Dominando el Control Numérico (CNC): Fundamentos y Aplicaciones en Manufactura Flexible

Manufactura Flexible: Pilares de la Producción Moderna

La manufactura flexible integra diversas tecnologías para optimizar los procesos productivos:

• Mecanizado convencional
• Mecanizado CNC
• Técnicas de CAD-CAM
• Automatización
• Control de calidad

¿Qué es el Control Numérico (CN)?

El Control Numérico (CN) puede definirse como un método por el cual las máquinas herramienta se controlan mediante números, letras y símbolos. En CN, estos elementos forman un programa de instrucciones que dirige las operaciones de la máquina.

Historia y Evolución del Control Numérico

Las primeras investigaciones sobre el CN fueron realizadas por John Parsons y Frank Stulen a finales de la década de 1940. Parsons diseñó un sistema que utilizaba datos de coordenadas numéricas para mover la mesa de trabajo de una fresadora, con el objetivo de producir piezas para aeronaves.

• 1940: John Parsons y Frank Stulen inician las investigaciones.
• 1952: Se demuestra el primer prototipo de máquina CN.
• 1956: La Fuerza Aérea de EE. UU. patrocina el desarrollo de máquinas herramienta NC en diversas compañías.
• 1958: Se desarrolla el lenguaje APT (Automatically Programmed Tools), un hito en la programación de CN.

El concepto de CN se aplicó a las máquinas herramienta después de la Segunda Guerra Mundial. En 1947, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos impulsó su desarrollo, y en 1957, la tecnología también se introdujo en Japón, donde se desarrolló una máquina de torneado NC.

Tipos de Máquinas CNC Modernas

La tecnología CNC se aplica a una amplia variedad de máquinas herramienta, incluyendo:

• Routers CNC
• Taladradoras CNC (Drilling machines)
• Máquinas CNC de 3 ejes
• Tornos CNC (CNC turning/lathes)
• Máquinas CNC de 5 ejes (o más)

Ventajas Clave del Control Numérico

La implementación del control numérico en la manufactura ofrece múltiples beneficios:

• Mecanizado de piezas muy difíciles o imposibles de elaborar en una máquina convencional.
• Fabricación de piezas con gran precisión e intercambiabilidad.
• Ahorro significativo de herramientas y utillaje.
• Reducción del tiempo de verificación de piezas.
• Seguridad y consistencia en la precisión de los resultados.
• Aumento considerable de la productividad.
• Menor tiempo requerido para el cambio de pieza o configuración.
• Flexibilidad de mecanizado para adaptarse a diferentes diseños.

Desafíos y Desventajas del CNC

A pesar de sus ventajas, el CNC presenta ciertos desafíos:

• Elevada inversión inicial en equipos y software.
• Necesidad de personal capacitado y formado específicamente en CN.
• Requiere una adecuada planeación para poder amortizar la inversión.
• Las averías o fallos pueden resultar muy costosas.

Definición Detallada del Control Numérico

El Control Numérico (CN) es un sistema de automatización de máquinas herramienta que son operadas mediante comandos programados y almacenados en un medio digital, a diferencia del mando manual tradicional que utiliza volantes o palancas.

Componentes Clave del Sistema CNC

El término “sistema de control” se refiere a cualquier dispositivo o conjunto de dispositivos destinados a controlar el funcionamiento de la máquina CNC.

La Máquina CNC: Estructura y Funcionamiento

Las máquinas CNC están equipadas con un motor impulsor de alimentación y un sistema de medición de trayectoria para cada eje de movimiento, lo que permite un control preciso de la posición y velocidad.

Tipos de Sistemas de Control en CNC

En el control numérico, existen dos tipos básicos de sistemas de control para la trayectoria:

• Punto a punto
• Contorneado (o trayectoria continua)

Clasificación de Máquinas Herramienta de Control Numérico

Según el Tipo de Movimiento

• Punto a punto (Point-to-point)
• Trayectoria continua (Continuous path)

Según los Lazos de Control

• Lazo abierto (Open loop)
• Lazo cerrado (Closed loop)

Según la Fuente de Alimentación

• Eléctrico
• Hidráulico
• Neumático

Según el Sistema de Posicionamiento

• Incremental
• Absoluto