elas são usadas para peças que têm baixa eficiência de produção e alta intensidade de mão de obra quando processadas em máquinas-ferramentas de uso geral, e para peças que exigem boa consistência na comparação de tamanhos ou em testes de desempenho, e para peças produzidas em pequenos lotes de diversas variedades e especificações.
(3) Categoria não adequada:
Peças que exigem um posicionamento de referência aproximado usando peças em bruto para processamento ou que exigem ajuste manual para posicionamento. Peças com permissões de usinagem instáveis quando não há um sistema de detecção on-line na máquina-ferramenta CNC que possa detectar e ajustar automaticamente a coordenada de posição da peça. Peças que exigem equipamentos de processo específicos ou que são processadas com base em amostras ou protótipos e peças que exigem produção em massa.
À medida que o desempenho, a funcionalidade e o custo das máquinas-ferramentas CNC continuam a melhorar, juntamente com o aprimoramento e a atualização contínuos de Ferramentas de usinagem CNC e ferramentas auxiliares, o uso de máquinas-ferramentas CNC para produção em massa está aumentando gradualmente. Portanto, a adequação é relativa e mudará 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 automação são importantes tendências de desenvolvimento das máquinas-ferramentas CNC. Para uma única máquina, não só é necessário melhorar sua flexibilidade e nível de automação, mas também é necessário ter a adaptabilidade de sistemas de fabricação flexíveis de nível superior e sistemas integrados por computador.
A velocidade do fuso dos equipamentos CNC produzidos 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 menor que 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 se desenvolvendo no sentido de serialização, modularização, alto desempenho e sistematização.
Todos os seus sistemas CNC usam 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 chegar a 0,1 μm, a velocidade de alimentação de alta velocidade pode chegar a 100 m/min e até 16 eixos de controle podem ser usados, utilizando tecnologia elétrica e mecânica avançada.
Em termos de sistemas de acionamento, os sistemas de acionamento CA estão se desenvolvendo rapidamente. Os acionamentos CA evoluíram de analógicos para digitais, e os controladores compostos principalmente por amplificadores operacionais e outros dispositivos analógicos estão sendo substituídos por componentes digitais integrados compostos principalmente por microprocessadores, superando assim os pontos fracos, como desvio de zero e desvio de temperatura.
Como máquina de trabalho, as máquinas-ferramentas têm fornecido ferramentas e métodos de fabricação 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 sendo indispensáveis.
Olhando para o futuro, uma nova rodada de revolução industrial traz novos desafios e oportunidades para o desenvolvimento de máquinas-ferramentas CNC. A integração da tecnologia de fabricação avançada com a nova geração de tecnologia da informação e inteligência artificial também oferece suporte técnico para a inovação tecnológica, a substituição de produtos e a atualização industrial das máquinas-ferramentas CNC.
As máquinas-ferramentas CNC avançarão em direção ao alto desempenho, à multifuncionalidade, à personalização, à inteligência e à tecnologia verde, e adotarão a futura tecnologia de computação quântica para fornecer ferramentas de fabricação mais poderosas, convenientes e eficazes para a nova revolução industrial e o progresso da civilização humana.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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