Con el desarrollo de la tecnología de la información moderna, y en particular de la nueva generación tecnológica asociadas a la inteligencia artificial, se abren nuevas oportunidades para el desarrollo de la máquina-herramienta inteligente. La característica esencial del IMT es adquirir y acumular conocimiento a través del aprendizaje, y presenta tecnologías habilitadoras clave originales, incluido el enfoque analítico basado en el dominio de instrucción, la tecnología de modelado híbrido teórico y basado en big data, y el método de control de código doble.
Estamos acostumbrados a hablar del multitask como la incorporación de tecnologías y funciones a una máquina para poder hacer el mayor número de operaciones a una pieza en la misma atada, con objeto de reducir tiempos de mecanizado y mejorar la calidad. Sin embargo, hay otras consideraciones que se puede incluir dentro del concepto multitask como es la digitalización que permite hacer pasar a las máquinas a nuevos estadios de realización de funciones que en la actualidad están en manos de los operarios. Este nuevo estadio, que se está consiguiendo paso a paso, es la máquina que pueda llevar a cabo la fabricación inteligente.
La fabricación inteligente es uno de los elementos más importantes de la nueva revolución industrial, que es el desarrollo digital, en red e inteligente de la industria manufacturera. Como el foco principal de Internet industrial en los Estados Unidos, la Industria 4.0 en Alemania y la iniciativa de fabricación correspondiente en otros países, la fabricación inteligente integra profundamente la tecnología de información avanzada, y especialmente la nueva generación de inteligencia artificial (IA), con la tecnología de fabricación, para promover la nueva revolución industrial.
La máquina-herramienta es la base de la industria de fabricación, y su nivel de intelectualización tiene una influencia crítica en la implantación de la fabricación inteligente. Acelerar el desarrollo de la máquina-herramienta hacia la inteligencia no es solo una demanda urgente para la transformación y mejora de la industria de la máquina-herramienta, sino también un elemento vital y una base para la construcción de un país fabricante diferenciado tecnológicamente.
Se propusieron tres paradigmas clásicos para la fabricación inteligente: fabricación digital, fabricación en red digital y fabricación inteligente de nueva generación. Estos paradigmas indican la dirección del desarrollo de la fabricación inteligente. A partir de estos tres paradigmas y del desarrollo histórico de la máquina-herramienta, la evolución de la máquina-herramienta, de la tradicional máquina-herramienta operada manualmente (MOMT) a la máquina-herramienta inteligente (IMT), se puede dividir en tres etapas: la máquina-herramienta de control numérico (NCMT), la máquina-herramienta smart (SMT) y la IMT.
La primera etapa en la evolución de la máquina-herramienta es el NCMT, en el que se inserta un sistema de controlador numérico (NC) entre el usuario humano y la máquina-herramienta. El trabajo manual del ser humano se transfiere al controlador en esta etapa.
La segunda etapa es el SMT, en el que la red y otras tecnologías de la información se integran con el NCMT; esto permite que la máquina-herramienta detecte información del entorno de mecanizado y se conecte con diferentes dispositivos. En esta etapa, parte de las actividades de detección y el trabajo mental del ser humano que proporciona conocimientos se transfieren a la máquina-herramienta.
La tercera etapa es la IMT, en la que se integra la nueva generación de tecnología AI con la máquina-herramienta; esto otorga a la máquina-herramienta la capacidad de aprender, generar y acumular conocimientos. En esta etapa, parte del trabajo intelectual de aprendizaje-conocimiento del ser humano se transfiere al IMT.
Evolución de la máquina-herramienta hacia las IMT
La tradicional máquina-herramienta operada manualmente (MOMT)
Como el comienzo de la máquina-herramienta, el MOMT puede considerarse como una integración de un usuario humano con el sistema físico de una máquina-herramienta. Utilizando su capacidad de detección y toma de decisiones, un ser humano manipula el MOMT para ejecutar el mecanizado. En el proceso de mecanizado con MOMT, las tareas de detección y análisis de información, toma de decisiones y control de la máquina-herramienta son totalmente realizadas por el ser humano. El MOMT es un sistema físico-humano típico (HPS).
La máquina herramienta de control numérico (NCMT)
Con el desarrollo de la tecnología de control numérico, la máquina-herramienta se convirtió en NCMT. Se inserta un CN entre el lado humano y el lado de la máquina-herramienta, y la información de mecanizado se envía al CN a través del código G. De esta manera, el trabajo manual del ser humano (es decir, el trabajo de operación) es realizado por el NC para controlar el movimiento de la máquina-herramienta.
El NCMT es un sistema ciberfísico humano (HCPS), en el que se inserta un sistema cibernético (es decir, el NC) que conecta el lado humano con el lado físico. En comparación con el MOMT, la característica esencial del NCMT es la adición del NC (es decir, el sistema cibernético) entre el lado humano y el cuerpo físico de la máquina-herramienta. El NC juega un papel importante en el proceso de mecanizado; se hace cargo de la mayor parte del trabajo humano para controlar la máquina-herramienta y completar las tareas de mecanizado.
Como el NCMT solo puede controlar la trayectoria de movimiento de la herramienta y la pieza de trabajo a través del código G, carece de la capacidad de detectar, obtener retroalimentación, aprender o modelar el estado de trabajo real de la máquina-herramienta (por ejemplo, la fuerza de corte, la inercia, la fuerza de fricción, la vibración, la deformación térmica, el cambio ambiental, etc.). Esto puede conducir a una desviación del camino real del teórico, lo que afectará a la calidad del procesamiento de la superficie y la eficiencia de producción. Por tanto, el NCMT carece de intelectualización.
La máquina herramienta Smart (SMT)
Con el desarrollo de la tecnología "Internet+" en la última década, las tecnologías de Internet, Internet de las cosas (IoT) y la detección inteligente se han aplicado al servicio remoto, la supervisión de condiciones, el diagnóstico de fallos, mantenimiento y gestión de la máquina-herramienta. Se ha llevado a cabo la investigación y la práctica en la aplicación de estas tecnologías a las máquinas-herramienta, especialmente por grandes marcas. Estas empresas han lanzado sus propias SMT. La característica esencial del SMT se puede describir como "sensor de internet+"; por lo tanto, el SMT aborda el problema de que el NCMT carece de la capacidad de detectar o conectarse adecuadamente.
Para poder ver el contenido completo tienes que estar suscrito. El contenido completo para suscriptores incluye informes y artículos en profundidad
