Historia de la automatizacin

Control Numrico Computarizado (CNC)El Control Numrico o C.N.C. se utiliza para ejercer el control de una mquina-herramienta a travs de un autmata programable u ordenador mediante un programa escrito previamente introducido, lo que implica el conocimiento de un determinado lenguaje de programacin. Hoy da resultan imprescindibles en la industria de mecanizado moderna, aportando su innegable eficacia en aspectos como exactitud, uniformidad y mecanizado de piezas complejas.

El CNC tuvo su origen a principios de los aos cincuenta en el Instituto de Tecnologa de Massachusetts (MIT), en donde se automatiz por primera vez una gran fresadora. En esta poca las computadoras estaban en sus inicios y eran tan grandes que el espacio ocupado por la computadora era mayor que el de la mquina.

Hoy da las computadoras son cada vez ms pequeas y econmicas, con lo que el uso del CNC se ha extendido a todo tipo de maquinaria: tornos, rectificadoras, eletroerosionadoras, mquinas de coser, etc.

CNC significa "control numrico computarizado".

En una mquina CNC, a diferencia de una mquina convencional o manual, una computadora controla la posicin y velocidad de los motores que accionan los ejes de la mquina. Gracias a esto, puede hacer movimientos que no se pueden lograr manualmente como crculos, lneas diagonales y figuras complejas tridimensionales.

Las mquinas CNC son capaces de mover la herramienta al mismo tiempo en los tres ejes para ejecutar trayectorias tridimensionales como las que se requieren para el maquinado de complejos moldes y troqueles como se muestra en la imagen.

En una mquina CNC una computadora controla el movimiento de la mesa, el carro y el husillo. Una vez programada la mquina, sta ejecuta todas las operaciones por s sola, sin necesidad de que el operador est manejndola. Esto permite aprovechar mejor el tiempo del personal para que sea ms productivo.El trmino control numrico se debe a que las rdenes dadas a la mquina son indicadas mediante cdigos numricos. Por ejemplo, para indicarle a la mquina que mueva la herramienta describiendo un cuadrado de 10 mm por lado se le daran los siguientes cdigos:

G90 G71G00 X0.0 Y0.0G01 X10.0G01 Y10.0G01 X0.0G01 Y0.0

Un conjunto de rdenes que siguen una secuencia lgica constituyen un programa de maquinado. Dndole las rdenes o instrucciones adecuadas a la mquina, sta es capaz de maquinar una simple ranura, una cavidad irregular, la cara de una persona en altorrelieve o bajorrelieve, un grabado artstico un molde de inyeccin de una cuchara o una botella... lo que se quiera.

Al principio hacer un programa de maquinado era muy difcil y tedioso, pues haba que planear e indicarle manualmente a la mquina cada uno de los movimientos que tena que hacer. Era un proceso que poda durar horas, das, semanas. An as era un ahorro de tiempo comparado con los mtodos convencionales.

Actualmente muchas de las mquinas modernas trabajan con lo que se conoce como lenguaje conversacional en el que el programador escoge la operacin que desea y la mquina le pregunta los datos que se requieren. Cada instruccin de este lenguaje conversacional puede representar decenas de cdigos numricos. Por ejemplo, el maquinado de una cavidad completa se puede hacer con una sola instruccin que especifica el largo, alto, profundidad, posicin, radios de las esquinas, etc. Algunos controles incluso cuentan con graficacin en pantalla y funciones de ayuda geomtrica. Todo esto hace la programacin mucho ms rpida y sencilla.

Tambin se emplean sistemas CAD/CAM que generan el programa de maquinado de forma automtica. En el sistema CAD (diseo asistido por computadora) la pieza que se desea maquinar se disea en la computadora con herramientas de dibujo y modelado slido. Posteriormente el sistema CAM (manufactura asistida por computadora) toma la informacin del diseo y genera la ruta de corte que tiene que seguir la herramienta para fabricar la pieza deseada; a partir de esta ruta de corte se crea automticamente el programa de maquinado, el cual puede ser introducido a la mquina mediante un disco o enviado electrnicamente.

Hoy da los equipos CNC con la ayuda de los lenguajes conversacionales y los sistemas CAD/CAM, permiten a las empresas producir con mucha mayor rapidez y calidad sin necesidad de tener personal altamente especializado.

CONTROL NUMRICO EN LA INGENIERA INDUSTRIAL

Definicin general:Se considera control numrico a todo dispositivo capaz de dirigir posicionamientos de un rgano mecnico mvil, en el que las rdenes relativas a los desplazamientos del mvil son elaboradas en forma totalmente automtica a partir de informaciones numricas definidas, bien manualmente o por medio de un programa.MBITO DE APLICACIN DEL CONTROL NUMRICO:

Como ya se mencion, las cuatro variables fundamentales que inciden en la bondad de un automatismo son: productividad, rapidez, precisin y velocidad.

De acuerdo con estas variables, vamos a analizar qu tipo de automatismo es el ms conveniente de acuerdo al nmero de piezas a fabricar. Series de fabricacin:

Grandes series: (mayor a 10.000 piezas)

Esta produccin est cubierta en la actualidad por las mquinas transfert, realizadas por varios automatismos trabajando simultneamente en forma sincronizada. Series medias: (entre 50 y 10.000)

Existen varios automatismos que cubren esta gama, entre ellos los copiadores y los controles numricos. La utilizacin de estos automatismos depender de la precisin, flexibilidad y rapidez exigidas. El control numrico ser especialmente interesante cuando las fabricaciones se mantengan en series comprendidas entre 5 y 1.000 piezas que debers ser repetidas varias veces durante el ao. Series pequeas: (menores a 5 piezas) Para estas series, la utilizacin del control numrico suele no ser rentable, a no ser que la pieza sea lo suficientemente compleja como para justificarse su programacin con ayuda de una computadora. Pero en general, para producciones menores a cinco piezas, la mecanizacin en mquinas convencionales resulta ser ms econmica. A continuacin, podemos ver un grfico que ilustra de forma clara lo expresado anteriormente.VENTAJAS DEL CONTROL NUMRICO:

Las ventajas, dentro de los parmetros de produccin explicados anteriormente son:

Posibilidad de fabricacin de piezas imposibles o muy difciles. Gracias al control numrico se han podido obtener piezas muy complicadas como las superficies tridimensionales necesarias en la fabricacin de aviones. Seguridad. El control numrico es especialmente recomendable para el trabajo con productos peligrosos. Precisin. Esto se debe a la mayor precisin de la mquina herramienta de control numrico respecto de las clsicas. Aumento de productividad de las mquinas. Esto se debe a la disminucin del tiempo total de mecanizacin, en virtud de la disminucin de los tiempos de desplazamiento en vaco y de la rapidez de los posicionamientos que suministran los sistemas electrnicos de control. Reduccin de controles y desechos. Esta reduccin es debida fundamentalmente a la gran fiabilidad y repetitividad de una mquina herramienta con control numrico. Esta reduccin de controles permite prcticamente eliminar toda operacin humana posterior, con la subsiguiente reduccin de costos y tiempos de fabricacin. CLASIFICACIN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL NUMRICO.Se dividen fundamentalmente en:

Equipos de control numrico de posicionamiento o punto a punto.

Equipos de control numrico de contorneo. ARQUITECTURA GENERAL DE UN CONTROL NUMRICO.

Podemos distinguir cuatro subconjuntos funcionales:Unidad de entrada salida de datos. Unidad de memoria interna e interpretacin de rdenes. Unidad de clculo. Unidad de enlace con la mquina herramienta y servomecanismos. En la figura de la pgina siguiente se muestra un diagrama funcional simplificado de un control numrico de contorneo de tres ejes.