La tecnología de mecanizado CNC no solo ha supuesto cambios revolucionarios en la fabricación tradicional, convirtiéndola en un símbolo de industrialización, sino que, con su continuo desarrollo y la expansión de sus campos de aplicación, ha desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de importantes industrias de la economía nacional y la vida de las personas. Un papel aún más importante. Si bien hace más de diez años se ha consolidado la tendencia hacia la alta precisión y la alta velocidad, el desarrollo científico y tecnológico es inagotable. El significado de alta precisión y alta velocidad cambia constantemente, desarrollándose hacia los límites de la precisión y la velocidad.
Desde la perspectiva de la tendencia de desarrollo de la tecnología de mecanizado CNC en el mundo, existen principalmente los siguientes aspectos:
1. El desarrollo de máquinas herramienta de alta velocidad, precisas, inteligentes y miniaturizadas.
Con la amplia aplicación de materiales de aleación ligera en industrias como la automoción y la industria aeroespacial, el mecanizado de alta velocidad se ha convertido en una importante tendencia de desarrollo en la tecnología de fabricación. Este método ofrece las ventajas de acortar el tiempo de mecanizado, mejorar la precisión y la calidad superficial, y se utiliza cada vez más en la fabricación de moldes y otros campos. La alta velocidad de las máquinas herramienta requiere un nuevo sistema de control numérico, un husillo eléctrico de alta velocidad y un servomotor de alta velocidad, así como la optimización y reducción del peso de la estructura de la máquina herramienta.
El mecanizado de alta velocidad no se limita solo al equipo en sí, sino también a la integración de máquinas herramienta, herramientas, portaherramientas, utillajes y tecnología de programación CNC, así como a la calidad del personal. El objetivo final de la alta velocidad es aumentar la eficiencia. La máquina herramienta es solo una de las claves para lograr una alta eficiencia. No lo es todo. La eficiencia y los beneficios de la producción están en la punta de la navaja.
2. El rápido desarrollo de las máquinas herramienta de mecanizado de cinco ejes y de mecanizado compuesto.
El varillaje de cinco ejes se utiliza para procesar piezas con superficies curvas tridimensionales, y la mejor geometría de la herramienta permite el corte, lo que no solo ofrece un acabado de alta calidad, sino que también mejora considerablemente la eficiencia. Generalmente, se considera que la eficiencia de una máquina herramienta con varillaje de cinco ejes puede ser igual a la de dos máquinas herramienta con varillaje de tres ejes, especialmente en el fresado a alta velocidad de piezas de acero endurecido con nitruro de boro cúbico y otros materiales superduros. El mecanizado con varillaje de cinco ejes es comparable al de tres ejes.
El procesamiento es más efectivo. Sin embargo, anteriormente, debido a la compleja estructura de la máquina anfitriona del sistema CNC de cinco ejes, su precio era varias veces superior al de la máquina herramienta CNC de tres ejes, y la tecnología de programación era más compleja, lo que limitó el desarrollo de la máquina herramienta de cinco ejes. El desarrollo actual de la tecnología de mecanizado CNC ha simplificado considerablemente la estructura de los cabezales de husillo compuestos para el mecanizado simultáneo de cinco ejes, reduciendo significativamente la dificultad y el costo de fabricación, y reduciendo la brecha de precios de los sistemas CNC. Por lo tanto, la tecnología de cinco ejes ha impulsado el desarrollo de máquinas herramienta de cinco ejes con cabezal de husillo compuesto y máquinas herramienta de procesamiento compuesto.
3. El desarrollo de nuevas estructuras, nuevos materiales y nuevos métodos de diseño.
La alta velocidad y precisión de las máquinas herramienta exigen simplificar y aligerar su estructura para reducir el impacto negativo de la inercia de sus componentes en la precisión del mecanizado y mejorar considerablemente su rendimiento dinámico. Por ejemplo, la optimización topológica de los componentes de las máquinas herramienta mediante análisis de elementos finitos, el diseño de estructuras de caja dentro de caja, el uso de estructuras soldadas huecas y el uso de materiales de aleación de plomo han comenzado a pasar del laboratorio a la práctica.
El diseño y desarrollo de máquinas herramienta CNC debe migrar del CAD 2D al CAD 3D lo antes posible. El modelado y la simulación tridimensionales son la base del diseño moderno y la base de la superioridad tecnológica de las empresas. Con base en este diseño tridimensional, se integran CAD/CAM/CAE/PDM para acelerar el desarrollo de nuevos productos, garantizar su puesta en marcha sin problemas y lograr gradualmente la gestión del ciclo de vida del producto.
4. El desarrollo de sistemas CNC abiertos
Muchos países han investigado los sistemas CNC abiertos, y su apertura se ha convertido en el futuro de estos sistemas. El llamado sistema CNC abierto permite que su desarrollo se oriente a fabricantes de máquinas herramienta y usuarios finales en una plataforma operativa unificada, modificando, añadiendo o cortando objetos estructurales (funciones CNC) para formar una serie. Además, integra fácilmente aplicaciones especiales y conocimientos técnicos en el sistema de control para implementar rápidamente sistemas CNC abiertos de diferentes variedades y grados, creando productos de marcas reconocidas con personalidades distintivas.
Existen tres tipos de sistemas CNC abiertos: A. Sistema totalmente abierto, es decir, un sistema de control numérico basado en microcomputadoras, que utiliza una microcomputadora como plataforma y un sistema operativo en tiempo real, que desarrolla diversas funciones del sistema de control numérico, transmite datos a través de una servotarjeta y controla el movimiento de un motor de eje de coordenadas. B. Sistema integrado, es decir, CNC + PC, donde el CNC controla el movimiento del motor de eje de coordenadas, y la PC actúa como interfaz hombre-máquina y comunicación en red. C. Sistema de fusión, que añade una placa base de PC sobre la base del CNC, proporciona operación por teclado y mejora la función de interfaz hombre-máquina. La especificación de la arquitectura, la especificación de la comunicación, la especificación de la configuración, la plataforma operativa, la biblioteca de funciones del sistema CNC y las herramientas de desarrollo de software de funciones del sistema CNC del sistema CNC abierto son el núcleo de la investigación actual.
5. Desarrollo de sistemas de fabricación reconfigurables
A medida que se acelera la velocidad de las actualizaciones de productos, la reconfigurabilidad de las máquinas herramienta especiales y la reorganizabilidad de los sistemas de fabricación son cada vez más importantes. A través de la modularización de las unidades de mecanizado CNC y los componentes funcionales, el sistema de fabricación se puede reorganizar y configurar rápidamente para satisfacer las necesidades de producción de productos modificados. La estandarización de la interfaz y la estandarización de los software mecánicos, eléctricos y electrónicos, de líquidos y gases, y de control es la clave para lograr la reorganización.
6. Desarrollo de máquinas herramienta virtuales y fabricación virtual
Para acelerar la velocidad de desarrollo y la calidad de nuevas máquinas herramienta, con la ayuda de la tecnología de realidad virtual en la etapa de diseño, puede evaluar la corrección y el rendimiento del diseño de la máquina herramienta antes de que se fabrique la máquina herramienta y encontrar varios errores en el proceso de diseño en una etapa temprana para reducir la pérdida y mejorar la calidad del desarrollo de nuevas máquinas herramienta.
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