Mecanizado NC: Definición, Proceso y Beneficios Clave

¿Qué es el Mecanizado NC?

Control numérico (también control numérico computarizado, CNC) es el control automatizado de herramientas de mecanizado (taladros, tornos, fresadoras, impresoras 3D) mediante computadora.

Una máquina CNC procesa material (metal, plástico, madera, cerámica, compuesto) para cumplir especificaciones siguiendo instrucciones programadas codificadas, sin operador manual controlando directamente la operación.

Una máquina CNC es una herramienta motorizada maniobrable y a menudo una plataforma motorizada maniobrable, ambas controladas por computadora según instrucciones de entrada específicas. Las instrucciones se entregan como programa secuencial de instrucciones de control de máquina (G-code, M-code) y se ejecutan.

El programa puede escribirse por una persona o, más a menudo, generarse por software CAD (diseño asistido por computadora) y/o CAM (fabricación asistida por computadora). En impresoras 3D, la pieza se "corta en láminas" (sliced) antes de generar instrucciones (también G-code).

El CNC es gran mejora sobre mecanizado no computarizado que requiere control manual (volantes, palancas) o control mecánico por guías de patrones pre-fabricados (levas). En sistemas CNC modernos, el diseño de pieza mecánica y su programa de fabricación están altamente automatizados.

Las dimensiones mecánicas de la pieza se definen con software CAD y se traducen a directivas de fabricación por software CAM. Las directivas resultantes se transforman (por software "post-procesador") en comandos específicos para una máquina particular que produzca el componente, y se cargan en la CNC.

Como un componente puede requerir varias herramientas (taladros, sierras, etc.), máquinas modernas combinan múltiples herramientas en una sola "celda". En otras instalaciones, varias máquinas con controlador externo y operadores humanos/robóticos mueven el componente entre máquinas. En ambos casos, la serie de pasos para producir cualquier pieza está altamente automatizada y produce pieza que coincide estrechamente con el dibujo CAD original.

¿Qué es una Máquina NC?

Control numérico se define como forma de automatización programable donde números, letras y símbolos controlan la operación. La instrucción está diseñada para un trabajo particular. Las máquinas NC pueden cambiar el programa para cada trabajo: al cambiar el trabajo, cambia la instrucción del programa. Es más fácil cambiar la instrucción que modificar el equipo de producción. Esta flexibilidad reduce el coste global de producción.

Tipos de Sistemas NC

Dos tipos principales:

1. Sistema Punto a Punto (PTP)

Sistema NC que controla solo la posición de los componentes. No controla la trayectoria del movimiento del componente relativo a la pieza. El desplazamiento entre posiciones se realiza a velocidad de avance permitida por la máquina y por el camino más corto.

2. Sistema de Contorneado

Sistemas NC de contorneado controlan no solo posiciones sino también el movimiento del componente: velocidad de desplazamiento y trayectoria programada entre posiciones deseadas.

Aplicaciones de la Tecnología de Control Numérico

Aplicación en amplia variedad de operaciones de producción: corte de metal, dibujo automático, soldadura por puntos, prensado, montaje, inspección, etc. Principal aplicación: operaciones de mecanizado de metal. Diseñado para hacer virtualmente todo el proceso de eliminación de metal (ej. torneado, aserrado, rectificado, fresado, taladrado, mandrinado).

Trabajos donde máquinas NC son más apropiadas:

• Tecnología NC adecuada para secuencia/serie de procesos de mecanizado.
• Geometría de trabajo compleja, costosa; errores en proceso conllevan gran pérdida.
• Se esperan cambios de diseño de ingeniería en futuro.
• Se requiere alta eliminación de metal.
• Pieza requiere inspección 100%.
• Debe haber tolerancias estrechas en la pieza.
• Muchas operaciones necesarias en el procesamiento; frecuentemente procesado en lotes de tamaños pequeños.

Ventajas de la Máquina NC

• Mayor flexibilidad de fabricación: NC se adapta fácilmente a cambios de diseño y turnos de producción.
• Tiempo de fabricación reducido: Trabajo se prepara fácil y rápido con NC.
• Tiempo no productivo reducido: En mecanizado complejo, NC reduce tiempo no productivo (cambio rápido/automático de herramienta, preparación rápida, menos manipulación de pieza).
• Utillaje reducido: Utillajes en NC son más simples y baratos porque la cinta NC posiciona en lugar de plantilla y utillaje.
• Inventario reducido: Resultado de menos preparaciones y tiempo de entrega reducido.
• Control de calidad mejorado: Sin riesgo de errores humanos. Produce pieza con alta precisión. Reduce horas-hombre de inspección.
• Mayor seguridad del operador.
• Reduce desperdicio: Alta precisión de máquina NC reduce material de desecho.
• Requisito de espacio reducido: Una NC hace variedad de operaciones, reemplazando varias máquinas convencionales.

Desventajas de la Máquina NC

• Alto coste de inversión y mantenimiento: Tecnología compleja y sofisticada cuesta más que máquina convencional.
• Requiere operador cualificado: Buscar y formar personal NC debe considerarse.
• Desgaste y rotura de cinta perforada y componentes de cinta menos fiables.
• Errores de programación de pieza en cinta perforada.
• Sin avance y velocidad óptimos: Máquinas NC convencionales no permiten cambiar velocidad de corte y avance durante operación.