COMO FUNCIONAN LOS CNC

Una máquina CNC es un tipo de máquina para mecanizado operada mediante control numérico computerizado.

De esa forma se consigue la automatización de procesos estableciendo coordenadas precisas para el corte, soldadura, fresado, moldeado, rectificado, colocación de piezas, etc., de materiales de todo tipo, desde blandos como los polímeros, el foami, MDF, o la madera, hasta más duros como el mármol, el metal, rocas, etc.

Así mismo, las máquinas CNC permiten disponer de un sofisticado sistema de retroalimentación que monitorea y ajusta constantemente la velocidad y posición de las herramientas empleadas para el mecanizado, sin necesidad de un mantenimiento manual tan frecuente. Incluso algunas más avanzadas tienen sistemas inteligentes para detectar problemas, controlar la calidad del trabajo o pieza, etc., o estar interconectadas si se trata de una industria 4.0.

Es importante destacar que algunas máquinas CNC funcionan de diferente forma:

• Control punto a punto: en este tipo de máquinas CNC se establecerán los puntos iniciales y finales de cada trayectoria.

• Control pariaxial: en ellas se permite controlar la velocidad de desplazamiento de las piezas.

• Control interpolar: realizan mecanizados de cualquier forma paralela a sus ejes.

Aunque estos no son los tipos de máquinas CNC, eso lo abarcaremos con más detalle en próximas publicaciones.

En esta publicación vamos a repasar los diferentes componentes de un CNC.

De qué se compone una máquina CNC

Cuando se trata de detallar las partes o componentes de una máquina CNC, se pueden citar los siguientes elementos esenciales:

Dispositivo de entrada

panel de un CNC FANUC

Se conoce como dispositivo de entrada de una máquina CNC al sistema que se usa para poder cargar o modificar los datos para el proceso de mecanizado. Por ejemplo, puede ser un panel de control, una pantalla táctil, etc. Es decir, una interfaz para permitir al operador de la máquina accionar ésta y controlarla.

En la fotografía un panel de FANUC.

Unidad de control o controlador

Es el sistema electrónico digital que se encargará de interpretar los datos introducidos y generar una serie de señales de control para controlar el movimiento de los servomotores para mover el cabezal de trabajo a través de los ejes y la herramienta para que hagan exactamente lo que indica el programa introducido por el usuario.

Herramienta

La herramienta es uno de los componentes más esenciales, ya que es la que realmente realiza el mecanizado, la que está en contacto con la pieza que se procesa. Puede ser un cabezal multiherramienta, pudiendo desempeñar varias tareas diferentes, o también herramientas individuales fijas o intercambiables. Por ejemplo: broca, cortadora, fresa, punta de soldadura, etc.

Además, es importante destacar que puede haber máquinas CNC de varios tipos en cuanto a su tipo y número de ejes:

• 3 ejes: son las más comunes, con un eje X, Y, y Z.

• 4 ejes: como algunos enrutadores o routers CNC que agregan un eje A a los tres anteriores. Eso permite al husillo moverse de izquierda a derecha para procesar tres superficies al mismo tiempo, pudiendo grabar de forma plana o en 3D. Son ideales para tallar madera, metales, patrones complejos, etc.

• Eje giratorio: tiene un husillo giratorio para la herramienta, lo que le permite procesar cuatro superficies simultáneamente. Este tipo de máquinas se emplean para el mecanizado de piezas cilíndricas, estatuas de madera, elementos metálicos complejos, etc.
  

Sistema de sujeción o soporte

Sistema de sujeción HAINBUCH

Es el lugar donde se ancla la pieza para realizar el proceso de mecanizado sin que se mueva. Dependiendo del sistema, podría ser de diferentes tipos, con o sin anclajes. Además, algunos necesitan de extras, como los sistemas de recolección de polvo, o como las de corte por chorro de agua, que necesitaría de un tanque o depósito de agua para recoger y disipar la fuerza del chorro una vez traspasa la pieza.

Estos sistemas suelen denominarse también cama o mesa. Muchas de ellas suelen ser de materiales como el aluminio, cuando se necesita que las piezas se sujeten a la mesa, para procesar cilíndros o formas complejas. En cambio, la mesa o cama de vacío aspirará la pieza sin abrazarla, lo que permite mayor grado de precisión, menor agitación durante el uso, y mayor grado de libertad.

https://www.hainbuch.com/

En la fotografía un sistema de sujeción de HAINBUCH.

Dispositivos realimentación (servomotores)

Solo existen este tipo de dispositivos de realimentación en las máquinas CNC que usan servomotores. En las demás no es necesario.

Monitor

Además de todo lo anterior, también puede haber un sistema de información o monitorización del propio proceso de mecanizado. Éste puede ser a través de la misma interfaz desde la que se opera o independiente.

Otras partes

Además de lo anterior, hay que destacar dos elementos primordiales más:

• Motores: son los dispositivos que mueven o accionan la herramienta de mecanizado según los datos recibidos de la unidad de control.

• Servo: tolera altas velocidades, por lo que puede cortar, taladrar, etc. Ideal para un trabajo silencioso, estable, y para patrones intrincados.

• Stepper: estos motores paso a paso tienen un precio inferior, pero se emplean para grabados o movimientos más básicos. Son fáciles de controlar, confiables y muy precisos, por lo que son adecuados en los casos donde se necesita máxima precisión.

• Husillo: este elemento de una máquina CNC puede tener dos tipos de sistema de refrigeración o enfriamiento posibles:

• Por aire: están enfriados simplemente mediante un ventilador que enfría el husillo, y son más económicos, fáciles de mantener y de usar.

• Por agua: emplean agua para el enfriamiento. Es más caro, complejo y difícil de mantener, pero generalmente dura más, es más eficiente y silencioso.

Para cerrar este post un video de un torno CNC en pleno funcionamiento.

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