Diferentes tipos de máquinas CNC: Guía detallada
Las máquinas CNC son máquinas programables que constituyen una parte importante del mecanizado moderno. Ayudan a diferentes industrias a fabricar piezas precisas y complejas.
En este artículo, conoceremos la definición de máquinas CNC, sus componentes básicos, los distintos tipos de máquinas CNC y cómo elegir la máquina más adecuada. Sigamos leyendo.
¿Qué es una máquina CNC?
Una máquina CNC (control numérico por ordenador) es una máquina que utiliza un ordenador para controlar las herramientas de corte, moldeado y formación de materiales. Las máquinas CNC trabajan con distintos materiales, como metales, plásticos, madera y materiales compuestos.
En lugar de manejar manualmente la máquina, usted introduce un diseño en un programa informático. A continuación, la máquina sigue las instrucciones con gran precisión y exactitud para fabricar piezas complejas, de precisión, en lotes pequeños y grandes.
Componentes básicos de una máquina CNC
Una máquina CNC tiene varias piezas clave que la ayudan a funcionar. He aquí un sencillo desglose:
- Unidades de disco, dispositivos especiales de datos, teclados y ordenadores para introducir y recuperar información.
- Ethernet, HSSB (puerto de datos de alta velocidad), LAN, RS 232C y otras conexiones de red.
- Eje de accionamiento del almacén de herramientas, mesa de trabajo, robots de carga/descarga.
- Servomotor de avance y motor para un movimiento preciso.
- Motor de husillo y accionamiento para hacer girar la herramienta de corte o la pieza.
- Unidad de control CNC para interpretar y ejecutar órdenes.
- Controlador PMC que gestiona las tareas automatizadas y la lógica de la máquina.
- Sistema de retroalimentación y medición de la posición para mayor precisión.
- Unidad de control del armario eléctrico para gestionar las señales eléctricas y el suministro de energía.
12 tipos principales de máquinas CNC
Hay muchos tipos diferentes de máquinas CNC y cada una está diseñada para tareas diferentes. Estos son los tipos más comunes y lo que hacen:
1.Fresadora CNC
Las fresadoras CNC utilizan herramientas de corte de alta velocidad para eliminar material de las piezas de trabajo, normalmente procesando piezas planas y en forma de bloque para darles una forma precisa. Se utilizan muchos tipos de herramientas, como fresas, brocas y machos.
El tamaño del objeto sobre el que se puede trabajar depende del recinto de la máquina y de lo lejos que se puedan mover las herramientas de corte. El mecanizado multieje tiene ventajas únicas en la producción de piezas multidimensionales, asimétricas y de formas complejas. El fresado CNC es adecuado para el mecanizado de aluminio, acero, materiales compuestos y otros materiales.
2. Máquina de torno CNC
Una máquina de torno CNC funciona haciendo girar el material mientras las herramientas de corte le dan forma. Es ideal para fabricar piezas simétricas.
Por su funcionamiento, Tornos CNC se utilizan principalmente para el corte de superficies cilíndricas interiores y exteriores de piezas de eje o piezas de disco, superficies cónicas interiores y exteriores de ángulos de cono arbitrarios, superficies curvas interiores y exteriores giratorias complejas y roscas cilíndricas y cónicas, y también pueden realizar ranurado, taladrado, moleteadoescariado y aburrido.
3. Taladradora CNC
Una taladradora es una máquina que utiliza una broca para procesar orificios en una pieza de trabajo. Emplea una herramienta especial llamada broca para taladrar agujeros pasantes o ciegos. Cuando está equipada con herramientas especializadas adicionales, también puede realizar operaciones como avellanado, escariado o roscado, lo que la hace muy adecuada para fijar tornillos, decoración o ensamblaje.
Según la estructura de la pieza y el lote de producción, las taladradoras pueden dividirse en taladradoras de bancada, taladradoras verticales, taladradoras radiales, etc. Sin embargo, tienen una limitación: les cuesta hacer agujeros muy profundos o grandes sin brocas especiales.
4. Rectificadora CNC
Una rectificadora CNC alisa, pule o acaba una pieza utilizando una muela abrasiva fabricada con materiales como cerámica o diamantes.
Las muelas de diamante proporcionan el mejor acabado. Sin embargo, el rectificado es un proceso lento, por lo que esta máquina se utiliza sobre todo para retoques finales más que para eliminar grandes cantidades de material.
5. Máquina de corte por láser CNC
Una máquina de corte por láser CNC es un equipo de procesamiento térmico sin contacto que no requiere contacto directo con la pieza de trabajo. Corta materiales utilizando un rayo láser de alta potencia, independientemente de su conductividad.
Es adecuada para el corte a alta velocidad de metales como aluminio, acero inoxidable y acero aleado. Además, su grosor máximo de corte es de 2,75 pulgadas.
6. Máquina de corte por plasma CNC
Una cortadora de plasma CNC utiliza un arco eléctrico para crear un chorro de plasma a alta temperatura que corta el metal.
Pero como funde el material al cortarlo, puede dejar zonas afectadas por el calor que modifiquen el acabado de la superficie. Además, solo funciona en materiales conductores como el metal.
7. Máquina de corte por chorro de agua CNC
Esta máquina corta materiales utilizando un chorro de agua a alta presión. Es muy versátil y puede cortar casi cualquier cosa, como caucho, vidrio, piedra y metal.
Es más lenta que otras máquinas de corte, especialmente cuando se realizan cortes curvos o formas detalladas.
8. EDM (máquina de descarga eléctrica)
La electroerosión elimina material mediante chispas eléctricas. Es similar a un cortador de plasma, pero funciona sin tocar el material, por lo que es ideal para cortar metales duros.
Además, sólo funciona en materiales conductores, por lo que no puedes usarlo en madera, plásticos o cerámica.
9. Máquina fresadora CNC
Una fresadora CNC corta formas y patrones en materiales planos. Puede ser bastante ruidosa debido a sus diversas piezas móviles.
10. Máquina CNC multieje
A diferencia de las máquinas CNC normales que se mueven en dos o tres direcciones, una máquina CNC multieje puede moverse en cuatro o más direcciones.
Puede crear piezas muy precisas y complejas, pero estas máquinas son difíciles de manejar y requieren conocimientos profesionales.
11. Impresora 3D
Una impresora 3D construye objetos capa a capa a partir de un archivo digital. A diferencia de las máquinas CNC, que eliminan material, la impresión 3D es un proceso aditivo, lo que significa que añade material para crear una forma.
La impresión 3D es cara y lenta, por lo que resulta menos práctica para la producción a gran escala.
12. CNC Cambiador automático de herramientas (ATC)
Esta máquina cambia automáticamente las herramientas de corte durante el mecanizado. Ayuda a acelerar la producción y reduce los tiempos de inactividad.
Cambia de herramienta por dos motivos principales: sustituir las herramientas desgastadas o cambiar la herramienta equivocada por la correcta.
Tipos de máquinas CNC según el número de ejes
Las máquinas CNC también se clasifican según el número de ejes que pueden mover. Cuantos más ejes tenga una máquina, más formas complejas podrá crear. Analicémoslas a continuación.
Máquina CNC de 2 ejes
- La máquina CNC más básica.
- Se mueve en dos direcciones: arriba y abajo (eje X) y de lado a lado (eje Y).
- Buena para cortes sencillos en línea recta, taladrar agujeros y trabajar en una superficie a la vez.
Máquina CNC de 3 ejes
- El tipo más común.
- Se mueve en tres direcciones: X, Y y Z (profundidad).
- Puede trabajar en los seis lados de un bloque, pero necesita reposicionarse.
Máquina CNC de 4 ejes
- Funciona como una máquina de 3 ejes pero añade un eje de rotación (eje A).
- Permite girar la herramienta de corte o la pieza.
- Útil para cortes curvos y objetos redondos
Máquina CNC de 5 ejes
- Añade otro movimiento pivotante (eje C) para que la herramienta se incline.
- Puede mecanizar 5 caras de una pieza a la vez sin cambiar de posición
Máquina CNC de 6 ejes
- Añadir un tercer eje de rotación (eje B) a la herramienta de corte o a la pieza.
- Puede crear superficies muy lisas y formas complejas
Máquina CNC de 7 ejes
- Dispone de 3 ejes de movimiento (X, Y, Z), 3 ejes de rotación (A, B, C) y una rotación adicional para el brazo de la herramienta (eje E).
Máquina CNC de 9 ejes
- Combina una fresadora de 5 ejes y un torno de 4 ejes.
- Puede trabajar tanto en el exterior como en el interior de una pieza en una sola configuración
Máquina CNC de 12 ejes
- El tipo más avanzado, con dos cabezales de corte que se mueven en las 6 direcciones (X, Y, Z, A, B y C).
- Aumenta la precisión y duplica la velocidad de producción.
- Se utiliza para la fabricación de alta precisión y a gran escala.
Tipos de máquinas CNC basadas en la pista móvil
Las máquinas CNC también se pueden clasificar por su forma de moverse, como las siguientes:
Control de puntos
En este sistema, la máquina se desplaza de un punto a otro sin realizar ningún mecanizado intermedio.
Es la opción más rentable si no necesita un movimiento continuo. Este sistema se utiliza para tareas como taladrado, roscado, soldadura por puntos y posicionamiento.
Control lineal
Este sistema no sólo se desplaza de un punto a otro, sino que también controla la velocidad y la trayectoria del movimiento. Garantiza un movimiento rectilíneo y ligero a lo largo de un eje paralelo. Es útil para tareas sencillas de fresado y rectificado.
Control del contorno
Aquí, la máquina se desplaza suavemente a lo largo de una trayectoria programada mientras corta al mismo tiempo. Puede controlar varios ejes a la vez, por lo que es ideal para mecanizar curvas y superficies complejas.
Encontrará este sistema en rectificadoras, fresadoras y tornos CNC
Tipos de máquinas CNC según el sistema de control
Las máquinas CNC también pueden clasificarse en función de su sistema de control. He aquí los tres tipos:
Sistema de control de bucle abierto
Este sistema no dispone de un mecanismo de realimentación para comprobar si el movimiento es preciso. El dispositivo CNC envía una señal en una dirección, que mueve la máquina mediante un motor paso a paso.
Es barato y fácil de usar, pero menos preciso y estable.
Sistema de control de semilazo
Este sistema utiliza un sensor en el eje del motor o en el husillo de bolas para medir el movimiento. Compara el movimiento medido con la posición prevista y ajusta en consecuencia.
Tiene buena precisión y estabilidad a un coste moderado.
Sistema de control de bucle cerrado
Este sistema utiliza sensores para medir la posición real de las piezas móviles de la máquina y se ajusta continuamente para adaptarse a los valores programados.
Tiene una precisión y una estabilidad muy elevadas, pero es más complejo y difícil de controlar.
¿Cómo elegir el mejor tipo de máquina CNC?
Elegir la mejor máquina CNC para su negocio depende de muchos factores. Estos son algunos aspectos importantes que debe tener en cuenta antes de elegir una máquina CNC:
Tipo de empresa
El tamaño de su empresa y sus necesidades reducirán sus opciones. Si dirige un pequeño taller de CNC, es posible que sólo necesite unos pocos productos básicos. Fresadoras CNC.
Pero si dirige una gran empresa manufacturera, es posible que necesite máquinas más grandes y multifunción para gestionar una producción elevada.
Disponibilidad de piezas de recambio
Como cualquier máquina, una máquina CNC puede averiarse con el tiempo. Antes de comprarla, asegúrese de que las piezas de repuesto son fáciles de encontrar y de que su equipo puede reparar la máquina cuando sea necesario.
El acceso rápido a las piezas reducirá el tiempo de inactividad y hará que su producción vuelva a estar en marcha más rápidamente.
Requisitos del producto
Para piezas sencillas, basta con un torno CNC o una fresadora de 3 ejes. Pero para diseños más complejos, una Máquina CNC de 5 ejes puede completar piezas en una sola configuración para ahorrar tiempo y costes.
Algunas industrias también requieren máquinas CNC especializadas. Por ejemplo, un torno suizo es el mejor para producir miles de piezas cilíndricas pequeñas y detalladas.
Requisitos de potencia
Las máquinas CNC consumen mucha energía. A menudo necesitan una fuente de alimentación trifásica para funcionar eficazmente. Antes de comprar, compruebe si sus instalaciones disponen de suficiente potencia.
Incluso si su instalación actual funciona bien, añadir una nueva máquina CNC podría hacer que su consumo de energía superara la capacidad del edificio.
Tipo de material
Si va a cortar metales duros como titanio o acero inoxidable, necesita una máquina potente que pueda mantener la precisión. Para materiales más blandos, como acero dulce o plásticos, puede bastar con una máquina menos potente.
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Adquirir una máquina CNC es una gran decisión porque el coste puede ser elevado. Si comprar una máquina no es la mejor opción para usted, considere subcontratar sus necesidades de mecanizado CNC.
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Conclusión
Ahora que conoce los distintos tipos de máquinas CNC, puede elegir la que mejor se adapte a sus necesidades. Con la máquina CNC adecuada, puede mejorar la eficiencia y la calidad del producto, al tiempo que ahorra costes y tiempo.
