CNC

Una máquina CNC es una herramienta motorizada, torno, fresadora, router u otro dispositivo de fabricación cuyos movimientos son dirigidos por una computadora que ejecuta código en lugar de las manos de un operador humano en palancas y diales. La computadora recibe un programa, típicamente escrito en código G, y traduce ese programa en señales eléctricas que impulsan motores paso a paso o servomotores, los cuales a su vez posicionan la herramienta de corte, la pieza de trabajo, o ambos con precisión. El resultado es una repetibilidad de centésimas o milésimas de pulgada, y la capacidad de cortar geometrías complejas que serían imposibles o económicamente inviables de producir manualmente.

CNC abarca un espectro de tipos de máquinas. Una fresadora puede tener tres, cuatro o cinco ejes de movimiento, con máquinas de cinco ejes capaces de acercarse a una pieza de trabajo desde casi cualquier ángulo. Los tornos, routers, cortadoras de plasma, cortadoras de chorro de agua e incluso las impresoras 3D operan bajo el mismo principio. El código especifica la selección de la herramienta, la velocidad del husillo en revoluciones por minuto, la velocidad de avance (qué tan rápido se mueve la herramienta a través del material), la profundidad de corte y el flujo de refrigerante. Los sistemas CNC modernos también incorporan cargadores de herramientas, cambiadores automáticos de paletas y ajuste en tiempo real de la velocidad y el avance basado en la retroalimentación del sensor.

El camino desde el diseño hasta la fabricación de virutas pasa por el software CAM (fabricación asistida por computadora). Un diseñador crea una pieza en CAD; la herramienta CAM calcula las trayectorias de la herramienta y genera el código G; ese código se carga en el controlador CNC. No hay dos talleres que utilicen post-procesadores o configuraciones de máquina idénticas, por lo que el código escrito para una máquina a menudo requiere traducción antes de que funcione en otra. Los materiales comunes para CNC incluyen aluminio, acero, plástico, madera y compuestos. Los materiales más duros y las tolerancias más estrictas exigen velocidades de avance más bajas y cambios de herramienta más frecuentes.

Fiabilidad y modos de fallo

Las máquinas CNC son robustas cuando se mantienen adecuadamente. Los puntos de fallo suelen ser los cojinetes del husillo, los servomotores y los husillos de bolas que convierten la rotación del motor en movimiento lineal. El juego en los husillos de bolas se acumula a lo largo de millones de ciclos y degrada la tolerancia. La contaminación del refrigerante y la evacuación inadecuada de las virutas provocan la rotura de la herramienta y el desecho de piezas. Los errores de ajuste del servo resultan en ejes descontrolados o pérdida de precisión posicional a mitad del ciclo. Una sola línea de código defectuoso puede hacer que una herramienta choque contra una pieza de trabajo o una abrazadera, destruyendo ambas.

El término CNC se estandarizó en la década de 1970 a medida que las computadoras desplazaron los sistemas de control numérico cableados que utilizaban cinta perforada y lógica de relés. La evolución continuó a través de microcomputadoras, PC de escritorio que ejecutaban software de taller y los controladores en red actuales con monitoreo en tiempo real y análisis de producción. Una máquina CNC es una inversión en consistencia y capacidad, no un reemplazo de la habilidad. La configuración, la elección de herramientas, la verificación del programa y la resolución de problemas siguen siendo trabajo humano.