El mecanitzat CNC és un procés de fabricació en què un programari informàtic preprogramat dicta el moviment de les eines i la maquinària de la fàbrica. El procés es pot utilitzar per controlar una gamma de maquinària complexa, des de rectificadores i torns fins a fresadores i fresadores. Amb el mecanitzat CNC, les tasques de tall tridimensionals es poden dur a terme en un sol conjunt d'indicacions.
Abreviatura de "control numèric per ordinador", el procés CNC funciona en contrast amb (i per tant supera) les limitacions del control manual, on es necessiten operadors en directe per activar i guiar les ordres de les eines de mecanitzat mitjançant palanques, botons i rodes. Per a l'espectador, un sistema CNC pot semblar-se a un conjunt normal de components informàtics, però els programes de programari i les consoles emprades en el mecanitzat CNC el distingeixen de totes les altres formes de computació.
Com funciona el mecanitzat CNC?
Quan s'activa un sistema CNC, els talls desitjats es programen al programari i es dicten a les eines i la maquinària corresponents, que realitzen les tasques dimensionals tal com s'especifica, de manera molt semblant a un robot.
En la programació CNC, el generador de codi dins del sistema numèric sovint assumeix que els mecanismes són impecables, tot i la possibilitat d'errors, que és més gran sempre que es dirigeix una màquina CNC a tallar en més d'una direcció simultàniament. La col·locació d'una eina en un sistema de control numèric es defineix mitjançant una sèrie d'entrades conegudes com a programa de peça.
Amb una màquina de control numèric, els programes s'introdueixen mitjançant targetes perforades. En canvi, els programes per a màquines CNC s'introdueixen als ordinadors a través de petits teclats. La programació CNC es conserva a la memòria de l'ordinador. El codi en si l'escriuen i l'editen els programadors. Per tant, els sistemes CNC ofereixen una capacitat de càlcul molt més àmplia. El millor de tot és que els sistemes CNC no són gens estàtics, ja que es poden afegir indicacions més noves als programes preexistents mitjançant codi revisat.
PROGRAMACIÓ DE MÀQUINES CNC
En CNC, les màquines funcionen mitjançant control numèric, on un programa de programari està designat per controlar un objecte. El llenguatge que hi ha darrere del mecanitzat CNC també s'anomena codi G i està escrit per controlar els diversos comportaments d'una màquina corresponent, com ara la velocitat, l'avanç i la coordinació.
Bàsicament, el mecanitzat CNC permet preprogramar la velocitat i la posició de les funcions de la màquina-eina i executar-les mitjançant programari en cicles repetitius i predictibles, tot amb poca implicació dels operadors humans. Gràcies a aquestes capacitats, el procés s'ha adoptat en tots els racons del sector manufacturer i és especialment vital en les àrees de producció de metall i plàstic.
Per començar, es concep un dibuix CAD 2D o 3D, que després es tradueix a codi informàtic perquè el sistema CNC l'executi. Després d'introduir el programa, l'operador fa una prova per assegurar-se que no hi hagi errors a la codificació.
Sistemes de mecanitzat de bucle obert/tancat
El control de posició es determina mitjançant un sistema de bucle obert o de bucle tancat. Amb el primer, la senyalització funciona en una sola direcció entre el controlador i el motor. Amb un sistema de bucle tancat, el controlador és capaç de rebre retroalimentació, cosa que fa possible la correcció d'errors. Per tant, un sistema de bucle tancat pot rectificar irregularitats en la velocitat i la posició.
En el mecanitzat CNC, el moviment normalment es dirigeix a través dels eixos X i Y. L'eina, al seu torn, es posiciona i es guia mitjançant motors pas a pas o servomotors, que repliquen els moviments exactes determinats pel codi G. Si la força i la velocitat són mínimes, el procés es pot executar mitjançant un control de bucle obert. Per a tota la resta, el control de bucle tancat és necessari per garantir la velocitat, la consistència i la precisió necessàries per a les aplicacions industrials, com ara la metal·lúrgia.
El mecanitzat CNC està totalment automatitzat
En els protocols CNC actuals, la producció de peces mitjançant programari preprogramat està majoritàriament automatitzada. Les dimensions d'una peça determinada s'estableixen amb programari de disseny assistit per ordinador (CAD) i després es converteixen en un producte acabat real amb programari de fabricació assistida per ordinador (CAM).
Qualsevol peça de treball pot requerir una varietat de màquines-eina, com ara trepants i talladores. Per tal de satisfer aquestes necessitats, moltes de les màquines actuals combinen diverses funcions diferents en una sola cel·la. Alternativament, una instal·lació pot constar de diverses màquines i un conjunt de mans robòtiques que transfereixen peces d'una aplicació a una altra, però amb tot controlat pel mateix programa. Independentment de la configuració, el procés CNC permet una consistència en la producció de peces que seria difícil, si no impossible, de replicar manualment.
ELS DIFERENTS TIPUS DE MÀQUINES CNC
Les primeres màquines de control numèric daten de la dècada del 1940, quan es van començar a utilitzar motors per controlar el moviment d'eines preexistents. A mesura que les tecnologies avançaven, els mecanismes es van millorar amb ordinadors analògics i, finalment, amb ordinadors digitals, cosa que va conduir a l'auge del mecanitzat CNC.
La gran majoria dels arsenals CNC actuals són completament electrònics. Alguns dels processos més comuns operats per CNC inclouen la soldadura per ultrasons, el punxonat i el tall per làser. Les màquines més utilitzades en sistemes CNC inclouen les següents:
Fresadores CNC
Les fresadores CNC són capaces d'executar-se amb programes compostos per indicacions basades en números i lletres, que guien les peces a través de diverses distàncies. La programació emprada per a una fresadora es pot basar en codi G o en algun llenguatge únic desenvolupat per un equip de fabricació. Les fresadores bàsiques consten d'un sistema de tres eixos (X, Y i Z), tot i que la majoria de les fresadores més noves poden allotjar tres eixos addicionals.
Torns
En els torns, les peces es tallen en direcció circular amb eines indexables. Amb la tecnologia CNC, els talls emprats pels torns es duen a terme amb precisió i alta velocitat. Els torns CNC s'utilitzen per produir dissenys complexos que no serien possibles en versions manuals de la màquina. En general, les funcions de control de les fresadores i torns CNC són similars. Igual que amb els primers, els torns es poden dirigir mitjançant codi G o codi propietari únic. Tanmateix, la majoria dels torns CNC consten de dos eixos: X i Z.
Talladores de plasma
En un tallador de plasma, el material es talla amb una torxa de plasma. El procés s'aplica principalment a materials metàl·lics, però també es pot emprar en altres superfícies. Per tal de produir la velocitat i la calor necessàries per tallar metall, es genera plasma mitjançant una combinació de gas d'aire comprimit i arcs elèctrics.
Màquines de descàrrega elèctrica
El mecanitzat per descàrrega elèctrica (EDM), també conegut com a mecanitzat per penetració i mecanitzat per guspira, és un procés que modela peces de treball en formes particulars amb guspires elèctriques. Amb l'EDM, es produeixen descàrregues de corrent entre dos elèctrodes, i això elimina seccions d'una peça de treball determinada.
Quan l'espai entre els elèctrodes es fa més petit, el camp elèctric esdevé més intens i, per tant, més fort que el dielèctric. Això fa possible que passi un corrent entre els dos elèctrodes. En conseqüència, cada elèctrode elimina parts d'una peça de treball. Els subtipus d'EDM inclouen:
● Electroerosió per fil, en què s'utilitza l'erosió per guspira per eliminar porcions d'un material electrònicament conductor.
● Electroerosió per penetració, on un elèctrode i una peça de treball es submergeixen en fluid dielèctric amb la finalitat de formar la peça.
En un procés conegut com a rentat, les restes de cada peça acabada són arrossegades per un dielèctric líquid, que apareix un cop s'ha aturat el corrent entre els dos elèctrodes i té com a objectiu eliminar qualsevol altra càrrega elèctrica.
Talladores de raig d'aigua
En el mecanitzat CNC, els dolls d'aigua són eines que tallen materials durs, com ara granit i metall, amb aplicacions d'aigua a alta pressió. En alguns casos, l'aigua es barreja amb sorra o alguna altra substància abrasiva forta. Les peces de les màquines de fàbrica sovint es modelen mitjançant aquest procés.
Els raigs d'aigua s'utilitzen com a alternativa més fresca per a materials que no poden suportar els processos intensius de calor d'altres màquines CNC. Per tant, els raigs d'aigua s'utilitzen en una varietat de sectors, com ara les indústries aeroespacial i minera, on el procés és potent per a la talla i el tall, entre altres funcions. Les talladores de raig d'aigua també s'utilitzen per a aplicacions que requereixen talls molt complexos en el material, ja que la manca de calor impedeix qualsevol canvi en les propietats intrínseques dels materials que poden resultar del tall de metall sobre metall.
ELS DIFERENTS TIPUS DE MÀQUINES CNC
Com han demostrat nombroses demostracions en vídeo de màquines CNC, el sistema s'utilitza per fer talls molt detallats de peces metàl·liques per a productes de maquinari industrial. A més de les màquines esmentades anteriorment, altres eines i components utilitzats dins dels sistemes CNC inclouen:
● Màquines de brodar
● Fresadores de fusta
● Perforadors de torreta
● Màquines de doblegar filferro
● Talladors d'escuma
● Talladores làser
● Rectificadores cilíndriques
● Impressores 3D
● Talladors de vidre
Quan cal fer talls complicats a diversos nivells i angles en una peça de treball, tot es pot realitzar en qüestió de minuts en una màquina CNC. Sempre que la màquina estigui programada amb el codi correcte, les funcions de la màquina duran a terme els passos que dicta el programari. Sempre que tot estigui codificat segons el disseny, un cop finalitzat el procés hauria de sorgir un producte detallat i de valor tecnològic.
Data de publicació: 31 de març de 2021
