Fabricación CNC de metal de alto rendimiento: Precisión, eficiencia y ahorro de costes

El control numérico computarizado (CNC) es el control automatizado de herramientas de mecanizado (taladros, barrenos, tornos) que crean piezas complejas mediante computadora.

Generalmente, una máquina CNC transforma una pieza en bruto (metal, plástico, madera, cerámica) para cumplir especificaciones precisas siguiendo instrucciones programadas sin operador físico.

Una máquina CNC de metal de alto rendimiento significa mayor productividad y ahorro en costes laborales, impactando enormemente la rentabilidad corporativa.

En este artículo presentamos elementos importantes sobre máquinas CNC de metal en tres aspectos:

• Características estructurales de máquinas CNC de metal;
• Materias primas para producir una máquina CNC de metal, y
• Procesos de fabricación detallados.

1. Características estructurales de máquinas CNC de metal

La máquina CNC de metal consta de bancada, columna, guías, mesa de trabajo, portaherramientas como máquinas herramienta ordinarias. Para igualar la alta precisión y alta velocidad del sistema de control, el diseño estructural de las partes principales requiere alta precisión, alta rigidez, alta frecuencia resonante, baja inercia, baja fricción y amortiguamiento adecuado.

1.1 Características estructurales de componentes básicos

Los componentes básicos son bancada, columna y mesa de trabajo. Su función es soportar, sustentar y mantener la posición relativa de cada componente.

Idealmente, la máquina CNC debe hacer tanto desbaste como acabado, por lo que debe soportar la fuerza máxima de corte de la herramienta grande en desbaste, y garantizar alta precisión en acabado.

1.2 Características estructurales del sistema de accionamiento principal

El sistema de accionamiento principal logra la potencia de corte para amplia gama de herramientas y piezas. Garantiza salida de potencia constante en el rango de velocidades más amplio posible.

Para lograr la mejor velocidad de corte, debe lograr variación continua de velocidad en amplio rango. Las máquinas CNC de metal actuales usan motores de husillo DC o AC de regulación continua de alto rendimiento, más eficientes que la transmisión mecánica escalonada.

2. Materias primas para producir una máquina CNC de metal

Primero, los componentes mecánicos deben ser rígidos y resistentes para soportar partes móviles rápidas. El husillo suele ser la parte más fuerte, soportado por grandes cojinetes.

Luego, la bancada o mesa se apoya en «guías» de acero endurecido, usualmente protegidas por guardas flexibles. Hierro fundido o Meehanite solían ser la elección para máquinas de trabajo de metal.

Hoy, la mayoría usa soldaduras de acero laminado en caliente y productos forjados como acero inoxidable para reducir coste y permitir diseños de bastidor más intrincados.

3. Proceso detallado de fabricación de máquinas CNC de metal

Hasta hace poco, la mayoría de centros de mecanizado se construían a especificación del cliente por el fabricante. El proceso real es el siguiente.

3.1 Soldadura de la base

• La base se funde o suelda. Luego se trata térmicamente para eliminar tensiones de fundición o soldadura.
• La base se fija en un gran centro de mecanizado, y las áreas de montaje para las guías se mecanizan a especificación. Las guías se rectifican, atornillan y fijan a la base.

3.2 Atornillado de husillos de bolas (ballscrews)

• Los mecanismos que mueven la bancada o husillo se llaman husillos de bolas. Convierten movimiento rotatorio de motores en movimiento lineal y constan de eje roscado y cojinetes de soporte.
• Al girar el eje, un soporte de cojinete sigue las ranuras helicoidales y produce movimiento lineal muy preciso que mueve la mesa bajo el husillo o el portahusillo.
• Estos husillos se atornillan a la base con el soporte atornillado a la mesa o portahusillo.

3.3 Montaje del husillo

• El husillo se mecaniza y rectifica, se monta en su motor de accionamiento y luego se atornilla al portahusillo móvil. Cada eje tiene husillo de bolas y juego de guías separado en la mayoría de centros.

3.4 El controlador

• La computadora es la parte principal del controlador. Tiene recinto climatizado en el lateral del bastidor o en consola del operador. Contiene toda la memoria de operación, placas computadoras, fuentes de alimentación y circuitos electrónicos para operar la máquina.
• El frontal tiene pantalla de video que muestra información del programa, posición, velocidades, avances y otros datos para monitorizar el rendimiento.
• La máquina ensamblada se prueba para precisión. Cada máquina tiene ligeras diferencias físicas corregidas matemáticamente en el sistema operativo.
• Estos valores de corrección se guardan en memoria separada, y la máquina los verifica continuamente.
• Tras pruebas, la máquina terminada se pinta y prepara para envío.

Ese es el proceso general de fabricación de CNC de metal y esperamos que sea útil. No dude en dejar su comentario si tiene preguntas.

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