CNC vs NC: Entendiendo las diferencias clave en la tecnología de control numérico

Como ingeniero mecánico profesional, puede haber oído hablar de mecanizado CNC, fresado CNC, torneado CNC. ¿Alguien le ha preguntado qué es NC? ¿Cuál es la relación entre el mecanizado CNC y NC? ¿Cuál es la diferencia entre ellos? Este artículo responderá la diferencia entre CNC y NC desde un texto simple y fácil de entender.

¿Qué es NC?

NC (Control Numérico) se refiere al uso de información digital discreta para controlar la operación de maquinaria y otros dispositivos, que solo puede ser programado por el operador.

¿Qué es CNC?

Desde su invención, el CNC se ha usado ampliamente en fabricación de productos, fabricación de modelos y otros campos. Aunque nuevas tecnologías como la fabricación aditiva han surgido ahora, el mecanizado CNC, como la tecnología más madura, el método de procesamiento más eficiente y estable para la calidad del producto, siempre ha sido el método de procesamiento principal en la industria de procesamiento y fabricación. Primero, necesita saber qué es la tecnología CNC.

El desarrollo de la tecnología CNC ha sido bastante rápido en años recientes, lo que ha mejorado enormemente la productividad del procesamiento de moldes. Entre ellos, la CPU con velocidad de operación más rápida es el núcleo del desarrollo de la tecnología CNC. La mejora de la CPU no es solo la mejora de la velocidad de operación, sino que la velocidad en sí también involucra la mejora de la tecnología CNC en otros aspectos. Es precisamente porque la tecnología CNC ha sufrido tales grandes cambios en años recientes. Vale la pena revisar la aplicación actual de la tecnología CNC en la fabricación de moldes.

Tiempo de procesamiento de bloque, y el rendimiento del CNC ha mejorado significativamente debido a la velocidad de procesamiento aumentada de la CPU y la adopción de CPU de alta velocidad por fabricantes de CNC en sistemas CNC altamente integrados. Un sistema más receptivo logra más que solo una mayor velocidad de procesamiento de programa. De hecho, un sistema que puede procesar programas de piezas a una velocidad relativamente alta también puede operar como un sistema de baja velocidad porque incluso un sistema CNC totalmente funcional tiene problemas potenciales que pueden convertirse en el cuello de botella limitante de la velocidad de procesamiento.

Hoy en día, la mayoría de talleres de moldes se dan cuenta de que el mecanizado de alta velocidad requiere más que solo tiempos de procesamiento de programa más cortos. En muchos sentidos, la situación es similar a conducir un coche de carreras. ¿El coche más rápido siempre gana la carrera? Incluso un espectador ocasional de una carrera de coches sabe que muchos factores además de la velocidad afectan el resultado de una carrera.

Primero, el conocimiento del conductor sobre la pista es importante: debe saber dónde hay curvas cerradas para desacelerar apropiadamente para pasar las curvas de manera segura y eficiente. En el proceso de mecanizado de moldes con una alta tasa de avance, la tecnología de seguimiento a mecanizar en el CNC puede obtener información sobre la aparición de curvas cerradas con anticipación, y esta función juega el mismo papel.

Asimismo, la capacidad de respuesta del conductor a otras acciones de conductores e incertidumbres es similar a la cantidad de retroalimentación de servo en un CNC. La retroalimentación de servo en CNC incluye principalmente retroalimentación de posición, retroalimentación de velocidad y retroalimentación de corriente.

Cuando un conductor está conduciendo alrededor de la pista, la continuidad de la acción y si puede frenar y acelerar hábilmente tienen un impacto muy importante en el rendimiento del conductor en el momento. Del mismo modo, la aceleración/desaceleración en forma de campana del sistema CNC y las funciones de monitoreo de pista a procesar usan aceleración/desaceleración lenta en lugar de cambios bruscos para asegurar la aceleración suave de la máquina.

Más allá de eso, hay otras similitudes entre coches de carreras y sistemas CNC. La potencia del motor de carreras es similar al accionamiento y motor del CNC, el peso del coche de carreras puede compararse con el peso de los componentes móviles en la máquina herramienta, y la rigidez y resistencia del coche de carreras son similares a la resistencia y rigidez de la máquina herramienta. La capacidad del CNC para corregir ciertos errores de trayectoria es muy similar a la capacidad del conductor para mantener el coche en el carril.

Otro paralelismo con el CNC actual es que los coches que no son los más rápidos tienden a requerir conductores bien redondeados. En el pasado, solo el CNC de gama alta podía asegurar alta precisión de mecanizado mientras cortaba a alta velocidad. Hoy, también es posible hacer el trabajo satisfactoriamente con las capacidades disponibles en CNC de gama baja y media. Aunque un CNC de gama alta tiene el mejor rendimiento actualmente disponible, también existe la posibilidad de que esté usando un CNC de gama baja con las mismas características de mecanizado que un CNC de gama media-alta en su clase. En el pasado, el factor que limitaba la tasa de avance máxima para el procesamiento de moldes era el CNC, pero hoy es la estructura mecánica de la máquina herramienta. Incluso mejor, los CNC no mejorarán el rendimiento cuando la máquina ya está en su límite de rendimiento.

El mejor método de mecanizado CNC — 5 ejes CNC

El mecanizado CNC de 5 ejes se está volviendo cada vez más ampliamente usado en la fabricación de moldes complejos. Usar mecanizado de 5 ejes reduce el número de utillajes o/ y máquinas herramienta requeridas para mecanizar una pieza, minimizando la cantidad de equipo requerido para el proceso de mecanizado y reduciendo el tiempo total de mecanizado. Las capacidades cada vez mayores del CNC han permitido a los fabricantes de CNC ofrecer más características de 5 ejes.

Funciones que solían estar disponibles solo en CNC de gama alta ahora también se usan en productos de gama media. Para aquellos fabricantes que nunca han usado tecnología de mecanizado CNC de 5 ejes, la aplicación de estas características hace que el mecanizado de 5 ejes sea más fácil. Usar la tecnología CNC actual para mecanizado de 5 ejes permite que el mecanizado de 5 ejes tenga las siguientes ventajas:

• Reducir la necesidad de herramientas especiales;
• Permite establecer el desplazamiento de la herramienta después de completar el programa de pieza;
• Apoya el diseño de programas comunes para que los programas post-procesados puedan usarse indistintamente entre diferentes máquinas herramienta;
• Mejorar la calidad de acabado;
• Puede usarse para máquinas herramienta de diferentes construcciones, por lo que no es necesario especificar en el programa si el husillo o la pieza está rotando alrededor del punto central porque los parámetros del CNC resolverán esto.

Podemos usar el ejemplo de compensación de fresas esféricas para ilustrar por qué 5 ejes son particularmente adecuados para el mecanizado de moldes. Para compensar con precisión el desplazamiento de la fresa esférica cuando la pieza y la herramienta rotan alrededor del eje central, el CNC debe poder ajustar dinámicamente la cantidad de compensación de la herramienta en las tres direcciones de X, Y y Z. Asegurar la continuidad del contacto de corte de la herramienta es propicio para mejorar la calidad de acabado.

Además, el CNC de 5 ejes se usa para características relacionadas con rotar la herramienta alrededor del husillo, características relacionadas con rotar la pieza alrededor del husillo, y características que permiten al operador cambiar manualmente el vector de la herramienta.

El desplazamiento de longitud de herramienta original en la dirección del eje Z se divide en 3 componentes en las direcciones X, Y y Z, cuando el eje de rotación es el eje central de la herramienta. Y el desplazamiento de diámetro de herramienta en las direcciones originales de ejes X e Y también se divide en tres componentes en las direcciones de ejes X, Y y Z. En ingeniería de corte, la herramienta puede ser alimentada en la dirección del eje de rotación, por lo que todos estos desplazamientos deben actualizarse dinámicamente para adaptarse a la orientación cambiante de la herramienta.

Otra característica del CNC llamada "programación de punto central de herramienta" permite al programador definir la trayectoria y velocidad del punto central de la herramienta. El CNC asegura que la herramienta se mueva según el programa a través de comandos en la dirección del eje rotativo y el eje lineal. Esta característica hace que el punto central de la herramienta ya no cambie con el cambio de la herramienta, lo que también significa que en el mecanizado de 5 ejes, el desplazamiento de la herramienta puede ingresarse directamente como en el mecanizado de 3 ejes, y el cambio de longitud de la herramienta puede explicarse con post-programación de nuevo. Este comportamiento cinemático del eje al rotar el husillo simplifica el post-procesamiento de la programación de la herramienta.

Usando la misma función, la pieza puede rotar alrededor del eje central, y la máquina herramienta también puede obtener movimiento rotativo. El sistema CNC recién desarrollado puede igualar el movimiento de la pieza ajustando dinámicamente el desplazamiento fijo y los ejes rotativos. El sistema CNC también juega un papel importante cuando el operador usa el método manual para realizar el avance lento de la máquina herramienta. El sistema CNC recién desarrollado también permite que el eje haga jog en la dirección del vector de la herramienta y, sin cambiar la posición de la punta de la herramienta, cambiar la dirección del vector de la punta de la herramienta (ver ilustración arriba).

Estas características hacen que sea fácil para los operadores usar el método de programación 3+2 actualmente ampliamente usado en la industria de moldes cuando usan una máquina herramienta de 5 ejes. Sin embargo, con el desarrollo gradual y aceptación de nuevas capacidades de mecanizado de 5 ejes, las verdaderas máquinas herramienta de 5 ejes pueden volverse más comunes.

¿Significan NC y CNC lo mismo?

De lo anterior, sabemos que NC usa información digital discreta para controlar la operación de maquinaria y otros dispositivos a través de programación de ingeniería. CNC se refiere al proceso completo de programación de ingeniería para producir piezas a través de máquinas CNC.

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