Máquinas CNC: guía de control numérico

O As máquinas CNC invadiron moitos sectores industriais e talleres de todo tipo, e ultimamente tamén nunha das súas variantes máis prometedoras: Impresoras 3D. Grazas a el, os materiais pódense traballar de múltiples formas, con absoluta precisión, con rapidez e con resultados difíciles de acadar mediante procedementos manuais. Estas son só algunhas das vantaxes destes sistemas que describiremos aquí.

Índice

1 Que é o CNC
2 Que son as máquinas CNC e como funcionan?
- 2.1 Historia
- 2.2 De que está feita unha máquina CNC?
3 Máis información

Que é o CNC

CNC (control numérico computarizado) ou control numérico computarizado en inglés, É un sistema moi estendido na enxeñaría para procesar materiais e pezas cunha mínima intervención humana. A técnica CNC deriva do control numérico, un sistema automatizado para máquinas-ferramenta que se accionan mediante comandos mediante volantes ou pancas. Non obstante, estas máquinas evolucionaron e agora permiten o seu control a través de software e un ordenador co fin de automatizar aínda máis o proceso e ofrecer un mellor rendemento.

O funcionamento destes sistemas CNC é bastante sinxelo de entender. Baséase no mecanizado dunha peza mediante o uso de coordenadas que especificarán o movemento da ferramenta (corte, perforación, fresado, soldadura...). Similar ao funcionamento dunha impresora 3D, que tamén se podería entender como unha máquina CNC, só que en lugar de mecanizar, o que fai é engadir capas de material para construír unha peza.

E do mesmo xeito que as impresoras 3D, podes ter varios eixes, como X, Y e Z, podendo realizar desprazamentos lonxitudinais, verticais e transversais respectivamente. A través dalgúns servomotores e / ou motores paso a paso, trasladarase a ferramenta ata o punto exacto indicado polo software informático, e o mecanizado realizarase con rapidez e coa máxima precisión.

Antes da invención do CNC, requiríase man de obra para manexar as ferramentas manualmente, pero os posibles fallos que podían cometer afectaban á calidade, á repetibilidade, aos custos e á diminución da produción. Por exemplo, imaxina un empregado nunha tenda de aluminio que quere perforar marcos para unha fiestra. Esta tarefa require que:

O operario colle a peza.
Poñelo na mesa de traballo.
Coloque a broca adecuada no taladro.
E perforar.

Isto para facer un só burato non é un problema, pero imaxina que hai que facer centos ou miles deles para manter unha produción considerable e no menor tempo posible, ademais de que todos os buratos sexan iguais. Nese caso, a man de obra non é adecuada, e aí é onde máquinas cnc trouxo grandes melloras na industria. Neste caso, os pasos serían:

Asegúrate de que a máquina estea alimentada con material (ás veces incluso poden ter alimentación automática).
Inicialo coa programación necesaria (pode ser necesario só unha vez e indicar o número de repeticións).
E ela será a encargada de facer as perforacións con precisión e repetilas cantas veces sexa necesario, sen necesidade de que interveña a operaria.

Ademais, pode traballar máis rápido que un operador e non se cansa, polo que todas son vantaxes para a industria ou o taller.

Que son as máquinas CNC e como funcionan?

un A máquina CNC é unha especie de máquina de mecanizado operada por control numérico por ordenador.. Deste xeito, conséguese a automatización de procesos establecendo coordenadas precisas para cortar, soldar, fresar, moldear, rectificar, colocar pezas, etc., de todo tipo de materiais, dende brandos como polímeros, foami, MDF, ou madeira, incluso máis duros como mármore, metal, rochas, etc.

Así mesmo, as máquinas CNC permiten un sistema sofisticado de feedback que supervisa e axusta constantemente a velocidade e a posición das ferramentas utilizadas para o mecanizado, sen necesidade dun mantemento manual tan frecuente. Incluso algúns máis avanzados dispoñen de sistemas intelixentes para detectar problemas, controlar a calidade da obra ou peza, etc., ou estar interconectados se se trata dunha industria 4.0.

É importante ter en conta que algunhas máquinas CNC funcionan de forma diferente:

control punto a punto: Neste tipo de máquinas CNC estableceranse os puntos de inicio e final de cada traxecto.
control paraxial: neles é posible controlar a velocidade de movemento das pezas.
control interpolado: realizan mecanizados de calquera forma paralelos aos seus eixos.

Aínda que estes non son os tipos de máquinas cncTratarémolo con máis detalle en próximas publicacións.

Historia

O primeiro mecanizado que se comezou a facer foi totalmente manual, utilizando diversos tipos de ferramentas rudimentarias que se foron avanzando pouco a pouco. Desde principios do século XX, a industria deu un gran salto cara ás máquinas motorizadas para aforrar esforzo manual, aumentando a produtividade e a eficiencia.

Estas máquinas aínda non se desprazaran significativamente forza de traballo, que aínda era moi importante. Isto implicaba que producir unha peza levaba máis tempo, tiña custos máis elevados e marxes de beneficio máis baixas, e a calidade e precisión obtidas non eran homoxéneas en todas as pezas producidas.

No 40 e 50, As máquinas de control numérico comezan a desenvolverse nos Estados Unidos. John T. Parsons, enxeñeiro daquela, modificaría unha fresadora daquela para que puidese controlarse mediante a entrada de tarxetas perforadas, o precursor da memoria e do software actual. Deste xeito, as máquinas obtiveron información sobre os movementos exactos que debían realizar para mecanizar a peza e non precisaban de tanta intervención humana para activar palancas, volantes, etc.

Esa máquina de Parsons converteríase nunha das predecesores das máquinas CNC actuais moderno. Pero seguía sendo unha fresadora moi rudimentaria cun sistema de control electrónico analóxico mediante válvulas de baleiro. Estes sistemas fixéronse populares e avanzaron coa maduración da electrónica dixital e de estado sólido. Desde tubos de baleiro ata transistores, desde transistores ata circuítos impresos e despois ata circuítos integrados, ata que os microcontroladores (MCU) se fixeron o suficientemente baratos como para ser amplamente utilizados.

Daquela naceron as máquinas CNC con sistemas máis intelixentes e programables, para poder variar os valores de mecanizado segundo se desexa. No Anos 70 Chegarían as máquinas CNC que hoxe coñecemos, comandadas por un ordenador. Grazas a este outro gran fito, foi posible controlar todo o proceso dun xeito máis intuitivo desde un software, programar diferentes programas para utilizalos cando o desexase, modificar parámetros rapidamente, etc.

Nos nosos días, co desenvolvemento da nube, e do IoT (Internet of Things), ou Internet das cousas, é posible conectar multitude de dispositivos á nube e que poidan interactuar dun xeito máis intelixente con cada un. outro, dando paso a a Industria 4.0, no que as máquinas CNC poderán mellorar considerablemente as súas capacidades. Por exemplo, poderían comunicarse entre eles nunha cadea de fabricación para que, se algunha máquina ou etapa sofre un atraso ou un problema, as máquinas posteriores poden apagarse mentres esperan para aforrar enerxía, ou poden determinar a demanda para axustar o seu nivel de produción. etc.

De que está feita unha máquina CNC?

Cando se trata de detallar o pezas ou compoñentes dunha máquina CNC, pódense citar os seguintes elementos esenciais:

dispositivo de entrada

Coñecido como dispositivo de entrada dende unha máquina CNC ata o sistema que se utiliza para poder cargar ou modificar os datos para o proceso de mecanizado. Por exemplo, pode ser un panel de control, unha pantalla táctil, etc. É dicir, unha interface que permite ao operario da máquina activar e controlar a máquina.

Unidade de control ou controlador

É o sistema electrónico dixital que se encargará de interpretar os datos introducidos e xerar unha serie de sinais de control para controlar o movemento dos servomotores para mover o cabezal de traballo polos eixes e a ferramenta para que fagan exactamente o que indica o programa introducido polo usuario .

Ferramenta

La Herramienta É un dos compoñentes máis imprescindibles, xa que é o que realmente realiza o mecanizado, o que está en contacto coa peza que se está a procesar. Pode ser un cabezal multiferramenta, podendo realizar varias tarefas diferentes, ou tamén ferramentas individuais fixas ou intercambiables. Por exemplo: broca, fresa, fresa, punta de soldar, etc.

Ademais, é importante ter en conta que pode haber varios tipos de máquinas CNC en canto ás súas tipo e número de eixes:

3 eixes: son os máis comúns, con eixes X, Y e Z.
4 eixes: como algúns routers ou routers CNC que engaden un eixe A aos tres anteriores. Isto permite que o fuso se mova de esquerda a dereita para procesar tres superficies ao mesmo tempo, podendo gravar en plano ou en 3D. Son ideais para tallar madeira, metais, patróns complexos, etc.
eixo xiratorio- Ten un fuso rotativo para a ferramenta, que permite procesar catro superficies simultaneamente. Este tipo de máquinas empréganse para mecanizar pezas cilíndricas, estatuas de madeira, elementos metálicos complexos, etc.

Sistema de suxeición ou soporte

É o lugar onde se ancora a peza para realizar o proceso de mecanizado sen que se mova. Segundo o sistema, pode ser de distintos tipos, con ou sen ancoraxes. Ademais, algúns precisan extras, como sistemas de recollida de po, ou corte por chorro de auga, o que precisaría dun depósito ou depósito de auga para recoller e disipar a forza do chorro unha vez que atravesa a peza.

Estes sistemas adoitan chamarse tamén cama ou mesa. Moitos deles adoitan estar feitos de materiais como o aluminio, cando as pezas necesitan estar pegadas á mesa, para procesar cilindros ou formas complexas. Pola contra, a cama ou mesa aspiradora aspirará a peza sen suxeitala, o que permite un maior grao de precisión, menos axitación durante o uso e un maior grao de liberdade.

Dispositivos de retroalimentación (servomotores)

Só hai este tipo de dispositivos. comentarios sobre máquinas CNC que utilizan servomotores. Nos demais non é necesario.

Monitor

Ademais de todo o anterior, tamén pode haber a sistema de información o monitoreo do propio proceso de mecanizado. Isto pode ser a través da mesma interface desde a que se opera ou de forma independente.

Outras partes

Ademais do anterior, hai que ter en conta dous elementos esenciais máis:

Motores: son os dispositivos que moven ou activan a ferramenta de mecanizado segundo os datos recibidos da unidade de control.
- Servo: tolera altas velocidades, polo que pode cortar, perforar, etc. Ideal para traballos tranquilos e estables e patróns complicados.
- Stepper: Estes motores paso a paso teñen un prezo máis baixo, pero úsanse para gravar ou movementos máis básicos. Son fáciles de controlar, fiables e altamente precisos, polo que son axeitados onde se precisa a máxima precisión.
fuso: Este elemento dunha máquina CNC pode ter dous tipos de posibles sistemas de refrixeración ou refrixeración:
- Polo aire: Arrefríanse simplemente por un ventilador que arrefría o fuso, e son máis económicos, máis fáciles de manter e de usar.
- Pola auga: Utilizan auga para arrefriar. É máis caro, complexo e difícil de manter, pero xeralmente dura máis, é máis eficiente e é máis silencioso.

ferraxeslibras