Modo de funcionar del sistema de control numérico de las fresadoras
Los sistemas de control numérico (CNC) están diseñados para la automatización de las máquinas-herramientas y una operación según un programa preestablecido.
Las instalaciones de procesamiento modernas poseen una gran flexibilidad de funcionamiento y versatilidad en gran medida gracias al CNC. Sin un software multieje de mecanizado a veces no sería posible, en principio, la fabricación de perfiles complejos.
Las ventajas más notables de los sistemas de CNC son:
- más altrendimiento del equipo
- combinación de versatilidad y precisión del procesamiento
- simplificación del proceso defabricación (con ciera complicación, sin embargo, enla fase preparatoria, el diseño delosprogramas decontrol)
- reducida variación de calidad de los productos dentro de un lote
- rapidez de reajuste del equipo y transición a la fabricación de otros productos
- facilidad de montaje en las máquinas herramientas
- facilidad demantenimiento y operación
Arquitectura de los sistemas de control numérico
El funcionamiento de los sistemas de control numérico se basa en la acción de mando del microcontrolador (impulsos eléctricos de longitud estrictamente definida) sobre los mecanismos ejecutivos de la máquina, así como el control de su movimiento ( "reacción") para efectuar el movimiento de la herramienta de corte de acuerdo con un programa preestablecido.
Los mecanismos ejecutivos de la fresadora son electromotores de mando del portal instrumental, así como el electromotor del husillo y una serie de sistemas auxiliares.
En el caso de motores paso a paso la "reacción" está originalmente incorporada en su diseño: el motor "sabe" con claridad cuántos pasos girará el rotor con una determinada longitud del impulso de mando. Para máquinas más potentes se utilizan servomotores cuyo movimiento es controlado mediante sensores de posición especiales. En pocas palabras, para la aplicación del principio del software numérico el sistema de CNC debe "saber" dónde mover la herramienta de corte y "sentir" dónde ésta se encuentra en cada momento. La primera parte está a cargo del software de procesamiento, y la segunda de los sensores de posición de la herramienta.
Por lo tanto, el sistema de control numérico electrónico tiene que incluir los siguientes componentes:
- microprocesador: para transformarloscódigos del programa en impulsos demando (y también paracontrolar todos los procesos principalese intermediosdelamáquina)
- memoria operativa: para salvar la información actual en elcurso del procesamiento
- memoria ROM: para salvar los archivos de los programas de mando, ajustes del equipo y otra información auxiliar
- dispositivo para descargar programas (por ejemplo, a través de la interfaz USB)
- dispositivo de mando (propi y/o externo: placa de conexión del
Existe una amplia variedad de diseños de los sistemas de control numérico. Durante su evolución el sistema sufrió cambios notables: tanto en el método de cargar el software (fichas perforadas para los primeros sistemas y modelos sólidos tridimensionales para los actuales) como en el algoritmo de mando (cerrados, abiertos, etc.). Las máquinas de hoy en día se caracterizan por un CN orientado hacia una máxima integración con el PC.
Características de los sistemas modernos de control numérico
En la actualidad, los sistemas de CN, así como los demás productos IT, se van perfeccionando a un ritmo muy rápido. Un fabricante que no haya presentado a tiempo su producto correspondiente a las demandas del mercado correrá el riesgo de quedarse atrás para siempre. Las principales tendencias en el desarrollo del CN son:
- simplificación del hardware y del software de los sistemas
- total compatibilidad con la anterior evolución (para poner en marcha los programas anteriores)
- énfasis en el desarrollo y perfecci (y también ampliaciónde funcionalidad de los sistemas del CNexistentes)
- evolución suavede las soluciones tecnológicas(en lugar de cambios "revolucionarios") delhardware
- carácterabiertodelos sistemas: setratadeampliasdelasmáquinasde mejorarlas por sí mismos
- su carácter multicanal: para lanzar simultáneamente varios programas de mando en el mismo sistema de CNC
- soporte de algoritmos de alta velocidad de procesamiento
Prácticamente todos los CNC modernos soportan la interpolación con reducida discreción de cálculos ("nanointerpolación") y los algoritmos de "vista previa", es decir, la capacidad de calcular la trayectoria de la herramienta y reducir de antemano la velocidad antes de sus cambios bruscos (lo que es especialmente importante para el procesamiento a altas velocidades).
También los sistemas de CNC más avanzados son proyectados para ser empleados con un control remoto (a través de la red), incluso con agrupación de máquinas individuales, en el marco de una cadena tecnológica de producción. Se presta mucha atención a la realización de las funciones de simulación del proceso de elaboración mecánica cuando el sistema no sólo visualiza en la pantalla la ruta de la herramienta, sino representa un modelo del resultado real dela elaboración.
Se requieren para el sistema de CNC también un diagnóstico avanzado de los equipos y la capacidad de "comprender" lenguajes de programación de alto nivel. Y, por supuesto, los sistemas modernos son cada vez más unificados en el marco de las normas adoptadas. Al mismo tiempo, los fabricantes tienden a lanzar al mercado productos del sistema (y no componentes individuales aislados) que permitan resolver "llave en mano" los problemas tecnológicos complejos.
Cabe señalar que el desarrollo de los sistemas de CNC son inseparables de la capacitación del personal: programadores, operadores de máquinas, ajustadores. Sin embargo, hasta ahora, el perfeccionamiento de los sistemas ha superado significativamente la capacidad de operarlos, especialmente en las áreas de nuevas tecnologías (por ejemplo, el mecanizado de alta velocidad). Por lo tanto, la prioridad deberá ser concedida al aprovechamiento más pleno de los sistemas avanzados de CNC, al aprendizaje de nuevos métodos de su uso.