Explore los tipos de máquinas CNC y sus categorías:una guía completa

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

En este artículo, proporcionaremos la definición de la máquina CNC, los diferentes tipos de máquinas CNC y cómo seleccionar las mejores máquinas CNC. Entonces, sigue leyendo para obtener esta excelente 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 significa Control Numérico por Computadora. Esta máquina facilita la creación o modificación de piezas con materiales como metal, madera, plástico y otros materiales. Además, este es un sistema automatizado con tres componentes principales; un sistema de conducción/movimiento, un sistema de retroalimentación y una función de comando.

La máquina CNC depende de instrucciones digitales creadas por software CAD y CAM para funcionar de manera óptima. El software CAD realiza el diseño, mientras que CAM convierte el diseño CNC en un código G que la máquina CNC puede leer.

Además, su sistema de procesamiento automatizado a menudo hace que la fabricación de piezas sea más rápida y precisa que las máquinas manuales.

Elementos básicos del sistema de máquina CNC

A continuación se muestran elementos o piezas que generalmente se encuentran en un sistema de máquina CNC.

• Los 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, robot de carga y descarga, eje de transmisión del almacén de herramientas
• Unidad de motor y servoaccionamiento de alimentación
• Motor de husillo y unidad de accionamiento
• Unidad de control CNC (parte de control numérico)
• Controlador PMC
• Unidad de medición de posición y retroalimentación de la máquina
• Unidad de entrada y salida de la señal de control del armario de potencia de la máquina

Diferentes tipos de máquinas CNC

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

1. Fresadora CNC

Los tipos de fresadoras CNC eliminan el material de una pieza de trabajo y le dan forma con precisión según las especificaciones requeridas utilizando herramientas de corte de alta velocidad. Además, los tipos de fresas para fresadoras son muy diversos y cumplen diversas funciones. Algunos ejemplos comunes incluyen fresas, escariadores, fresas frontales, machos de roscar y brocas.

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

2. Máquina de torno CNC

La forma en que funcionan las máquinas de torno CNC es rotando el material de la pieza de trabajo alrededor de un eje primario. Las herramientas de corte del torno eliminan el material de la pieza de trabajo y le dan forma según sea necesario.

Las máquinas de torno CNC son perfectas para diversas tareas, incluido el mecanizado suizo, el taladrado, el moleteado, el torneado y el lijado. Las máquinas CNC de esta categoría tienen aplicaciones en la producción de piezas de automóviles, 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 los productos, es mejor fabricar piezas simétricas.

3. Máquina taladradora CNC

La perforadora es una de las máquinas CNC más populares que se encuentran en la mayoría de los talleres de máquinas CNC. Además, la máquina perforadora CNC utiliza una herramienta de corte especializada llamada brocas o taladro. Es ideal para perforar agujeros en materiales que sujetan tornillos, requisitos estéticos o fines de ensamblaje secundario.

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

Una limitación importante de la máquina es la dimensión del agujero que puede crear. Es un desafío crear agujeros que sean lo suficientemente profundos o grandes sin brocas especializadas.

4. Rectificadora CNC

Esta máquina utiliza una muela abrasiva para eliminar materiales de una pieza de trabajo. Los tipos de máquinas rectificadoras funcionan principalmente para lijar, pulir o terminar. El material utilizado para fabricar la muela podría ser una mezcla de cerámica o diamante. Sin embargo, debe saber que las muelas abrasivas de diamante suelen proporcionar un acabado secundario de alta calidad.

Sin embargo, esta máquina rectificadora CNC elimina materiales de una pieza de trabajo a un ritmo muy lento. Por este motivo se utiliza principalmente como máquina de acabado o alisado.

5. Máquina CNC de corte por láser

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

Sin embargo, una de las limitaciones de una máquina CNC de corte por láser es el espesor máximo de 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 a su paso mediante un arco de descarga eléctrica (similar a una antorcha de plasma). El procedimiento sólo funciona con materiales eléctricamente conductores ya que implica un arco eléctrico.

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

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

Otra limitación es que esta máquina tiene una gama restrictiva 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 materiales utilizando un fino chorro de agua. El corte por chorro de agua CNC es uno de los procesos más adaptables debido a su capacidad de cortar cualquier material.

La máquina de corte por chorro de agua es bastante versátil, ya que puede dar forma a caucho, cuero, fibra de vidrio, pañales, placas de circuitos, espuma, papel, cerámica, vidrio, piedra y láminas de metal.

Una de las mayores desventajas es que la velocidad de corte con chorro de agua es más lenta que otras alternativas de corte. Esta velocidad más lenta es especialmente evidente alrededor de los cortes curvos y las esquinas.

8. EDM (máquina de descarga eléctrica)

La electroerosión utiliza un arco eléctrico para eliminar materiales de una pieza de trabajo. Funciona de manera similar al cortador de plasma. Además, esta máquina produce piezas mediante un proceso sin contacto y mecaniza piezas independientemente de su dureza.

Sin embargo, esta máquina sólo funciona con materiales conductores como el corte por plasma. En otras palabras, no puedes utilizar esta máquina para fabricar cerámica, madera, plásticos y otros materiales que no sean conductores de electricidad.

9. Máquina enrutadora CNC

Las enrutadores CNC pueden cortar una variedad de formas y patrones en superficies planas de cualquier material. La máquina enrutadora CNC se utiliza para fabricar instrumentos musicales, letreros, tallados de puertas, molduras y decoraciones interiores y exteriores.

Sin embargo, el funcionamiento general de la máquina enrutadora CNC puede ser bastante ruidoso debido a sus diferentes componentes.

10. Máquina CNC multieje

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

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

11. Impresora 3D

Una impresora 3D utiliza un archivo digital para crear objetos sólidos 3D. A diferencia de otros procesos analizados 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 costo de adquirir este equipo CNC y fabricar componentes mediante este proceso es bastante alto. Además, la velocidad de impresión 3D es lenta, especialmente cuando se utiliza para procesos de producción en masa.

12. Cambiador automático de herramientas CNC

También conocida como ATC es una variación de diferentes tipos de máquinas CNC. Sin embargo, esta máquina lo que hace 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 de Coordenadas

A continuación se detallan los diferentes tipos de máquinas CNC según el número de Ejes que recorre la máquina.

Máquinas CNC de 2 ejes

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

Normalmente, estas máquinas producen cortes rectos precisos, taladran agujeros en tablas o procesan solo una superficie de la pieza de trabajo sin moverla.

Máquinas CNC de 3 ejes

El tipo más común de máquina CNC es la máquina de 3 ejes. Al igual que las máquinas de 2 ejes, las máquinas de esta categoría también trabajan con piezas inmóviles. Estas máquinas pueden trabajar las 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. Los recortes y el corte por arco también son usos excelentes 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 sobre el que se producen los giros y pivotes.

Estas máquinas pueden mecanizar cinco superficies de material al mismo tiempo mientras la superficie de trabajo permanece estacionaria, lo que les permite producir piezas complejas y precisas. Estas máquinas son extremadamente útiles para fabricar equipos utilizados en la industria médica debido a su excelente precisión.

Máquinas CNC de 7 ejes

En las máquinas CNC de 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, este eje.

Debido a la complejidad de las piezas que pueden fabricar, estas máquinas producen con frecuencia equipos aeronáuticos, médicos y militares.

Máquinas CNC de 9 ejes

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

Por esta razón, es más fácil producir las características interiores y exteriores de las piezas utilizando una máquina de 9 ejes. Con estos dispositivos se pueden producir implantes dentales, instrumentos médicos y sofisticados equipos aeronáuticos.

Máquinas CNC de 12 ejes

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

Tipos de Máquinas CNC Según Ruta de Movimiento

A continuación se detallan los tipos de sistemas de máquinas CNC según el recorrido en movimiento.

Control de puntos

En un sistema de control de puntos, los componentes móviles de las máquinas CNC solo se controlan con precisión 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 utilizar para invertir, roscar, soldar por puntos y taladrar.

Control lineal

Además de organizar con precisión los componentes móviles de las máquinas CNC de un lugar a otro, los sistemas de control lineal también regulan el ritmo y la trayectoria del movimiento entre dos sitios conectados.

Con un eje de coordenadas paralelo, este control garantiza un movimiento de corte lineal. Por este motivo, a menudo encuentran aplicación en fresadoras y rectificadoras CNC sencillas.

Control de contorno

La pieza de trabajo se mueve siguiendo la trayectoria y velocidad programadas en relación con la cortadora bajo el control del sistema de control de contorno, que también coordina el movimiento de múltiples ejes de alimentación simultáneamente. Esto permite que se produzca un corte continuo mientras se realiza el movimiento.

El control de contorno facilita el procesamiento de curvas planas o contornos de superficies espaciales. Encuentra aplicación en rectificadoras, fresadoras y tornos CNC.

Tipos de máquinas CNC divididas por servosistema

Estos son los tipos de sistemas de máquinas CNC según Servo.

Sistema de control de bucle abierto

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

Una ventaja del sistema de control de bucle abierto es su bajo precio, lo que lo hace asequible. La desventaja es que tiene poca precisión y estabilidad, lo que reduce la calidad del trabajo.

Sistema de control de circuito semicerrado

El desplazamiento real de la mesa de trabajo se calcula utilizando un dispositivo de detección de desplazamiento angular de un sistema de control de circuito semicerrado instalado directamente en el extremo del eje del servomotor o del 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 la estabilidad son altas.

Sistema de control de circuito cerrado

Un sistema de control de circuito cerrado utiliza un dispositivo de detección de desplazamiento lineal montado en las partes móviles o en la mesa de la máquina herramienta. 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 con control de circuito cerrado es bastante difícil. Sin embargo, esta máquina garantiza una alta precisión.

¿Cómo seleccionar el mejor tipo de máquina CNC?

A la hora de seleccionar la máquina CNC ideal para su empresa, hay numerosos aspectos a tener en cuenta. La máquina CNC adecuada para sus necesidades depende del tipo de negocio que ejecute, los artículos que cree y el volumen de producción. A continuación se detallan los factores a considerar al seleccionar una máquina CNC.

Tipo de negocio

Su tipo de negocio reducirá las alternativas disponibles para usted. Por ejemplo, si posee un pequeño taller de mecanizado CNC, solo necesitará unas pocas máquinas fresadoras CNC. Por otro lado, si gestiona una empresa de fabricación importante, probablemente necesitará máquinas más grandes y multifunción.

Disponibilidad de repuestos

La máquina CNC podría desgastarse o funcionar mal como cualquier otra máquina. Por lo tanto, asegúrese de que sus especialistas puedan reparar rápidamente la marca o modelo que compre y que las piezas de repuesto estén disponibles para reemplazarlas antes de comprarlas. La razón es que las piezas fácilmente disponibles determinan cuánto tiempo tendría que esperar antes de comenzar la producción nuevamente.

Requisitos de productos

La máquina CNC que necesitará dependerá principalmente del trabajo realizado. Para artículos sencillos puede ser suficiente un torno CNC o una fresadora de 3 ejes. Sin embargo, cuando aumenta la complejidad, resulta 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 las máquinas CNC de cinco ejes.

Además, algunas categorías de productos exigen equipos CNC especializados. Por ejemplo, un torno suizo especialmente diseñado será ideal para producir miles de piezas cilíndricas pequeñas e intrincadas.

Conozca los requisitos de energía

Estas máquinas requieren mucha energía y frecuentemente utilizan energía trifásica para funcionar de manera óptima. Por lo tanto, es fundamental garantizar que el edificio reciba suficiente energía para hacer funcionar el nuevo equipo. También vale la pena confirmar el uso actual de energía. Cuando todas las máquinas actuales estén en funcionamiento, es posible que se suministre suficiente energía a las instalaciones, pero agregar un nuevo 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 a partir de aleaciones duras. Se pueden considerar máquinas de precisión que puedan mantener las tolerancias necesarias para materiales más blandos como el acero dulce.

WayKen:Servicio de mecanizado CNC para cada proyecto CNC

Si bien una máquina CNC es en su mayoría un proceso sencillo, elegir la ideal para sus necesidades se convierte en una tarea desalentadora. Además, las máquinas CNC son bastante caras, por lo que incluso si tiene una en mente, afrontar la elevada inversión inicial puede resultar difícil.

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

Entonces, ¿por qué esperar? Contáctenos hoy para que podamos comenzar a trabajar en sus proyectos CNC.

Preguntas frecuentes

¿Son caras las máquinas CNC?

Una máquina CNC es una inversión costosa. 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 por computadora (CNC) consta de tres componentes básicos:el aparato de procesamiento, también conocido como máquina herramienta, la unidad de control de la máquina y el software CNC, que es una colección de instrucciones.

¿Cuál es el tipo de máquina CNC más común?

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