Implantación, Ventajas y Componentes de las Máquinas CNC

Factores que Favorecen la Implantación del CNC

La adopción del Control Numérico Computarizado (CNC) en la industria manufacturera se ve impulsada por una serie de factores clave:

• Mayor exigencia en la precisión del mecanizado: Las tolerancias cada vez más estrictas requieren sistemas de control más precisos.
• Diseños más evolucionados y complejos: El CNC permite la fabricación de piezas con geometrías complejas que serían difíciles o imposibles de realizar con métodos manuales.
• Diversidad de productos: La flexibilidad del CNC facilita la producción de lotes pequeños y variados.
• Necesidad de reducir errores en la producción: La automatización del CNC minimiza los errores humanos.
• Plazos de entrega más exigentes: El CNC agiliza el proceso de producción, permitiendo cumplir con plazos ajustados.
• Abaratamiento de los sistemas de CNC: La tecnología CNC se ha vuelto más accesible en términos de costo.

Ventajas de la Utilización del CNC

El uso de máquinas CNC ofrece numerosas ventajas en comparación con los métodos de mecanizado convencionales:

• Mejora de la precisión: El CNC proporciona una mayor precisión y repetibilidad en el mecanizado.
• Mejor uniformidad: Las piezas producidas son más uniformes en términos de dimensiones y acabado superficial.
• Utilización de varias máquinas: Un solo operario puede supervisar varias máquinas CNC simultáneamente.
• Mecanización de productos complicados: El CNC permite la fabricación de piezas con geometrías complejas.
• Fácil intercambio de la producción: Los programas CNC se pueden modificar y reutilizar fácilmente para diferentes piezas.
• Posibilidad de servir pedidos urgentes: La flexibilidad del CNC permite responder rápidamente a pedidos urgentes.
• Reducción de fatiga: El operario realiza menos esfuerzo físico.
• Aumento de los niveles de seguridad: Las máquinas CNC suelen incorporar sistemas de seguridad avanzados.
• Disminución del tiempo de máquina parada: El CNC reduce los tiempos de preparación y cambio de herramientas.
• Simulación de procesos de corte: Los programas CNC permiten simular el proceso de mecanizado antes de ejecutarlo en la máquina.

Desventajas de la Utilización del CNC

A pesar de sus ventajas, el CNC también presenta algunas desventajas:

• Elevado costo de accesorios y maquinaria: La inversión inicial en máquinas CNC puede ser significativa.
• Necesidad de cálculos, programación y preparación: Se requiere personal cualificado para programar y preparar las máquinas CNC.
• Costos de mantenimiento más elevados: El mantenimiento de las máquinas CNC puede ser más costoso que el de las máquinas convencionales.
• Necesidad de mantener grandes volúmenes de pedidos: Para amortizar la inversión, suele ser necesario mantener un alto volumen de producción.

Conocimientos y Habilidades para Operar en CNC

Para operar máquinas CNC de manera efectiva, se requieren los siguientes conocimientos y habilidades:

• Conocimientos de:
  • Geometría, álgebra y trigonometría.
  • Elección y diseño de las herramientas.
  • Diferentes sistemas de sujeción.
  • Uso de aparatos de medida.
  • Estructura de la máquina de CNC.
  • Diferentes procesos de mecanización.
  • Programación de la máquina de CNC.
  • Mantenimiento y operación CNC.
  • Conocimientos generales en ordenadores.
  • Parámetros y condiciones de corte.

Diferencia entre una Máquina Convencional y una CNC

Las principales diferencias entre una máquina convencional y una máquina CNC son:

• Máquina Convencional:
  • Un operario solo puede usar una máquina.
  • Consulta constante del plano.
  • Amplia experiencia requerida.
  • El operador tiene control manual del avance, profundidad, etc.
  • Algunos mecanizados son imposibles de realizar.
• Máquina CNC:
  • Un operario puede usar varias máquinas.
  • Consulta mínima del plano.
  • No es necesaria una amplia experiencia.
  • El programa controla los parámetros de corte.
  • Realiza cualquier tipo de mecanizado.

Dispositivos y Sistemas de las Máquinas Herramienta de Control Numérico (MHCN)

Las MHCN están compuestas por diversos dispositivos y sistemas:

• Ejes de movimiento.
• Sistemas de transmisión.
• Sistemas de control de posición y desplazamientos.
• Cabezal.
• Sistemas de sujeción.
• Cambiadores automáticos de herramientas.
• Ejes complementarios.

Ejes Principales

• Torno:
  • Eje Z: Movimiento longitudinal en el sentido del eje principal de la máquina.
  • Eje X: Movimiento transversal perpendicular al eje principal de la máquina.
• Fresadora:
  • Eje Z: Movimiento perpendicular de la herramienta hacia el suelo.
  • Eje Y: Movimiento transversal.
  • Eje X: Movimiento longitudinal.

MHCN (Máquina Herramienta de Control Numérico)

Es una máquina herramienta controlada por un sistema numérico.

Ejes de Trabajo

Los tornos disponen de un mínimo de dos ejes (X y Z), mientras que las fresadoras están dotadas de un mínimo de tres ejes (X, Y y Z). Los ejes X y Z en los tornos se asocian al desplazamiento del carro transversal y carro principal, que se deslizan ortogonalmente entre ellos. No es necesario el carro orientable. Las fresadoras disponen de un mínimo de tres ejes X, Y y Z. Los ejes X e Y se asocian al movimiento en el plano horizontal de la mesa de trabajo.

Disposición y Estructura de los Ejes de MHCN

La disposición y estructura de los ejes de una MHCN dependen de varios factores:

• Perfil y ortografía de las piezas a construir.
• Tamaño de las piezas a mecanizar.
• Precisión necesaria en el mecanizado.
• Diferentes tipos de materiales.
• Exigencias de apriete o sellado.

Ejes Complementarios

Son los ejes sobre los que giran las mesas giratorias y cabezales orientables.

• Interpolación: Movimiento simultáneo de dos o más ejes de forma controlada que realiza trayectorias perfectamente definidas, tanto lineales como curvas.
• Eje Rotativo Angular: Son ejes que realizan su movimiento en forma circular y la medida que se utiliza para indicar su movimiento está expresada en grados.