Control Numérico: Definición de sus sistema

Conoce a lo largo de este artículo todos los detalles sobre el control numérico, la importante definición de sus sistemas y las aplicaciones que pueden darle, en este artículo conocerás de manera especifica y sencilla todo el proceso que conlleva.

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Control Numérico

Es un método automatizado para máquinas que se manejan mediante comandos de programación en un medio de almacenamiento.

La primera máquina de control remoto digital fue fabricada por el ingeniero John T. Parsons en las décadas de 1940 y 1950. Se basó en las máquinas existentes con motores modificados, cuyo número se relacionó manualmente con las instrucciones dadas en el microscopio de tarjetas perforadas.

Estos primeros servo mecanismos se desarrollaron rápidamente con la ayuda de equipos analógicos y digitales. La baratura y la miniaturización de los procesadores han utilizado ampliamente la tecnología electrónica digital en todo tipo de herramientas, dando como resultado la denominación de control decimal digital, control digital por computadora, para compararlos de las máquinas que no tenían computadoras.

Este método ha revolucionado la industria así que si se usa este tipo de expresión para referirse a este tipo de temas que no tenían ordenadores, así que gracias a los microprocesadores más baratos y la programación simplificada de la máquina.

Principios de funcionamiento

El procedimiento se basa en el monitoreo del desplazamiento de la maquina con relación a la varilla de coordenadas del aparato mediante un programa informático ejecutado por un ordenador. Para el torno, el desplazamiento del artefacto debe controlarse en dos ejes de coordenadas: el eje X se usa para el desplazamiento longitudinal del carro y el eje Z se usa para el desplazamiento lateral de la torre.

Para la fresadora también se controla el desplazamiento vertical correspondiente al eje Y. Por este motivo, tanto en el torno como en el mecanismo de desplazamiento de la torreta se instalan servomotores, y en el caso del torno es una máquina de sobremesa, la fresadora depende de las capacidades de la máquina, no puede estar limitada a tres ejes.

Aplicaciones

Se puede utilizar para modelar metal, ebanistería, carpintería, plásticos, circuitos impresos electrónicos, entre otros. La aplicación del sistema CNC en la máquina, es una herramienta que aumenta el rendimiento y al mismo tiempo permite realizar operaciones de conformado difíciles de completar con máquinas herramienta convencionales, como lograr una superficie esférica manteniendo un alto grado de precisión dimensional.

Finalmente, el uso de control numérico computarizado tiene un impacto beneficioso en los costos de producción al reducir los costos de fabricación de muchas máquinas y mejorar la calidad.

El uso de CNC tiene un choque beneficioso en los costos de producción al mitigar los costos de la construcción de muchas máquinas, manteniendo o mejorando su calidad.

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Programación en el control numérico

Este tipo de programación usa dos métodos:

Programación Manual

En este proyecto la pieza se escribe exclusivamente mediante razonamiento y cálculos que solo los hace el operador, el proyecto de mecanizado incorpora todos los datos justos para la mecanización de la pieza.

Dado que cada fabricante utiliza su propio programa NC, el inicio del programa NC se caracteriza por el desarrollo caótico del código de programación. Posteriormente, siempre que los tipos de programas sean los mismos, la necesidad de estandarizar el código de programación es una condición indispensable para que un mismo programa sea utilizado en diferentes máquinas.

Programación automática

Cuando hablamos de programación estamos hablando de lo que hace el ordenador cuando los datos los proporciona el que hace la programación de la pieza aparezca en un idioma de intercambio llamado APT, que luego será traducido al idioma apropiado para cada idioma por el postprocesador, lenguaje de máquina.

Precisión

El eje de estas máquinas suele ser accionado por un motor paso a paso que divide la rotación de 360 ​​grados en 200 pasos de estos pasos. Por lo tanto, la precisión del eje vendrá dada por el paso del eje principal móvil. En este caso, el número de pasos es 200, la posición de rotación de la herramienta, ejemplo: si el husillo del eje X con un paso de 1 mm se divide en 200 pasos del motor, la máquina herramienta puede proporcionar una precisión de 0,005 mm en este eje.

Antes y después del control numérico (CNC)

Desde principios del siglo XX, la explosiva expansión industrial y el uso masivo de maquinaria motorizada han requerido la búsqueda constante de procesos más eficientes. Hasta hace unos 60-65 años, el trabajo intensivo requerido para las tareas industriales no solo requería un gran equipo de trabajadores, sino que también afectaba la calidad, precisión y repetibilidad, aumento de costos y producción reducida.

En qué medida podemos verlo a través de un simple ejemplo. Por ejemplo, muchas personas que trabajan en el taller de máquinas están familiarizadas con una de las operaciones de fabricación más simples, incluso al perforar agujeros en chapa con un taladro manual.

Para ello, el operario debe realizar múltiples tareas: colocar la placa en el piso de perforación, colocar la broca en el portabrocas y fijarla en el husillo, seleccionar la velocidad cambiando la polea, activar el husillo y accionar la palanca o rodillo de alimentación de papel guíe el taladro hasta el papel que se va a procesar.

Ahora imagine la viabilidad de realizar un proceso de este tipo en un entorno industrial, en el que se deben hacer cientos de agujeros en cientos de hojas de papel en el menor tiempo posible con el menor costo y la mayor calidad de producción.

Así es como se introdujo el concepto de control numérico (NC) en las fresadoras estadounidenses en la década de 1950. Las fresadoras utilizaban tecnología de válvulas de vacío y tarjetas perforadas para cargar datos.

Ya en la década de 1960, los tubos de vacío fueron reemplazados por transistores, hasta que la llegada de las computadoras en la década de 1970 estableció una base clara para lo que ahora llamamos tecnología de control numérico por computadora (CNC).

Estos chips han revolucionado en la totalidad del campo del control numérico y se han dado cuenta de la integración de funciones, como complemento de programación avanzada, representación gráfica de trayectorias de herramientas, y ciclos de redes.

Estos chips han tenido un revuelo total en este campo del monitoreo y se han percatado de la unificación de funciones, como ayudas de programación avanzadas, representación gráfica de trayectorias de objetos, subrutinas y ciclos fijos, comunicación y redes.

En la época de los años 90 fue introducido el conocimiento del control numérico computarizado, la cual permitió personalizarla y hacer una combinación con el conocimiento propio, la técnica gráfica interactiva, y la comunicación digital con el variador y muchas otras ventajas muy puntuales de la maquinaria.

A inicios de los 90 se introdujo el conocimiento CNC abierta, que permite personalizarla y combinarla con el conocimiento propio, la planificación gráfica interactiva, la comunicación digital con el variador y muchas otras ventajas que nos brindaron soluciones significativas de la maquinaria del monitoreo.

¿Cómo funciona una maquina CNC?

Este básicamente controla la máquina y recibe órdenes en forma de códigos de los ordenadores y la transforma en señales eléctricas a través de su propio software para arrancar el motor. Una vez, iniciarán el sistema de transmisión, los ejes de las máquinas CNC son necesarios para generar los movimientos que requiere el proceso de fabricación.

Si seguimos usando taladros industriales como ejemplo, estos ejes colocarán la herramienta sobre el agujero a mecanizar (dos ejes) y realizarán la operación (tercer eje), los ejes se nombran con letras, los nombres más comunes para los ejes lineales son X, Y y Z, mientras que los nombres más comunes para los ejes giratorios son A, B y C, se pueden utilizar dos sistemas para el control de movimiento. Los dos sistemas pueden funcionar de forma independiente o en combinación entre sí:

Valor absoluto, en el que las coordenadas del punto de lugar se refieren al inicio de estas, utilice las variables X (valor medido del diámetro final) y Z (medido en una dirección paralela al eje de rotación del tornillo).

Valor incremental, donde las coordenadas de la marca del lugar se refieren a la marca actual, utilice las inconstantes U (distancia radial) y W (medidas en una dirección paralela al eje de rotación del eje principal).

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Accesorios programables

Si solo hay control de movimiento, las máquinas CNC serán inútiles, casi todas las máquinas se pueden programar de otras formas, es por ello que debemos tener en cuenta que la máquina está directamente relacionado con sus accesorios programables apropiados, por lo que cualquier función requerida se puede programar en la máquina herramienta CNC. Por tanto, por ejemplo, un centro de mecanizado tendrá al menos las siguientes funciones específicas programables:

Los centros de mecanizado con cambiador automático de herramientas pueden emplazar muchas herramientas diferentes en una caja portátil. Si es necesario, las más necesarias se pueden colocar de manera rápida en el husillo para el procesamiento correspondiente.

Rapidez y activación del husillo: puede detallar simplemente la rapidez del husillo (en rpm), el husillo no solo puede rodar en sentido horario o antihorario, sino igualmente detenerse.

Refrigerante: Este es requerido para muchas operaciones que necesitan refrigerante para su lubricación y enfriar el aparato, este se puede activar y apagar durante el proceso de trabajo.

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Programa CNC

Este programa se basa en una lista secuencia donde posee instrucciones para ejecutar, estas indicaciones se llaman programas cnc, la cual deben contener toda la información obligatoria para mecanizar la pieza.

Los programas CNC están escritos en lenguajes de bajo nivel llamados G y M, han sido estandarizados por ISO 6983 (Organización Internacional de Normalización) y EIA (Electronic Industries Alliance) RS 274, y están compuestos de instrucciones generales (código G) y otras (Código M).

El programa proporciona un formato de oración compuesto por bloques, comenzando con la letra N, como se muestra en la siguiente figura, donde cada acción o acción se ejecuta secuencialmente, cada bloque está numerado y generalmente contiene un comando.

Existen códigos que especifican las funciones de movimiento del aparato en cuestión (por ejemplo, avance rápido, avance radial, pausa, ciclo), mientras que otros códigos describen otras funciones necesarias para el mecanizado de piezas, pero no corresponden al movimiento del aparato (por ejemplo, inicio del husillo Y parada, cambio de herramienta, refrigerante, parada de programa).

Controlador CNC

Este componente clave interpreta el plan CNC y maneja una serie de ítems en secuencia, al leer el programa, el inspector activa la función de la máquina correspondiente, impulsa el movimiento del eje y generalmente sigue las instrucciones dadas en el programa.

Existen otros uso los cuales son:

  • Si se detecta un error, modifique (edite) el programa.
  • Realice funciones especiales de verificación (por ejemplo, inactivo) para confirmar la precisión del programa CNC.
  • Especifique ciertas entradas importantes del operador, como los valores de longitud de la herramienta.

Programa CAM

En este artículo, mencionamos la importancia de los proyectos (Computer Aided Manufacturing) cuando es difícil escribir programas CNC debido a la falta de conocimiento del operador o aplicaciones complejas, en muchos casos, los programas CAM se pueden utilizar junto con el diseño asistido por ordenadores (CAD).

El operario solo indica la acción del mecanizado a ejecutar, y el plan produce automáticamente el programa. Esto extirpa la exigencia de redefinir la distribución del fragmento de trabajo para el plan.

Sistema DNC

Cuando esté avanzado el proyecto (de forma manual o por medio de programa), se debe acarrear en el controlador y para esto se usan un sistema de reparto de control numérico (DNC).

Este sistema es un ordenador que está conectada en red con una o más máquinas CNC, tradicionalmente, la transmisión de programas se realiza mediante el protocolo de comunicación en serie básico (RS-232C). No obstante, la ciencia ha avanzado para proporcionar a los controladores actuales mayores capacidades de comunicación, de modo que puedan conectarse en red de formas más tradicionales (por ejemplo, a través de Ethernet).

Oportunidades laborales que ofrece la tecnología CNC

Con el crecimiento de estas máquinas, es sorprendente la grave pobreza de personal capacitado para dirigirlas, de tal manera, es un campo prometedor en el cual el sueldo es bastante alto y también se puede desarrollar una carrera exitosa. Los siguientes son los trabajos más interesantes para cualquiera que busque oportunidades en el campo de las máquinas herramienta CNC.

Ventajas del CNC

Existen ventajas de aumentar la productividad y reducir el tiempo para producir, las máquinas y herramientas también brindan una variedad de otras ventajas para su organización, tales como:

  • Mayor rendimiento y menor costo.
  • Mayor precisión y mejor calidad de producto.
  • Mejorar el nivel de seguridad de los operadores.
  • Tener amplia flexibilidad para manejar productos básicos y / o complejos.
  • Un operador puede operar varias máquinas al mismo tiempo.
  • Reducir el tiempo del ciclo operativo.
  • Múltiples lenguajes de programación.
  • Controle y estandarice sus productos.
  • Mayor precisión operativa.

Cuando emplear el CNC

¿Sobre cuándo usar M.H.C.N.? La decisión suele ser resolver con base en análisis de producción y rentabilidad; sin embargo, en en nuestros países subdesarrollados suele existir un factor de inercia impedir que los emprendedores den un salto tecnológico, tanto que la gente está motivada para utilizar estas tecnologías, las alternativas financieras y de producción ayudarán a mejorar la apariencia la rentabilidad de este tipo de inversiones.

Por otro lado, una vez que esto en este proceso, la empresa transferirá tecnología rápidamente, mejorar el nivel técnico. Fenómeno como este no es infrecuente, se han dado muchas veces a nivel de consumidor en nuestro país, especialmente en Panamá.

Es importante mencionar que los avances tecnológicos han llevado a la humanidad a ser grandes consumidores de la tecnología, es por ello que utilizamos aspectos de ella  como: Alta fidelidad, automóviles, equipos de comunicación y computadoras. Entonces, ¿por qué ser escéptico? Y pensamos que no somos capaces adaptar la nueva tecnología de producción a nuestra experiencia empresarial.

Ahora echemos un ojo cómo usar o no C.N.C. en términos cantidad de producción:

  • Cuando tienes un alto rendimiento.
  • Frecuencia de producción del mismo artículo que no es muy alta.
  • Cuando la complejidad del articulo no es muy alta.
  • Al cambiar un artículo o proporcionar varios modelos.

Generalidades

Actualmente, existe un entorno lleno de expectativas e incertidumbres, esto se debe en gran parte a los rápidos cambios en la tecnología actual, porque estos no permiten que se absorba por completo, por lo que es difícil. Haz tu mejor esfuerzo, los pedidos también tienen cambios rápidos economía y política, en una sociedad como la nuestra(Países en desarrollo) para prevenir la aparición de soluciones locales o propietarias de nuestro problema más fundamental.

De todos estos cambios, uno de los más influyentes es sin duda formular una nueva política mundial de mercado abierto, y globalización. Todo esto habla de libre competencia, por lo que es necesario adaptar nuestra industria para que pueda afrontar los desafíos el próximo año.

Una alternativa a esto es la industria, introdujo los elementos de la automatización, sin embargo debe hacerse de la forma más adecuada para que pueda ser absorbido. Adoptar gradualmente las nuevas tecnologías en el momento adecuado; todo esto no se olvidará, factores de retorno de la inversión y capacidad de producción.

Uno de los elementos importantes del renacimiento de la automatización, es una máquina de control numérico por computadora, proporciona otras ventajas importantes que deben tenerse en cuenta con cuidado, este es el propósito de este artículo.

Querido lector siga con nosotros  en: Tipos de escáner de computadora.


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