Control Numérico Computarizado (CNC).
Fabricación asistida por computadora (CAM)
El control numérico (NC, numerical control), que es un método para controlar los movimientos de los componentes de una máquina por medio de números, se aplicó por primera vez en las máquinas-herramientas en la década de 1950. Las máquinas-herramientas de control numérico se clasifican de acuerdo con el tipo de operación de corte, por ejemplo, en las máquinas taladradoras o mandriladoras, la ubicación y el corte tienen lugar en secuencia (punto a punto), mientras que en las máquinas para profundizar matrices o troqueles, la ubicación y el corte ocurren en forma simultánea; a éstas últimas máquinas, a menudo se les llama de trayectoria continua y debido a que requieren especificaciones más exactas, dan lugar a problemas numerosos y complejos.
En el control numérico por computadora (CNC), una microcomputadora es una parte del tablero de control de la máquina, mientras que en el control numérico directo (DNC, direct numerical control) también conocido como Distributed Numerical Control, se controlan en forma directa varias máquinas desde una computadora central.
Las ventajas del control numérico computarizado son:
*La facilidad de operación.
*Programación más sencilla.
*Mayor exactitud.
*Adaptabilidad.
*Menores costos de mantenimiento.
Nuevos adelantos en las maquinas-herramientas son los centros de maquinado, éstos son una máquina que puede tener 100 herramientas o más con un cambiador automático de ellas. Están diseñados para efectuar diversas operaciones sobre diferentes superficies de la pieza de trabajo. Los centros de maquinado pueden producir piezas complejas con gran exactitud y rapidez.
Aunque el control numérico de las máquinas-herramientas tiene muchas ventajas, como la alta productividad y adaptabilidad, también tiene ciertas limitaciones. Entre ellas se encuentran el alto costo inicial del equipo y la necesidad de personal entrenado, así como de mantenimiento especial.
Un nuevo enfoque para optimizar las operaciones de maquinado es el control adaptativo, mientas se está maquinando, el sistema detecta las condiciones de operación como las fuerzas, temperatura de la punta de la herramienta, rapidez del desgaste de la herramienta, acabado superficial y convierte estos datos en control de avance y velocidad que permita a la máquina cortar en condiciones óptimas para tener máxima productividad.
La fabricación asistida por computadora (en Hispanoamérica) o fabricación asistida por ordenador (en España), también conocida por las siglas en inglés CAM (Computer Aided Manufacturing), implica el uso de computadores y tecnología de cómputo para ayudar en todas las fases de la manufactura de un producto, incluyendo la planificación del proceso y la producción, mecanizado, calendarización, administración y control de calidad, con una intervención del operario mínima. Debido a sus ventajas, se suele combinar el diseño y la fabricación asistidos por computadora en los sistemas CAD/CAM. Esta combinación permite la transferencia de información desde la etapa de diseño a la etapa de planificación para la fabricación de un producto, sin necesidad de volver a capturar manualmente los datos geométricos de la pieza. La base de datos que se desarrolla durante el CAD es procesada por el CAM, para obtener los datos y las instrucciones necesarias para operar y controlar la maquinaria de producción, el equipo de manejo de materiales y las pruebas e inspecciones automatizadas para establecer la calidad del producto.
Una función de CAD/CAM importante en operaciones de mecanizado es la posibilidad de describir la trayectoria de la herramienta para diversas operaciones, como por ejemplo, Torneado, fresado y taladrado con control numérico. Las instrucciones o programas se generan en computadora, y pueden modificar el programador para optimizar la trayectoria de las herramientas, el ingeniero o el técnico pueden entonces mostrar y comprobar visualmente si la trayectoria tiene posibles colisiones con prensas, soportes u otros objetos; En cualquier momento es posible modificar la trayectoria de la herramienta para tener en cuenta otras formas de piezas que se vayan a mecanizar. También, los sistemas CAD/CAM son capaces de codificar y clasificar las piezas que tengan formas semejantes en grupos, mediante codificación alfanumérica. Algunos ejemplos de CAM son: el fresado programado por control numérico, la realización de agujeros en circuitos automáticamente por un robot, y la soldadura automática de componentes SMD (Surface Mount Device) en una planta de montaje.
El surgimiento del CAD/CAM ha tenido un gran impacto en la manufactura al normalizar el desarrollo de los productos y reducir los esfuerzos en el diseño, pruebas y trabajo con prototipos. Esto ha hecho posible reducir los costos de forma importante, y mejorar la productividad. Por ejemplo, el avión bimotor de pasajeros Boeing 777 fue diseñado en su totalidad en computadora con 2000 estaciones de trabajo conectadas a ocho computadoras. Este avión se construye de forma directa con los programas CAD/CAM desarrollados (y el sistema ampliado CATIA), y no se construyeron prototipos ni simulaciones, como los que se requirieron en los modelos anteriores. El costo de este desarrollo fue del orden de seis mil millones de dólares.
Algunas aplicaciones características del CAD/CAM son las siguientes:
*Calendarización para control numérico, control numérico computarizado y robots industriales.
*Diseño de dados y moldes para fundición en los que, por ejemplo, se reprograman tolerancias de contracción.
*Dados para operaciones de trabajo de metales, por ejemplo, dados complicados para formado de láminas, y dados progresivos para estampado.
*Diseño de herramientas y electrodos para electroerosión.
*Control de calidad e inspección; por ejemplo, máquinas de medición por coordenadas programadas en una estación de trabajo CAD/CAM.
*Planeación y Calendarización de proceso.
*Distribución de planta. Ejemplos de este tipo de software son: MasterCAM, BobCAD/CAM, CAM350, Gerbtool, Unigraphics, Catia y muchos más.
Por otro lado, el maquinado de piezas implica el manejo de diversos materiales. Cada material tiene propiedades físicas diferentes. Existen algunos parámetros que son influenciados fuertemente por el tipo de material con el que se esta trabajando y que influyen directamente en la operación de la máquina y en la calidad del acabado. Ejemplo de estos parámetros son, la velocidad de giro (rpm), la velocidad de avance o de corte (mm) y la selección de las herramientas de acuerdo al material y forma de la pieza.
Las herramientas de corte.
Constituyen el elemento de contacto entre la máquina y la pieza, estás herramientas de corte son diferentes en tornos y fresadoras.
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