¿Qué es una máquina CNC?
A máquina CNC Es una máquina herramienta de control numérico con la característica adicional de contar con una computadora incorporada. La computadora se denomina unidad de control de la máquina (MCU). Los datos numéricos necesarios para producir una pieza se proporcionan a la máquina en forma de programa. El programa se traduce en las señales eléctricas adecuadas para la entrada a los motores que hacen funcionar la máquina.
La bancada del bastidor de la máquina es la estructura mecánica de la máquina CNC, y también está compuesta por el sistema de accionamiento principal, el sistema de accionamiento de avance, la bancada, el banco de trabajo y los dispositivos de movimiento auxiliares, los sistemas hidráulicos y neumáticos, los sistemas de lubricación, los dispositivos de refrigeración, el sistema de eliminación de virutas, los sistemas de protección y otras partes. Pero para cumplir con los requisitos del control numérico y dar rienda suelta al rendimiento de la máquina herramienta, ha sufrido grandes cambios en el diseño general, la apariencia, la estructura del sistema de transmisión, el sistema de herramientas y el rendimiento operativo. Las partes mecánicas de las máquinas CNC incluyen la bancada, la caja, la columna, el riel guía, la mesa de trabajo, el husillo, el mecanismo de avance y el mecanismo de intercambio de herramientas.
¿Cómo funciona una máquina CNC?
Las máquinas CNC utilizan computadoras para implementar la tecnología de control de programa digital. Esta tecnología utiliza una computadora para ejecutar la función de control lógico secuencial de la pista de movimiento del dispositivo y el funcionamiento de los periféricos de acuerdo con el programa de control almacenado de antemano. Como se utiliza una computadora para reemplazar el dispositivo de control numérico original compuesto por circuitos lógicos de hardware, el almacenamiento, procesamiento, cálculo, juicio lógico y otras funciones de control de las instrucciones de operación de entrada se pueden realizar mediante software de computadora, y las microinstrucciones generadas por el procesamiento se pueden transmitir. Accionar el motor o los actuadores hidráulicos al dispositivo de servoaccionamiento para hacer funcionar la máquina CNC.
Para hacer funcionar una máquina CNC, puedes seguir los siguientes pasos:
Paso 1. De acuerdo con el dibujo y el plan de proceso de la pieza mecanizada, utilice el código especificado y el formato de programa para programar la trayectoria de movimiento de la herramienta, el proceso de procesamiento, los parámetros del proceso y la cantidad de corte en el formato de instrucción que pueda ser reconocido por el sistema CNC, es decir, para escribir el programa de procesamiento.
Paso 2. Ingrese el programa de procesamiento programado en el dispositivo CNC.
Paso 3. El dispositivo CNC decodifica y procesa el programa de entrada (código) y envía señales de control correspondientes al dispositivo de servoaccionamiento y al dispositivo de control de función auxiliar de cada eje de coordenadas para controlar el movimiento de cada parte de la máquina herramienta.
Paso 4. En el proceso de movimiento, el sistema CNC necesita detectar la posición del eje de coordenadas de la máquina CNC, el estado del interruptor de recorrido, etc. en cualquier momento, y compararlo con los requisitos del programa para determinar la siguiente acción hasta que se procese una pieza calificada.
Paso 5. El operador puede observar y verificar las condiciones de procesamiento y el estado de funcionamiento de la máquina CNC en cualquier momento. Si es necesario, es necesario ajustar la acción de la máquina CNC y el programa de procesamiento para garantizar el funcionamiento seguro y confiable de la máquina herramienta.
Sistema de coordenadas Cartesianas
Casi todo lo que se puede fabricar en una máquina herramienta convencional se puede fabricar en una máquina herramienta de control numérico por ordenador, con sus numerosas ventajas. Los movimientos de la máquina herramienta que se utilizan para fabricar un producto son de dos tipos básicos: punto a punto (movimientos en línea recta) y trayectoria continua (movimientos de contorneado).
El sistema de coordenadas cartesianas o rectangulares fue ideado por el matemático y filósofo francés René Descartes. Con este sistema, cualquier punto específico puede describirse en términos matemáticos desde cualquier otro punto a lo largo de 3 ejes perpendiculares. Este concepto se adapta perfectamente a las máquinas herramienta, ya que su construcción generalmente se basa en 3 ejes de movimiento (X, Y, Z) más un eje de rotación. En una fresadora vertical simple, el eje X es el movimiento horizontal (derecha o izquierda) de la mesa, el eje Y es el movimiento transversal de la mesa (hacia o desde la columna) y el eje Z es el movimiento vertical de la rodilla o el husillo. Los sistemas CNC dependen en gran medida del uso de coordenadas rectangulares porque el programador puede ubicar cada punto en un trabajo con precisión. Cuando se ubican puntos en una pieza de trabajo, se utilizan 2 líneas rectas que se cruzan, una vertical y otra horizontal. Estas líneas deben estar en ángulos rectos entre sí, y el punto donde se cruzan se llama origen o punto cero (Fig. 1).
Fig. 1 Las líneas que se cruzan forman ángulos rectos y establecen el punto cero.
Fig. 2 Los planos de coordenadas tridimensionales (ejes) utilizados en CNC.
Los planos de coordenadas tridimensionales se muestran en la Fig. 3. Los planos X e Y (ejes) son horizontales y representan movimientos horizontales de la mesa de la máquina. El plano o eje Z representa el movimiento vertical de la herramienta. Los signos más (+) y menos (-) indican la dirección desde el punto cero (origen) a lo largo del eje de movimiento. Los 2 cuadrantes que se forman cuando se cruzan los ejes XY están numerados en sentido antihorario (Fig. 4). Todas las posiciones ubicadas en el cuadrante 3 serían positivas (X+) y positivas (Y+). En el 1.º cuadrante, todas las posiciones serían X negativa (X-) y positivas (Y+). En el 2.er cuadrante, todas las ubicaciones serían X negativa (X-) y negativa (Y-). En el 3.º cuadrante, todas las ubicaciones serían X positiva (X+) e Y negativa (Y-).
Fig. 3 Los cuadrantes que se forman cuando se cruzan los ejes X e Y se utilizan para localizar con precisión puntos desde el cero X/Y, o punto de origen.
En la Fig. 3, el punto A estaría 2 unidades a la derecha del eje Y y 2 unidades por encima del eje X. Supongamos que cada unidad equivale a 1.000. La ubicación del punto A sería X + 2.000 e Y + 2.000. Para el punto B, la ubicación sería X + 1.000 e Y - 2.000. En la programación CNC no es necesario indicar los valores más (+) ya que se suponen. Sin embargo, los valores menos (-) deben indicarse. Por ejemplo, las ubicaciones de A y B se indicarían de la siguiente manera:
Un X2.000 Y2.000
B X1.000 Y-2.000
A la máquina se conecta un sistema informático compuesto por sensores y accionamientos eléctricos. El programa controla los movimientos de los ejes de la máquina.
¿Cuáles son los tipos más comunes de máquinas CNC?
Las primeras máquinas herramienta se diseñaron de forma que el operario permaneciera de pie frente a la máquina mientras operaba los controles. Este diseño ya no es necesario, ya que en las máquinas CNC el operario ya no controla los movimientos de la máquina herramienta. En las máquinas herramienta convencionales, solo se dedicaba alrededor del 20 por ciento del tiempo a retirar material. Con la incorporación de los controles electrónicos, el tiempo real dedicado a retirar metal ha aumentado al 80 por ciento e incluso más. También se ha reducido la cantidad de tiempo necesario para llevar la herramienta de corte a cada posición de mecanizado.
Hay 10 tipos más comunes de máquinas CNC que se presentan en una variedad de industrias.
1. Fresadoras CNC (Fresadoras CNC)
2. Máquinas fresadoras CNC (CNC Router)
3. Máquinas láser CNC (Cortadoras láser, grabadoras láser, soldadoras láser)
4. Máquinas de torno CNC (Tornos CNC)
5. Taladros CNC (Taladros CNC)
6. Mandriladoras CNC
7. Rectificadoras CNC (rectificadoras CNC)
8. Máquinas de descarga eléctrica (EDM)
9. Máquinas de corte por plasma CNC (Cortadores de plasma CNC)
10. 3D Impresoras
