Mecanizado NC Explicado: Definición, Aplicaciones y Principios Fundamentales

¿Qué es el Mecanizado NC?

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

Una máquina CNC procesa una pieza de 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 en forma de programa secuencial de instrucciones de control como G-code y M-code, y luego se ejecutan.

El programa puede ser escrito por una persona o, mucho más a menudo, generado por software de diseño asistido por computadora (CAD) gráfico y/o software de fabricación asistida por computadora (CAM). En impresoras 3D, la pieza a imprimir se "corta en láminas" (sliced) antes de generar instrucciones. Las impresoras 3D también usan G-Code.

CNC es una gran mejora sobre mecanizado no computarizado que debe controlarse manualmente (ej. volantes, palancas) o mecánicamente 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 usando software CAD y luego se traducen en directivas de fabricación por software CAM. Las directivas resultantes se transforman (por software "post-procesador") en comandos específicos necesarios para una máquina particular para producir el componente y se cargan en la máquina CNC.

Dado que cualquier componente puede requerir varias herramientas diferentes – taladros, sierras, etc. – las máquinas modernas a menudo combinan múltiples herramientas en una sola "celda". En otras instalaciones, varias máquinas se usan con controlador externo y operadores humanos o robóticos que mueven el componente de máquina a máquina.

En cualquier caso, la serie de pasos para producir cualquier pieza está altamente automatizada y produce una pieza que coincide estrechamente con el dibujo CAD original.

¿Qué es una Máquina NC?

Control numérico se define como la forma de automatización programable en la que números, letras y símbolos controlan la operación. Esta instrucción está diseñada para hacer un trabajo particular. Las máquinas NC tienen capacidad de cambiar el programa para cada trabajo, es decir, cuando el trabajo cambia, la instrucción del programa también cambia. Es más fácil cambiar la instrucción del programa que modificar el equipo de producción. Esta flexibilidad reduce el coste total de producción.

Tipos de Sistemas NC

Los dos tipos principales de sistemas NC son:

1. Sistema Punto a Punto (PTP)

PTP es un sistema NC que controla solo la posición de los componentes. En este sistema, la trayectoria del movimiento del componente relativo a la pieza no se controla. El desplazamiento entre posiciones se realiza a la velocidad de avance permitida para la máquina herramienta y por el camino más corto.

2. Sistema de Contorneo (Contouring system)

Los sistemas NC de contorneo son capaces de controlar no solo las posiciones sino también el movimiento del componente, es decir, la velocidad de desplazamiento y la trayectoria programada entre las posiciones deseadas.

Aplicaciones de la Tecnología de Control Numérico

La tecnología de control numérico tiene aplicación en una amplia variedad de operaciones de producción como corte de metal, dibujo automático, soldadura por puntos, prensado, ensamblaje, inspección, etc. Sin embargo, NC encuentra su aplicación principal en operaciones de mecanizado de metal. Está construido para hacer virtualmente todo el proceso de remoción de metal. (Ejemplo: torneado, aserrado, rectificado, fresado, taladrado, mandrinado).

Los trabajos de producción donde las máquinas NC son más apropiadas se listan a continuación.

• La tecnología NC es adecuada para secuencia/serie de procesos de mecanizado.
• Geometría del trabajo compleja, costosa. Errores en el proceso conducen a alta pérdida.
• Se esperan cambios de diseño de ingeniería en el futuro.
• Se requiere alta remoción de metal.
• La pieza requiere inspección 100%.
• Debe haber tolerancia estrecha en la pieza.
• Cuando muchas operaciones deben hacerse 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 en programación de producción.
• Tiempo de entrega reducido. El trabajo se configura fácil y rápidamente con NC.
• Tiempo no productivo reducido. En mecanizado complejo NC ayuda a reducir tiempo no productivo. Por cambio rápido/automático de herramienta, configuración rápida, y tiempo reducido de manipulación de pieza.
• Fijación reducida. Los accesorios requeridos en operación NC son más simples y menos costosos porque la cinta NC posiciona en lugar de plantillas y fijaciones.
• Inventario reducido. Resultado de menos configuraciones y tiempo de entrega reducido.
• Control de calidad mejorado. Sin riesgo de errores humanos. Produce pieza con alta precisión. También reduce horas-hombre para inspección.
• Mayor seguridad del operador.
• Reducción de desperdicio. La alta precisión de máquina NC ayuda a reducir material de desecho.
• Requerimiento de espacio reducido. Una NC puede hacer variedad de operaciones reemplazando varias máquinas convencionales.

Desventajas de la Máquina NC

• Alto coste de inversión y mantenimiento. Tecnología más compleja y sofisticada cuesta más que máquina convencional.
• Requiere operador calificado. Encontrar y entrenar personal NC debe considerarse.
• Desgaste y rotura de cinta perforada y componente de cinta menos fiable.
• Error de programación de pieza en cinta perforada.
• No hay avance y velocidad óptimos. Máquinas NC convencionales no ofrecen opción de cambiar velocidad de corte y avance durante la operación.