Explore los Tipos de Máquinas CNC y sus Categorías: Guía Completa

La máquina CNC es una de las máquinas más importantes en la industria manufacturera hoy. Hay muchos tipos de máquinas CNC en el mercado hoy, y difieren en su modo de operación, herramienta de corte, materiales y el número de ejes que pueden cortar simultáneamente.

En este artículo, proporcionaremos la definición de máquina CNC, diferentes tipos de máquinas CNC y cómo seleccionar las mejores máquinas CNC. Así que siga leyendo para obtener esta gran información.

¿Qué es una Máquina CNC?

Una máquina CNC es un dispositivo controlado por computadora que facilita la fabricación de piezas y productos. El acrónimo CNC viene de Control Numérico Computarizado. Esta máquina hace que crear o modificar piezas sea más fácil con materiales como metal, madera, plástico y otros materiales. Además, este es un sistema automatizado con tres componentes primarios: un sistema de accionamiento/movimiento, un sistema de retroalimentación y una función de mando.

La máquina CNC depende de instrucciones digitales hechas por software CAD y CAM para funcionar óptimamente. El software CAD hace el diseño, mientras el CAM convierte el diseño CNC a un código G que la máquina CNC puede leer.

Adicionalmente, su sistema de procesamiento automatizado a menudo hace que fabricar piezas sea más rápido y preciso que máquinas manuales.

Elementos Básicos del Sistema de Máquina CNC

A continuación se muestran elementos o partes generalmente encontrados en un sistema de máquina CNC.

• Dispositivos de entrada/salida de información incluyen unidades de disco, dispositivos de información especiales, teclados y computadoras.
• Conexión a Internet que podría incluir Ethernet, HSSB (puerto de transmisión de datos de alta velocidad), LAN de procesamiento, puerto RS 232C y otras redes
• Unidad de control de eje mecánico externo, como banco de intercambio, descarga y carga de robot, eje de accionamiento del almacén de herramientas
• Unidad de motor y accionamiento servo de avance
• Unidad de motor y accionamiento de husillo
• Unidad de control CNC (parte de control numérico)
• Controlador PMC
• Unidad de retroalimentación y medición de posición de la máquina
• Unidad de entrada y salida de la señal de control del gabinete de potencia de la máquina

Diferentes Tipos de Máquinas CNC

Hay diferentes tipos de máquinas CNC que van desde fresado, rectificado y taladrado hasta corte por plasma. En esta sección, examinaremos una lista de tipos de máquinas CNC y usos, así como su aplicación y limitaciones.

1. Máquina CNC de Fresado

Los tipos de máquinas CNC de fresado eliminan material de una pieza y la moldean precisamente a las especificaciones requeridas usando herramientas de corte de alta velocidad. Además, los tipos de fresas de máquina de fresado vienen en una amplia variedad y sirven varias funciones. Algunos ejemplos comunes incluyen fresas de extremo, escariadores, fresas de cara, machos y taladros.

Sin embargo, el tamaño que puede mecanizar depende del tamaño del recinto que alberga la máquina y la distancia más alta que las herramientas de corte pueden recorrer.

2. Máquina CNC de Torno

La forma en que operan las máquinas de torno CNC es rotando el material de la pieza sobre un eje principal. Las herramientas de corte de torno eliminan el material de la pieza y la moldean según sea necesario.

Las máquinas de torno CNC son perfectas para varias tareas, incluyendo mecanizado suizo, taladrado, moleteado, torneado y lijado. Las máquinas CNC en esta categoría tienen aplicaciones en producción de piezas de automóvil, árboles de levas, cigüeñales, instrumentos musicales, cañones de armas, bates de béisbol y muebles.

Sin embargo, debido a la forma en que esta máquina fabrica productos, es mejor hacer piezas simétricas.

3. Máquina CNC de Taladrado

La máquina de taladrado es una de las máquinas CNC más populares encontradas en la mayoría de talleres de máquinas CNC. Además, la máquina de taladrado CNC usa una herramienta de corte especializada llamada brocas o taladro. Es ideal para taladrar agujeros en materiales que sostienen tornillos, requisitos estéticos o propósitos de ensamblaje secundario.

Las máquinas de taladrado CNC tienen aplicaciones en fabricación de automóviles, astronáutica, construcción naval, fabricación de moldes, maquinaria de ingeniería, fabricación de muebles y otros trabajos de madera.

Una limitación mayor de la máquina es la dimensión del agujero que puede crear. Es desafiante crear agujeros lo suficientemente profundos o grandes sin brocas especializadas.

4. Máquina CNC de Rectificado

Esta máquina usa una muela de rectificar para eliminar materiales de una pieza. Los tipos de máquinas de rectificado funcionan principalmente para lijado, pulido o acabado. El material usado para hacer la muela de rectificar podría ser cerámico o diamante. Sin embargo, debe saber que las muelas de diamante a menudo proporcionan acabado secundario de alta calidad.

Sin embargo, esta máquina de rectificado CNC elimina materiales de una pieza a una tasa muy lenta. Por eso se usa principalmente como máquina de acabado o suavizado.

5. Máquina CNC de Corte Láser

Esta máquina CNC moldea productos o piezas usando un haz láser altamente enfocado. El haz láser corta a través de los materiales independientemente de su conductividad para crear el producto o forma deseada. Además, las máquinas CNC de corte láser tienen aplicaciones en tres industrias principales: aeroespacial, automotriz y médica.

Sin embargo, una de las limitaciones de una máquina CNC de corte láser es el espesor máximo de 6,99 cm (2,75 pulgadas) del material que puede cortar con ella.

6. Máquina CNC de Corte por Plasma

Un dispositivo de corte por plasma CNC produce un corte muy preciso. Ioniza el aire y funde el material en su camino usando un arco de descarga eléctrica (similar a una antorcha de plasma). El procedimiento solo funciona con materiales eléctricamente conductivos ya que involucra un arco eléctrico.

El corte por plasma es una máquina popular usada en industrias a gran escala y talleres de aficionados. Ayuda en construcción industrial, reparación y restauración automotriz, y operaciones de desguace.

Sin embargo, estas máquinas producen tremendo calor al cortar materiales fundiéndolos. Este calor a menudo afecta el acabado superficial del material cortado, resultando en zonas afectadas por calor.

Otra limitación es que esta máquina tiene un rango restrictivo de materiales que puede cortar, ya que solo corta metales y otras aleaciones conductoras.

7. Máquina CNC de Corte por Chorro de Agua

Esta máquina corta a través de materiales usando un chorro delgado de agua. El corte por chorro de agua CNC es uno de los procesos más adaptables debido a su capacidad para cortar a través de cualquier material.

La máquina de corte por chorro de agua es bastante versátil, ya que puede moldear caucho, cuero, fibra de vidrio, pañales, placas de circuito, espuma, papel, cerámica, vidrio, piedra y chapa metálica.

Uno de los mayores inconvenientes es que la velocidad de corte por chorro de agua es más lenta que otras alternativas de corte. Esta velocidad más lenta es especialmente evidente en cortes curvos y esquinas.

8. EDM (Máquina de Descarga Eléctrica)

El EDM usa un arco eléctrico para eliminar materiales de una pieza. Funciona similarmente al cortador por plasma. Además, esta máquina produce piezas a través de un proceso sin contacto y mecaniza piezas independientemente de su dureza.

No obstante, esta máquina solo funciona en materiales conductivos como el corte por plasma. En otras palabras, no puede usar esta máquina para fabricar cerámicas, madera, plásticos y otros materiales que no conducen electricidad.

9. Máquina CNC Router (Fresadora de Control Numérico)

Los routers CNC pueden cortar una variedad de formas y patrones en superficies planas de cualquier material. La máquina router CNC se usa para fabricar instrumentos musicales, señalización, tallados de puertas, molduras y decoraciones interiores y exteriores.

Sin embargo, la operación general de la máquina router CNC puede ser bastante ruidosa debido a sus diferentes componentes.

10. Máquina CNC Multi-eje

Esta máquina CNC puede moverse en cuatro o más direcciones o ejes. Comparado con una máquina de dos o tres ejes, el mecanizado multi-eje es más complejo y produce piezas más precisas. También ofrece a los mecanizadores mayor flexibilidad de mecanizado. Además, las máquinas en esta categoría van desde máquinas de 4 ejes hasta máquinas de 12 ejes.

Las máquinas en esta categoría son bastante diferentes de las de 2 y 3 ejes y a menudo requieren la experiencia de un profesional para funcionar óptimamente.

11. Impresora 3D

Una impresora 3D usa un archivo digital para crear objetos sólidos 3D. A diferencia de otros procesos discutidos en este artículo, la impresión 3D es un proceso de fabricación aditiva. Es un proceso que crea productos sucesivamente añadiendo materiales entre sí.

Sin embargo, el coste de adquirir este equipo CNC y fabricar componentes usando este proceso son bastante altos. Además, la velocidad de impresión 3D es lenta, especialmente cuando se usa para procesos de producción en masa.

12. Cambiador Automático de Herramientas CNC

También conocido como ATC es una variación de diferentes tipos de máquinas CNC. Sin embargo, lo que hace esta máquina es cambiar automáticamente la herramienta de corte de la máquina. Esto aumenta la velocidad de producción y reduce el tiempo de entrega.

El ATC realiza este cambio por dos razones principales: reemplazar una herramienta rota o desgastada y cambiar una herramienta incorrecta por la correcta.

Tipos de Máquinas CNC por Número de Ejes Coordenados

Aquí están los diferentes tipos de máquinas CNC según el número de ejes recorridos por la máquina.

Máquinas CNC de 2 Ejes

Los sistemas CNC más fundamentales disponibles son máquinas CNC de 2 ejes. Las máquinas en esta categoría se mueven en el eje X (horizontal) y eje Y (vertical).

Típicamente, estas máquinas producen cortes rectos precisos, taladran agujeros en tableros o procesan solo una superficie de pieza sin moverla.

Máquinas CNC de 3 Ejes

El tipo más prevalente de máquina CNC es la máquina de 3 ejes. Como las máquinas de 2 ejes, las máquinas en esta categoría también trabajan en piezas inmóviles. Estas máquinas pueden trabajar en piezas fundamentales en 2,5 dimensiones. Las máquinas CNC de 3 ejes se mueven en los ejes X e Y convencionales, con un eje Z adicional para profundidad.

Máquinas CNC de 4 Ejes

Esta máquina tiene un eje A, conocido como eje de rotación, y los ejes X, Y y Z. Este eje permite la rotación de la herramienta de corte a lo largo del eje X. Cortes y corte de arcos también son excelentes usos para estas máquinas.

Máquinas CNC de 5 Ejes

El CNC de 5 ejes proporciona a la herramienta de corte un movimiento de pivote a lo largo de un eje llamado eje C. El eje C es el eje en el que ocurre el torneado y pivoteo.

Estas máquinas pueden mecanizar cinco superficies de material concurrentemente con la superficie de trabajo permaneciendo estacionaria, lo que les permite producir piezas intrincadas y precisas. Estas máquinas son extremadamente útiles en hacer equipos usados en la industria médica debido a su excelente precisión.

Máquinas CNC de 7 Ejes

En máquinas CNC en esta categoría, hay siete ejes: tres ejes convencionales para la rotación de la pieza, tres para el movimiento de la herramienta de corte, y uno para la rotación del brazo, conocido como eje E.

Debido a la complejidad de las piezas que pueden hacer, estas máquinas frecuentemente producen equipos aeronáuticos, médicos y militares.

Máquinas CNC de 9 Ejes

Un sistema CNC combinado con una máquina de fresado de 5 ejes y una máquina de torno de 4 ejes es una máquina CNC de 9 ejes. El torno completa las características internas de la pieza, mientras la máquina de fresado trabaja en la superficie para lograr el acabado superficial necesario.

Por esta razón, es más fácil producir características de piezas interiores y exteriores usando una máquina de 9 ejes. Implantes dentales, instrumentos médicos y equipos aeroespaciales sofisticados pueden producirse usando estos dispositivos.

Máquinas CNC de 12 Ejes

Las máquinas de 12 ejes tienen dos cabezales de corte que pueden moverse en ejes X, Y, Z, A, B y C. Estas máquinas aumentan la velocidad de producción mientras también aumentan la precisión en órdenes de magnitud.

Tipos de Máquinas CNC Según Trayectoria de Movimiento

A continuación están los tipos de sistemas de máquinas CNC según la trayectoria de movimiento.

Control de Punto

En un sistema de control de punto, los componentes móviles de máquinas CNC solo se controlan precisamente de un punto a otro sin ser mecanizados en el proceso. Si no se requiere posicionamiento simultáneo, este posicionamiento es el sistema más rentable que puede usar para roscar, taladrado de punto, soldadura por puntos y taladrado.

Control Lineal

Junto con arreglar precisamente los componentes móviles de máquinas CNC de una ubicación a otra, los sistemas de control lineal también regulan el ritmo y trayectoria de movimiento entre dos sitios conectados.

Con un eje de coordenadas paralelas, este control asegura movimiento de corte lineal. Por eso a menudo encuentran aplicación en máquinas de fresado y rectificado CNC simples.

Control de Contorneado

La pieza se mueve siguiendo la trayectoria y velocidad programadas relativa al cortador bajo el control del sistema de control de contorneado, que también coordina el movimiento de múltiples ejes de avance simultáneamente. Esto permite que el corte continuo ocurra mientras se hace el movimiento.

El control de contorno hace más fácil el procesamiento de curvas planas o contornos de superficie espacial. Encuentra aplicación en rectificadoras CNC, fresado y máquinas de torneado.

Tipos de Máquinas CNC Divididos por Sistema Servo

Aquí están los tipos de sistemas de máquinas CNC según Servo.

Sistema de Control de Lazo Abierto

Un dispositivo de detección y retroalimentación no está presente en un sistema de control de lazo abierto. El circuito de accionamiento amplifica la potencia antes de la señal de instrucción del dispositivo CNC, que se transmite en una sola dirección, acciona el motor paso a paso que mueve la mesa de la máquina.

Un beneficio del sistema de control de lazo abierto es su bajo precio, lo que lo hace asequible. En el lado negativo, tiene mala precisión y estabilidad, reduciendo la calidad del trabajo.

Sistema de Control de Semi-Lazo Cerrado

El desplazamiento real de la mesa de trabajo se calcula usando un dispositivo de detección de desplazamiento angular de un sistema de control de semi-lazo cerrado instalado directamente al final del eje del motor servo o husillo de bolas.

Este dispositivo compara el valor calculado con el valor de desplazamiento de instrucción original de la mesa de trabajo y luego controla usando la diferencia. El precio de este sistema es moderado, pero la precisión y estabilidad son altas.

Sistema de Control de Lazo Cerrado

Un sistema de control de lazo cerrado usa un dispositivo de detección de desplazamiento lineal montado en las partes móviles de la herramienta de máquina o mesa. El comparador del dispositivo CNC recibe el desplazamiento real descubierto y lo compara con el valor de la instrucción del programa.

Controlar la estabilidad de una máquina CNC de control de lazo cerrado es bastante difícil. Sin embargo, esta máquina garantiza alta precisión.

Cómo Seleccionar el Mejor Tipo de Máquina CNC

Al seleccionar la máquina CNC ideal para su empresa, hay numerosas cosas a considerar. La máquina CNC apropiada para sus necesidades depende del tipo de negocio que dirige, los artículos que crea y el volumen de producción. A continuación están los factores a considerar al seleccionar una máquina CNC.

Tipo de Negocio

Su tipo de negocio reducirá las alternativas disponibles. Por ejemplo, si posee un pequeño taller de máquinas CNC, solo necesita unas pocas máquinas de router CNC. Por otro lado, si gestiona una gran empresa manufacturera, probablemente requerirá máquinas más grandes y multi-función.

Disponibilidad de Repuestos

La máquina CNC podría desgastarse o fallar como cualquier otra máquina. Así que asegúrese de que la marca o modelo que compre pueda repararse rápidamente por sus especialistas y que los repuestos estén accesibles para reemplazo antes de comprarlos. La razón es que las piezas disponibles determinan cuánto tiempo tendría que esperar antes de comenzar producción de nuevo.

Requisitos del Producto

La máquina CNC que necesitará dependerá mayormente del trabajo realizado. Un torno CNC o máquina de fresado de 3 ejes puede ser suficiente para artículos simples. Sin embargo, cuando la complejidad aumenta, se vuelve más barato tener maquinaria que pueda fabricar la mayoría de las piezas en una sola configuración. Las mejores máquinas para este tipo de trabajo son máquinas CNC de 5 ejes.

Además, algunas categorías de productos demandan equipos CNC especializados. Por ejemplo, un torno suizo construido a propósito será genial para producir miles de piezas diminutas, intrincadas y cilíndricas.

Conozca los Requisitos de Potencia

Estas máquinas requieren mucha potencia y frecuentemente usan energía trifásica para funcionar óptimamente. Así que asegurar que el edificio reciba suficiente potencia para ejecutar el nuevo equipo es crucial. Confirmar el uso actual de potencia también vale la pena. Cuando todas las máquinas actuales están operando, podría haber potencia suficiente suministrada a la instalación, pero agregar una nueva CNC podría aumentar el uso por encima de la cantidad de suministro.

Los Materiales a Mecanizar

El tipo de material que se procesa es una consideración esencial al elegir máquinas CNC. Las máquinas deben ser lo suficientemente robustas para fresar piezas precisas de aleaciones duras. Máquinas de precisión que puedan mantener las tolerancias necesarias pueden considerarse para materiales más blandos como acero dulce.

WayKen: Servicio de Mecanizado CNC para Cada Proyecto CNC

Aunque una máquina CNC es mayormente un proceso directo, elegir la ideal para sus necesidades se vuelve una tarea desalentadora. Además, las máquinas CNC son bastante caras, así que incluso si tiene una en mente, pagar la alta inversión inicial podría ser difícil.

Pero hay una alternativa. Puede subcontratar su servicio de mecanizado CNC a fabricantes de la industria como WayKen. En Wayken, tenemos una gama de máquinas CNC que van desde máquinas simples de 3 ejes hasta máquinas multi-eje para todas sus necesidades. Nuestro equipo de ingenieros especializados está siempre disponible para manejar las necesidades de su producto independientemente de su complejidad.

¿Por qué esperar? Contáctenos hoy para que podamos empezar a trabajar en sus proyectos CNC.

Preguntas Frecuentes

¿Son caras las máquinas CNC?

Una máquina CNC es una inversión cara. Sin embargo, la máquina justifica su coste con su alta precisión y nivel de tolerancia.

¿Cuáles son los componentes principales de una máquina CNC?

Un sistema de control numérico computarizado (CNC) comprende tres componentes básicos: el aparato de procesamiento, también llamado herramienta de máquina, la unidad de control de máquina, y software CNC, que es una colección de instrucciones.

¿Cuál es el tipo de máquina CNC más común?

La máquina de fresado CNC es uno de los tipos de máquinas CNC más comunes, ya que tiene una variedad de aplicaciones que van desde roscado hasta torneado.