Maquinas De Control Numerico

Introducción al Control numérico

Historia del control numérico

El control numérico (CN) es una maquina apta para controlar el movimiento exacto de uno o varios dispositivos de la máquina-herramienta de forma automática a través de un conjunto de datos numéricos programados, que logran hacer funcionar los controles y motores eléctricos de las máquinas-herramienta para que realice las siguientes funciones:

• Movimientos de los carros

• Velocidades de posicionamiento y mecanizado

• Cambios de herramienta

• Cambios de piezas

• Condiciones de funcionamiento (refrigeración, lubricación, etc.)

El control numérico aumenta la productividad del maquinado y genera bajos costos de producción. Las máquinas-herramienta con CN tienen el objetivo de lograr largos periodos de producción continua.

Evolución del Control Numérico

El control numérico de las maquinas a través de agujeros perforados es una cinta de 1” (25.4 mm), es una invención que se hizo en seguida de la segunda guerra mundial.

Los primeros equipos de control numérico estaban formados con electrónica de válvulas, relés y cableado poseían un cuerpo mayor que las mismas maquinas herramientas, con una programación manual de lenguajes maquina muy complicado y muy lenta de programar.

En cargo de la electrónica utilizada en las maquinas herramientas de control numérico se poseen cuatro generaciones:

• 1950 Válvulas electrónicas y relés

• 1960 Transistores

• 1965 Circuitos Integrados

• 1975 Microprocesadores

El diseño de las maquinas ha mejorado, así como en su estructura como en sus cadenas cinemáticas, en los dispositivos de accionamiento, control, y en las funciones de mecanizado para obtener máquinas-herramienta más precisas y aptas de lograr diferentes operaciones por una sola máquina.

Al término de los años 60, se presentó el control numérico por ordenador, donde las operaciones de control se realizan a través de programas en la memoria del ordenador. Los ordenadores eran costosos y grandes, por consiguiente la solución más práctica para el CN era establecer un ordenador central conectado a diferentes máquinas que desplegaba a tiempo distribuyendo todas las funciones de control de las mismas.

A inicios de los 70, se comenzó a designar un ordenador a cada máquina, a esta nueva invención se le designo como Control numérico Computarizado CNC (Computer Numerical Control).

Panorama de los Centros de Maquinado

Una máquina herramienta global manejada controlada numéricamente (CN) con un cambiador de herramientas automático, busca ser un prototipo de un centro de maquinado.

Actualmente los centros de maquinado se han modernizado satisfactoriamente al igual que las computadoras, instrumentos y equipos periféricos, para lograr hacer máquinas-herramienta representativas de las máquinas-herramienta de CN.

Desde el enfoque de apoyo y contribución de los centros de maquinado a la producción sus características son:

1. Funciones de maquinado combinadas

2. Ahorro de energía en preparación

3. Sistematización de la producción

¿Que son los centros de maquinado?

Los centros de maquinado son máquinas-herramienta, que logran realizar operación de fresado, taladrado y mandrilado de manera continua sin detener a la máquina para intercambiar las herramientas, pero dejando hacer el cambio de las herramientas automáticamente.

La máquina fresadora de CN que fue inventada por primera vez en Japón y el centro de maquinado que se presentó por primera vez en la tercera feria internacional de máquinas-herramienta de Japón; cabe mencionar que una sola unidad de centro de maquinado puede realizar diferentes trabajos de maquinado y una fresadora de CN pueden ser clasificados de acuerdo a la estructura y a la clase de maquinado que realiza.

Los centros de maquinado se caracterizan por ser máquinas-herramienta manejadas numéricamente que contienen:

1. Capacidad de maquinar de una hasta seis piezas en diferentes planos

2. Capacidad de efectuar diversas clases de maquinado, así como fresado y taladrado

3. Cuenta con una cambiador automático de herramientas y apto de seleccionar libremente las herramientas de acuerdo a la clase de maquinado

Componentes básicos de los centro de maquinado

Los centros de maquinado están clasificados en dos tipos, de acuerdo a la dirección del husillo principal que son el tipo vertical y tipo horizontal

Centro de maquinado de tipo vertical.

Con referencia al centro de maquinado mostrado el panorama de los componentes principales se describe a continuación.

Centro de maquinado tipo horizontal

I. Husillo principal: Los centros de maquinado cortan las piezas con diferentes herramientas, estás se encuentran instaladas en el husillo principal y giran junto con él. La velocidad puede ser regulado de acuerdo con la velocidad asignada por los comandos de la unidad de CN a través de engranes o bandas. Existen 2 tipos de boquillas que se utilizan en los husillos, una boquilla afilada y otra recta, aunque la mayoría de os centro de maquinado cuentan con boquillas afiladas

II. Cabeza del mandril: La cabeza del mandril sujeta al mandril principal por medio de balero y traspasa rotación del motor del mandril al mandril principal. La cabeza del mandril es movida hacia arriba y hacia abajo por el servomotor y forma del eje-Z en el centro de maquinado tipo vertical y en el eje-Y en el centro de maquinado del tipo horizontal.

III. Mesa: Se utiliza para la sujeción de las piezas de trabajo con plantillas e instalaciones fijas. Canales en forma T y agujeros dotados en la mesa para sujetar una pieza de trabajo. La mesa tiene movimientos en la dirección de izquierda a derecha y forma el eje-X en los ambos centros de maquinado llámese vertical u horizontal.

IV. Plancha: La plancha sujeta a la mesa y realiza el movimiento de adelante hacia atrás sobre la cama, y forma el eje-Y en el centro de maquinado vertical, y en el centro de maquinado de tipo horizontal forma el eje-Z.

V. Columna: La columna sujeta a la cabeza del mandril. Existen dos tipos de columnas, la primera es del tipo de columna fija, la cual se encuentra fijada sobre la cama, y la otra es del tipo columna viajera, la cual puede viajar sobre la cama.

VI. Cama: La cama sujeta a la columna y la plancha, estas logran formar la base de la maquina completa

VII. Cambiador automático de herramientas (ATC): ATC, es una abreviación que se asigna al cambiador automático de herramientas y este es un dispositivo para intercambiar automáticamente una herramienta. Existen dos métodos para seleccionar las herramientas; el método de selección secuencial de herramienta que sirve para intercambiar las herramientas arregladas en orden en el carrusel ATC, tanto que en el método de selección al azar de herramientas es para asignar números a todas al herramientas arregladas en el carrusel para almacenar estos en la unidad CN y requerir alguna herramienta en especial cuando se necesite.

VIII. Mecanismos de avance: El mecanismo de avance esta formado por un servomotor, tornillo de bola, tuerca de bola, etc. Es un mecanismo de posición y mueve la mesa, la plancha y la cabeza del mandril a través de una orden desde la unidad de CN.

IX. Sistema refrigerante: El dispositivo refrigerante no es más que un dispositivo que suministra refrigerante a las herramientas o piezas de trabajo y lo recupera. Hay diferentes tipos de métodos de suministro de refrigerante que se mencionan a continuación.

o Método de refrigeración por boquilla: Este es método de suministro de refrigerante de boquillas de cierre apropiado para la nariz del mandril

o Método de refrigerante interno: Es un método de suministro de refrigerante a través del interior del mandril principal y del interior de la herramienta

o Método de refrigeración por baño: Este método de suministro de refrigerante a la herramienta completa y a la pieza de trabajo

o Método de refrigeración por niebla: El método de suministro de refrigerante estando mezclado con aire en forma de neblina

X. Unidad de ajuste de temperatura del mandril principal: La unidad de ajuste de temperatura del mandril principal es un dispositivo que sirve para lubricar y enfriar el mandril principal, los baleros y los engranes.

XI. Unidad de potencia hidráulica: La unidad hidráulica es usada como una fuente de potencia para cambiar herramientas en el ATC y pallets.

XII. Unidad de potencia neumática: se utiliza como una fuente de potencia neumática para la protección de la máquina desde la viruta y refrigerante, limpieza del agujero del mandril principal y el mango de la herramienta mientras todo el tiempo de cambio de la herramienta, y corta la nube refrigerante de aceite y aire.

XIII. Dispositivo de lubricación de la superficie de deslizamiento: es un dispositivo que brinda lubricación de aceite a las superficies de deslizamiento de la cabeza del husillo, mesa y plancha

XIV. Unidad de CN y panel de control principal: Está formada por el panel principal de control de la máquina para la operación manual de la máquina y el panel de control CTR para entrada MDI.

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