Guía de programación CNC para principiantes: Cómo programar una máquina CNC

¿Quiere transformar un bloque de metal en una pieza útil? ¿Quiere hacerlo con gran precisión? ¿Quiere decirle a una potente máquina exactamente lo que tiene que hacer? En eso consiste la programación CNC. Es el lenguaje que le permite hablar con una máquina CNC. Esta guía está hecha para alguien que está empezando. Aprenderás los primeros pasos. Pasaremos de una idea básica a un artículo acabado. Explicaremos este complicado tema de forma sencilla. Este es el primer paso para aprender una habilidad muy útil. Esta habilidad es importante para hacer cosas hoy en día.

¿Qué es una máquina CNC y cómo funciona?

En primer lugar, hablemos de la máquina en sí. Una máquina CNC es una herramienta que funciona con un ordenador. CNC significa Control Numérico por Ordenador. Es como un robot muy fuerte e inteligente. En la antigua forma de hacer las cosas, llamada mecanizado manual, una persona con mucha habilidad tenía que hacer girar ruedas. También tenía que tirar de palancas para cortar los materiales. El operario controlaba todos y cada uno de los movimientos de la máquina.

Hacerlo a mano requería mucha habilidad. También había que prestar mucha atención a los pequeños detalles. Cada pieza era un poco diferente. Una máquina CNC cambia todo eso. Esta máquina no utiliza controles manuales. En su lugar, sigue una lista de instrucciones de un ordenador. Estas instrucciones, denominadas programa CNC, indican a la máquina exactamente dónde moverse. También le dicen a qué velocidad debe ir y qué debe hacer. De este modo, la máquina hace su trabajo por sí sola. Puede cortar y dar forma a metal, plástico o madera. Y lo hace con una precisión asombrosa. Esta forma de hacer las cosas se utiliza en muchos lugares donde se fabrican productos. Por ejemplo, se utiliza en el campo aeroespacial y para fabricar fundas de teléfono. La máquina puede hacer la misma pieza mil veces, y cada una de ellas quedará perfecta. Este es el poder de una máquina controlada por ordenador.

¿En qué consiste la programación CNC para principiantes?

Ahora ya tiene una idea de lo que hace la máquina. ¿Qué es la programación CNC? Es el trabajo de escribir las instrucciones para la máquina CNC. Usted es el programador. Creas un archivo informático con código. Este archivo es como un conjunto de planos para la máquina. Este código indica a la máquina cada paso que debe dar.

Es muy parecido a la programación informática. Pero no se crea software. Estás creando un objeto real que puedes sostener. La máquina lee tus instrucciones. A continuación, realiza las tareas de corte y moldeado. Para un principiante, la idea de escribir código puede sonar muy difícil. Pero no tiene por qué preocuparse. Esta guía de CNC está aquí para ayudarte a empezar a aprender. El trabajo de programación puede dividirse en sencillos pasos. Empiezas con una idea o un simple dibujo. A continuación, se utiliza software para convertir esa idea en un lenguaje que la máquina pueda entender. Esta guía de programación CNC le mostrará cómo realizar estos pasos. Aprenderá a hacer que la máquina cree la forma exacta que desea.

¿Cuáles son los dos tipos principales de programación CNC?

Existen dos formas principales de comunicarse con una máquina CNC. La primera es también la más común. Se trata del código G. La segunda forma se denomina programación conversacional. Cada forma de programar tiene cosas buenas y cosas malas. Un buen programador sabe cuál utilizar para cada trabajo.

El código G es el lenguaje principal de casi todas las máquinas CNC. Se trata de una lista de códigos. Estos códigos empiezan por la letra 'G' o 'M'. Cada código es una instrucción especial. Por ejemplo, G00 le dice a la máquina que se mueva tan rápido como pueda. G01 le dice a la máquina que se mueva en línea recta a la velocidad que tú elijas. Cuando escribes el código G a mano, obtienes un control total sobre la máquina. Es genial para hacer piezas que son muy detalladas. Pero, escribir un programa largo a mano puede llevar mucho tiempo.

La programación conversacional es una opción más fácil de utilizar. Suele estar integrada en el panel de control de la máquina CNC. En lugar de escribir líneas de código, el operario o programador se limita a responder preguntas en una pantalla. La máquina le preguntará la forma, el tamaño y el tipo de corte que desea. A continuación, la máquina escribe el programa en código G por usted. Esta forma conversacional es ideal para trabajos que no son demasiado difíciles. Es una manera maravillosa de aprender para un principiante.

¿Por qué el sistema de coordenadas es la base de su programa de código G?

Piense en cómo indicarle a alguien cómo llegar a su casa. Utilizarías palabras como "izquierda", "derecha", "adelante" y "atrás". Una máquina CNC también necesita indicaciones. Pero utiliza un mapa matemático llamado sistema de coordenadas. Este sistema es como una cuadrícula dibujada sobre el área de trabajo de la máquina. El más utilizado es el sistema de coordenadas cartesianas. Utiliza un eje X, un eje Y y un eje Z. Esto ayuda a la máquina a encontrar cualquier punto en un espacio tridimensional.

Cada dirección en la programación del CNC indica a la herramienta de corte dónde debe ir en esta cuadrícula. Por ejemplo, un comando puede decir: "Mueva la herramienta a la coordenada X5, Y10". La máquina sabe exactamente dónde está ese punto. Si no entiende bien el sistema de coordenadas, no podrá programar una máquina CNC. Cada forma, agujero y corte se describe por sus puntos en la cuadrícula. Entender bien esta parte es el primer paso para hacer una buena pieza. La máquina necesita este mapa de formas para funcionar correctamente.

¿Cómo ayuda el software CAD a un programador a diseñar una pieza?

Antes de decirle a una máquina cómo hacer algo, debe tener un plan. En CNC, ese plan comienza con un dibujo en un ordenador. Aquí es donde se utiliza el software CAD. CAD significa diseño asistido por ordenador. Es un tipo de software que le ayuda a crear un modelo 2D o 3D de su pieza en la pantalla del ordenador. Es como un tablero de dibujo muy moderno.

Un programador utiliza software CAD para dibujar la pieza. El dibujo muestra la forma y el tamaño exactos. Con estas herramientas, se pueden hacer formas muy detalladas y complicadas. El software CAD más popular incluye AutoCAD, SolidWorks, CATIA y productos de PTC. Este paso de hacer un modelo es la parte divertida y creativa de la programación CNC. Le permite diseñar su pieza en el ordenador. Puede perfeccionarla antes de cortar material real. Una vez terminado el modelo 3D, estará listo para el siguiente paso.

Este modelo 3D del software CAD es el plano principal. La máquina utilizará este plano para fabricar la pieza real. Cuando el diseño es correcto en la fase de CAD, se ahorra mucho tiempo. También evita que se produzcan desperdicios más adelante. Puede comprobar cada medida y cada ángulo directamente en la pantalla. Es mucho más fácil que encontrar un error cuando la máquina ya ha empezado a cortar el material.

¿Cómo pasar del diseño a las instrucciones de la máquina mediante CAM?

Tiene un gran modelo 3D en su software CAD. Pero, ¿cómo convertir ese dibujo en instrucciones para la máquina CNC? Para ello, necesita otro tipo de software. Aquí es donde el software CAM es tan importante. CAM significa fabricación asistida por ordenador. Este software es como un puente. Conecta el diseño con la máquina real.

El software CAM examina el modelo CAD y le ayuda a planificar el proceso de mecanizado. Usted indica al software qué herramientas de corte debe utilizar. También le indica la velocidad de corte y la profundidad de los cortes. El software utiliza esta información para calcular las trayectorias de las herramientas. Una trayectoria de herramienta es el camino exacto que seguirá la herramienta de corte para dar forma a la pieza. El uso de CAM es una parte muy importante de la programación CNC moderna. El software convierte los archivos CAD en código que la máquina puede leer.

Una vez configurados todos los detalles, el software CAM crea el código G por usted. Escribe todas las líneas de código por sí mismo, que pueden ser cientos o miles de líneas. Así se ahorra mucho tiempo en comparación con la programación manual. También reduce la posibilidad de cometer errores. Los programas de CAM más conocidos, como Mastercam o el módulo CAM de CATIA, pueden realizar trabajos muy difíciles. Es una herramienta muy útil para cualquier programador de CNC.

¿Es la selección de herramientas una parte importante de la programación de una máquina CNC?

Sí, es muy importante. Elegir las herramientas de corte adecuadas es uno de los pasos más importantes de la programación. Su software CAM puede crear sendas perfectas. Pero si utiliza la herramienta equivocada en la máquina, acabará con una pieza mala. Podría incluso romper la herramienta o dañar la propia máquina. La herramienta que elija depende de muchas cosas. Entre ellas, el tipo de material que va a cortar, la forma que necesita hacer y la velocidad a la que quiere que trabaje la máquina.

Hay miles de tipos diferentes de herramientas de corte. Hay brocas para hacer agujeros. Hay fresas para hacer ranuras y cavidades. Y hay herramientas especiales para hacer formas especiales. Cada herramienta está hecha para hacer un trabajo determinado. Como programador, debe indicar a la máquina qué herramienta debe utilizar en cada paso del trabajo. En el programa CNC, un código "T" seguido de un número indica a la máquina que debe utilizar una herramienta determinada.

La elección correcta es muy importante. Por ejemplo, la herramienta que se utilizaría para cortar plástico blando es muy diferente de la que se utilizaría para cortar acero duro. Un buen programador sabe cómo funcionan las distintas herramientas. También sabe cómo utilizarlas de la mejor manera. Esto se aprende con la práctica, y es una habilidad clave que hay que dominar cuando se aprende a programar CNC. Sin la correcta selección de herramientas, ni siquiera la mejor máquina CNC puede hacer bien su trabajo.

¿Cómo puede simular su programa para evitar errores?

Supongamos que acaba de pasar horas escribiendo un programa para una pieza complicada. Pones el programa en una máquina CNC muy cara y pulsas el botón "Start". De repente, oyes un golpe muy fuerte. La herramienta ha golpeado la pieza o el dispositivo que la sujeta. Se trata de un error muy costoso. La buena noticia es que hay una forma de evitar que esto ocurra. Se llama simulación.

Los programas CAM más recientes disponen de una herramienta de simulación. Esta herramienta le permite ver un vídeo de su máquina CNC. Ejecutará el programa en la pantalla de su ordenador. Puede ver cómo se mueve la herramienta. Puede ver cómo corta el material y hace la forma final. Esta simulación le muestra exactamente lo que hará la máquina. Puedes verlo todo antes de poner en marcha la máquina real. Es una comprobación de seguridad muy importante en el proceso de programación.

Mientras observas la simulación, puedes buscar cualquier problema. ¿Choca la herramienta con algo que no debería? ¿Es correcta la forma final? ¿La velocidad de corte es demasiado rápida? Puedes encontrar y corregir estos errores en el ordenador, lo que no cuesta nada. Corregirlos en la máquina real puede costar mucho dinero. Siempre debe simular su programa. Es un paso sencillo que le ahorrará mucho tiempo, dinero y preocupaciones.

¿Qué es el postprocesado y por qué es el último paso?

Ha realizado las sendas en el software CAM. También ha realizado una buena simulación. Está casi listo para enviar su programa a la máquina CNC. Pero hay un último paso de software muy importante. Este paso se llama post-procesamiento. Las diferentes máquinas CNC y sus controladores hablan tipos de código G ligeramente diferentes. Un código que funciona muy bien en una máquina puede no funcionar en absoluto en otra.

El post-procesador es una pequeña herramienta dentro de su software CAM. Su trabajo consiste en cambiar la información general de la trayectoria de la herramienta en el tipo de código G especial que su máquina entiende. Si utiliza software CAM para crear el código, deberá elegir un postprocesador que se adapte al modelo exacto de su máquina CNC. Por ejemplo, una máquina Haas necesita un post-procesador diferente al de una máquina con un controlador Fanuc.

Este paso asegura que el programa de código G se ejecutará sin problemas en su máquina. El paso de posprocesamiento crea el archivo de texto final que contiene todo el código G. A continuación, puede guardar este archivo en una unidad USB o enviarlo por red a su máquina CNC. A continuación, puede guardar este archivo en una unidad USB o enviarlo a través de una red a su máquina CNC. Si omite este paso, es posible que su máquina no entienda los comandos. Esto puede provocar errores o que la máquina no ejecute el programa. Es el eslabón clave para que el diseño y la fabricación funcionen a la perfección.

¿Cómo puede mejorar el sistema de coordenadas de trabajo en su máquina?

La máquina tiene su propio sistema de mapas, que se llama "coordenadas de la máquina". Pero casi nunca lo utilizará. En su lugar, configurará un sistema de coordenadas de trabajo (WCS). El WCS le permite elegir un práctico "punto cero" en su bloque de material. Este punto suele ser una esquina o el centro de la pieza. Configurarlo correctamente es una de las tareas más importantes para el operario de la máquina.

El programa de código G que escribiste utiliza este punto cero como su lugar de partida. Cuando su código dice "G01 X1.0", en realidad significa "aléjese una pulgada del punto cero que ha establecido". Para fijar el WCS, el operario utiliza una sonda especial o una herramienta a mano para tocar los lados del material. Esto indica a la máquina dónde se encuentra la pieza en su área de trabajo. A continuación, la máquina guarda este punto como desplazamiento de trabajo, que suele ser G54.

¿Por qué es tan importante? Le permite colocar el material prácticamente en cualquier lugar de la mesa de la máquina y seguir ejecutando el mismo programa. La máquina siempre sabrá dónde está el "cero" de su pieza. Para un principiante, aprender a establecer el sistema de coordenadas de trabajo es una habilidad básica y necesaria. Conecta su trabajo de programación CNC con la máquina real. Garantiza que el primer corte se realice exactamente en el punto correcto.

Key Takeaways to Remember

• La programación CNC consiste en dar instrucciones a una máquina. Indica a una máquina cómo moverse para cortar y fabricar una pieza.
• Comience con un diseño en software CAD. Aquí es donde se hace un modelo 2D o 3D del artículo que se quiere crear.
• Utilizar software CAM para crear trayectorias de herramienta y código G. El software CAM convierte su diseño en un lenguaje que la máquina puede leer.
• Hay dos formas principales de programar. Puede escribir el código G a mano para tener un control total, o utilizar la programación conversacional para trabajos sencillos.
• El sistema de coordenadas es como un mapa. La máquina utiliza los puntos X, Y y Z para saber adónde tiene que ir.
• Compruebe siempre primero su programa con una simulación. Esta comprobación en el ordenador evita errores y fallos costosos en la máquina real.
• El postprocesamiento prepara el código para su máquina. Este último paso asegura que su máquina específica entiende cada comando.