Las máquinas herramientas CNC (máquina herramienta de control numérico de computadora) son uno de los equipos centrales de la industria de fabricación moderna, y se utilizan ampliamente en aeroespacial, fabricación de automóviles, moldes de precisión, equipos médicos y otros campos. Controla con precisión el movimiento de las herramientas a través de instrucciones del programa para lograr un procesamiento eficiente y de alta precisión de piezas complejas. Entonces, ¿cómo funcionan las máquinas herramientas CNC? ¿Qué tecnologías clave admiten su operación eficiente? Este artículo le dará un análisis en profundidad del principio de funcionamiento y la tecnología central de las máquinas herramientas CNC.

 

1. El principio de trabajo básico de las máquinas herramientas de CNC

El principio de funcionamiento de las máquinas herramientas CNC es convertir el programa CNC diseñado (código G) en instrucciones de control a través de un sistema de control de computadora, impulsar los diversos componentes de la máquina herramienta para trabajar juntos y completar el corte de materiales, perforación, fresado, giro y otras tareas de procesamiento.

Su proceso básico incluye los siguientes pasos:

Entrada de programación: el operador utiliza el software CAD/CAM para compilar la información geométrica y la ruta de procesamiento de la pieza en un programa CNC y cargarlo en el sistema de máquinas herramienta.

Programa de análisis del sistema CNC: el controlador CNC analiza el código G en instrucciones reconocibles, controla el movimiento de cada eje y velocidad del huso, ruta de herramienta, etc.

Ejecución del accionamiento del sistema del servo: el sistema CNC controla el motor a través de servo disco, impulsa el banco de trabajo y la herramienta para moverse con precisión de acuerdo con las instrucciones.

Ejecución de procesamiento: la herramienta corta los materiales en la ruta controlada para lograr la forma y el tamaño esperados del procesamiento de piezas.

A través de este sistema automático de control de circuito cerrado, las máquinas herramientas de CNC pueden lograr capacidades de procesamiento de forma de alta precisión, repetibles y complejas.

 

2. Análisis de tecnología central de máquinas herramientas CNC

La razón por la cual las máquinas herramientas CNC pueden ocupar una posición central en la fabricación moderna es inseparable del soporte de las siguientes tecnologías clave:

1. Sistema CNC (sistema de control)

El sistema CNC es el cerebro de las máquinas de máquinas CNC, responsables del análisis de instrucciones y la programación de ejecución. Los sistemas principales actuales incluyen Siemens, Fanuc, Mitsubishi, Heidenhain, etc., con funciones inteligentes como enlace de eje múltiple, compensación en tiempo real y diagnóstico automático de fallas.

 

2. Servo Drive y Servo Motor

El sistema servo controla la precisión del movimiento de cada eje de la máquina herramienta. A través de un sistema de control de circuito cerrado (generalmente se logra la posición de retroalimentación por un codificador), se logra un control de alimentación de alta precisión y alta precisión, que es la base para el procesamiento de alta precisión.

 

3. Estructura mecánica y partes móviles

La estructura mecánica de la máquina herramienta CNC, como el lecho, los rieles de guía y los tornillos de plomo, determina la rigidez y la estabilidad general. Los tornillos de bola de alta precisión, las guías lineales, las unidades de huso, etc. son enlaces importantes en el control de precisión para garantizar un movimiento suave y un posicionamiento preciso durante el procesamiento.

 

4. Sistema automático de cambio de herramientas (ATC)

El cambiador automático de herramientas puede cambiar automáticamente diferentes herramientas de procesamiento de acuerdo con el programa, mejorando significativamente la eficiencia del procesamiento. Es especialmente común en las máquinas herramientas centrales de mecanizado.

 

5. Sistema de enfriamiento y lubricación

Para evitar el sobrecalentamiento de la herramienta, la deformación de la pieza de trabajo y el desgaste de la máquina herramienta, las máquinas herramientas CNC generalmente están equipadas con sistemas automáticos de enfriamiento y lubricación para extender la vida útil de la herramienta y garantizar la estabilidad del procesamiento.

 

6. Tecnología de programación (CAD/CAM)

A través del software de diseño asistido por computadora (CAD) y de fabricación (CAM), los dibujos de diseño de productos se pueden convertir en programas ejecutables de código G para lograr una programación rápida, una optimización automática de rutas y mejorar la eficiencia de producción.

 

3. Tendencia de desarrollo inteligente de las máquinas herramientas de CNC

En los últimos años, las máquinas herramientas CNC están evolucionando hacia 'inteligente, automatizada y en red':

Linkage de múltiples eje: las máquinas herramientas de cinco ejes y seis ejes se están volviendo cada vez más populares y pueden procesar estructuras superficiales más complejas;

Monitoreo remoto: a través de la Internet de las cosas industriales (IIOT), se logra el monitoreo remoto del estado del equipo, la recopilación y el análisis de datos;

Procesamiento asistido por AI: se están introduciendo compensación inteligente, predicción del desgaste de herramientas y estrategias de procesamiento adaptativo para mejorar el nivel de automatización y tasa de rendimiento;

Optimización de interacción humana-computadora: la interfaz de operación de tipo táctil, el sistema de varios idiomas y la programación gráfica más simple reducen en gran medida el umbral operativo.

 

Conclusión

Como el núcleo de la fabricación de equipos de alta gama, las máquinas de máquinas CNC integran tecnologías multidisciplinarias, como ingeniería mecánica, información electrónica, control de computadora y fabricación inteligente, y continúan promoviendo la producción industrial a una mayor precisión y una mayor eficiencia. Comprender su principio de trabajo y tecnología central no solo ayuda a aplicar mejor las máquinas herramientas, sino que también proporciona una referencia importante para las empresas en actualizaciones tecnológicas y la selección de equipos.

En el futuro, con la integración continua de tecnologías como la inteligencia artificial, los big data y 5G, las máquinas herramientas CNC desempeñarán un papel más importante en las fábricas digitales y los sistemas de fabricación inteligentes, ayudando a la industria de la fabricación a avanzar hacia una nueva era más inteligente y eficiente.