Conceptos básicos de máquinas CNC: Su guía sencilla para una herramienta potente

Una máquina CNC es un tipo especial de máquina que utiliza un ordenador para guiar sus herramientas. Se puede considerar como un robot. Este robot puede cortar, tallar y dar forma a diferentes materiales con gran precisión. Esta máquina puede hacer piezas que son muy difíciles de hacer a mano. Si quieres hacer piezas especiales para un proyecto, encontrar un nuevo hobby, o hacer realidad tus ideas, necesitas aprender lo más simple sobre una máquina CNC. Este artículo le mostrará lo que necesita saber para empezar. Hablaremos sobre qué es una máquina CNC, cómo funciona y qué necesitarás para empezar tu primer proyecto.

¿Qué es una máquina CNC y por qué necesita una?

Una máquina CNC es una herramienta muy útil en el mundo de la fabricación. Las letras "CNC" significan Control Numérico por Ordenador. Esto significa que un ordenador guía los movimientos de la máquina. Usted no mueve la máquina con las manos utilizando ruedas o manivelas. En su lugar, un programa informático da a la máquina instrucciones exactas sobre dónde moverse. También le dice a qué velocidad debe ir y qué debe hacer. Esto hace que la máquina sea muy, muy exacta. La máquina puede hacer la misma pieza muchas veces, y cada pieza será una copia perfecta. Esto es algo difícil de hacer para una persona.

Es posible que desee una máquina CNC por muchas razones. Si le gusta hacer cosas por diversión, una máquina CNC puede ayudarle a hacer proyectos geniales con madera, plástico o metal. Puede hacer letreros, tallas o piezas especiales para sus otros proyectos. Para una pequeña empresa, una máquina CNC puede hacer cosas para vender. Es una máquina muy útil. Para las grandes empresas, muchas máquinas CNC son la parte más importante de su trabajo. Hacen de todo, desde piezas de coche hasta carcasas de teléfono. La mayor razón para utilizar esta máquina es ser exactos y hacer copias perfectas. Cuando se necesita una pieza de tamaño y forma perfectos, una máquina CNC suele ser la mejor opción para el trabajo. Esta máquina trabajará sin parar para terminar su proyecto.

¿Cuáles son las piezas básicas de una máquina CNC?

Para saber cómo funciona una máquina CNC, debe conocer sus partes más sencillas. Cada máquina es un poco diferente. Pero todas tienen algunas piezas principales en común. Puede considerarlas como el cuerpo de la máquina. Trabajan en equipo para fabricar su pieza. La forma en que está construida la máquina es importante para su estabilidad y su precisión.

Estas son las partes principales que verá en la mayoría de las máquinas CNC:

• Controlador: Este es el cerebro de la máquina. Es un ordenador especial. Lee las instrucciones (el código G) y dice a las demás partes de la máquina lo que deben hacer. El controlador envía señales a los motores para que se muevan.
• Huso: Es la parte de la máquina que gira a gran velocidad. Es la que sujeta la cuchilla. El programa puede cambiar la velocidad del husillo para que funcione bien con distintos tipos de materiales y fresas.
• Cortador: Es la herramienta que realmente realiza el corte. También se denomina herramienta de corte o fresa. Hay muchos tipos de fresas. Cada una está hecha para un determinado tipo de trabajo o material. Tienes que utilizar la herramienta adecuada para tu proyecto.
• Cama: Es la mesa plana en la que se asienta el material. El material también se denomina pieza de trabajo. La mesa debe estar perfectamente plana y estable. Esto asegura que los cortes sean los correctos.
• Motores: Estos motores se utilizan para mover el husillo y la bancada. La mayoría de las máquinas CNC tienen tres o más motores para moverse de diferentes maneras: X (de lado a lado), Y (adelante y atrás), y Z (arriba y abajo). La precisión de estos motores es muy importante para el buen funcionamiento de la máquina.

¿Cómo controla una máquina CNC una herramienta?

La parte especial de una máquina CNC es cómo controla las cosas. El controlador lee el programa línea a línea. Cada línea del programa da a la máquina una única instrucción. Por ejemplo, una instrucción puede indicar a la máquina que mueva la herramienta a un nuevo punto. O puede decirle que encienda el husillo. El controlador transforma estas instrucciones en señales para los motores. Los motores mueven entonces la herramienta con movimientos muy exactos.

Este modo de control permite a la máquina realizar formas muy complicadas. La herramienta puede moverse en línea recta. Puede moverse en curva. También puede seguir una trayectoria muy compleja. El ordenador puede calcular estas trayectorias mucho mejor que una persona. Como el ordenador se encarga de todo, la máquina puede trabajar en un proyecto durante mucho tiempo sin necesidad de descansar. Hará exactamente lo que diga el programa. Esta es la razón por la que una máquina CNC es tan buena en la fabricación de piezas que deben estar justo a la derecha. El sistema de control es lo que hace que esta útil máquina sea tan útil.

¿Cuál es el programa que hace funcionar la máquina?

Una máquina CNC no puede realizar ningún trabajo sin un programa. El programa es una lista de instrucciones que la máquina sigue para fabricar una pieza. Este programa no es más que un archivo de texto básico. Está lleno de instrucciones especiales llamadas código G. Cada línea de código G le dice a la máquina que haga un único trabajo. Un proyecto sencillo puede tener un programa con sólo unos cientos de líneas de código. Un proyecto muy difícil puede tener un programa con millones de líneas.

El programa es como una receta de cocina. La receta le da instrucciones paso a paso para hornear un pastel. El programa CNC da a la máquina instrucciones paso a paso para fabricar una pieza. La máquina lee la primera línea y realiza esa acción. Luego lee la siguiente línea, y sigue así hasta que llega al final del programa. Puede guardar este programa. Puede volver a utilizarlo más tarde para fabricar otra pieza exactamente igual. Poder escribir, guardar y volver a utilizar un programa es lo que hace que una máquina CNC funcione tan bien y tan rápido.

¿Cómo se crea el programa de su pieza?

Es posible que piense que necesita ser un buen programador informático para crear un programa para una máquina CNC. Se puede escribir código G a mano. Pero la mayoría de la gente utiliza programas informáticos especiales que les ayudan. La forma de hacerlo suele tener dos pasos y dos tipos de software: CAD y CAM. Este trabajo de planificación es muy importante para un buen proyecto.

En primer lugar, se utiliza el software CAD para dibujar la pieza. Es como hacer un plano en un ordenador. Dibuja la forma y el tamaño perfectos de la pieza que quiere fabricar. Cuando esté satisfecho con el dibujo, guarde el archivo. A continuación, se abre el archivo en el software CAM. En el programa CAM, se le indica la herramienta que se va a utilizar. Se le indica la velocidad a la que debe cortar la herramienta y la profundidad de cada corte. El software CAM hace el trabajo difícil por usted. Calcula todos los movimientos perfectos que debe realizar la máquina. A continuación, convierte estos movimientos en miles de líneas de código G. Este archivo de código G es el programa que introducirá en su máquina CNC.

¿Qué es el código G y por qué es tan importante para la máquina?

El código G es el lenguaje principal de la mayoría de las máquinas CNC. Es el corazón del programa que da las instrucciones a la máquina. Cada código comienza con una letra. Suele ser una "G" o una "M". Los comandos "G" suelen indicar a la máquina que se mueva. Los comandos "M" se encargan de otras tareas de la máquina, como encender o apagar el cabezal. No es necesario ser un experto para conocer las partes sencillas del código G.

He aquí un ejemplo sencillo de una línea de código G y su significado:

G01 X5.0 Y2.5 F150

• G01: Este comando le dice a la máquina que se mueva en línea recta.
• X5.0 Y2.5: Esto le dice a la máquina dónde terminar el movimiento. Irá al punto donde X es 5.0 e Y es 2.5.
• F150: Ajusta el avance, que es la velocidad de desplazamiento.

Incluso cuando el software CAM puede escribir el código G por usted, es bueno conocer las partes sencillas. A veces, es posible que tenga que hacer pequeños cambios en el código G para corregir un pequeño error o cambiar una velocidad. Conocer un poco el código G le permite tener más control sobre su máquina CNC. Esta codificación es lo que hace que la máquina sea tan exacta y útil. Todo su proyecto necesita un buen código G para funcionar.

¿Qué tipos de máquinas CNC se pueden utilizar?

Hay muchos tipos diferentes de máquinas CNC. Cada una está hecha para ser realmente buena en un tipo de trabajo. Los dos tipos más populares son las fresadoras y los tornos. El tipo de máquina que se utiliza se basa en la forma de la pieza que se desea fabricar. Elegir la máquina adecuada es el primer paso en cualquier trabajo de fabricación de cosas con un CNC.

Una fresadora CNC es un tipo muy común. En una fresadora, la fresa gira y la mesa mueve el material bajo la fresa. Este tipo de máquina es muy buena para cortar piezas planas, tallar diseños y hacer agujeros. Un buen ejemplo es cortar un engranaje de una pieza plana de metal. El cortador se moverá alrededor del metal para hacer la forma.

Un torno CNC es otro tipo común de máquina. Un torno funciona de otra manera. En un torno, el material gira muy rápido. Una cuchilla que no gira se desplaza para realizar el corte. Es la mejor máquina para hacer piezas redondas, como un bate de béisbol, la pata de una mesa o una barra de metal. El torno es perfecto para cualquier proyecto que necesite una forma redonda. También hay otras máquinas especiales, pero la fresadora y el torno son las dos que más utilizarás.

¿Cómo conseguir la mejor calidad de acabado en su pieza?

Fabricar una pieza con una máquina CNC es un paso. Pero fabricar una pieza con una superficie bonita y lisa es otro. El aspecto de la superficie es muy importante, sobre todo cuando se trata de una pieza acabada. Para obtener la mejor superficie hay que pensar un poco. También es necesario tomar las decisiones correctas en el programa CAM. La herramienta y la velocidad adecuadas pueden cambiar muchas cosas.

Hay unos cuantos factores principales que cambian el aspecto de la superficie de la pieza. El primero es la cuchilla. Es necesario utilizar una cuchilla afilada y muy buena que esté hecha para el material que se está cortando. Una cuchilla que no esté afilada rasgará el material en lugar de hacer un corte limpio. En segundo lugar está la velocidad del eje y la velocidad a la que se mueve la máquina. Si mueve la cuchilla demasiado rápido, obtendrá una superficie irregular. Puede que tengas que probar varias cosas para encontrar la mejor velocidad para tu proyecto. Por último, muchos proyectos utilizan dos pasos para obtener la mejor superficie. El primer paso es una "pasada de desbaste". Esto es cuando una cuchilla fuerte corta mucho material rápidamente. El segundo paso es una "pasada de acabado". En este paso, otra fresa más pequeña se desplaza lentamente sobre la pieza para alisar la superficie. Esta forma de trabajar en dos pasos ofrece los mejores resultados.

¿Qué necesita para su primer proyecto a nivel industrial?

Para pasar de un proyecto pequeño y divertido a otro más grande y profesional hay que pensar con más antelación. Un trabajo profesional suele tener una serie de reglas exactas que hay que seguir. La pieza debe tener el tamaño, la forma y la resistencia adecuados. Hay que pensar en algo más que en el dibujo. El éxito del proyecto se deberá a esta reflexión adicional.

En primer lugar, hay que elegir el material adecuado. El material debe ser lo suficientemente resistente para el uso final que se le dará a la pieza. También tiene que asegurarse de que su máquina CNC es lo suficientemente fuerte como para cortar ese material. En segundo lugar, tiene que elegir la mejor herramienta para el trabajo. Un proyecto profesional puede necesitar tipos especiales de cortadores para conseguir que la pieza sea muy exacta. Tendrá que pensar en la mejor cortadora tanto para el corte en bruto como para el corte de acabado. Por último, necesita un buen plan para su trabajo. Esto significa hacer un dibujo CAD muy exacto y un programa CAM bien pensado. Para un proyecto profesional, no puede cometer ningún error. Todo, desde la herramienta que utilices hasta el código G que escribas, tiene que ser perfecto. Hay que conocer todos los pasos para terminar el trabajo.

¿Está listo para comprar una máquina CNC? ¿Qué debe tener en cuenta?

Si se dispone a comprar su propia máquina CNC, hay algunas cosas en las que debe pensar. Comprar una máquina CNC es una gran elección. Asegúrese de adquirir la máquina adecuada para usted. No se limite a comprar la máquina más grande o más cara que vea. Piense en el tipo de proyectos que piensa realizar.

Cuando compre una máquina, fíjese en su tamaño. ¿Cabrá en la zona donde trabajas? ¿Es el espacio de corte lo suficientemente grande para las piezas que desea fabricar? A continuación, fíjese en la resistencia de la máquina y en su estabilidad. Una máquina más estable hará cortes más exactos y podrá cortar materiales más duros. Una máquina poco pesada puede ser adecuada para madera y plástico. Pero necesitará una máquina más pesada y fuerte para el acero. Piense también en el controlador y el software. ¿Es fácil de usar? ¿Dispone de las herramientas que necesita? Es una buena idea empezar con algo pequeño. Una máquina más pequeña y menos costosa es una buena manera de aprender lo más sencillo. Después de saber cómo utilizar la máquina y terminar algunos proyectos, usted sabrá mucho más acerca de lo que realmente necesita en una máquina más grande.

Aspectos clave

• Una máquina CNC utiliza un ordenador para guiar una herramienta de corte de forma que sea muy exacta.
• La máquina funciona siguiendo un plan hecho de direcciones llamado código G.
• Usted dibuja su pieza en el software CAD y utiliza el software CAM para realizar el programa de código G.
• Las fresadoras son mejores para piezas planas, mientras que los tornos lo son para piezas redondas.
• Para conseguir una superficie realmente bonita y lisa, hay que utilizar la herramienta adecuada, la velocidad correcta y una buena planificación.
• Empieza con un proyecto sencillo para aprender lo esencial antes de intentar trabajos más difíciles.