Control Numérico por Computadora
En la actualidad, el maquinado de moldes de inyección, soplado, dados de extrusión y otro tipo de herramentales de precisión se llevan a cabo mediante un control estricto a través de programas, este proceso se le conoce como control numérico por computadora.
El control numérico por computadora (CNC) es la automatización de las herramientas de una máquina mediante computadoras que ejecutan secuencias pre-programadas de comandos de control de máquina.
En los sistemas CNC modernos, el diseño de una pieza mecánica y su programa de fabricación es altamente automatizado. Las dimensiones mecánicas de la pieza se definen utilizando un programa de diseño asistido por computadora (CAD) y luego se traducen en directivas de fabricación mediante un programa de maquinado asistido por computadora (CAM). Las directivas resultantes se transforman (mediante el programa «post-procesador») con los comandos específicos necesarios para que una máquina en particular produzca el componente, y luego se cargan en la máquina CNC.
En otras palabras, primero, el diseñador de la pieza final en plástico, diseña la pieza en un programa CAD, posteriormente este diseño se traduce a su contraparte en metal para dar el diseño del molde mediante un programa CAM que finalmente termina se pasa mediante el programa adecuado al equipo CNC.
Dado que cualquier componente en particular puede requerir el uso de varias herramientas diferentes, taladros, sierras, etc., las máquinas modernas a menudo combinan múltiples herramientas en una sola «celda». En otras instalaciones, se utilizan varias máquinas diferentes con un controlador externo y operadores humanos o robóticos que mueven el componente de una máquina a otra. En cualquier caso, la serie de pasos necesarios para producir cualquier pieza es altamente automatizada y produce una parte que coincide con el CAD original.
En la superficie, puede parecer que una PC normal controla las máquinas, pero el software y la consola de control únicos de la computadora son lo que realmente distingue al sistema para su uso en el mecanizado CNC.
En el mecanizado CNC, las herramientas funcionan a través del control numérico. Un programa de computadora está personalizado para un objeto y las máquinas están programadas con un lenguaje de mecanizado CNC (llamado código G) que esencialmente controla todas las funciones como velocidad de avance, coordinación, ubicación y velocidades. Con el mecanizado CNC, la computadora puede controlar el posicionamiento y la velocidad exactos. El mecanizado CNC se utiliza en la fabricación de piezas de metal y plástico.
Primero se crea un dibujo CAD (ya sea 2D o 3D), y luego se crea un código que la máquina CNC comprenderá. El programa se carga y, finalmente, un operador ejecuta una prueba del programa para asegurarse de que no haya problemas. Esta ejecución de prueba se conoce como «corte de aire» y es un paso importante porque cualquier error con la velocidad y la posición de la herramienta podría dar como resultado una pieza raspada o una máquina dañada.
El movimiento se controla a lo largo de múltiples ejes, normalmente al menos dos (X y Y), y un eje de herramienta que se mueve en el eje Z (profundidad). La posición de la herramienta es accionada por un motor paso a paso o servomotores con el fin de proporcionar movimientos de alta precisión, o en diseños antiguos, motores a través de una serie de engranajes reductores. En las máquinas comerciales de metalurgia, los controles de circuito cerrado son estándar y necesarios para proporcionar la precisión, velocidad y repetibilidad demandadas.
A medida que evolucionó el equipo del controlador, los propios molinos también evolucionaron. Un cambio ha sido encerrar todo el mecanismo en una caja grande como medida de seguridad, a menudo con enclavamientos de seguridad adicionales para garantizar que el operador esté lo suficientemente lejos de la pieza de trabajo para una operación segura. La mayoría de los nuevos sistemas CNC construidos hoy en día están 100% controlados electrónicamente.
Los sistemas de tipo CNC ahora se usan para cualquier proceso que pueda describirse como una serie de movimientos y operaciones. Estos incluyen corte por láser, soldadura, soldadura por fricción, soldadura ultrasónica, corte con flama y plasma, doblado, hilado, perforación, fijación, costura, colocación de cinta y fibra, enrutamiento, corte y colocación y aserrado.
El mecanizado CNC tiene muchas ventajas. El proceso es más preciso que el mecanizado manual y puede repetirse exactamente de la misma manera una y otra vez. Debido a la precisión posible con el mecanizado CNC, este proceso puede producir formas complejas que serían casi imposibles de lograr con el mecanizado manual. El mecanizado CNC se utiliza en la producción de muchas formas tridimensionales complejas. Es por estas cualidades que el mecanizado CNC se utiliza en trabajos que requieren un alto nivel de precisión o tareas muy repetitivas.
Para operar un equipo CNC es útil tener experiencia en matemáticas, artes industriales y dibujo mecánico, así como en el uso de la computadora.
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