Procesos de Manufactura Con CNC

INTRODUCCIÓN

El CNC tuvo su origen a principios de los años cincuenta en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT! en donde se auto"ati#$ por pri"era ve# una gran %resadora& En esta 'poca las co"putadoras estaan en sus inicios ) eran tan grandes *ue el espacio ocupado por co"putadora era "a)or *ue el de la "+*uina& ,o) día las co"putadoras son cada ve# "+s pe*ueñas ) econ$"icas! con lo *ue el uso del CNC se ha e-tendido a todo tipo de "a*uinaria. tornos! recti%icadoras! "+*uinas de coser! etc&

/igura 0&0CNC signi%ica 1control nu"'rico co"putari#ado1& En una "+*uina CNC! a di%erencia de una "+*uina convencional o "anual! una co"putadora controla la posici$n ) velocidad de los "otores *ue accionan los e2es de la "+*uina& 3racias a esto! puede hacer "ovi"ientos *ue no se pueden lograr  "anual"ente co"o círculo ulos! líneas diagonal onales es ) %igura uras co"pl "ple2a e2as tridi"ensionales& 4as "+*uinas CNC son capaces de "over la herra"ienta herra"ienta al "is"o tie"po en los tres e2es para e2ecutar tra)ectorias tridi"ensionales co"o las *ue se re*uieren para para el "a*u "a*uin inad ado o de co"p co"ple le2o 2oss "old "oldes es ) tro* tro*ue uele less co"o co"o se "ues "uestr tra a en la i"agen& En una "+*uina CNC una co"putadora controla el "ovi"iento de la "esa! el carro carro ) el husi husillllo& o& Una Una ve# ve# progr progra" a"ada ada la "+*ui "+*uina! na! 'sta 'sta e2ec e2ecut uta a toda todass las las

operaciones por sí sola! sin necesidad de *ue el operador est' "ane2+ndola& Esto per"ite aprovechar "e2or el tie"po del personal para *ue sea "+s productivo&

 5l principio hacer un progra"a de "a*uinado era "u) di%ícil ) tedioso! pues haía *ue planear e indicarle "anual"ente a la "+*uina cada uno de los "ovi"ientos *ue tenía *ue hacer& Era un proceso *ue podía durar horas! días! se"anas& 56n así era un ahorro de tie"po co"parado con los "'todos convencionales&  5ctual"ente "uchas de las "+*uinas "odernas traa2an con lo *ue se conoce co"o 1lengua2e conversacional1 en el *ue el progra"ador escoge la operaci$n *ue desea ) la "+*uina le pregunta los datos *ue se re*uieren&

¿Entonces que es el CNC? O control numérico por computadora

El control nu"'rico por co"putadora! de ahora en adelante CNC! es un siste"a *ue per"ite controlar en todo "o"ento la posici$n de un ele"ento %ísico! Esto *uiere decir *ue "ediante un so%t7are ) un con2unto de $rdenes! controlare"os las coordenadas de posici$n de un punto (la herra"ienta respecto a un origen (8!8!8 de "+*uina! o sea! una especie de 39: pero aplicado a la "ecani#aci$n! ) "uchísi"o "+s preciso& /igura0&;

/I3UR50&; CNC de un torno& :i ve"os el cuo de la %igura 0&! la segunda sore el ?! ) la tercera sore el @&

/igura0&< e2e"plo de coordenadas& ) no solo controla las coordenadas *ue he"os visto! sino ta"i'n! la "anera de despla#arse entre ellas! su velocidad! ) algunos par+"etros "+s& Un CNC es un e*uipo total"ente integrado dentro de "+*uinasAherra"ienta de todo tipo! de "ecani#ado! de corte! por l+ser! cortadoras! etc&

Sistemas CAM y CAD

4os siste"as C5DBC5M generan el progra"a de "a*uinado de %or"a auto"+tica& 5"as siglas provienen de su deno"inaci$n en ingl's& 9ara diseñar  usare"os el C&5&D& (Co"puter 5ided Design! "ientras *ue para la %aricaci$n se e"plea el C&5&M& (Co"puter 5ided Manu%acturing& Estos siste"as aarcan el diseño gr+%ico! el "ane2o de ases de datos para el diseño ) la %aricaci$n! control nu"'rico de "+*uinas herra"ientas! ro$tica ) visi$n co"putari#ada&

Sistemas CAD En el siste"a C5D (diseño asistido por co"putadora la pie#a *ue se desea "a*uinar se diseña en la co"putadora con herra"ientas de diu2o ) "odelado s$lido&

Sistema CAM C5M ("anu%actura asistida por co"putadora to"a la in%or"aci$n del diseño ) genera la ruta de corte *ue tiene *ue seguir la herra"ienta para %aricar la pie#a deseada= a partir de esta ruta de corte se crea auto"atica"ente el progra"a de "a*uinado! el cual puede ser introducido a la "+*uina "ediante un disco o enviado electronica"ente&

Entonces ,ist$rica"ente los C5D co"en#aron co"o una ingeniería tecnol$gica co"putari#ada! "ientras los C5M eran una tecnología se"iauto"+tica para el control de "+*uinas de %or"a nu"'rica& 9ero estas dos disciplinas se han ido "e#clando gradual"ente hasta conseguir una tecnología su"a de las dos! de tal %or"a *ue los siste"as C5DBC5M son considerados! ho) día! co"o una disciplina 6nica identi%icale& ,o) día los e*uipos CNC con la a)uda de los lengua2es conversacionales ) los siste"as C5DBC5M! per"iten a las e"presas producir con "ucha "a)or rapide# ) calidad sin necesidad de tener personal alta"ente especiali#ado&

CONTROL NM!R"CO EN LA "N#EN"ER$A "NDSTR"AL De%inici$n general. :e considera control nu"'rico a todo dispositivo capa# de dirigir posiciona"ientos de un $rgano "ec+nico "$vil! en el *ue las $rdenes relativas a los despla#a"ientos del "$vil son elaoradas en %or"a total"ente auto"+tica a partir  de in%or"aciones nu"'ricas de%inidas! ien "anual"ente o por "edio de un progra"a&

 %M&"TO DE A'L"CAC"(N DEL CONTROL NM!R"CO) Co"o )a se "encion$! las cuatro variales %unda"entales *ue inciden en la ondad de un auto"atis"o son. productividad! rapide#! precisi$n ) velocidad& De acuerdo con estas variales! va"os a anali#ar *u' tipo de auto"atis"o es el "+s conveniente de acuerdo al n6"ero de pie#as a %aricar 

*ENTA+AS DEL CONTROL NM!R"CO)  4as venta2as! dentro de los par+"etros de producci$n e-plicados anterior"ente son. •

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9osiilidad de %aricaci$n de pie#as i"posiles o "u) di%íciles& 3racias al control nu"'rico se han podido otener pie#as "u) co"plicadas co"o las super%icies tridi"ensionales necesarias en la %aricaci$n de aviones& :eguridad& El control nu"'rico es especial"ente reco"endale para el traa2o con productos peligrosos& 9recisi$n& Esto se dee a la "a)or precisi$n de la "+*uina herra"ienta de control nu"'rico respecto de las cl+sicas&  5u"ento de productividad de las "+*uinas& Esto se dee a la dis"inuci$n del tie"po total de "ecani#aci$n! en virtud de la dis"inuci$n de los tie"pos de despla#a"iento en vacío ) de la rapide# de los pocisiona"ientos *ue su"inistran los siste"as electr$nicos de control& Reducci$n de controles ) desechos& Esta reducci$n es deida %unda"ental"ente a la gran %iailidad ) repetitividad de una "+*uina herra"ienta con control nu"'rico& Esta reducci$n de controles per"ite pr+ctica"ente eli"inar toda operaci$n hu"ana posterior! con la susiguiente reducci$n de costos ) tie"pos de %aricaci$n&

CLAS","CAC"(N DE LOS S"STEMAS DE CONTROL NM!R"CO• • • • •

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:e dividen %unda"ental"ente en. E*uipos de control nu"'rico de posiciona"iento! o punto a punto& E*uipos de control nu"'rico de contorneo& 9ara ver el gr+%ico seleccione la opci$n 1Descargar1 del "en6 superior  :uponga"os una pie#a colocada sore la "esa (ver %igura! ) *ue en el punto 5 se *uiere reali#ar una per%oraci$n& :ea el e2e > el e2e longitudinal de la "esa ) el e2e ? el e2e transversal&  representa la pro)ecci$n del e2e del 6til sore la "esa& El prole"a de llevar el punto 5 al punto  se puede resolver de las siguientes %or"as.  5ccionar el "otor del e2e ? hasta alcan#ar el punto 5acute=) a continuaci$n el "otor del e2e > hasta alcan#ar al punto &  5n+logo al anterior! pero accionando pri"ero el "otor del e2e longitudinal ) despu's el del transversal& Estos dos "odos de posiciona"iento recien el no"re de posiciona"iento secuencial ) se reali#a nor"al"ente a la "+-i"a velocidad *ue soporta la "+*uina&  5ccionar a"os "otores a la ve# ) a la "is"a velocidad& En este caso la tra)ectoria seguida ser+ una recta de Ford"=& Una ve# llegado la altura del punto ! el "otor del e2e ? ser+ parado para continuar e-clusiva"ente

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el "otor del e2e > hasta llegar al punto & Este tipo de posiciona"iento recie el no"re de posiciona"iento si"ult+neo (punto a punto&  5cciona"iento secuencial de los "otores pero reali#ando la apr o-i"aci$n a un punto sie"pre en el "is"o sentido& Este tipo de apro-i"aci$n recie el no"re de apro-i"aci$n unidireccional ) es utili#ado e-clusiva"ente en los posiciona"ientos punto a punto& En un siste"a punto a punto! el control deter"ina! a partir de la in%or"aci$n su"inistrada por el progra"a ) antes de iniciarse el "ovi"iento! el ca"ino total a recorrer& 9osterior"ente se reali#a dicho posiciona"iento! sin i"portar en asoluto la tra)ectoria recorrida! puesto *ue lo 6nico *ue i"porta es alcan#ar con precisi$n ) rapide# el punto en cuesti$n& :ie"pre *ue se *uiera reali#ar tra)ectorias *ue no sean para-iales (rectas seg6n los e2es es necesario *ue el siste"a de control posea características especiales& 4os e*uipos *ue per"iten generar curvas recien el no"re de e*uipos de contorneo& 4os siste"as de contorneo goiernan no s$lo la posici$n %inal sino ta"i'n el "ovi"iento en cada instante de los e2es en los cuales se reali#a la interpolaci$n& En estos e*uipos deer+ e-istir una sincroni#aci$n per%ecta entre los distintos e2es! control+ndose! por tanto! la tra)ectoria real *ue dee seguir la herra"ienta& Con estos siste"as se pueden generar  recorridos tales co"o rectas con cual*uier pendiente! arcos de circun%erencia! c$nicas o cual*uier otra curva de%inile "ate"+tica"ente& Estos siste"as se utili#an! sore todo! en %resados co"ple2os! torneados! etc& 9or 6lti"o! se puede decir *ue un e*uipo de control nu"'rico para-ial puede e%ectuar los traa2os *ue reali#a un e*uipo punto a punto ) un e*uipo de contorneo podr+ reali#ar los traa2os propios de los e*uipos punto a punto ) para-ial&

 AR."TECTRA #ENERAL DE N CONTROL NM!R"CO 9ode"os distinguir cuatro sucon2untos %uncionales. 0& ;& <& &

Unidad de entrada G salida de datos& Unidad de "e"oria interna e interpretaci$n de $rdenes& Unidad de c+lculo& Unidad de enlace con la "+*uina herra"ienta ) servo"ecanis"os&

N"DAD DE ENTRADA / SAL"DA DE DATOS 

 4a unidad entrada de datos sirve para introducir los progra"as de "ecani#ado en el e*uipo de control nu"'rico! utili#ando un lengua2e inteligile para 'ste& En los siste"as antiguos se utili#aron para la introducci$n de datos siste"as tipo %icha (Data Modul o preselectores (con"utadores rotativos codi%icados= los grandes inconvenientes *ue presentaron estos "'todos! sore todo en progra"as e-tensos! provoc$ su total eli"inaci$n& 9osterior"ente se utili#aa para dicho prop$sito la cinta per%orada (de papel! "ilar o alu"inio! por lo *ue el lector de cinta se constituía en el $rgano principal de entrada de datos& Esta cinta era previa"ente per%orada utili#ando un per%orador de cinta o un teletipo& El n6"ero de agu2eros "+-i"o por cada car+cter era de ocho (cinta de ocho canales& 5de"+s de estos agu2eros! e-istía otro de "enor ta"año! uicado entre los canales < )  *ue per"itía el arrastre de la cinta&

 N"DAD DE MEMOR"A "NTERNA E "NTER'RETAC"(N DE (RDENESTanto en los e*uipos de progra"aci$n "anual co"o en los de progra"aci$n "i-ta (cinta per%orada o cassette ) teclado! la unidad de "e"oria interna al"acenaa no s$lo el progra"a sino ta"i'n los datos "+*uina ) las co"pensaciones (aceleraci$n ) desaceleraci$n! co"pensaciones ) correcciones de la herra"ienta! etc&& :on los lla"dos datos de puesta en operaci$n& En las "+*uinas *ue poseían s$lo cinta per%orada co"o entrada de datos! se utili#aa "e"orias u%%er& 4uego! con el surgi"iento del teclado ) la necesidad de a"pliar  signi%icativa"ente la "e"oria (deido a *ue se deía al"acenar en la "is"a un progra"a co"pleto de "ecani#ado se co"en#aron a utili#ar "e"orias no vol+tiles (su in%or"aci$n per"anece al"acenada aun*ue desapare#ca la %uente de potencia del circuito! por e2e"plo en el caso de un %allo en la red de acceso aleatorio (deno"inadas R5M del tipo CMO:&

UNIDAD DE CÁLCULO:  Una

ve# interpretado un lo*ue de in%or"aci$n! esta unidad se encarga de crear el con2unto de $rdenes *ue ser+n utili#adas para goernar la "+*uina herra"ienta& Una ve# el progra"a este en "e"oria! se inicia su e2ecuci$n& El control lee un n6"ero de lo*ues necesario para la reali#aci$n de un ciclo de traa2o& Estos lo*ues del progra"a son interpretados por el control! *ue identi%ica. 0& la nueva cota a alcan#ar (-! )! # del nuevo punto en el caso de un e*uipo de tres e2es!

;& velocidad de avance con la *ue se reali#ar+ el tra)ecto! <& %or"a a reali#ar el tra)ecto! & otras in%or"aciones co"o co"pensaci$n de herra"ientas! ca"io de 6til! rotaci$n o no del "is"o! sentido! re%rigeraci$n! etc&& F& 4a unidad de c+lculo! de acuerdo con la nueva cota a alcan#ar! calcula el ca"ino a recorrer seg6n los diversos e2es&

SERVOMECANISMOS: 4a

%unci$n principal de un control nu"'rico es goernar  los "otores (servo"otores de una "+*uina herra"ienta! los cuales provocan un despla#a"iento relativo entre el 6til ) la pie#a situada sore la "esa& :i considera"os un despla#a"iento en el plano! ser+ necesario accionar dos "otores! en el espacio! tres "otores! ) así sucesiva"ente& En el caso de un control nu"'rico punto a punto ) para-ial! las $rdenes su"inistradas a cada uno de los "otores no tienen ninguna relaci$n entre sí= en ca"io en un control nu"'rico de contorneo! las $rdenes deer+n estar  relacionadas seg6n una le) ien de%inida&

9ara el control de los "otores de la "+*uina herra"ienta se pueden utili#ar dos tipos de servo"ecanis"os! a la#o aierto ) a la#o cerrado&

En los de la#o aierto! las $rdenes a los "otores se envían a partir de la in%or"aci$n su"inistrada por la unidad de c+lculo! ) el servo"ecanis"o no recie ninguna in%or"aci$n ni de la posici$n real de la herra"ienta ni de su velocidad&

4a#o cerrado! donde las $rdenes su"inistradas a los "otores dependen a la ve# de las in%or"aciones enviadas por la unidad de c+lculo ) de las in%or"aciones su"inistradas por un siste"a de "edidas de la posici$n real por "edio de un captador de posici$n (general"ente un encoder! ) uno de "edida de la velocidad real (tac$"etro! "ontados a"os sore la "+*uina&

https.BBcadca"cae&7ordpress&co"B;88HB8B0BelAcontrolAnu"ericoAporA co"putadoraAelAcncB http.BBht"l&rincondelvago&co"BcaracteristicasAdeA"a*uinadoAdeAcontrolA nu"erico&ht"l http.BBprocesos"ecanicos2i"e&logspot&"-B http.BB777&"onogra%ias&co"Btraa2os0B"anu%acco"putB"anu%acco"put&sht"lJIN CONTRO4 https.BBes&7iKipedia&orgB7iKiBControlLnu"C<5rico