Máquina CNC: Qué Es, 3 Tipos Y 3 Operaciones Comunes

El arte que se utiliza para convertir una pieza de madera, plástico, entre otros, en algún producto determinado es el mecanizado, a medida que los diseños que se deseaban hacer en estas piezas aumentaban en dificultad se hacía más complejo trabajar con ellas.

Debido a esto, surge la idea de la máquina CNC que posibilita el hecho de poder usar esta tecnología para trabajar con una pieza que puede ser de una gran variedad de materiales con una alta precisión en dicha pieza, con el fin de poder obtener el producto deseado.

Máquina CNC

Se refiere al control numérico por computadora, de allí vienen las siglas CNC, se utiliza en procesos automatizados en distintos tipos de dispositivos o herramientas como: el taladro, tornos, fresadoras; incluyendo también las impresoras 3D.

Para operar una máquina CNC no es necesario que un operario esté allí presente en el proceso de mecanizado, ya que puede funcionar por medio de las instrucciones escritas en un programa que ha sido codificado para cumplir con unas especificaciones de diseño, pudiendo trabajar en materiales como: metal, plástico, madera, cerámica o material compuesto.

Se puede decir también que una máquina CNC es una plataforma maniobrable motorizada por computadora, en función de unas instrucciones específicas.

Un ejemplo de los códigos de computadora que se usan para generar el programa que controla la máquina CNC a través de unas instrucciones escritas mediante una secuencia de comandos que serán ejecutadas en el tiempo adecuado son el código G y el código M.

Usualmente los programas se escriben a través de software asistido por computadora (CAD por su siglas en inglés), es decir el software mismo crea el programa, así como también lo hace el software de fabricación asistida por computadora (CAM por sus siglas en inglés).

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Los altos avances que se han dado en la tecnología actual permiten que el componente fabricado se parezca en gran parte al dibujo hecho por CAD, lo cual significa una mejora en comparación con el mecanizado no computarizado que se controla manualmente a través de herramientas como palancas, volantes, entre otros.

Incluso representa una mejora en comparación al mecanizado no computarizado que es controlado mecánicamente mediante guías de patrón prefabricadas llamadas levas.

Tipos de máquina CNC

A continuación mostraremos los tipos más comunes de máquinas CNC que existen:

Fresadoras CNC

Las fresadoras se utilizan para realizar trabajos de perforación como el arranque de viruta, en el dispositivo la herramienta de corte se coloca en el eje donde gira.

Una vez lista la herramienta de corte se procede a pasar por delante de dicha herramienta cortadora la pieza a ser mecanizada con el objetivo de cortar y extraer las virutas del material sobre el cual se está trabajando como resultado del corte.

Es importante mencionar la capacidad de operación que tienen las fresadoras CNC, en la cual pueden operar en los 3 ejes espaciales en los cuales puede estar definida una pieza, el eje X, Y y Z, no todas las fresadoras operar en los 3 ejes, es decir, en 3 dimensiones debido a que existen limitaciones en algunos modelos antiguos.

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Para lograr el movimiento de la broca que puede ser utilizada para remover la viruta del material en cuestión, es necesario operar en los 3 ejes, para lo cual se disponen 3 servomotores, uno para cada eje de operación.

Los servomotores se operan mediante el control numérico por computadora o CNC.

Las fresadoras CNC de mayor tecnología se les llama centro de mecanizado, y estas se elaboran en dos formas: centro de mecanizado vertical o VMC y centro de mecanizado horizontal o HCM, es horizontal o vertical dependiendo de si el eje paralelo al husillo es vertical o horizontal, de allí viene esa terminología.

Al proceso de mecanizado de una pieza para lograr un componente específico a través de una fresadora se le llama fresado.

Torno CNC

Un torno es considerado como la máquina CNC universal debido a su capacidad para diseñar una gran variedad de componentes.

En su modo de operación una pieza se hace girar en un eje mientras se acerca una herramienta de mecanizado a dicha pieza para roscar, cortar, agujerear, cilindrar, desbastar y ranurar las virutas.

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Operar de la siguiente manera:

La herramienta de mecanizado es una herramienta de corte fija, la pieza se hace girar en un eje, y mientras eso ocurre se le aplica la herramienta de corte fija con un avance regulado en la superficie de la pieza, dependiendo del componente que desea obtener dependerá el número de herramientas a aplicar a la pieza.

Los tornos son idealmente utilizados para la fabricación de piezas geométricas simétricas debido a su facilidad de corte en el proceso de giro.

En los tornos CNC la herramientas de corte se controla a través de código g, el código opera en dos ejes llamados X y Z para darle la figura preestablecida a la pieza.

Los tornos CNC más elaborados se les llama centros de torneado, los cuales usualmente tienen un espacio completo con un cambiador de herramientas, el cual uno de sus nombres es torreta.

Enrutadores CNC

El enrutador CNC es muy similar a la fresadora CNC, la diferencia es esta se le llama enrutador CNC por sus características peculiares para trabajar con la madera, podríamos decir que se deriva de la fresadora a diferencia de que usa una configuración denominada pórtico.

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Tiene la ventaja de trabajar en espacios más grandes con el costo de perder un poco de precisión.

Además de todos los tipos de CNC que se han visto existen muchos otros como los utilizados para hacer placas de circuito impreso, cortadoras de chorros de agua, entre otros más.

Operaciones de mecanizado CNC

A continuación veremos los tipos de mecanizados CNC, en cuanto a sus operaciones:

Las operaciones de mecanizado CNC se dan en una vasta cantidad de aplicaciones como: la industria aeroespacial, procesos de construcción, trabajo de la agricultura, mecánica automotriz, con la finalidad de producir una gran cantidad de componentes o productos terminados.

Los productos terminados pueden ser: equipos de medicina (quirúrgicos), máquinas de un avión, entre otros, los cuales son posibles obtener por media de diversas operaciones de mecanizado, contando con las más comunes como:

Perforación CNC

Esta operación incluye la utilización de brocas para hacer el proceso de mecanizado a través de perforaciones, produciendo agujeros cilíndricos en la pieza en que se está trabajando.

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Dependiendo del diámetro por orificio que se desee obtener en la pieza se debe utilizar un diámetro correspondiente en la broca.

La máquina CNC aplica la broca ortogonalmente a la superficie de la pieza para perforar los lugares preestablecidos en el programa, produciendo orificios que son iguales: paralelos entre sí y del mismo diámetro que el diámetro de la broca.

La máquina CNC también puede aplicar la broca angularmente con herramientas adecuadas en máquinas específicas para ese propósito.

Los tipos de perforación que se puede dar son: escariado, roscado y avellanado.

Fresado CNC

La funcionalidad del fresado se da gracias a herramientas de corte rotativas que se aplican al plano de la superficie de la pieza. 

Los tipos de fresados que se pueden dar son: planeado, fresado periférico, entre otras.

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Torneado CNC

En el torneado se acerca la pieza que se encuentra girando en el eje de la máquina a la herramienta de corte de un solo punto para quitar las virutas o material de la pieza de trabajo.

Para lograr un diámetro específico en una pieza determinada, se hace girar la misma en el eje de la máquina, luego se aplica la herramienta de corte en un movimiento lineal que comprende la distancia total de la superficie de la pieza, quitando la viruta necesaria para crear dicho diámetro.

Los tipos de torneado son: mandrinado, refrentado, ranurado y corte de roscas.