¿Qué son las máquinas CNC y cómo elegirlas?

Las máquinas CNC son la principal herramienta para el mecanizado masivo de piezas. Es un componente importante de los sistemas de diseño asistido por computadora. El principio de creación de un CNC es simplificar la producción de piezas similares.

Máquina CNC: un dispositivo con control numérico. Su característica principal es copia sencilla de piezas similares y de un solo tipo: una imagen de programa registrada en la memoria de solo lectura, según la cual las piezas se fresan y se cortan de las piezas de trabajo colocadas en el área de trabajo utilizando el mecanismo de alimentación del transportador. Las máquinas equipadas con una pistola de plasma láser, que realizan un corte perfectamente suave de piezas de trabajo primarias y secundarias, se caracterizan por un alto rendimiento. Un poco más bajos en términos de equipamiento tecnológico son las máquinas de torneado y fresado que realizan torneado, aserrado y escariado (taladrado) de piezas de trabajo sin láser (con la ayuda de cortadores).

En las máquinas CNC modernas, no es necesario conectar una PC o computadora portátil externa: el papel de un programador preliminar (controlado por el operador) que establece los parámetros lo desempeña un microordenador integrado instalado en un compartimiento de la máquina protegido del ruido eléctrico. Las máquinas CNC modernas también pueden conectarse a una red de servidor local (LSS) a través de una interfaz LAN y controlarse desde cualquier PC en el territorio de la empresa, a la que el administrador de la red le permite el acceso a esta máquina, ya que ha estado funcionando durante 20 años, por ejemplo, con impresoras y escáneres en red.

La estructura de la máquina CNC es tal que la parte técnica (electromecánica) está rígidamente conectada a la electrónica (ECU) y al mismo tiempo está separada de ella, separada de ella en el limitado espacio interno de la unidad.... Una de las características de diseño de la unidad CNC es el blindaje (protección) de la ECU de las interferencias generadas por los circuitos electromecánicos en el área de trabajo y el área de conmutación del modo de operación. Esta interferencia puede "derribar" el programa, por lo tanto, la PC de placa única a bordo no solo se retira de la electromecánica (motores, sensores), sino que también se coloca en una caja de acero protegida, que está conectada a tierra de manera confiable y casi completamente Elimina la estática y el ruido que ingresa a la CPU y otros órganos electrónicos vitales Control de la unidad CNC.

La ventaja de una mini máquina doméstica es que Es una solución digna para los jóvenes profesionales que han comenzado a dominar los conceptos básicos del trabajo como operador de máquina CNC.... Las máquinas CNC se clasifican según la lista de operaciones realizadas y según las características del sistema de control. A pesar de la primera y engañosa impresión de un principiante de que este "monstruo" es demasiado difícil, dominar las técnicas básicas de trabajo puede llevar de media hora a varias horas. Un principiante puede componer rápidamente su primer algoritmo para procesar piezas, cuyo proceso de producción le interesa. Por ejemplo, necesita hacer un soporte para un motor-generador en una bicicleta; en una máquina así, la dibujará, cortará y triturará rápidamente.

Las máquinas CNC pueden trabajar sobre piedra, madera y sus derivados, sobre metales no ferrosos, acero, plástico y compuestos. Todo está determinado solo por la potencia del motor del husillo; en dicha unidad, es la unidad funcional de conducción principal. El segundo valor para la elección del material de la pieza de trabajo es la longitud, el diámetro y el revestimiento de los cortadores de acero, por ejemplo, si la máquina está fresando. Si se trata de una máquina perforadora, a menudo se combinan sus capacidades y las capacidades de la unidad de fresado. El trabajo de la sierra lo realiza la fresadora y el trabajo de la perforadora lo realiza el torno.

Dichas máquinas son multipropósito: combinan las capacidades de lo universal (la unidad corta y muele, perfora partes en diferentes proyecciones), escritorio (no pesa más de varias decenas de kilogramos, cabe en un banco de trabajo con un área de mesa de 2 m2). La potencia del accionamiento del husillo para procesar plástico y madera, por regla general, no supera los varios cientos de vatios por hora consumidos de la red. Para metales no ferrosos, ya se requiere una potencia de hasta un kilovatio, y para aceros, 1,5-2 kW. A menudo no se hace referencia a tipos específicos de material en una máquina multipropósito. En consecuencia, es necesario comprar cortadores, taladros, coronas, hojas de sierra de acero de alta velocidad, así como con abrasivos.

Según los tipos de procesamiento, la clasificación de las máquinas CNC prevé dispositivos horizontales (corte de piezas en su posición "acostada") y verticales (por el contrario, estos dispositivos funcionan con piezas "de pie", cortando hacia arriba y hacia abajo). Las unidades combinadas realizan el corte y la perforación de piezas en los tres planos.

El sistema de control en las máquinas CNC son las características habituales de la "computadora", tales como: el número de megahercios de cada uno de los núcleos del procesador, el número de sus núcleos, así como el número de megabytes (o gigabytes) de RAM (RAM, memoria de acceso aleatorio). Como dispositivo de almacenamiento, como en las computadoras de escritorio y portátiles convencionales, una unidad magnetoóptica ("disco duro"), SSD ("disco duro" de estado sólido) o memoria eMMC (como en las computadoras portátiles, tabletas y teléfonos inteligentes de una sola placa que realizar principalmente trabajos de oficina).

Sin embargo, ningún hardware se manifestará completamente hasta que se instale el programa de control. Las máquinas CNC portátiles modernas utilizan un sistema operativo basado en un núcleo de software y gráficos Linux o Windows: para fines de producción, una versión especial "recortada" se "cosida" en la memoria de la máquina, creada exclusivamente para el trabajo y no, por ejemplo, para navegar por Internet en toda regla, ejecutar juegos o ver videos. En él solo puede procesar los detalles, para todo lo demás no está disponible.

Modelo 1325 - una de las mejores máquinas CNC, diseñada como un dispositivo de nivel de entrada para dominar las habilidades de un especialista en máquinas herramienta. Bajos costos de mantenimiento: pertenece a la clase Start (para principiantes). Realiza grabado en tres ejes de madera en bruto. Capaz de aplicar patrones simples con simetría bilateral. No se necesita entrenamiento especial para un principiante cuando se trabaja en un dispositivo de este tipo.

El área de trabajo es de 130x250x200 cm. Se parte de una tensión de interfase de 380 voltios. Se controla mediante el sistema Mach3, equipado con un mecanismo de husillo refrigerado, funciona desde un inversor de control y desarrolla una velocidad de hasta 24.000 revoluciones por minuto. Lubricado a mano. Operado sobre la base del software Artcam, corta MDF y madera, acrílico y otros materiales (incluidos los compuestos) puramente no metálicos.

Modelo 2040 ATC CNC... Funciona en base a CNC con central telefónica automática. Hay un cargador de cortadores incorporado que facilita la selección del cortador que desea. Corta, ranura materiales no metálicos, corta ranuras en ellos y estampa los espacios en blanco, los fresa. El cambio de herramienta es automático. Fresado de carrusel modelo ATC CNC con un área de trabajo de 200x400x20 cm. Alimentado por una red trifásica.El husillo consume hasta 9 kW de potencia de la red y está equipado con servos japoneses de 11 kW.

Construido sobre la base de una mesa de trabajo al vacío en forma de T, la lubricación se introduce automáticamente en el área de trabajo y de los mecanismos giratorios. Una bomba de vacío elimina las virutas del área de trabajo, lo que ayuda a mantener el área de trabajo relativamente limpia. Potencia de la bomba de vacío - 3 kW. La máquina es apta para tornear aluminio.

Modelo 1625 Tiene un área de trabajo de 2x5 m. Y también opera desde una red trifásica. Dispositivo de sobremesa con características similares a la versión anterior. La diferencia está en la presencia de un cortador oscilador que le permite cortar piel y materia. Los cortadores le permiten trabajar con aluminio y cualquier material simple y compuesto no metálico. Precisión de corte: 10 micrómetros. Es posible seguir grabando no metales y aluminio desde el punto de interrupción de la operación.

Otros modelos permiten trabajar con acero, bronce, duraluminio, pero su potencia, dimensiones y equipamiento resultan ser al menos varias veces mayores en costo que los tres modelos descritos anteriormente. Admiten el funcionamiento de 5 ejes (control de 5 ejes). Las máquinas más caras están equipadas con un cañón láser que genera hasta cientos de vatios de potencia en un punto de menos de 1 mm de diámetro, lo que permite cortar acero con la máxima precisión.

El conjunto habitual de máquinas CNC incluye un bastidor (cama), cajas de cambios y unidad de alimentación, cabezal y contrapunto, mecanismo de varilla y soporte. Todas las piezas y conjuntos se fijan en el bastidor de la máquina, sin los cuales este dispositivo no puede funcionar. La caja de cambios (caja de cambios) es responsable de transmitir el par desde el accionamiento del husillo. Además, el par transmitido es recibido por la unidad funcional de la pinza.

El cabezal incluye la caja de cambios y el propio husillo, abrazaderas y piezas giratorias que hacen girar el componente torneado. Con la ayuda del contrapunto, la parte torneada se fija desde el lado opuesto, en el momento de mecanizar la parte central de la pieza de trabajo. El núcleo es un escariador o un cortador de perforación que establece la alineación.

Este elemento está rígidamente conectado al contrapunto. La corredera determina la firmeza con que se fija el cortador y en qué direcciones se mueve. La integridad del dispositivo CNC se complementa con una mesa de vacío, una bomba de vacío que recoge virutas y un dispositivo de enfriamiento para herramientas de corte. Para poder alejarse del lugar de trabajo por un tiempo breve, el trabajador (operador de la máquina) utiliza una consola portátil.

Elija una máquina CNC para los siguientes parámetros.

• El consumo de energía. No todos los talleres de producción tienen la capacidad de conectarse a un voltaje de suministro trifásico, sin mencionar las casas privadas, por ejemplo, en un área residencial suburbana. Es poco probable que el cableado doméstico resista más de 3,5 kW: las máquinas automáticas convencionales de 16 amperios instaladas en el medidor, así como el medidor en sí, no pueden funcionar con una corriente de carga de más de 16 amperios. Elija máquinas con una potencia de no más de 2-3 kW.
• La velocidad del motor del husillo debe ser de al menos 10.000 por minuto. De lo contrario, el torneado de las piezas resultará de una calidad no muy alta, en particular, será problemático realizar un grabado fino y torneado con los contornos más pequeños.
• Trabajando con metales... Incluso máquinas no muy potentes con alta eficiencia y revoluciones desde 20.000 rpm pueden moler al menos acero 3 y bronce. El trabajo de los metales amplía enormemente su relevancia como maestro de su oficio.
• El área de trabajo debe ser lo más grande posible. Esto le permitirá moler una mayor cantidad de piezas en un plano o producir espacios en blanco más grandes.
• Facilidad para fijar y cambiar fresas, fresas para taladrar - sin esta característica de un dispositivo CNC, su eficiencia, la ejecución precisa de grandes planes puede verse afectada, en particular, debido a un cortador adecuadamente suelto, corre el riesgo de obtener un porcentaje significativo de piezas rechazadas.
• Mano de obra y sistema de refrigeración. La alta calidad y la ausencia de problemas de estos dos componentes depende no solo de la vida útil de los cortadores y cortadores de perforación, sino también de la vida útil general de los mecánicos de la máquina CNC.
• Visera y succión al vacío... Estos dos factores determinan qué tan limpio estará su lugar de trabajo después de la finalización del trabajo.

Trabajar con el software DeskProto, VCarve Pro, ConstruCAM-3D, ArtCAM, NX CAM, SprutCAM y Mach3 solo se diferencia en la interfaz del software y el conjunto de funciones.

El uso de máquinas CNC está justificado en la industria de la piedra y la madera, en la industria del metal e incluso en el servicio de automóviles. donde, por ejemplo, se mecanizan piezas de repuesto para motores de carburador de automóviles. Pero una máquina CNC ayudará en la fabricación de figuras decorativas, joyas y también fresas o cortes en blanco de cualquier acero usando un láser. El CNC realiza, por ejemplo, corte de puertas MDF (hoja de puerta), torneado de piezas para cerraduras y herrajes antirrobo de ventanas metal-plástico. Esta lista amenaza con volverse interminable. Uno de los ejemplos típicos es la talla de figurillas de bronce a partir de retratos de personalidades destacadas dibujadas en formato tridimensional.

La configuración de la máquina para el trabajo se lleva a cabo de acuerdo con el siguiente esquema.

• Encuentre el cortador adecuado para su aplicación. Compruebe la nitidez de sus bordes cortantes.
• Coloque la antorcha en su portabrocas designado. Compruebe si está bien fijado.
• Encienda la máquina sin espacios en blanco.
• Programe el dispositivo. Las unidades CNC antiguas se programan usando tarjetas perforadas, las más nuevas, usando el mismo AutoCAD (ingresando los parámetros de la pieza mecanizada).
• Suspenda la máquina y coloque la pieza de trabajo en el escenario, encienda la bomba. Reinicie la máquina.
• Después de girar la pieza, detenga la máquina y retire la pieza de trabajo girada. Coloca el siguiente. Si es necesario, cambie los parámetros ingresados ​​y encienda la máquina.
• Si se va a realizar un torneado (copia) múltiple de piezas, coloque la cantidad necesaria de piezas de trabajo en el área de trabajo, programe el dispositivo CNC e inicie el husillo. Las piezas se giran automáticamente.

No todos los modelos de máquinas se prestan a la modernización. En la primera etapa, solo es posible instalar una computadora de a bordo de placa única de más alto rendimiento y cambiar Windows, por ejemplo, a un sistema Linux.

Cómo elegir una máquina CNC, vea el siguiente video.