Explica qué es una máquina de control numérico por computadora. Una máquina de control numérico por computadora es una máquina programable que puede realizar tareas de mecanizado CNC sin intervención humana. El mecanizado CNC, o mecanizado por control numérico por computadora (CNC), es una técnica de fabricación sustractiva que utiliza controles CNC y máquinas herramienta para eliminar material capa por capa de una pieza en bruto (también llamada pieza bruta o pieza de trabajo) para crear un componente único. Este artículo define las máquinas CNC y describe sus funciones.
¿QUÉ ES UNA MÁQUINA DE CONTROL NUMÉRICO POR COMPUTADORA (CNC)?
Una máquina de control numérico computarizado es un sistema de mecanizado controlado por una computadora. Permite a las fábricas eliminar la mano de obra humana en favor de procesos automatizados.
Por lo tanto, las máquinas accionadas por control numérico computarizado (CNC) aumentan la producción, reducen los desechos y eliminan los errores humanos. Además, utilizando actuadores, motores y software, las máquinas CNC pueden producir diversos bienes. Como resultado, las máquinas CNC vienen en una amplia variedad de formas.
ALGUNAS DEFINICIONES, LAS MÁS ESENCIALES
CNC SIGNIFICA «CONTROL NUMÉRICO POR COMPUTADORA».
Los movimientos de las máquinas se pueden automatizar, controlar y supervisar digitalmente mediante un ordenador y un software CAM. Puede tratarse de una cortadora láser o de chorro de agua, un robot, un torno, una cortadora láser o de chorro de agua, una soldadora, una máquina de estampación de chapa metálica o cualquier otra máquina. El ordenador suele ser un controlador integrado en los equipos industriales de mayor tamaño. Sin embargo, en el caso de los ordenadores más adecuados para aficiones o con modificaciones particulares, el PC puede ser externo. El controlador CNC funciona con motores y componentes de accionamiento para mover y controlar los ejes de la máquina y llevar a cabo las acciones programadas. Las velocidades y posiciones de corte se pueden optimizar de forma continua mediante un sofisticado sistema de retroalimentación común en la maquinaria industrial.
MÁQUINA CNC PARA EL ESCRITORIO
Las máquinas CNC de escritorio en miniatura están ampliamente disponibles para los constructores de modelos y los entusiastas. Estas son más adecuadas para fresar materiales más blandos como plástico, espuma y cera que sus contrapartes industriales. Sin embargo, siguen siendo más baratas, menos precisas, más lentas, más ligeras, menos rígidas y menos rígidas. Algunas PC de escritorio pueden ser funcionalmente análogas a las impresoras. Algunas pueden incluso tener su sistema de comando cerrado y software CAM especializado. Algunas incluso pueden aceptar código G estándar como entrada. Ciertos controladores en equipos industriales estándar de escritorio están diseñados para tareas precisas y minuciosas.
FABRICACIÓN ASISTIDA POR COMPUTADORA (O CAM POR SUS SIGLAS EN INGLÉS)
La generación de trayectorias de herramientas y códigos NC toma datos de modelos informáticos 3D (CAD) y los utiliza para controlar una máquina CNC. CAD/CAM es un acrónimo común para diseño asistido por computadora/fabricación asistida por computadora.
Es importante recordar que el CAM solo puede generar instrucciones para la máquina CNC. Además, el modelo CAD no se importa y el código NC necesario se genera mecánicamente. Al igual que el modelado 3D, la programación CAM implica conocimientos y experiencia para ejecutar el programa, diseñar estrategias de mecanizado y elegir las herramientas y operaciones óptimas para cada situación. Si bien hay ciertos programas simples que incluso un principiante en informática puede aprender y usar fácilmente, dominar los modelos más complejos requiere tiempo y dinero.
CÓDIGO NC
Se trata de un lenguaje informático especial de bajo nivel que las máquinas CNC pueden comprender y utilizar. Estos lenguajes se desarrollaron originalmente para que no fuera necesaria una aplicación CAM para programar piezas directamente en el teclado de la máquina. En cambio, le indican a la máquina qué debe hacer de a una por vez, además de gestionar aspectos como las velocidades del husillo y de avance y el refrigerante. El código G, también conocido como código ISO, se desarrolló en la década de 1970 como un lenguaje de programación alfanumérico simple para las primeras máquinas CNC y desde entonces se ha convertido en el estándar de la industria.
POSTPROCESADOR
Aunque el código G está ampliamente aceptado como estándar, es posible que el código G escrito para una máquina falle en otra debido a diferencias en los componentes, como las funciones auxiliares. Además, muchos fabricantes de maquinaria, como Heidenhain y Mazak, han desarrollado sus propios lenguajes de programación. Por lo tanto, se desarrolló un posprocesador para traducir las rutas calculadas del software CAM al código NC preciso requerido por la máquina CNC. Una vez que los ajustes son correctos, el posprocesador generará el código correcto para la máquina elegida, lo que hace posible, en teoría, que cualquier sistema CAM genere código para cualquier máquina. El sistema CAM puede incluir o no un posprocesador sin costo adicional.
DIFERENTES MÁQUINAS CNC
EL TORNO CONTROLADO NUMÉRICAMENTE POR ORDENADOR
En funcionamiento, los tornos CNC se caracterizan por su capacidad para tornear materiales. Son máquinas más cortas y compactas porque tienen menos ejes que las fresadoras CNC.
Los tornos CNC cuentan con un torno central controlado por un ordenador y se utilizan para manipular y transportar materiales. Por su funcionamiento rápido y preciso, actualmente se utilizan comúnmente como torno.
Una vez configurado, incluso una persona con cierta experiencia debería poder utilizarlo sin problemas. Los tornos de producción, como los tornos de cabrestante y los tornos de torreta, son ejemplos de esta categoría. Sin embargo, no se trata de un avance preprogramado.
LA FRESADORA CONTROLADA NUMÉRICAMENTE POR ORDENADOR
Se trata de un tipo popular de máquina controlada por ordenador con taladros y sierras preinstalados. Los materiales esperan la orden del ordenador para perforar o cortar dentro de una fresadora CNC.
Las fresadoras CNC suelen tener entre tres y seis ejes. Al introducir un programa de piezas en el sistema, esta máquina se puede utilizar para fabricar engranajes, como engranajes rectos, y perforar el orificio de la pieza de trabajo y cortar ranuras en ella.
Incluso un trabajador con un nivel de habilidad medio puede utilizarlo con eficacia. En entornos industriales, sirve como cabrestante o torreta. Sin embargo, no se trata de una alimentación preprogramada. La salida de la máquina tiene tolerancias dimensionales estrictas.
LA MÁQUINA PERFORADORA CONTROLADA NUMÉRICAMENTE POR COMPUTADORA
En la mayoría de los casos, la producción en masa utiliza máquinas de perforación CNC. Sin embargo, muchas máquinas de perforación cuentan con un centro de mecanizado que cumple muchas funciones y, a veces, necesita ser aclarado o modificado. Dado que los cambios de herramientas representan la mayor parte del tiempo de inactividad de la perforación CNC, mantener el diámetro de los orificios uniforme es esencial para la eficiencia.
Las máquinas más rápidas para taladrar agujeros incluyen una torreta con varios husillos y brocas de distintos diámetros ya acopladas a ellos. Con esta máquina CNC se pueden realizar operaciones de taladrado como avellanado, roscado y escariado.
LA RECTIFICADORA CONTROLADA NUMÉRICAMENTE POR ORDENADOR
Se trata de una herramienta de alto rendimiento para cortar metal con precisión mediante una rueda giratoria. Los árboles de levas, los ejes de transmisión, los cojinetes de bolas y otros elementos de trabajo suelen utilizar rectificadoras controladas numéricamente por computadora (CNC) para obtener el pulido preciso y exacto que requieren.
Las formas cilíndricas son habituales en muchas piezas rectificadas con CNC. Se pueden crear otras formas de objetos con una rectificadora. El acrónimo «CNC» hace referencia al control numérico computarizado que utilizan las rectificadoras.
LA MÁQUINA DE CORTE LÁSER CONTROLADA NUMÉRICAMENTE POR COMPUTADORA
Las máquinas de corte por láser se pueden dividir en tres categorías: de gas, de líquido y de estado sólido. Los tipos se distinguen por la naturaleza del medio láser activo (por ejemplo, CO2, Nd:YAG, etc.) y la condición física del medio (gaseoso, líquido o sólido). Los láseres de CO2 y los láseres de estado sólido son los tipos de láser más utilizados.
Los láseres de CO2, que utilizan una mezcla de gases de dióxido de carbono como medio láser activo, se encuentran entre los láseres de estado gaseoso más utilizados. Debido a las limitaciones de los primeros modelos de máquinas, los láseres de CO2 se utilizan principalmente para cortar materiales no metálicos. Debido a los avances en la tecnología láser, los láseres de CO2 se pueden utilizar para realizar cortes de metal intrincados. Los láseres de CO2, por otro lado, sobresalen para cortar materiales orgánicos y no metálicos y para grabar metales y otros materiales duros. Otro tipo popular de láser basado en gas es la variedad de solo nitrógeno. El uso de estos láseres se limita a situaciones en las que la oxidación del material que se está cortando no es una opción.
LA MÁQUINA DE CORTE POR PLASMA CONTROLADA NUMÉRICAMENTE POR COMPUTADORA
Las máquinas CNC de corte por plasma realizan la misma función que las fresadoras pero a una velocidad de corte mucho mayor. Además, el soplete de plasma que utilizan para realizar esta tarea las diferencia de las fresadoras convencionales.
Para realizar cortes limpios en materiales que conducen electricidad, un cortador de plasma acelera un chorro de plasma caliente. Todo tipo de materiales difíciles, incluido el metal, no son rival para los sopletes de estas máquinas CNC.
LA MÁQUINA DE DESCARGA ELÉCTRICA CONTROLADA NUMÉRICAMENTE POR COMPUTADORA
También se les puede llamar chispas. Por ejemplo, un subconjunto de máquinas controladas numéricamente por computadora (CNC) utiliza chispas eléctricas para guiar el material hacia la forma deseada.
Como impacto temporal, la descarga eléctrica puede degradar los materiales a los que se aplica. Las máquinas CNC que utilizan descarga eléctrica la utilizan creando chispas bien calibradas para alterar los materiales.
La computadora determinará la descarga eléctrica del electrodo después de que los materiales se coloquen entre la parte superior y la inferior del electrodo.
LA MÁQUINA FRESADORA CONTROLADA NUMÉRICAMENTE POR COMPUTADORA
Un dispositivo llamado fresadora Una máquina CNC es una fresadora que utiliza herramientas de corte controladas por computadora para dar forma al metal u otros materiales. Las fresadoras de control numérico por computadora (CNC) dan forma y diseñan diversos materiales, incluidos madera, acero, espuma, compuestos, aluminio y plástico.
Los motores paso a paso, una base mecánica, controladores de pasos, controladores, un husillo y una fuente de alimentación son los componentes estándar de una fresadora controlada numéricamente por computadora. Como resultado, las fresadoras CNC reducen los desechos, aceleran la producción y mejoran la calidad.
LA MÁQUINA CONTROLADA NUMÉRICAMENTE POR COMPUTADORA CON CAMBIOS AUTOMÁTICOS DE HERRAMIENTAS
Cambio de herramientas mecánicamente La carga de la herramienta y la tasa de producción de una máquina se mejoran con la ayuda de una máquina de control numérico por computadora. Y se utiliza para hacer que la máquina use mejor varias herramientas. Las herramientas en este tipo de máquina CNC se cambian cuando se desgastan o se rompen.
La eliminación de los tiempos de inactividad es la principal ventaja de esta máquina CNC. Además, la máquina CNC con un sistema de cambio automático de herramientas es un excelente paso hacia la mecanización completa.
IMPRESORA 3D
Es una máquina controlada numéricamente por computadora que imprime piezas de una en una. La impresora 3D se utiliza para replicar el modelo desarrollado mediante el proceso de diseño asistido por computadora (CAD) y fabricación asistida por computadora (CAM). La máquina de control numérico por computadora se utiliza en la impresión 3D de estructuras.
Dispositivo de computación Máquina de 5 ejes con controles numéricos
La máquina CNC de 5 ejes tiene un total de cinco ejes. Tradicionalmente, el corte con cualquier herramienta se ha realizado a lo largo de tres ejes (X, Y y Z), pero la incorporación de dos ejes más (A y B) eleva el total a cinco. Con esta máquina se pueden realizar esculturas.
MÁQUINA DE SELECCIÓN Y COLOCACIÓN
Se puede pensar en esto como otro subconjunto de la maquinaria CNC. El mundo empresarial depende de ello. Muchas boquillas de la máquina CNC de pick-and-place recogen y colocan con precisión los componentes electrónicos. Se utilizan comúnmente en la producción de dispositivos electrónicos como teléfonos móviles, ordenadores, tabletas, etc.
FACTORES A TENER EN CUENTA AL ELEGIR UNA MÁQUINA DE CONTROL NUMÉRICO POR COMPUTADORA
Conocer el método CNC que pretende emplear y los materiales con los que trabajará le ayudará a elegir el tipo de máquina CNC óptimo. El consumo de energía de la máquina, el radio de trabajo, la velocidad, la disponibilidad de piezas de repuesto y el peso son factores importantes a tener en cuenta.
Los materiales más utilizados para construir máquinas CNC son los compuestos de polímeros, el aluminio y el hierro fundido. Cuando se necesita una herramienta resistente para realizar un trabajo, nada supera al hierro fundido. Sin embargo, para trabajos menos intensivos, se pueden utilizar otros materiales.
Los productos terminados deben ser más grandes que la capacidad máxima de su máquina CNC. Además, el radio de corte de la máquina debe ser mayor que el material más grueso que maneja habitualmente. Al decidir cuál es el tipo de máquina CNC más adecuado, es útil tener en cuenta la velocidad de avance, ya que controla la rapidez con la que se pueden cortar las materias primas durante la producción.
Una máquina CNC puede funcionar mal o desgastarse como cualquier otra máquina o aparato. Es importante comprar una marca que sea fácil de reparar por especialistas y que tenga repuestos disponibles. De esta forma, se minimizará el tiempo de inactividad de las máquinas.
Es posible que necesites mejorar la capacidad eléctrica del taller para que funcione la máquina que elijas. Asegúrate de que tu lugar de trabajo esté configurado correctamente en términos de consumo de energía de tu máquina.
CONCLUSIÓN
El mecanizado CNC, o mecanizado por control numérico por computadora (CNC), es una técnica de fabricación sustractiva que utiliza controles CNC y máquinas herramienta para eliminar material capa por capa de una pieza en stock para crear un componente único. Las máquinas CNC vienen en una amplia variedad de formas, como cortadoras láser o de chorro de agua, robots, tornos, soldadoras, máquinas de estampado de chapa metálica y más. Los controladores CNC funcionan con motores y componentes de accionamiento para mover y controlar los ejes de la máquina y llevar a cabo las acciones programadas. Las máquinas CNC para escritorio son más baratas, menos precisas, más lentas, más ligeras, menos rígidas y menos rígidas. La fabricación asistida por computadora (CAM) toma datos de modelos informáticos 3D (CAD) y los utiliza para controlar una máquina CNC.
CAD/CAM es un acrónimo común de diseño asistido por ordenador/fabricación asistida por ordenador. Implica conocimientos y experiencia para ejecutar el programa, diseñar estrategias de mecanizado y elegir las herramientas y operaciones óptimas para cada situación. El código NC es un lenguaje informático especial de bajo nivel que las máquinas CNC pueden comprender y utilizar. El código G, también conocido como código ISO, se desarrolló en la década de 1970 como un lenguaje de programación alfanumérico simple para las primeras máquinas CNC. Se desarrolló un posprocesador para traducir las rutas calculadas del software CAM al código NC preciso requerido por la máquina CNC.
Las diferentes máquinas CNC incluyen el torno controlado numéricamente por computadora, la fresadora controlada numéricamente por computadora y el torno controlado numéricamente por computadora. Las fresadoras CNC son máquinas controladas por computadora con taladros y sierras preinstalados que se pueden utilizar para fabricar engranajes y perforar el orificio de la pieza de trabajo y cortar ranuras en ella. Las taladradoras CNC cuentan con un centro de mecanizado que sirve para muchos propósitos y, a veces, necesita ser aclarado o torcido. Las rectificadoras CNC son herramientas de alto rendimiento para cortar metal con precisión con una rueda giratoria. Las máquinas de corte por láser se pueden dividir en tres categorías: gas, líquido y estado sólido.
Los láseres de CO2 son los láseres de estado gaseoso más utilizados, mientras que los láseres de estado sólido son los tipos más comunes. La máquina de corte por plasma controlada numéricamente por computadora, la máquina de descarga eléctrica controlada numéricamente por computadora, la máquina fresadora controlada numéricamente por computadora, la máquina controlada numéricamente por computadora con cambios automáticos de herramientas y la impresora 3D controlada numéricamente por computadora son todos tipos de máquinas controladas numéricamente por computadora. La máquina de corte por plasma utiliza un soplete de plasma para realizar cortes limpios en materiales que conducen electricidad, mientras que la máquina de descarga eléctrica utiliza chispas eléctricas para alterar los materiales. La máquina fresadora CNC es una fresadora que utiliza herramientas de corte controladas por computadora para dar forma al metal u otros materiales. La máquina controlada numéricamente por computadora con cambios automáticos de herramientas es un excelente trampolín hacia la mecanización completa.
La máquina CNC de 5 ejes tiene cinco ejes y se puede utilizar para hacer esculturas y recoger y colocar componentes electrónicos. Los factores a tener en cuenta al elegir una máquina CNC incluyen el consumo de energía, el radio de trabajo, la velocidad, la disponibilidad de piezas de repuesto y el peso. Los materiales más utilizados en la construcción de máquinas CNC son los compuestos de polímero, el aluminio y el hierro fundido. La velocidad de avance debe tenerse en cuenta al decidir el tipo de máquina CNC más adecuado. Es importante comprar una marca que sea fácil de reparar y que tenga piezas de repuesto disponibles para minimizar el tiempo de inactividad.
Enlace：¿CUÁLES SON LOS DIFERENTES TIPOS DE MÁQUINAS CNC?
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