El mecanizado CNC es un proceso de fabricación en el que un software informático preprogramado dicta el movimiento de las herramientas y maquinaria de la fábrica. El proceso se puede utilizar para controlar una variedad de maquinaria compleja, desde rectificadoras y tornos hasta fresadoras y fresadoras. Con el mecanizado CNC, las tareas de corte tridimensional se pueden realizar con un solo conjunto de indicaciones.
Abreviatura de "control numérico por computadora", el proceso CNC se ejecuta en contraste con las limitaciones del control manual, y por lo tanto reemplaza, donde se necesitan operadores vivos para indicar y guiar los comandos de las herramientas de mecanizado mediante palancas, botones y ruedas. Para el observador, un sistema CNC puede parecerse a un conjunto normal de componentes de computadora, pero los programas de software y las consolas empleados en el mecanizado CNC lo distinguen de todas las demás formas de computación.
¿Cómo funciona el mecanizado CNC?
Cuando se activa un sistema CNC, los cortes deseados se programan en el software y se dictan a las herramientas y maquinaria correspondientes, que llevan a cabo las tareas dimensionales según lo especificado, de forma muy similar a un robot.
En la programación CNC, el generador de código dentro del sistema numérico a menudo asumirá que los mecanismos son perfectos, a pesar de la posibilidad de errores, que es mayor cuando se dirige una máquina CNC para cortar en más de una dirección simultáneamente. La ubicación de una herramienta en un sistema de control numérico está delineada por una serie de entradas conocidas como programa de pieza.
Con una máquina de control numérico, los programas se ingresan mediante tarjetas perforadas. Por el contrario, los programas para máquinas CNC se envían a los ordenadores a través de pequeños teclados. La programación CNC se conserva en la memoria de una computadora. El código en sí está escrito y editado por programadores. Por tanto, los sistemas CNC ofrecen una capacidad computacional mucho más amplia. Lo mejor de todo es que los sistemas CNC no son de ninguna manera estáticos, ya que se pueden agregar mensajes más nuevos a programas preexistentes mediante un código revisado.
PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC
En CNC, las máquinas se operan mediante control numérico, en el que se designa un programa de software para controlar un objeto. El lenguaje detrás del mecanizado CNC se conoce alternativamente como código G y está escrito para controlar los diversos comportamientos de una máquina correspondiente, como la velocidad, el avance y la coordinación.
Básicamente, el mecanizado CNC permite preprogramar la velocidad y la posición de las funciones de la máquina herramienta y ejecutarlas mediante software en ciclos repetitivos y predecibles, todo ello con poca participación de los operadores humanos. Debido a estas capacidades, el proceso se ha adoptado en todos los rincones del sector manufacturero y es especialmente vital en las áreas de producción de metal y plástico.
Para empezar, se concibe un dibujo CAD en 2D o 3D, que luego se traduce a código de computadora para que lo ejecute el sistema CNC. Después de ingresar el programa, el operador lo prueba para asegurarse de que no haya errores en la codificación.
Sistemas de mecanizado de circuito abierto/cerrado
El control de posición se determina mediante un sistema de bucle abierto o de bucle cerrado. En el primero, la señalización discurre en una única dirección entre el controlador y el motor. Con un sistema de circuito cerrado, el controlador es capaz de recibir retroalimentación, lo que hace posible la corrección de errores. Por tanto, un sistema de circuito cerrado puede rectificar irregularidades en velocidad y posición.
En el mecanizado CNC, el movimiento suele dirigirse entre los ejes X e Y. La herramienta, a su vez, se posiciona y guía mediante motores paso a paso o servomotores, que replican movimientos exactos según lo determinado por el código G. Si la fuerza y la velocidad son mínimas, el proceso se puede ejecutar mediante control de bucle abierto. Para todo lo demás, el control de circuito cerrado es necesario para garantizar la velocidad, consistencia y precisión requeridas para aplicaciones industriales, como la metalurgia.
El mecanizado CNC está completamente automatizado
En los protocolos CNC actuales, la producción de piezas mediante software preprogramado está mayoritariamente automatizada. Las dimensiones de una pieza determinada se establecen con software de diseño asistido por computadora (CAD) y luego se convierten en un producto terminado real con software de fabricación asistida por computadora (CAM).
Cualquier pieza de trabajo determinada podría requerir una variedad de máquinas herramienta, como taladros y cortadores. Para satisfacer estas necesidades, muchas de las máquinas actuales combinan varias funciones diferentes en una sola celda. Alternativamente, una instalación puede constar de varias máquinas y un conjunto de manos robóticas que transfieren piezas de una aplicación a otra, pero con todo controlado por el mismo programa. Independientemente de la configuración, el proceso CNC permite una coherencia en la producción de piezas que sería difícil, si no imposible, replicar manualmente.
LOS DIFERENTES TIPOS DE MÁQUINAS CNC
Las primeras máquinas de control numérico datan de la década de 1940, cuando se emplearon por primera vez motores para controlar el movimiento de herramientas preexistentes. A medida que avanzaban las tecnologías, los mecanismos se fueron mejorando con computadoras analógicas y, en última instancia, con computadoras digitales, lo que condujo al surgimiento del mecanizado CNC.
La gran mayoría de los arsenales CNC actuales son completamente electrónicos. Algunos de los procesos operados por CNC más comunes incluyen la soldadura ultrasónica, la perforación y el corte por láser. Las máquinas más utilizadas en los sistemas CNC incluyen las siguientes:
Fresas CNC
Las fresadoras CNC son capaces de ejecutar programas compuestos por indicaciones basadas en números y letras, que guían las piezas a través de varias distancias. La programación empleada para una fresadora podría basarse en código G o en algún lenguaje único desarrollado por un equipo de fabricación. Los molinos básicos constan de un sistema de tres ejes (X, Y y Z), aunque la mayoría de los molinos más nuevos pueden acomodar tres ejes adicionales.
Tornos
En las máquinas de torno, las piezas se cortan en dirección circular con herramientas indexables. Con la tecnología CNC, los cortes que emplean los tornos se realizan con precisión y alta velocidad. Los tornos CNC se utilizan para producir diseños complejos que no serían posibles en versiones de la máquina ejecutadas manualmente. En general, las funciones de control de las fresadoras y tornos CNC son similares. Al igual que los primeros, los tornos pueden dirigirse mediante código G o código propietario único. Sin embargo, la mayoría de los tornos CNC constan de dos ejes: X y Z.
Cortadores de plasma
En una cortadora de plasma, el material se corta con un soplete de plasma. El proceso se aplica principalmente a materiales metálicos, pero también se puede emplear en otras superficies. Para producir la velocidad y el calor necesarios para cortar metal, el plasma se genera mediante una combinación de aire comprimido, gas y arcos eléctricos.
Máquinas de descarga eléctrica
El mecanizado por descarga eléctrica (EDM), también conocido como mecanizado por inmersión y por chispa, es un proceso que moldea piezas de trabajo en formas particulares con chispas eléctricas. Con la electroerosión, se producen descargas de corriente entre dos electrodos y esto elimina secciones de una pieza de trabajo determinada.
Cuando el espacio entre los electrodos se vuelve más pequeño, el campo eléctrico se vuelve más intenso y, por tanto, más fuerte que el dieléctrico. Esto hace posible que pase una corriente entre los dos electrodos. En consecuencia, cada electrodo elimina porciones de una pieza de trabajo. Los subtipos de electroerosión incluyen:
● Electroerosión por hilo, en la que se utiliza erosión por chispa para eliminar partes de un material conductor de electricidad.
● Electroerosión por inmersión, donde un electrodo y una pieza de trabajo se sumergen en fluido dieléctrico con el fin de formar la pieza.
En un proceso conocido como lavado, los residuos de cada pieza de trabajo terminada son arrastrados por un dieléctrico líquido, que aparece una vez que la corriente entre los dos electrodos se ha detenido y está destinado a eliminar cualquier carga eléctrica adicional.
Cortadoras por chorro de agua
En el mecanizado CNC, los chorros de agua son herramientas que cortan materiales duros, como granito y metal, con aplicaciones de agua a alta presión. En algunos casos, el agua se mezcla con arena o alguna otra sustancia abrasiva fuerte. Las piezas de las máquinas de fábrica a menudo se moldean mediante este proceso.
Los chorros de agua se emplean como una alternativa más fría para materiales que no pueden soportar los procesos intensivos en calor de otras máquinas CNC. Como tal, los chorros de agua se utilizan en una variedad de sectores, como las industrias aeroespacial y minera, donde el proceso es poderoso para tallar y cortar, entre otras funciones. Las cortadoras por chorro de agua también se utilizan para aplicaciones que requieren cortes muy complejos en el material, ya que la falta de calor impide cualquier cambio en las propiedades intrínsecas del material que pueda resultar del corte de metal sobre metal.
LOS DIFERENTES TIPOS DE MÁQUINAS CNC
Como han demostrado muchas demostraciones en vídeo de máquinas CNC, el sistema se utiliza para realizar cortes muy detallados en piezas metálicas para productos de hardware industrial. Además de las máquinas antes mencionadas, otras herramientas y componentes utilizados en los sistemas CNC incluyen:
● Máquinas de bordar
● Fresadoras para madera
● Perforadores de torreta
● Máquinas dobladoras de alambre
● Cortadores de espuma
● Cortadoras láser
● Amoladoras cilíndricas
● impresoras 3D
● Cortadores de vidrio
Cuando es necesario realizar cortes complicados en varios niveles y ángulos en una pieza de trabajo, todo se puede realizar en cuestión de minutos en una máquina CNC. Siempre que la máquina esté programada con el código correcto, las funciones de la máquina llevarán a cabo los pasos dictados por el software. Siempre que todo esté codificado según el diseño, una vez finalizado el proceso debería surgir un producto con detalle y valor tecnológico.
Hora de publicación: 01-ene-2022
