Fundamentos Esenciales de Máquinas CNC: Componentes, Control y Coordenadas

Componentes Principales de una Máquina CNC

Las máquinas CNC (Control Numérico Computarizado) se componen de diversas unidades interconectadas que permiten su funcionamiento automatizado. A continuación, se detallan sus elementos clave:

Unidad de Entrada-Salida de Datos

Permite la interacción del usuario con la máquina y la transferencia de información. Incluye:

• Teclados
• Paneles de Mando
• Ratón
• Monitor
• Conexión con Intranet (para transferencia de programas y datos)

Unidad de Memoria Interna

Almacena los programas de mecanizado y otros datos relevantes para la operación de la máquina. Comprende:

• Conexión RS232 (para comunicación serial)
• Disco Duro (almacenamiento principal)
• Conexión con Intranet (para acceso a redes)

Unidad de Cálculos (UCP)

Es el "cerebro" de la máquina, responsable de procesar la información y ejecutar las instrucciones del programa. Se refiere a la Unidad Central de Procesamiento (UCP).

Servomecanismos

Son los sistemas que permiten el movimiento preciso de los ejes de la máquina. Están compuestos por partes mecánicas y electrónicas que trabajan en conjunto para asegurar la exactitud del posicionamiento y la velocidad.

Sistema de Sujeción de Piezas en Tornos

Los elementos de sujeción en tornos son fundamentales para transmitir el movimiento rotatorio del husillo de torneado a la pieza. Deben asegurar que las piezas se mantengan cilíndricas durante el mecanizado y resistan eficazmente las fuerzas generadas por la operación.

Tipos Comunes de Mandriles

• Mandril de 3 mordazas: Utilizado para piezas cilíndricas o hexagonales, autocentrante.
• Mandril de 4 mordazas: Permite sujetar piezas de formas irregulares y ofrece mayor precisión de centrado manual.

Tipos de Control CNC

El control numérico computarizado se clasifica según la forma en que gestiona el movimiento de la herramienta o la pieza:

Control Numérico Punto a Punto

Este tipo de control se utiliza para posicionar la herramienta en los sucesivos puntos donde se realicen una o varias operaciones de mecanizado. La trayectoria para pasar de un punto a otro no está controlada, ya que las funciones de posicionamiento y mecanizado son independientes.

Control Numérico Paraxial

El control numérico paraxial permite gobernar de forma precisa tanto la posición del elemento que se desplaza (herramienta o pieza) como su trayectoria, siempre en la dirección de alguno de los ejes de coordenadas cartesianas. Este tipo de control mejora al punto a punto, ya que permite controlar la trayectoria seguida, pero siempre siguiendo líneas rectas paralelas a los ejes de la máquina-herramienta.

Control Numérico Interpolador o Continuo

Este sistema es el que se aplica con mayor frecuencia en casi todas las máquinas-herramienta con CNC. Todos los desplazamientos y trayectorias son controlados de forma precisa. Este tipo de control es denominado 3D porque puede gobernar simultáneamente los movimientos de tres ejes, permitiendo trayectorias complejas.

Ejemplos de Máquinas CNC

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

• Fresadoras CNC
• Tornos CNC
• Plegadoras CNC
• Taladradoras CNC
• Centros de Mecanizado CNC

Ejes Principales en Máquinas CNC

La designación de los ejes es fundamental para la programación y el entendimiento del movimiento de las máquinas CNC.

Ejes en un Torno CNC

• Eje Z: Realiza el movimiento longitudinal a lo largo del eje principal de la máquina (paralelo al husillo).
• Eje X: Realiza el movimiento transversal, perpendicular al eje principal de la máquina (movimiento radial).

Ejes en una Fresadora CNC

• Eje Z: Realiza el movimiento perpendicular de la herramienta, generalmente vertical (hacia arriba o abajo).
• Eje Y: Realiza el movimiento transversal de la herramienta (de lado a lado).
• Eje X: Realiza el movimiento longitudinal de la herramienta (hacia adelante o atrás).

Sistemas de Coordenadas en Máquinas CNC

Para la programación de las máquinas CNC, se utilizan diferentes sistemas de coordenadas que definen la posición de la herramienta o la pieza.

Coordenadas Cartesianas o Rectangulares

Son el sistema más común y se basan en ejes perpendiculares (X, Y, Z).

• Coordenadas Absolutas: Se utilizan para indicar las coordenadas desde un punto fijo de referencia, el origen (0,0,0). Cada punto se define con respecto a este origen inmutable.
• Coordenadas Incrementales: Se basan en indicar las coordenadas desde el último punto alcanzado hasta el siguiente. Es decir, el origen se traslada al último punto de referencia, facilitando movimientos relativos.

Coordenadas Polares

Aunque menos comunes en la programación CNC estándar, las coordenadas polares definen un punto mediante una distancia desde un origen y un ángulo respecto a un eje de referencia. Se utilizan en aplicaciones específicas o para movimientos circulares.

Puntos de Referencia en Máquinas CNC

Existen puntos de referencia clave que son esenciales para la configuración y programación de las máquinas CNC:

M: Cero Máquina (Cero Absoluto)

Es el punto de referencia fijo establecido por el fabricante, a partir del cual se miden todas las dimensiones de la máquina y es el origen de sus coordenadas. Este punto es inalterable y sirve como base para todos los demás puntos de referencia.

W: Cero Pieza (Cero de Trabajo)

Es el punto de referencia que el programador establece en la pieza. A partir de este punto se referencian todas las medidas de la pieza para el mecanizado. Este punto es flexible y puede variar según la programación deseada o la posición de la pieza en la máquina.