👨🏼💻 ¿Qué es un control numérico computerizado o CNC?
Un control numérico computerizado o CNC es un sistema electrónico que controla todos los movimientos de una máquina-herramienta.
Para entender qué es un control numérico tenemos que mirar sus siglas, CNC, Control Numérico Computerizado, o lo que es lo mismo, una computadora que controla números. ¿A que así suena mejor?
🎓 Cursos relacionados con el control numérico
¿Y… qué números controla un control numérico?
Un control numérico se encarga de la posición de los ejes de coordenadas X Y Z de cualquier máquina-herramienta. X Y Z y de todos los ejes en general, aunque estos tres son los más usuales en una fresadora de control numérico.
También controla la velocidad con la que se desplazan los husillos, los grados de inclinación de cabezales y bancadas, los niveles de aceite y de las revoluciones de giro de herramientas o cabezales.
Se podría decir que un control numérico se encarga de todas las partes móviles de una fresadora, de un torno o de una máquina-herramienta a la que se le instale dicho CNC.
✅ El control numérico
El control numérico es un sistema de control de máquinas automático. En el control numérico se introduce un código alfanumérico que servirá para comunicar los movimientos de la consola a la máquina-herramienta.
El principal objetivo de un control numérico es el de controlar la trayectoria de una herramienta en una máquina. Las máquinas de control numérico más conocidas por todos son la fresadora y el torno.
El control numérico empezó siendo conocido con las siglas CN. La segunda C, la de computerizado, se le añadió años después. Los controles numéricos computerizados modernos (los fabricados los últimos 30 años) cuentan con un microprocesador que permite almacenar programas en su memoria y editarlos.
✅ ¿Para qué sirve un control numérico?
Un control numérico sirve para automatizar procesos en las máquinas-herramientas.
Gracias a una pantalla con botonera podrás dar las órdenes que quieras al CNC. Se acabaron las palancas y volantes de la fresadora y del torno. Ahora, mediante un código de programación podrás tener el control de todos los ejes y husillos.
Las herramientas de un torno se desplazan por 2 ejes; el X y el Z. Las de una fresadora por los ejes X, Y y Z.
También hay fresadoras con 5 ejes. A estas máquinas de control numérico se les añaden dos ejes en el cabezal o en la bancada y de esta forma se pueden realizar trabajos de una complejidad elevada.
A partir de los 5 ejes puedes echarle imaginación: tornos de control numérico con eje C que emulan algunos trabajos de fresadora, fresadoras con cabezales de torno, tornos con 2 cabezales y bancada de fresadora… A estos últimos se les llama control numérico multi-ejes y, como ya te puedes imaginar, todos estos ejes están controlados por un CNC.
Creo que ya te puedes hacer una idea de para qué sirve un control numérico pero, ¿qué máquinas pueden llevar un control numérico incorporado?
¿Hacemos una lista?
✅ ¿Qué tipos de Control numérico existen?
Veamos ahora qué tipos de control numérico existen.
Las máquinas de control numérico tienen su gran campo de aplicación en el mecanizado de arranque de viruta, pero también las encontramos en otros tipos de máquina-herramienta.
Vamos a hacer una pequeña lista de las máquinas a las que se les puede instalar un control numérico:
- Torno
- Fresadora
- Centros de mecanizado (fresadoras o tornos con 5 ejes o más)
- Rectificadoras
- Fresadoras de madera (tipo router)
- También son tipo router los controles numéricos de corte por láser
- Electroerosión
- Brazos robots
- Impresoras 3D
- …
Como puedes ver, la lista es larga y seguro que me dejo muchas máquinas que pueden ser programadas por un control numérico.
Los controles numéricos se pueden clasificar principalmente de dos maneras.
Por cómo se desplazan sus ejes o por el sistema de control de posición.
🔹 Clasificación del control numérico por desplazamientos
Si los clasificamos por sus desplazamientos podemos encontrar tres subgrupos:
- Control numérico punto a punto
- Control numérico paraxial
- Controlo numérico continuo
Control numérico punto a punto
En los controles numéricos punto a punto la herramienta se desplaza lo más rápido posible al punto programado. Una vez en el punto concreto, empieza a mecanizar.
El desplazamiento en rápido será el mas corto posible y carece de control por parte del operario.
Un ejemplo de control numérico punto a punto sería el de una taladradora o una máquina de soldar por puntos.
Control numérico paraxial
En los controles numéricos paraxiales la herramienta sí mecaniza mientras se desplaza pero solo de forma paralela a los ejes.
Explicado de otra forma, mecaniza en el eje X o en el eje Y pero no en los dos a la vez.
Como te puedes imaginar estas máquinas son antiguas y están en desuso hoy en día. Si te encuentras con alguna su uso está limitado a planeados o escuadreado de piezas.
Control numérico continuo
El control numérico continuo es capaz de generar trayectorias rectas y curvas mecanizando.
Estos controles son capaces de desplazar dos ejes a la vez, o los que sean necesarios para mecanizar cualquier pieza dada.
Las trayectorias circulares o diagonales son controladas por el interpolador. El interpolador calcula las velocidades de avance para que las trayectorias sean las correctas en varios ejes a la vez.
Como te puedes imaginar, los controles nuevos de hoy en día son de este tipo.
🔹 Clasificación de control numérico por su control de posición
Si clasificamos los controles numéricos por su control de posición podemos encontrar dos sistemas bien diferentes:
- Sistemas de lazo abierto
- Sistema de lazo cerrado
Sistema de lazo abierto
Con este sistema no controlamos el correcto posicionamiento de la herramienta.
Esto puede derivar en errores que no descubrirás hasta que no hayas realizado una verificación de producto posterior.
Son máquinas bastante económicas, con motores paso a paso bastante sencillos y con poca potencia.
Muy útiles para controles numéricos punto a punto ya que el mecanizado no es muy exigente y no necesita grandes esfuerzos mecánicos.
Sistema de lazo cerrado
Con este sistema controlamos siempre la posición correcta de la herramienta.
Este control numérico incorpora captadores de posición que informan de la posición real de la herramienta constantemente.
El control compara en todo momento la posición real con la posición programada, de esta forma puede realizar pequeñas correcciones constantemente para asegurar una trayectoria correcta.
Esto se ejecuta en todos los ejes de la máquina de control numérico gracias a un captador de posición y una tacodinamo para el control de la velocidad.
Veamos ahora los tipos de programación que encontraremos en un control numérico.
✅ La máquina de control numérico y su programación
La programación de la máquina de control numérico se realiza a través de la consola y la botonera que encontrarás en la parte delantera de cualquier máquina.
Existen muchos tipos de programación, ya que cada fabricante de control numéricole ha implantado su estilo propio.
De todas formas, te puedo ayudar englobando los tipos de programación en dos muy diferentes:
- Programación de control numérico ISO
- Programación de control numérico conversacional
Se podría decir que la programación ISO es la base de toda la programación CNC. Se basa principalmente en funciones G, que son las encargadas de dar órdenes muy concretas a la máquina. Órdenes como girar o ir recto, hacer una tangencia o redondear un canto son algunos ejemplos de una lista cada año más larga.
La programación conversacional es más visual. El control numérico te preguntará que quieres que haga en cada momento y las opciones que te muestre dependerán de lo que hayas hecho previamente. De esta manera mantendrás una «conversación» con la máquina. Esta forma de programar, mucho más moderna que la anterior, facilita mucho la programación de un control numérico y permite crear piezas mucho más complejas.
Uno de los controles numéricos que abandera este tipos de programación es la de los CNC Heidenhain. El control numérico conversacional por execeléncia.
En los últimos años Fagor Automotion se ha puesto las pilas y su nueva gana de controles numéricos Fagor 8060 tiene un sistema que mezcla conversacional i programación ISO con una elegancia que personalmente me gusta mucho más que la de Heidenhain.
Para gustos colores.
✅ Partes de un control numérico
Mira las partes electrónicas y mecánicas de un control numérico:
🔹 La C.P.U. del CNC
La C.P.U. del control numérico es la Unidad Central de Proceso y en ella se aloja el microprocesador.
Es la base del sistema, el cerebro del CNC, si lo comparamos un ser vivo.
La potencia de la C.P.U. marcará la diferencia en muchos aspectos. Si, por ejemplo, queremos utilizar técnicas CAD-CAM o mecanizados de Alta Velocidad, será necesaria más potencia que si programamos a pie de máquina sencillos planeados.
Las C.P.U. de última generación son muy similares a los ordenadores que puedes tener en casa. Los CNC más modernos incorporan sistemas operativos y discos duros de gran capacidad.
La C.P.U. del control numérico sirve para:
- Calcular la posición actual de los ejes y los desplazamientos
- Controlar los diferentes modos de posicionamiento del CNC
- Administrar el tráfico de señales entre la CPU y el PLC
- Controlar las señales hacia y desde los periféricos
🔹 Panel de control y teclado del CNC
El panel de control es la parte más visible del control numérico.
Una pantalla rodeada de botones, teclas y potenciómetros que puede marear al tornero-fresador convencional.
Además de ser muy vistosos, los paneles cambian según el fabricante, el modelo o el tipo de máquina en la que esté instalado.
🔹 Periféricos de salida
Los tres periféricos de salida principales en un control numérico son:
- Los puertos RS-232 o similares. Estas conexiones sirven tanto para la salida como para la entrada de datos provenientes de un pc.
- El monitor o pantalla del que ya hablamos en el punto anterior.
- Los controladores de movimiento y otros dispositivos móviles de la máquina.
🔹 El PLC
Toda la información que procesa pasa por la CPU del control numérico y, que genera una información de salida, va directamente al PLC.
El PLC o autómata programable dispone de un lenguaje propio de programación. Vamos que, el operario debe programar el PLC para que realice las funciones correctas en cada momento.
El PLC sustituye a los relés, contadores, temporizadores y demás aparatos electrónicos usados con frecuencia para enviar las informaciones oportunas del PLC a los motores de la máquina.
🔹 Los actuadores
Los actuadores se encargan de los movimientos de la máquina.
Suelen ser electromecánicos y están formados por el motor y las transmisiones como engranajes, embragues y husillos.
Podemos diferenciar claramente 5 tipos de actuadores diferentes:
- Motores de corriente continua (DC)
- Motores de corriente alterna (AC)
- Motores paso a paso
- Motores lineales
- Accionamientos neumáticos o hidráulicos
🔹 Los captadores de posición
Los captadores de posición son los encargados de detectar un movimiento mecánico y transformarlo en un impulso eléctrico.
O dicho de otra manera, generan una señal de salida proporcional al movimiento detectado.
De esta manera podrá ser controlada la posición actual y la información será enviada constantemente a la CPU. La CPU contrastará la información recibida con los datos teóricos y de esta forma realizar correcciones si se considera oportuno.
Los captadores se pueden clasificar principalmente de 3 tipos:
- Captadores analógicos o digitales
- Captadores absolutos o incrementales
- Captadores lineales o rotativos
Si quieres aprender más sobre cómo utilizar un control numérico
haz clic en el siguiente botón. ▼
