Que é unha máquina ferramenta CNC?
Unha máquina ferramenta CNC é unha máquina ferramenta que pode ser controlada por un programa informático. Pode completar automaticamente diversas tarefas de procesamento complexas segundo programas de procesamento predefinidos. CNC é a abreviatura de "Computer Numerical Control", que significa control numérico por computadora.
O mecanizado CNC é un proceso de fabricación subtractivo que emprega máquinas-ferramenta controladas por ordenador para eliminar material da peza e producir pezas. Normalmente, as máquinas-ferramenta CNC planifican automaticamente a traxectoria de procesamento baseándose no modelo CAD tridimensional e controlan a ferramenta para cortar ao longo da traxectoria e conseguir a forma da peza.
Este artigo presentará os diferentes tipos de máquinas-ferramenta CNC e como funcionan.
1. Máquina CNC de fresado
Unha máquina fresadora CNC é semellante a unha fresadora CNC, pero xeralmente úsase para mecanizar materiais máis brandos e normalmente é menos precisa que as fresadoras CNC. As fresadoras CNC son coñecidas pola súa capacidade de usar o control numérico por computadora para trazar traxectorias de eixo e máquina ferramenta para deseñar e dar forma a materiais como madeira, aceiro, escuma, materiais compostos, aluminio e plástico.
Os fresadores CNC adoitan constar de motores paso a paso, controladores paso a paso, unha base mecánica, un eixo, controladores e unha fonte de alimentación. Os fresadores CNC axudan a reducir os residuos, aumentar a produtividade e a precisión e producir produtos máis rápido.
2. Máquina de perforación CNC
Unha máquina de perforación CNC úsase para procesos de mecanizado que requiren producir orificios cilíndricos nunha peza mediante perforación. Emprega brocas rotatorias cuxo deseño permite que o metal residual, coñecido como virutas, se desprenda da peza durante a realización do orificio.
Hai varios tipos comúns de brocas que se poden usar cunha máquina de perforación CNC, cada unha axeitada para diferentes aplicacións. Os tipos inclúen brocas de localización para comezar buratos, brocas de corte para perforar buratos profundos, brocas de parafuso para buratos precisos e escariadores de suxeición para rematar buratos ao tamaño desexado.
Do mesmo xeito que outras máquinas CNC, unha máquina de perforación CNC usa control numérico por computadora para automatizar o proceso de perforación. Dirixe as localizacións das brocas e os patróns de movemento segundo as traxectorias das ferramentas programadas. Isto permite a perforación con precisión de varios orificios nunha peza de traballo con exactitude e repetibilidade. As máquinas de perforación CNC son útiles cando grandes volumes de pezas necesitan patróns ou tamaños de orificios idénticos producidos mediante procesos de perforación automatizados.
3. Torno CNC
Un torno CNC úsase para procesos de mecanizado que implican tornear ou conformar pezas rotatorias. Emprega ferramentas de corte dun só punto cuxo deseño varía segundo a aplicación de torneado particular, como desbaste, acabado, refrentado, roscado, conformado, socavado, tronzado e ranurado.
O torno CNC automatiza o proceso de torneado mediante control numérico por computadora. Dirixe as posicións e os movementos das ferramentas de corte segundo as traxectorias programadas. Isto permite producir formas e xeometrías complexas a partir de pezas cilíndricas con precisión e repetibilidade.
Existen diferentes tipos de tornos CNC axeitados para diversas aplicacións. Os tipos comúns inclúen tornos de torreta axeitados para a produción en masa con cambios automáticos de ferramentas, tornos de motor para torneado xeral e tornos para fins especiais deseñados para xeometrías ou materiais específicos.
O proceso de torneado CNC mellora a produtividade en comparación cos tornos manuais ao permitir o funcionamento non operado e a produción de múltiples pezas con especificacións exactas. As máquinas de torno CNC son especialmente útiles nas industrias da automoción, aeroespacial e de fabricación de precisión onde se precisa mecanizar un gran número de compoñentes torneados con precisión e eficiencia.
4. Máquina CNC de 5 eixes
Unha máquina CNC de 5 eixes mellora as capacidades das fresadoras tradicionais de 3 eixes engadindo dous eixes de rotación adicionais, o que permite o mecanizado de xeometrías complexas nunha única fixación.
Ademais dos tres eixes lineares (X, Y, Z) para posicionar a ferramenta de corte, unha máquina CNC de 5 eixes incorpora dous eixes de rotación adicionais no eixo de corte ou unha mesa basculante/xiratoria. Isto proporciona dous graos de liberdade máis para posicionar a peza.
Ao inclinar e xirar o dispositivo de suxeición da peza (mesa de muñóns), a máquina de 5 eixes permite que a ferramenta de corte acceda e mecanice cinco caras dunha peza prismática en ángulos de 90 graos sen necesidade de reiniciar a peza entre operacións.
Os dous eixes rotatorios adicionais (normalmente chamados eixe A e eixe C) melloran significativamente a eficiencia do mecanizado ao eliminar a necesidade de múltiples suxeicións e configuracións. As xeometrías complexas, como as formas esculpidas, pódense mecanizar completamente nunha única suxeición nunha máquina CNC de 5 eixes.
Atopa amplas aplicacións nas industrias aeroespacial, de moldes/troqueles e médica, onde son comúns as pezas complexas. O mecanizado CNC de 5 eixes tamén se utiliza a miúdo para esculpir debido á súa capacidade para mecanizar superficies de forma libre.
5. Fresadora CNC
Unha fresadora CNC utiliza ferramentas de corte multipunto rotatorias para dar forma e mecanizar pezas con precisión. As ferramentas de fresado comúns inclúen fresas de mango, fresas helicoidais e fresas de biselado, que poden orientarse horizontal ou verticalmente segundo a aplicación de fresado específica.
A fresadora CNC automatiza o proceso de fresado mediante control numérico por ordenador. Dirixe a localización da ferramenta de corte e a traxectoria de movemento segundo as traxectorias de ferramentas programadas. Isto permite producir perfís e xeometrías complexas a partir de materias primas ou pezas fundidas con precisión e repetibilidade.
As fresadoras CNC, tamén coñecidas como fresadoras ou trituradoras, están dispoñibles tanto en orientación horizontal como vertical. As fresadoras CNC básicas proporcionan tres eixes de movemento lineal (X, Y, Z), mentres que os modelos máis avanzados incorporan eixes rotatorios adicionais para unha maior accesibilidade.
Os tipos comúns de fresadoras CNC inclúen fresadoras manuais para pezas pequenas, fresadoras lisas ou verticais para mecanizado xeral, fresadoras universais axeitadas para unha variedade de operacións e fresadoras omniversais que ofrecen a máxima flexibilidade a través de catro ou cinco eixes.
O proceso de fresado CNC mellora a produtividade en comparación cos fresadores manuais. Permite a produción en masa e sen persoal de compoñentes fresados con tolerancias axustadas. As máquinas de fresado CNC úsanse amplamente nas industrias manufactureiras para mecanizar pezas de metais, plásticos, madeira, materiais compostos e moito máis.
6. Máquina CNC de corte por láser
Unha máquina CNC de corte por láser utiliza un láser de alta potencia para cortar materiais fundíndoos, queimándoos ou vaporizándoos. Permite o corte preciso de patróns e perfís complexos.
Os principais tipos de láser industrial empregados nas máquinas de corte por láser inclúen:
- Láseres de CO2: Un dos láseres de gas máis comúns que emprega unha mestura de gas de dióxido de carbono. Adecuado para cortar materiais non metais como madeira, plásticos e téxtiles. Tamén pode cortar algúns aceiros brandos.
- Láseres de estado sólido: normalmente láseres de granate de itrio e aluminio (YAG) que empregan neodimio como elemento activo. Máis potentes que os láseres de CO2 e capaces de cortar metais máis grosos e duros.
- Láseres de fibra: Un tipo de láser de estado sólido máis novo con calidade de feixe superior. Moi eficiente para aplicacións de corte de metal de precisión.
As máquinas CNC de corte por láser dirixen o raio láser segundo as traxectorias de ferramentas programadas mediante pórticos xy e control CNC. Os tamaños de traballo habituais van desde máquinas de escritorio ata máquinas de gran formato.
O láser proporciona un corte limpo con alta precisión e unha zona mínima afectada pola calor. Permite o corte complexo dunha ampla gama de materiais. O corte por láser úsase amplamente na fabricación, na creación de prototipos e nas industrias automotriz/aeroespacial.
7. Máquina CNC de corte por plasma
Unha máquina CNC de corte por plasma utiliza unha tocha de plasma para cortar materiais electricamente condutores. Funciona facendo pasar un gas de alta velocidade, como osíxeno ou aire, a través dunha boquilla e formando un arco eléctrico debaixo da tocha que ioniza o gas nunha corrente de plasma condutora.
A corrente de plasma transfire entón a calor e a electricidade ao material da peza de traballo, cortándoo mediante fusión e vaporización. Entre os materiais habituais cortados en máquinas de corte por plasma están o aceiro, o aceiro inoxidable, o aluminio, o latón e o cobre.
Nunha máquina de corte por plasma CNC, a tocha de plasma é controlada polo sistema CNC segundo as traxectorias de ferramentas programadas. Isto permite un corte preciso controlado por ordenador de formas complexas en 2D e 3D a partir de metal.
As características principais das máquinas CNC de corte por plasma inclúen a capacidade de cortar materiais en placas grosas, unha boa calidade de corte con zonas mínimas afectadas pola calor e velocidades de corte rápidas. Son axeitadas para aplicacións de fabricación, mantemento e reparación.
O sistema CNC proporciona cortes automatizados e repetibles e permite un funcionamento sen persoal. O corte por plasma úsase amplamente en industrias como a automotriz, a fabricación, a construción naval e a construción para cortar, biselar e esmerilar pezas e compoñentes metálicos.
8. Máquina CNC de descarga eléctrica
Unha máquina CNC de descarga eléctrica, tamén coñecida como EDM (mecanizado por descarga eléctrica) ou máquina CNC de erosión por chispa, utiliza o proceso termoeléctrico das faíscas eléctricas para cortar materiais electricamente condutores.
Funciona empregando faíscas eléctricas producidas por unha diferenza de tensión entre dous eléctrodos (un eléctrodo da ferramenta e o material da peza) para desgastar pequenas cantidades de material mediante a fusión e a vaporización. Úsase auga desionizada para eliminar os residuos.
Nunha máquina CNC de electroerosión, o eléctrodo da ferramenta conéctase ao sistema CNC e colócase e contrólase con precisión segundo as traxectorias da ferramenta programadas. Isto permite mecanizar formas 3D complexas a partir de metais duros e aliaxes que son difíciles de cortar cos métodos tradicionais.
Algunhas das vantaxes clave das máquinas CNC de electroerosión inclúen a capacidade de mecanizar materiais moi duros, producir pezas con moi alta precisión e acabados superficiais e cortar cavidades e perfís internos complexos.
As aplicacións habituais inclúen moldes, matrices, compoñentes aeroespaciais e implantes cirúrxicos debido a que o proceso non require contacto e xera forzas mecánicas mínimas na peza. As máquinas CNC de electroerosión son axeitadas para a produción de baixo volume de pezas complexas.
9. Estes son os puntos clave sobre unha máquina rectificadora CNC:
- - Unha máquina rectificadora CNC usa unha roda abrasiva rotatoria para cortar e dar forma a pezas metálicas mediante o proceso mecánico de abrasión.
- - A rebarbadora abrasiva, normalmente feita de diamantes ou CBN (nitruro de boro cúbico), elimina pequenas lascas de metal cando entra en contacto coa peza. É necesario un control preciso para conseguir tolerancias axustadas.
- - Nunha rectificadora CNC, a mola e a peza son posicionadas e movidas con precisión polo sistema CNC segundo un código programado. Isto permite rectificar automaticamente perfís 3D complexos.
- - As operacións de rectificado comúns inclúen a rectificación cilíndrica (superficies externas ou internas), a rectificación superficial (superficies planas), a rectificación sen centros e a rectificación de perfiles.
- - As pezas feitas con máquinas CNC de rectificado requiren unha precisión e uns acabados superficiais moi elevados. A miúdo son compoñentes mecánicos de precisión como árbores de levas, rolamentos de bólas e engrenaxes.
- - As industrias que utilizan o rectificado CNC inclúen a automoción, a aeroespacial, a médica e a fabricación en xeral, onde as tolerancias axustadas son fundamentais.
- - As vantaxes sobre a rectificación convencional inclúen a precisión repetible, o control multieixe e a capacidade de rectificar contornos e perfís complexos sen supervisión.
En resumo, unha máquina CNC de rectificado moldea con precisión pezas metálicas mediante o mecanizado automatizado de discos abrasivos controlado por un sistema de control numérico por computadora.
10. Estes son os puntos clave sobre unha máquina CNC con cambios automáticos de ferramentas:
- - Ten un almacén/carrusel de ferramentas que contén varias ferramentas como berbiquís, fresadoras, fresadoras, etc., adxacentes ao espazo de traballo da máquina.
- - O cambiador automático de ferramentas permite a substitución rápida e automática de ferramentas segundo sexa necesario durante o proceso de mecanizado CNC sen intervención manual.
- - Isto mellora significativamente a produtividade ao minimizar o tempo sen corte en comparación cos cambios manuais de ferramentas. As pezas complexas que requiren varias ferramentas pódense mecanizar sen deter o proceso.
- - As ferramentas recóllense/cámbianse roboticamente do almacén e móntanse no eixo mediante un brazo de cambio de ferramentas automático baixo control CNC.
- - Aumenta a capacidade de carga de ferramentas da máquina máis alá dunha única ferramenta, o que permite o mecanizado de pezas máis complexas sen recargar as ferramentas manualmente.
- - As ferramentas rotas ou desgastadas pódense substituír sobre a marcha sen deter toda a produción. Isto mellora a fiabilidade e o tempo de funcionamento.
- - Tamén pode ser posible a calibración automática das ferramentas para garantir a precisión xeométrica despois de cada cambio.
- - Leva o mecanizado CNC cara a unha produción máis eficiente sen intervención humana/con luces integrais.
En resumo, o cambio automático de ferramentas mellora a flexibilidade e a produtividade das máquinas CNC.
Data de publicación: 08-12-2023
