La evolución de la programación CNC: Breve reseña histórica

En fabricación, pocos procesos son más versátiles que el mecanizado CNC. CNC – control numérico computarizado – es un método de automatizar trabajo de mecanizado mediante computadora. En mecanizado sustractivo CNC, una pieza de metal se forma y corta para cumplir demandas programadas, permitiendo fabricar con alta precisión sin operador ni supervisor, eliminando error humano.

Probablemente no sorprenda que el mecanizado guiado por computadora sea una mejora notable frente al no computarizado. Pero, ¿de dónde viene el control numérico? Innovación y tecnología han avanzado mucho en menos de 300 años, así que veamos una breve historia del CNC.

Mejor empezar por el principio. James Watt y Matthew Boulton construyeron máquinas de vapor en 1760-70, pero necesitaban hierro forjado, que causaba fugas tras el pistón. Hasta 1775, cuando John Wilkinson inventó lo que se considera la primera máquina herramienta: una barrenadora que sujetaba la herramienta en ambos extremos y atravesaba el cilindro. Produjo cilindros de 50 pulgadas, permitiendo que el motor de vapor de Boulton y Watt funcionara más eficientemente – impulsando la Revolución Industrial.

En 1775, John Wilkinson creó lo que se considera la primera máquina herramienta, lo que a su vez ayudó a crear un motor de vapor más eficiente.

Saltemos un poco. En 1725 Francia, Basile Bouchon inventó controlar telares textiles con datos codificados en papel mediante agujeros perforados. Aunque innovador, aún requería operador hasta 1805, cuando Joseph Jacquard usó tarjetas más resistentes en secuencia para automatizar el proceso, aunque un trabajador debía «codificar» las tarjetas: perforarlas a mano. En esencia, el telar «leía» las tarjetas para «seleccionar» hilos y permitir pasar ganchos en base sí/no – código binario.

Las tarjetas perforadas hallaron utilidad en telégrafos y pianolas durante el siglo XIX. Herman Hollerith las usó para electromecánica y en 1896 fundó la Tabulating Machine Company, hoy IBM.

Así que teníamos máquinas y computadoras, ahora había que unirlas. Esto lleva a servomecanismos, creados por H. Calendar en Inglaterra en 1896. Un servo es dispositivo automático que corrige rendimiento de máquinas. Un servomecanismo consta de dispositivo controlado, otro que da órdenes, detector de error y corrector. En mecanizado CNC, los servos son vitales para lograr tolerancias requeridas.

Aunque los servomecanismos existían, tardarían casi 50 años en aplicarse en aeroespacial. En 1942, el pionero John Parsons usó control numérico (NC) para fabricar palas de rotor de helicóptero; perfeccionó el proceso en 1946 al contratar al ingeniero Frank Stulen. Stulen tuvo la idea de usar tarjetas perforadas de IBM – aún perforadas a mano – para determinar mejor cuánto estrés aguantaban las palas. Poco después, 1949, la Fuerza Aérea de EE. UU. emplea a Parsons para construir alas de avión precisas.

La siguiente evolución llegó en 1956 cuando MIT desarrolló la Herramienta Programada Automáticamente (APT), lenguaje para trabajar con su máquina de Control Numérico (NC). El líder, Douglass Ross, crearía luego el término «diseño asistido por computadora», hoy CAD, aunque fue Patrick Hanratty, científico en GE, quien ganó el título «Padre del CAD» por escribir el lenguaje Pronto en 1957 que luego usarían programas CAD.

Mediante software CAD, ingenieros diseñan piezas complejas y envían la información directamente a una máquina CNC para producción.

En los 60, las computadoras empezaron a encogerse y computadoras y NC se unieron para crear finalmente CNC. Con crecimiento económico lento en los 70, CNC se volvió solución rentable y su utilidad aumentó al poner PCs como Apple II y Macintosh en manos de gente común y, importante para nosotros, maquinistas.

Hoy, CNC sigue empujando límites del mecanizado. Quedaron atrás días donde equipos solo hacían un trabajo. Donde antes solo fresaban o torneaban, ahora tenemos máquinas que realizan múltiples tareas y trabajan hasta en 6 ejes (la tecnología futura hará que esto parezca anticuado).