8.1: Capítulo 8: CNC

Unidad 1: Introducción al CNC

¿Qué es el CNC? CNC es un Control Numérico por Computadora. CNC es la automatización de máquinas herramienta que son operadas por comandos programados con precisión codificados y jugados por una computadora en lugar de ser controlados manualmente a través de volantes o palancas.

En los sistemas CNC modernos, el diseño de componentes de extremo a extremo está altamente automatizado utilizando programas de diseño asistido por computadora (CAD) y fabricación asistida por computadora (CAM). La serie de pasos necesarios para producir cualquier pieza es altamente automatizada y produce una pieza que coincide estrechamente con el diseño CAD original.

En las máquinas CNC se minimiza el papel de los operadores. El operador tiene que simplemente alimentar el programa de instrucciones en la computadora, cargar las herramientas requeridas en la máquina, y el resto del trabajo es realizado por la computadora automáticamente. La computadora dirige la máquina herramienta para realizar diversas operaciones de mecanizado según el programa de instrucciones suministrado por el operador.

La tecnología CNC se puede aplicar a una amplia variedad de operaciones como dibujo, montaje, inspección, trabajo de chapa, etc. pero se utiliza de manera más prominente para diversos procesos de mecanizado de metales como torneado, taladrado, fresado, conformado, etc. Debido al CNC, todas las operaciones de mecanizado se pueden realizar en el tasa rápida que resulta en la fabricación a granel cada vez más barata.

Cómo funciona

La máquina CNC comprende la computadora en la que se alimenta el programa para el corte del metal del trabajo según los requisitos. Todos los procesos de corte que se van a realizar y todas las dimensiones finales se alimentan a la computadora a través del programa. La computadora así sabe qué es exactamente lo que se debe hacer y lleva a cabo todos los procesos de corte. La máquina CNC funciona como el Robot, que tiene que ser alimentado con el programa y sigue todas tus instrucciones.

No tiene que preocuparse por la precisión del trabajo; todas las máquinas CNC están diseñadas para cumplir con precisiones muy cercanas. De hecho, en estos días para la mayoría de los trabajos de precisión la máquina CNC es obligatoria. Cuando tu trabajo está terminado, ni siquiera tienes que quitarlo, la máquina lo hace por ti y recoge el siguiente trabajo por su cuenta. De esta manera tu máquina puede seguir haciendo los trabajos de fabricación todas las 24 horas del día sin necesidad de mucho monitoreo, por supuesto tendrás que alimentarla con el programa inicialmente y suministrar la materia prima requerida.

Desde los primeros días de fabricación de producción, se han buscado formas de aumentar la precisión dimensional, así como la velocidad de producción. En pocas palabras, el control numérico es un método para operar automáticamente una máquina de fabricación basada en un código de letras, números y caracteres especiales. A medida que se desarrollaron, se realizó la aplicación de computadoras digitales control de equipos de fabricación. Pronto se utilizaron computadoras para proporcionar control directo de las máquinas herramientas. El circuito integrado condujo a pequeñas computadoras utilizadas para controlar máquinas individuales, y nació la era del control numérico por computadora (CNC). Esta era del Control Numérico Computacional se ha vuelto tan sofisticada que es el método preferido en casi todas las fases de

fabricación de precisión, en particular el mecanizado. Los requisitos dimensionales de precisión, pilar de los procesos de mecanizado, son candidatos ideales para el uso de sistemas de control por computadora. El control numérico por computadora ahora aparece en muchos otros tipos de procesos de fabricación. Una clara ventaja del control informático de las máquinas herramienta es el posicionamiento rápido y de alta precisión de la pieza de trabajo y las herramientas de corte.

Hoy en día, las máquinas herramientas manuales han sido reemplazadas en gran medida por máquinas herramienta de control numérico por computadora (CNC). La máquina herramienta se controla electrónicamente en lugar de a mano. Las máquinas herramientas CNC pueden producir la misma pieza una y otra vez con muy poca variación. Las modernas máquinas CNC pueden posicionar herramientas de corte y piezas de trabajo a velocidades de avance transversal de varios cientos de pulgadas por minuto, con una precisión de .0001”. Una vez que se completa la programación y se configuran las herramientas, se pueden ejecutar día o noche, semana tras semana, sin que se prueben, solo con servicio de rutina y mantenimiento de herramientas de corte. Estas son una ventaja obvia sobre las máquinas herramientas manuales, que necesitan mucha interacción humana para hacer cualquier cosa. Las velocidades de avance de corte y las velocidades del husillo pueden optimizarse mediante instrucciones del programa. Las modernas máquinas herramientas CNC tienen portaherramientas de torreta o correa y algunas pueden contener más de 150 herramientas. El cambio de herramienta tarda menos de 15 segundos.

Máquina de Control Numérico por Computadora son altamente productivos. También son caros de comprar, configurar y mantener. Sin embargo, la ventaja de productividad puede compensar fácilmente este costo si su uso se administra adecuadamente. Una ventaja muy importante del CNC es la capacidad de programar la máquina para realizar diferentes trabajos. La selección de herramientas y el cambio bajo el control del programa es extremadamente productivo, con poco tiempo perdido al aplicar una herramienta al trabajo.

Un programa desarrollado para llevar a cabo una tarea determinada puede ser utilizado para una producción corta de una, o algunas partes. Luego, la máquina se puede configurar para un nuevo trabajo y usarse para largas series de producción de cientos o miles de unidades de producción. Se puede interrumpir, utilizar para el trabajo original u otro nuevo trabajo, y rápidamente regresar a la larga ejecución de producción. Esto hace que la máquina herramienta CNC sea extremadamente versátil y productiva. El diseño asistido por computadora (CAD), se ha convertido en el método preferido de diseño y desarrollo de productos. La conexión entre CAD y CNC era lógica. Un diseño de pieza de computadora puede ir directamente al programa utilizado para desarrollar información de control de máquina CNC. Una máquina de fabricación CNC puede entonces hacer la pieza. La computadora es extremadamente útil para ayudar al programador CNC en el desarrollo de un programa para fabricar una pieza específica. Los sistemas de fabricación asistida por computadora, o CAM, son ahora el estándar de la industria para la programación. Cuando se mezclan CAD, CAM y CNC, surge la mayor capacidad, produciendo piezas extremadamente difíciles o imposibles de fabricar por métodos manuales.

El movimiento CNC se basa en el sistema de coordenadas cartesianas. Una máquina CNC no se puede operar con éxito sin comprender cómo se definen los sistemas de coordenadas en la máquina CNC y cómo los sistemas funcionan juntos.

Para entender completamente la programación de control numérico se deben entender ejes y coordenadas. Piensa en una parte que hubieras hecho. Se lo podría describir a otra persona por su geometría. Por ejemplo, la parte que tienes que hacer es un rectángulo de 5 pulgadas por 8 pulgadas. Todas las partes se pueden describir de esta manera. Cualquier punto en la pieza mecanizada, como un bolsillo a cortar o un agujero a perforar, se puede describir en términos de su posición. El sistema que nos permite hacer esto, llamado Coordenada Cartesiana o sistema de coordenadas rectangulares.