Conceptos básicos, usuarios y características del CNC

Fecha: 2024-06-03 ‖ Autor：FuDong Machinery

Con el avance de la tecnología de TI, los sitios de fabricación también están promoviendo la TI y la automatización para mejorar la eficiencia de la producción. Uno de los métodos más automatizados para automatizar el proceso de mecanizado en sí es el "CNC (Control numérico por computadora)". Las máquinas herramienta equipadas con CNC se denominan "máquinas herramienta CNC (máquinas CNC)" y se utilizan en la fabricación de piezas industriales, etc. La ventaja del CNC es que puede producir productos en masa con una calidad estable y alta seguridad.

A continuación, presentaremos la descripción general y el uso del CNC, los pros y contras del CNC y los métodos de mecanizado que se pueden lograr con el CNC. 

• ¿Qué es CNC?

CNC es la abreviatura de “Computer Numerical Control” o “Computerized Numerical Control”, es decir, el uso de una computadora para controlar numéricamente una máquina herramienta. Al automatizar el movimiento de la máquina (dirección del movimiento, velocidad de movimiento, volumen de procesamiento, etc.) a través de la programación, es posible producir productos de alta calidad de manera segura y eficiente. En el pasado, equipos como fresadoras y tornos eran operados por manos humanas. Sin embargo, este método puede generar problemas como “diferencias en los productos procesados terminados para diferentes trabajadores”, “incapacidad para procesar formas complejas” e “incapacidad para mejorar la eficiencia del trabajo”. Estos problemas se pueden resolver automatizando el movimiento de la máquina a través del control digital. Hoy en día, muchas máquinas herramienta han introducido el control numérico por computadora. Además, si una máquina CNC se combina con CAD y CAM, todo, desde el diseño hasta el mecanizado, se puede hacer dentro de la computadora.

Usos de las máquinas herramienta CNC:

Las máquinas herramienta CNC se utilizan ampliamente en diversas industrias, como la fabricación de piezas para automóviles, equipos médicos, aeronaves, etc., y el procesamiento de moldes. Son especialmente adecuadas para el mecanizado de precisión que es difícil de lograr con máquinas herramienta de uso general (máquinas manuales no CNC), como el mecanizado de superficies de forma libre o el mecanizado de formas tridimensionales. Además, algunas máquinas herramienta pueden procesar no solo metales, sino también no metales como plásticos y madera.

Diferencia entre CNC y NC:

Un término similar al CNC es NC. NC es una abreviatura de “Control numérico” y, a diferencia del CNC, no contiene la palabra “computadora”. ¿Cuál es la diferencia? NC es un método de control del funcionamiento de una máquina herramienta utilizando únicamente hardware, como transistores o circuitos aritméticos. Se trata de una tecnología desarrollada en los años 50 del siglo XX, que suele estar controlada por una combinación de múltiples sustratos, como sustratos de lectura de datos, sustratos de computación y sustratos de control servo. Por el contrario, el CNC reemplaza el mecanismo de control de NC con una computadora (microcomputadora). Control de software del funcionamiento de la máquina utilizando un lenguaje de programación dedicado. Sin embargo, en los últimos años, ha habido muchos ejemplos de equipos NC instalados con computadoras, por lo que la diferencia entre NC y CNC se está reduciendo gradualmente.

Cómo utilizar el CNC:

Al mecanizar materiales mediante CNC, el trabajo se lleva a cabo aproximadamente de acuerdo con los siguientes pasos.

• Utilice CAD 3D para crear datos 3D de sus productos
• Crear datos de programa NC en CAM
• Prepare las herramientas necesarias y fíjelas en el portaherramientas.
• Instalar el material en la mesa de procesamiento.
• Iniciar procesamiento

CAD es una herramienta para crear datos 3D, mientras que CAM es una aplicación para crear programas NC basados en datos 3D creados por CAD. El programa NC es un tipo de control en forma de programa, que incluye la velocidad y el tipo de herramienta, el tiempo de cambio de herramienta, la trayectoria de la herramienta, etc. Utilice CAM para crear automáticamente programas NC ingresando herramientas y condiciones de mecanizado. Incluso si no tiene conocimientos de programación, puede utilizar CAM para crear programas NC y realizar trabajos de mecanizado CNC.

• Características del CNC

A continuación, presentaremos las ventajas y desventajas del CNC.

• Ventajas del CNC

Calidad constante:

Cuando los trabajadores operan la máquina manualmente, pueden existir desviaciones en el acabado del producto. Por ejemplo, las habilidades y la competencia de un trabajador pueden cambiar el tamaño y la condición de un producto, o un trabajador puede operar mal las máquinas y producir productos de desecho. Dado que las máquinas herramienta CNC se mecanizan automáticamente de acuerdo con el programa, se puede lograr una calidad del producto relativamente estable. Adecuadas para la producción de gran volumen, lo que ayuda a reducir los costos Las máquinas CNC se mecanizan automáticamente mediante control numérico, lo que reduce el movimiento innecesario de la pieza de trabajo y, a menudo, se pueden mecanizar más rápido que las operaciones manuales de los trabajadores. La ventaja es que el tiempo de procesamiento por pieza es corto y el mismo producto se puede producir de manera eficiente en grandes cantidades.

Además, cuando las máquinas herramienta CNC funcionan, solo se necesita un dispositivo de supervisión y un trabajador puede ser responsable de la operación de mecanizado de varias máquinas. Además, puede funcionar sin necesidad de supervisión. Es posible producir más productos con menos trabajadores, lo que se traduce en una mayor productividad y menores costos laborales. 

Alta seguridad:

Las máquinas CNC pueden realizar el mecanizado de forma automática, incluso cuando los trabajadores no están cerca de la máquina. Por lo tanto, tiene la ventaja de no quedar atrapado en la máquina o de que las virutas salpiquen, lo que supone un riesgo de lesión. Sin embargo, si se utiliza en una pieza de trabajo que no se ajusta a las especificaciones de la máquina (por ejemplo, un material en forma de varilla que sea lo suficientemente largo como para extenderse más allá del rango de procesamiento de la máquina), pueden producirse lesiones graves, por lo que las condiciones de funcionamiento de la máquina deben comprobarse cuidadosamente al operar. Combinado con la función ATC, el cambio de herramienta también se puede automatizar. ATC es una abreviatura de Automatic Tool Changer, que es un dispositivo que cambia automáticamente las herramientas durante el mecanizado CNC. Las herramientas preestablecidas (por ejemplo, fresas y taladros) se cambian y mecanizan automáticamente de acuerdo con la programación NC. Si se combina con un dispositivo de este tipo, es posible continuar el mecanizado automáticamente sin detener la máquina, que el trabajador cambie la herramienta y sin necesidad de gestionar el proceso mediante otra máquina. Al mismo tiempo, el cambio automático de herramienta también puede acortar el tiempo de trabajo y lograr un mecanizado eficiente.

• Desventajas del CNC

ExpeEquipo adicional:

Las máquinas CNC están equipadas con computadoras y software para control digital, además de la estructura de operaciones de mecanizado manual. Por lo tanto, son mucho más caras que las máquinas herramienta tradicionales de uso general y el costo de introducción es alto, lo cual es su desventaja. 

Además, en algunos casos puede ser necesario preparar un CAM independiente. La introducción de este equipo debe considerarse solo después de determinar que la inversión se amortizará por sí sola. 

Más preparación antes del mecanizado:

Al utilizar máquinas CNC para operaciones de mecanizado automatizado, es necesario realizar una gran cantidad de trabajo preparatorio, como “dominar los conocimientos de preparación del programa NC”, “escribir e ingresar el programa NC”, “posicionar los materiales” y “probar el corte de los materiales”. Dado que la preparación es mayor que en una máquina convencional de uso general, se requiere mucho tiempo de preparación antes de mecanizar la primera pieza. El tiempo total de operación debe estimarse teniendo en cuenta la eficiencia y la amplia preparación que requiere el mecanizado automatizado.

• Mecanizado CNC

Existe una amplia variedad de máquinas CNC en el mundo. Una vez que se pone en marcha la máquina NC, el mecanizado se lleva a cabo automáticamente según el programa. El procesamiento se puede realizar incluso de noche o temprano por la mañana cuando no hay trabajadores, lo que puede mejorar la eficiencia y la productividad del trabajo. También puede mecanizar formas tridimensionales con alta precisión, lo que es difícil de hacer con el mecanizado manual. A continuación se muestran algunos ejemplos.

Fresadora CNC:

Un dispositivo que instala funciones CNC en una fresadora se denomina “fresadora CNC”. Con las fresadoras CNC, el fresado (un método de corte de una pieza fija con una herramienta giratoria) se puede automatizar.

Torno CNC:

El torno CNC es un equipo que automatiza el mecanizado de torno (el método de cortar piezas de trabajo giratorias con una herramienta fija). Es posible procesar automáticamente ejes segmentados, etc. También hay algunos equipos que pueden procesarse en unidades de 0,001 mm.

Rectificadora CNC:

La rectificadora CNC es un dispositivo que automatiza el rectificado (un método de corte de la superficie de una pieza de trabajo con una muela abrasiva que gira a alta velocidad). La muela abrasiva se puede cambiar automáticamente y el rango de rectificado se puede controlar automáticamente.

Centro de mecanizado:

El centro de mecanizado también es un tipo de CNC. En las máquinas de mecanizado CNC, el ATC se define como “la ejecución continua de múltiples procesos de mecanizado, como taladrado, fresado, perforado, roscado y acabado, por parte de la misma máquina”. Se divide en varios tipos según el tamaño, la forma y el número de ejes móviles.

Otras máquinas de mecanizado CNC:

La “máquina de procesamiento láser CNC” que utiliza el principio de disolución de energía luminosa y la “máquina de corte por agua CNC” que utiliza el principio de corte por chorro de agua a alta presión también son tipos de máquinas herramienta CNC.

• Resumen

El “CNC (Control numérico por computadora)” es el funcionamiento automático de las máquinas herramienta a través de computadoras. La dirección del movimiento, la velocidad del movimiento y la cantidad de procesamiento se programan para reflejar la dirección del movimiento en la máquina y se controlan digitalmente con alta precisión. Las máquinas herramienta con funciones CNC se denominan “máquinas CNC” y se utilizan ampliamente en muchos campos de fabricación, incluidos los automóviles y los dispositivos médicos. Con las máquinas CNC, se pueden producir en masa de manera estable productos de alta calidad. La ventaja es que no se requiere que los trabajadores estén cerca, lo que puede reducir las lesiones y los accidentes. Sin embargo, la desventaja es que el equipo es costoso y hay más preparación antes del procesamiento. Las máquinas herramienta CNC desempeñan un papel importante en la mejora de la eficiencia y la seguridad del mecanizado. Sobre la base de sopesar los pros y los contras, se debe analizar cómo elegirla y las máquinas herramienta en general. -FIN-