¿Qué hace una máquina CNC?

Un control numérico computarizado (CNCUna máquina CNC es una herramienta de mecanizado que corta materias primas en las formas deseadas. Las máquinas CNC utilizan software desarrollado para controlar el movimiento de máquinas complejas como fresadoras, rectificadoras y tornos. Estos métodos de fabricación asistidos por computadora pueden gestionar una gran cantidad de trabajos de mecanizado CNC complejos y precisos. El mecanizado CNC se utiliza ampliamente en las industrias aeroespacial, de defensa y automotriz.

En la industria, el CNC se utiliza a menudo para cortar piezas de metal y plástico. Entre las herramientas de corte más comunes se incluyen fresadoras, tornos, cortadoras, taladros, amoladoras, máquinas de chorro de agua y láseres. Estas herramientas pueden automatizarse para funcionar con CNC. Además, los CNC pueden utilizarse para manipular herramientas no mecánicas, como máquinas para soldar, ensamblar equipos electrónicos o bobinar cables.

A través del siguiente contenido, veamos más de cerca: ¿Qué hace una máquina CNC?

Historia del control numérico por computadora

En las últimas décadas, la tecnología CNC ha evolucionado desde dispositivos controlados por correas perforadas a máquinas que pueden leer código CNC y crear piezas mecánicas tridimensionales muy precisas.

John Parsons fue el creador de las máquinas CNC. Construyó la primera máquina CNC en 1949. Esta máquina funcionaba mediante tarjetas perforadas que le indicaban qué hacer. Más tarde, en 1952, un grupo de expertos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) construyó el Cincinnati Milacron Hydrotel, la primera máquina CNC disponible para el público.

¿Cómo funcionan los controles numéricos por computadora?

En un sistema CNC, la unidad de control de la máquina (MCU) es una microcomputadora conectada a la máquina. Esta microcomputadora almacena y ejecuta un programa informático único para cada pieza que se debe fabricar. Estos programas suelen estar escritos en el lenguaje estándar internacional código G. El lenguaje de programación código M también puede utilizarse junto con el código G para el trabajo CNC.

El código G indica a la máquina herramienta cómo moverse y trabajar, mientras que el código M indica al programa cómo moverse externamente. El programa también contiene instrucciones y ajustes para la máquina herramienta, como la velocidad de alimentación del material y la posición y velocidad de movimiento de la pieza.

Al inicio del proceso, el ingeniero utiliza diseño asistido por computadora (CAD) para dibujar un diagrama de la pieza a fabricar. Posteriormente, el dibujo se convierte a código G. El programa se instala en el microcontrolador y, a continuación, se realiza una prueba de funcionamiento sin materia prima para asegurar que todo esté configurado correctamente y funcione correctamente. Este paso es muy importante, ya que un ajuste incorrecto de la velocidad o la posición puede dañar la máquina y la pieza.

Una vez que todo esté listo, la máquina CNC iniciará el programa y completará el trabajo según sea necesario. Estas tareas pueden fabricarse desde cero, imprimirse o cortarse.

Tipos comunes de máquinas CNC Incluyen, pero no se limitan a:

• Tornos CNC: Se utiliza para operaciones de torneado.
• Fresadoras CNC: Se utiliza para operaciones de corte y perforación.
• Cortadoras de plasma CNC: Se utiliza para cortar metal utilizando un soplete de plasma.
• Enrutadores CNC: Se utiliza para cortar diversos materiales como madera, plástico y metal.
• Impresoras 3D: Máquinas de fabricación aditiva que construyen objetos capa por capa

Leer más:Lo que debe saber antes del mecanizado de producción CNC

Funciones principales de las máquinas herramienta CNC

En la industria, las máquinas CNC se utilizan más comúnmente para los siguientes fines:

Corte

Las máquinas CNC son ideales para proyectos que requieren cortes precisos y rápidos. Admiten dos de las tecnologías de corte más avanzadas: el moldeo por descarga eléctrica (EDM) y las máquinas de corte por hilo.

En la electroerosión, la erosión térmica se produce por la interacción entre dos electrodos. Uno es un electrodo de cobre o grafito que se fija a la herramienta. El otro es un fluido dieléctrico que rodea el objeto. Sorprendentemente, la herramienta y la pieza mecanizada nunca entran en contacto directo durante el proceso. Trabajos de corte de alambre sobre el mismo principio que la electroerosión, excepto que utiliza un electrodo de alambre como herramienta de corte precisa.

Perforación

Este método preciso de perforación utiliza una herramienta de corte giratoria para realizar agujeros circulares en una pieza fija. Algunos ejemplos son taladros o chorros de agua de alta velocidad. En la mayoría de los casos, estos agujeros se utilizan para ensamblar tuercas y tornillos.

Molienda

Herramientas CNC A menudo se equipan con muelas abrasivas para producir una superficie casi perfecta. Este rectificado sustractivo es mucho más preciso que cualquier método de fabricación aditiva. Puede eliminar defectos tan pequeños como una décima parte del grosor de un cabello.

Molienda

Las fresadoras CNC son similares a las fresadoras básicas y a otras fresadoras manuales. Utilizan un torno, un chorro de agua o una herramienta de torneado para extraer material de una materia prima fija. Las fresadoras CNC pueden moverse a lo largo de múltiples ejes, lo que permite realizar cortes horizontales, verticales, inclinados y... fresado frontal Trabajo. Dado que el maquinista no tiene que cambiar y reajustar la materia prima varias veces, estas capacidades multiángulo aceleran el proceso de fabricación de piezas complejas de madera, metal y plástico.

Torneado

Este proceso en una máquina CNC es similar al fresado, pero la materia prima no se fija a la estación de trabajo. En su lugar, se fija a un mecanismo de giro rápido. El operario utiliza un torno o una máquina CNC con herramientas similares para retirar pequeños trozos de material hasta que la materia prima alcanza la forma deseada.

¿Por qué es importante el CNC?

Con CNC, diferentes máquinas herramientas Permite crear productos más lisos y precisos con mayor rapidez. Este proceso elimina la necesidad de mecanizado manual o mano de obra pesada, lo que ahorra mucho tiempo y costos de mano de obra.

Estos son algunos de los beneficios del CNC:

Costos reducidos

Dado que las herramientas CNC se pueden mecanizar con mayor precisión, se reduce el coste de producción, lo que la hace más rentable. Un menor desperdicio de material, una mayor productividad y la posibilidad de escalar la producción se traducen en un menor consumo de energía, lo que a su vez reduce los costes operativos. Además, se elimina la necesidad de preocuparse por las obligaciones financieras asociadas con la seguridad de los trabajadores, lo que también contribuye a reducir los costes.

Reducción de residuos

Gracias a las mejoras de simulación y optimización iterativa, el software utilizado para ejecutar diferentes tipos de máquinas CNC Genera pocos residuos durante el proceso de fabricación. Esto significa que la reducción del desperdicio de material también reduce aún más el coste del mecanizado.

Mayor seguridad de los trabajadores

Al eliminar la necesidad de una excesiva interacción humana, las computadoras CNC garantizan la seguridad de los trabajadores y previenen accidentes. La mayoría de las máquinas CNC ahora pueden operar de forma independiente, lo que permite controlarlas a distancia para actualizaciones de software, cambios de diseño u otras tareas de mantenimiento rutinario.

Reducir el error humano

Se cree que las máquinas CNC ofrecen mayor precisión, complejidad, velocidad, libertad y repetibilidad. Esto se debe a que evitan errores durante el proceso de fabricación. En definitiva, esto significa que se cometerán menos errores al fabricar un producto.

Cortar a lo largo del contorno

Con una máquina CNC, se pueden realizar tareas como contornear. Esto permite fresar formas con curvas, como en la impresión y el diseño 3D. Esto también abre más opciones y posibilidades para el mecanizado de piezas.

Código MCU más rápido

Algunos CNC pueden incorporar software CAD y software de fabricación asistida por computadora. Esto puede acelerar la escritura de MCU. Una mayor velocidad de programación también implica procesos de mecanizado más cortos, lo que proporciona eficiencia en el mecanizado de piezas.

Mejorar la inteligencia operativa

La incorporación de software de planificación de recursos empresariales y programas relacionados, como el software de gestión de activos empresariales, puede simplificar las tareas operativas y de inteligencia empresarial. Esto contribuirá a mejorar el rendimiento y el mantenimiento de la planta, lo que se traducirá en una planta más rentable.

Sin cuellos de botella

Los CNC mejoran las cosas porque utilizan equipos más automatizados, lo que reduce el rendimiento y los cuellos de botella en la fabricación.

Aunque las máquinas CNC tienen muchas ventajas, también tienen algunas desventajas. Los CNC son más caros, requieren más mantenimiento y requieren que las empresas contraten programadores CNC calificados.

Áreas de aplicación importantes del CNC

Las máquinas CNC son importantes en muchos sectores importantes, como la salud, la industria aeroespacial, el sector militar y la defensa. Las empresas de estos sectores necesitan piezas con la mayor precisión posible, ya que una pieza rota puede ser mortal. Las herramientas CNC pueden proporcionar esta precisión.

Las siguientes son industrias comunes que utilizan maquinaria CNC.

Aeroespacial

La tecnología CNC facilita la obtención de la precisión necesaria para fabricar cada pieza de un avión. Esto incluye las carcasas exteriores y los componentes interiores. Mecanizado CNC de componentes aeronáuticosDeben ser lo más precisos y exactos posible, ya que suelen ser cruciales para la misión. Además, el mecanizado asistido por computadora suele ser la única forma de cumplir con los estrictos estándares de planitud, redondez y cilindricidad. Tolerancias de hasta 0,00004 pulgadas también son comunes.

Mecanizado CNC aeroespacial Se puede realizar con diversos materiales, como aluminio, acero inoxidable, latón, níquel, bronce, cerámica, plásticos, magnesio, titanio y metales de alto rendimiento como el Inconel.

A continuación se muestran algunos ejemplos de piezas fabricadas con máquinas CNC:

• Componentes del tren de aterrizaje
• cubiertas de titanio
• Perfiles aerodinámicos
• Bujes
• Conjuntos de estator
• Colectores
• Carcasas de caja de cambios de magnesio
• Conectores eléctricos

Equipo médico

Con el fin de satisfacer las necesidades de los pacientes, la El campo médico depende en gran medida de las máquinas herramienta CNC Para fabricar productos de precisión, calidad y personalizados. Durante la pandemia de COVID-19, la necesidad de más mascarillas y respiradores aumentó la dependencia de las máquinas CNC. Quienes reciben atención médica también suelen utilizar instrumental médico desechable para prevenir enfermedades infecciosas. Por ello, es aún más importante para el sector médico utilizar máquinas CNC para fabricar más suministros médicos con mayor rapidez.

A continuación se muestran algunos de los productos comunes que se pueden fabricar en máquinas CNC:

• máquinas de imágenes por resonancia magnética
• Implantes
• Dispositivos ortopédicos
• Cajas electrónicas para dispositivos de monitorización
• Equipo de investigación
• Cajas blindadas
• Piezas fabricadas con plásticos de alta temperatura
• instrumentos médicos
• Embalaje estéril personalizado
• Productos aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos

Automotor

La industria automotriz es una de las más importantes para el mecanizado CNC. Desde la creación de prototipos para investigación y desarrollo hasta la fabricación de grandes cantidades de piezas, todos los aspectos de la industria automotriz necesitan mejorarse mediante el mecanizado CNC.

Además, las fresadoras y tornos CNC se utilizan para fabricar diversas piezas, desde grandes secciones del bloque del motor hasta pequeños engranajes y paneles. Solo para los motores de combustión interna, se requieren varias herramientas CNC. Estas herramientas permiten mecanizar grandes trozos de metal en los paneles de la carrocería del motor, así como fabricar cilindros, pistones y otras piezas que se utilizan para ensamblar los componentes del cilindro en un bloque del motor.

A continuación se muestran algunas de las piezas que se pueden mecanizar con máquinas CNC:

• Cajas de cambios
• Piezas del motor
• Ejes
• válvulas
• Paneles del tablero de instrumentos
• Bloques de cilindros
• Indicadores de gasolina

Electrónica

El corte CNC es preciso y flexible, lo que lo convierte en un método eficaz para fabricar artículos para la industria electrónica. Por ello, las herramientas CNC pueden trabajar con una variedad de polímeros y metales, incluyendo materiales conductores y no conductores.

Fabricar componentes de computadora mediante CNC es más rápido porque no se necesita una etapa de molde prefabricado. Además, los diseños se pueden modificar y probar repetidamente con poca ayuda. Se dice que Apple cuenta con 10 000 máquinas CNC y ha fabricado una gran cantidad de portátiles utilizando estas máquinas.

Las máquinas CNC pueden fabricar los siguientes productos:

• Electrónica de consumo
• Semiconductores
• Disipadores de calor
• placas de circuito impreso
• Aislamiento eléctrico
• Carcasas de amplificadores
• Blindajes contra interferencias de radiofrecuencia

Gas y petróleo

Las máquinas herramienta CNC se utilizan para diseñar las grandes máquinas que se emplean en plataformas de perforación y fábricas, garantizando así un ajuste perfecto. Si las piezas no encajan correctamente, los cilindros podrían no inflarse, los pistones podrían no liberar suficiente presión y las válvulas podrían presentar fugas. Por esta razón, las compañías petroleras utilizan... Piezas mecanizadas por CNC para garantizar que las piezas encajen perfectamente.

A continuación se muestran algunos ejemplos de lo que se fabrica utilizando máquinas CNC:

• brocas
• Varillas
• Pistones
• válvulas
• Componentes hidráulicos
• Sistemas de valvulería

Marina

La industria náutica depende en gran medida de las máquinas herramienta CNC, ya que los barcos requieren componentes muy precisos para mantenerse a flote y funcionar. Los barcos requieren diversos tipos de engranajes, como sensores submarinos y engranajes de transmisión. Por lo tanto, la industria náutica debe utilizar la precisión CNC en la fabricación de embarcaciones y otros equipos marinos.

A continuación se muestran algunas de las piezas comunes fabricadas en máquinas CNC:

• Hélices
• Cajas aislantes
• Componentes para el motor
• Moldes de prototipos
• Costillas
• Aguijones

Observaciones finales

En conclusión, las máquinas herramienta CNC son una maravilla tecnológica que ha revolucionado la fabricación y el mecanizado. Su capacidad para realizar tareas complejas con precisión y eficiencia, basándose en diseños digitales, ha revolucionado industrias que van desde la aeroespacial hasta la ebanistería.

Estas máquinas, controladas por programación informática, han alcanzado niveles de precisión y repetibilidad inimaginables. A medida que la tecnología avanza, es probable que las capacidades de las máquinas CNC se amplíen, abriendo nuevas posibilidades para una producción compleja y eficiente en una amplia gama de industrias.

En esencia, las máquinas CNC son más que una simple herramienta. Son la piedra angular de la fabricación moderna, optimizando los procesos y avanzando en el campo de la ingeniería de precisión.