El sistema CNC es uno de los desarrollos más importantes de la ingeniería industrial. A un alto nivel, un sistema CNC es responsable de gestionar el movimiento y la velocidad de las máquinas herramienta utilizadas en los procesos cotidianos. Vienen en una variedad de tipos con diferentes funciones, cada uno con su propio conjunto de casos de uso.
Antes de salir a comprar un sistema CNC para su negocio, es importante conocer los diferentes tipos y qué diferencia a cada uno de ellos. Siga leyendo para aprender todo sobre los sistemas CNC.
Estructura de una máquina CNC
CNC es un acrónimo de Computer Numerical Control. Independientemente de sus tipos y para qué se utilizan, las máquinas CNC generalmente tienen una estructura estandarizada similar. Estos son los componentes estándar de una máquina CNC que debe conocer.
1. Los dispositivos de entrada se utilizan para ingresar las operaciones que realiza la máquina CNC. Por lo general, las empresas utilizan tres dispositivos de entrada diferentes: lector de cinta perforada, lector de cinta magnética y computadora mediante comunicación RS-232-C. Esto está sujeto a variación dependiendo de los requerimientos específicos de cada empresa.
2. La unidad de control de la máquina o MCY se conoce como el "corazón" de la máquina, una etiqueta muy adecuada para su propósito. Esto se debe a que el MCY es responsable de todas las actividades de control demostradas por la máquina. En general, el MCY proporciona las siguientes funciones:
- Leer información codificada que se alimenta a través de la entrada.
- Decodificar la información codificada.
- Implemente técnicas complejas, como la técnica de interpolación utilizada para generar comandos de movimiento de ejes.
- Reciba señales de retroalimentación para la posición y la velocidad de cada eje de accionamiento.
- Implemente funciones de control auxiliar, que incluyen refrigerante, encendido y apagado del husillo, cambio de herramienta y más.
3. Las máquinas herramienta son un componente esencial de los juegos de herramientas para CNC. Estas máquinas herramienta se controlan en los ejes X e Y, mientras que el cabezal se controla en el eje Z.
4. El sistema de accionamiento incluye circuitos amplificadores, motores de accionamiento y husillos de bolas.
5. Los sistemas de retroalimentación actúan como transductores o sensores que se utilizan para realizar mediciones precisas. Estos transductores incluyen movimientos basados tanto en la posición como en la velocidad, y están dedicados a monitorear continuamente la posición y la velocidad de las herramientas de corte.
6. La unidad de visualización muestra todos los datos y comandos requeridos que se están alimentando al sistema de control.
Diferentes tipos de sistemas CNC
Se ha invertido una gran cantidad de investigación y desarrollo en los sistemas CNC desde su invención en la década de 1950. Esto ha llevado a su uso generalizado en una amplia gama de industrias, así como al desarrollo de muchos tipos diferentes. Los tipos de máquinas CNC varían en funciones generales o en la dirección del trabajo.
Actualmente, los ingenieros industriales pueden elegir entre una amplia variedad de sistemas CNC. Estos son algunos de los más populares en el mercado hoy en día.
1. Sistemas CNC de tipo movimiento
Los sistemas CNC de tipo movimiento se clasifican en dos tipos principales:
- Sistemas de control de contorneado
Las máquinas herramienta trabajan en un camino continuo donde se enfocan en cortar el material que se les presenta siguiendo su contorno. Las máquinas comunes que utilizan sistemas de contorneado incluyen fresadoras CNC, tornos y fresadoras.
Las máquinas contorneadoras funcionan a través del movimiento simulado de la herramienta y posiciones de trabajo. El sistema de control controla las posiciones tanto de la máquina como del producto.
- Sistemas de control punto a punto
Con los sistemas de control punto a punto, tanto la pieza de trabajo como la herramienta se mantienen en una posición fija mientras la herramienta realiza su trabajo requerido. Las máquinas que normalmente funcionan a través de mecanismos punto a punto incluyen máquinas perforadoras, máquinas roscadoras, máquinas perforadoras y más.
Al no mover las piezas innecesariamente durante el proceso de trabajo, estas máquinas aseguran una correcta y segura realización del trabajo y minimizan significativamente el margen de error.
2. Sistemas CNC de control de lazo
Los sistemas CNC de control de bucle se dividen en dos categorías según el sistema de bucle involucrado en el procedimiento.
- Sistemas de circuito cerrado
Este tipo de sistema CNC funciona a través de un proceso en el que se envía retroalimentación desde el sistema de control a la entrada programada, de ahí el nombre de "sistema de circuito cerrado". En el caso de un sistema CNC que funcione bajo el servomecanismo, la retroalimentación puede medirse posiblemente a través de sistemas analógicos o digitales.
Los sistemas de circuito cerrado brindan altos niveles de potencia y precisión gracias a sus amplias capacidades de enrutamiento y monitoreo.
- Sistemas de lazo abierto
En un sistema de bucle abierto, las instrucciones se envían al controlador a través del dispositivo de entrada. Luego, el controlador convierte las instrucciones en señales y las envía a los servoamplificadores, que a su vez alimentan los motores.
3. Sistemas CNC tipo eje
En esta sección se describen los tipos de sistemas CNC que se clasifican en función del número de ejes. La principal diferencia entre estos sistemas de control es el número de ejes. Sin embargo, esta diferencia crea un cambio notable en la idoneidad de la máquina CNC para su negocio.
En general, la cantidad de ejes en su máquina CNC es un reflejo directo de sus requisitos y expectativas para su sistema CNC. Esto está sujeto a grandes grados de variación con cada proceso.
- Sistema de control de dos ejes
Las máquinas le permiten acceder sólo a dos ejes. Un buen ejemplo sería el máquina del torno, donde el trabajo se realiza solo en los ejes X e Y.
- Sistema de control de dos ejes y medio
Las máquinas tienen tres ejes. Sin embargo, los tres ejes no pueden moverse simultáneamente. En un sistema de control de dos ejes y medio, los ejes X e Y funcionan primero y el tercer eje entra en vigor después.
- Sistema de control de tres ejes
Como sugiere el nombre, las máquinas trabajan con tres ejes: el eje X, el eje Y y el eje Z. Los tres ejes trabajan simultáneamente con altos niveles de exactitud y precisión. Sin embargo, los sistemas de control de tres ejes están limitados a trabajos simples y aplicaciones sencillas.
- Sistema de control de cuatro ejes
Además de los tres ejes comunes X, Y y Z, en el proceso se utiliza un eje de rotación adicional conocido como eje B. Los sistemas de control de cuatro ejes funcionan para una máquina vertical u horizontal.
- Sistema de control de cinco ejes
Al contrario de lo que sugiere el nombre, los sistemas de control de cinco ejes son máquinas de tres ejes con ejes de rotación adicionales en las direcciones Y y Z. Estos dos ejes adicionales también se denominan ejes A y B. Debido a estos ejes adicionales, los sistemas de control de cinco ejes han mejorado el acceso a socavaduras y cavidades profundas.
Conclusión
Solo hay algunas cosas básicas pero muy importantes a tener en cuenta al elegir un sistema CNC. Elegir un sistema CNC apropiado para su negocio puede afectar significativamente su productividad general y la eficiencia del trabajo en sus operaciones diarias. Asegúrese de pasar una buena cantidad de tiempo investigando diferentes tipos de máquinas y dispositivos CNC antes de decidir cuál comprar.
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