En el ámbito de la fabricación y la ingeniería, pocas máquinas han revolucionado la forma en que damos forma y moldeamos materiales como las fresadoras CNC. ¡Y siempre buscamos la precisión en eso!
Existe una diferencia entre cumplir exactamente con la especificación y casi cumplirla; ¡aquí es donde entran las fresadoras!
Antes de profundizar en los componentes de la fresadora y el principio de funcionamiento, repasemos las fresadoras CNC.
Fresadoras CNC son una máquina CNC común y ampliamente utilizada para taladrar y cortar formas en un material sólido duro.
Estas máquinas realizan cortes que se conocen como "fresado". El husillo de corte permanece estacionario mientras la pieza se mueve para trabajar en los ejes X, Y y Z.
La función principal de la fresadora CNC es producir piezas diseñadas a la medida mediante la eliminación progresiva del material de la pieza de trabajo mediante herramientas de corte multipunto giratorias y controles computarizados.
Estos controles de computadora involucran datos digitalizados para monitorear y controlar el movimiento de la máquina.
Con capacidades de producción química, eléctrica, mecánica y térmica, las fresadoras CNC se utilizan en la fabricación de automóviles, la carpintería, la industria eléctrica y más.
La fresadora CNC produce piezas complicadas para industrias que utilizan tecnología de máquina sustractiva. La máquina corta la pieza de trabajo y elabora la pieza final utilizando 3, 4 o 5 ejes.
La complejidad de la pieza final depende del número de ejes que tenga la máquina. Por lo tanto, tiene diversas aplicaciones en la medicina y en las industrias aeroespaciales.
Ahora, exploremos los componentes principales de una fresadora CNC.
El dispositivo de entrada incluye los dispositivos utilizados para ingresar datos de programación en la máquina CNC. Incluyen lectores de cinta perforada, lectores de cinta magnética y computadoras conectadas a través de RS-232-C.
Llamar a MCU el cerebro de la fresadora CNC no estará mal. Realiza todas las operaciones de la máquina CNC. Decodifica las instrucciones codificadas y las lee para los trabajos. Los ejes emplean interpolación lineal, helicoidal y esférica para crear comandos de movimiento.
También genera señales de movimiento precisas basadas en instrucciones recibidas del programa CNC. Controla el movimiento de los ejes de la máquina X, Y y Z.
MCU calcula la aceleración, la velocidad y la desaceleración, asegurando el movimiento suave de los componentes.
La unidad de control de la máquina también controla el husillo y recibe información de varios sensores.
Además, coordina los movimientos de la herramienta de corte y la pieza de trabajo, lo que garantiza un mecanizado preciso.
El sistema de accionamiento es importante entre los componentes de la fresadora CNC, ya que proporciona la potencia para mover los ejes de la máquina y realizar las operaciones de fresado.
Constituye motores, husillos de bolas, amplificadores de accionamiento, guías lineales y correas.
Todas estas partes trabajan juntas para ejecutar los comandos de la unidad de control de la Máquina y mover los ejes de la máquina de manera coordinada. La precisión y la capacidad de respuesta del accionamiento son cruciales para operaciones de mecanizado eficientes.
Las máquinas herramienta incluyen dispositivos que cortan y dan forma a la pieza de trabajo para crear la forma deseada. Están acoplados al husillo de la máquina y son controlados por el sistema CNC para realizar operaciones de fresado.
Las herramientas de fresado comunes incluyen fresas de extremo, fresas frontales, taladros, escariadores, machos de roscar, herramientas de perforación, fresas de roscar y más.
El mecanismo de retroalimentación proporciona información sobre la posición de la máquina y otros parámetros relevantes. Asiste al sistema de control para garantizar la exactitud y la precisión.
Algunos mecanismos de retroalimentación utilizados en las fresadoras CNC incluyen codificadores, escalas lineales, sondas, interruptores de límite, monitores de carga del husillo, sensores de nivel de refrigerante, detección de rotura de herramientas y más. Todos ellos se utilizan para monitorear diferentes parámetros que se combinan para dar precisión en las operaciones de mecanizado.
La unidad de visualización es la interfaz del operador y del sistema de control CNC. Ofrece retroalimentación visual al operador permitiéndole monitorear y controlar las operaciones.
Los aspectos críticos de la unidad de visualización en la fresadora incluyen una pantalla de visualización, información de estado, interfaz de usuario, visualización de programas y herramientas, mensajes de alarma y error e información de diagnóstico.
La cama es la superficie horizontal y plana sobre la que se coloca la pieza de trabajo durante el proceso. Proporciona un espacio uniforme y estable para sostener la pieza de trabajo en su lugar para darle forma.
Los aspectos críticos de la bancada de la fresadora CNC incluyen las ranuras en T, el material, el área de trabajo, la alineación y fijación de la pieza de trabajo, la gestión del refrigerante y las virutas, y el recinto y la seguridad.
El cabezal sujeta y acciona la herramienta de corte. Está ubicado en un extremo de la máquina y hace girar la herramienta mientras la pieza de trabajo permanece estática.
El cabezal consta de un husillo que sujeta y gira principalmente la herramienta a alta velocidad para cortarla.
Elotras partes incluyen portaherramientas, motores, cojinetes y sistemas de cambio de herramientas. En pocas palabras, el cabezal proporciona el movimiento de rotación necesario mientras sujeta la pieza de forma segura.
Entre los componentes de las fresadoras CNC, el contrapunto es importante ya que ofrece estabilidad a la pieza de trabajo. Está presente en el lado opuesto del clavijero.
Como se mencionó anteriormente, el cabezal gira la pieza de trabajo, por lo que esta parte del cabezal móvil ayuda a mantener su alineación.
El contrapunto consta de los siguientes elementos clave: cuerpo, eje, mango del eje, mecanismo de bloqueo y husillo del contrapunto.
El pedal, también conocido como footswitch, es una característica opcional para funciones adicionales. El pedal de una fresadora CNC se puede utilizar como interruptor de pie, pedal de control de avance y pedal de parada de emergencia.
Chuck es un dispositivo que se utiliza para sujetar la pieza de trabajo durante el proceso de corte. Se monta en el husillo de la máquina y gira la pieza de trabajo o la herramienta según sea necesario durante el mecanizado.
Se utilizan muchos tipos de portabrocas según la máquina y los requisitos de corte.
Es la interfaz a través de la cual un operador interactúa con la máquina y controla sus diversas funciones. Tiene botones físicos, perillas, interruptores y una pantalla de visualización.
Por lo general, verá estas funciones y botones en el panel de control de una fresadora CNC. Encendido/apagado, parada de emergencia, selección de modo, control de jogging, control de husillo, control de velocidad de avance, pantalla de visualización, entrada de programa y botones de función.
Principio de funcionamiento de la fresadora CNC
El principio de funcionamiento de una fresadora CNC implica cómo todos los componentes y procesos trabajan juntos para llevar a cabo el proceso de mecanizado con éxito.
¡Vamos a profundizar para aprender más al respecto!
El proceso comienza con la creación de un modelo digital de la pieza deseada utilizando un software CAD. Luego se utiliza para generar un programa de mecanizado que define las trayectorias de la herramienta y otras instrucciones requeridas para la operación de fresado.
Luego, la pieza de trabajo se monta en el accesorio y la herramienta de corte adecuada se instala en el husillo. El operador se asegura de que la pieza de trabajo y los ajustes de la máquina estén alineados correctamente.
La máquina se enciende y el programa se carga en el sistema de control. Este programa consta de código G con instrucciones sobre cómo mover la herramienta en varios ejes (X, Y, Z).
El motor paso a paso impulsa los ejes X, Y y Z, a veces en rotación o inclinación. El movimiento de la herramienta depende de la adecuación del movimiento de estos ejes.
A medida que la herramienta se mueve progresivamente, corta y da forma al material en el resultado deseado. La profundidad y la velocidad de corte se pueden ajustar para optimizar el proceso de mecanizado.
También puede aplicar lubricante durante el corte y la pieza de trabajo para reducir la fricción y mejorar la evacuación de virutas (o también puede automatizarse).
El sistema de retroalimentación proporciona información en tiempo real sobre la posición de la máquina y otras variables. También puede hacer ajustes para tomar las medidas correctivas correspondientes.
Una vez que se completa la operación de mecanizado, la máquina puede realizar acciones adicionales, como cambios de herramienta, inspección de la pieza de trabajo o mediciones. Estas acciones aseguran la precisión y calidad de la pieza mecanizada.
Puede haber varios tipos de operaciones de fresado CNC, incluidas las siguientes.
El fresado plano, también conocido como fresado de superficie, es una operación de columna y codo y se utiliza para fresar superficies planas. Implica eliminar material de la superficie de la pieza de trabajo utilizando el cortador con múltiples dientes.
Se trata de cortar material de la cara de una pieza de trabajo para crear una superficie lisa y plana. Se utiliza una fresa frontal para realizar el fresado frontal que tiene filos de corte en la periferia y también en la cara frontal de la fresa.
Se trata de fresar superficies planas en un ángulo distinto de 90 grados, el proceso es similar al fresado plano. La única diferencia entre los dos es la configuración angular. Se utiliza para crear superficies angulares, chaflanes, biseles, etc.
El fresado de formas consiste en cortar la pieza de trabajo con una fresa o una fresa de formas especialmente diseñadas. Se personaliza para crear una forma específica en la pieza de trabajo que permite la producción de características específicas.
El fresado en grupo implica el uso de múltiples fresas montadas en el mismo eje para cortar múltiples superficies simultáneamente. Se utiliza para producir formas complejas en una sola configuración.
Además de estas operaciones de fresado CNC, también existen otros tipos que incluyen operaciones de fresado deslizante y ranurado.
Ahora, exploremos las características principales de la fresadora CNC.
Es el corazón de una fresadora CNC. Interpreta el programa de mecanizado y controla sus operaciones, asegurando movimientos precisos y precisos de ejes, cabezales y velocidades de avance.
Es otra característica fundamental de una fresadora CNC. Los ejes X, Y y Z brindan la capacidad de mover la herramienta de corte en múltiplesdirecciones, lo que permite la creación de formas y contornos complejos.
Un husillo potente y versátil con velocidad y par ajustables permite una eliminación eficiente del material y la capacidad de trabajar con varias herramientas de corte. Un sistema de herramientas robusto y eficiente, que incluye un cambiador automático de herramientas, mejora la productividad al permitir cambios rápidos de herramientas durante las operaciones de mecanizado.
Proporciona una interfaz para interactuar con la fresadora CNC. Un panel de control intuitivo y fácil de usar con botones, interruptores y una pantalla de visualización claramente etiquetados facilita la programación, el control y el ajuste de los procesos de mecanizado.
Eficaz refrigerante y los sistemas de gestión de virutas son características esenciales de las fresadoras CNC. Los sistemas de refrigeración aplican refrigerante o lubricación a la herramienta de corte y la pieza de trabajo, disipando el calor, reduciendo la fricción y mejorando la vida útil de la herramienta y el acabado de la superficie. Los sistemas de manejo de virutas, como los transportadores de virutas o los sinfines, eliminan eficientemente las virutas del área de mecanizado, evitando la acumulación de virutas y asegurando un mecanizado ininterrumpido.
 | 1. Una caja de husillo patentada de máquina de grabado y fresado. Hay un orificio escalonado dentro de la caja del eje; el husillo eléctrico se instala en el orificio escalonado y se utiliza una brida para fijar la caja del husillo 2. Mesa de trabajo La estructura de caja y el husillo de bolas están formados integralmente. 3. Escalas lineales ópticas Balanzas lineales ópticas Heidenhain, Fagor opcionales con una precisión inferior a ±5um 4. base Estructura de caja de pared multicapa, extracción de viruta trasera. 5. Una estructura de costilla triangular de la columna del puente. El modelo de utilidad de la estructura de nervios triangulares del puente de la puerta mejora la rigidez dinámica y estática de la máquina herramienta y mejora la precisión del procesamiento. 6. Husillo BBT40 de accionamiento directo opcional 7. Configuración de actualización Revista de herramientas de carrusel servo estándar; husillo de motor HSK-E40; paquete de protección de grafito; sonda de herramienta láser; sistema colector de neblina de aceite, y más 8. Precisión estable Las escalas lineales ópticas de circuito cerrado con alta precisión de posicionamiento pueden suprimir de manera efectiva el error de posicionamiento causado por la extensión térmica del husillo de bolas de plomo. 9. Estabilidad del sistema Equipado con sistema Siemens 828D. |
Como las fresadoras CNC son versátiles, tienen diversas aplicaciones en diversas industrias. Algunas aplicaciones comunes incluyen:
Las fresadoras CNC se utilizan para mecanizar diversos materiales, como metales, plásticos y compuestos, lo que permite la producción de formas y piezas complejas. Se utilizan ampliamente en las industrias manufactureras para producir piezas y componentes de precisión.
Las máquinas CNC tienen numerosas aplicaciones en la industria de la aviación, ya que fabrican componentes críticos como palas de turbinas, estructuras de aeronaves y equipos versátiles, manteniendo la seguridad y la alta precisión.
Las industrias automovilísticas utilizan máquinas fresadoras para producir componentes de motores, piezas de transmisión, componentes de chasis y piezas de molduras interiores y exteriores. Permiten una producción eficiente y de alta calidad de piezas automotrices complejas.
Las fresadoras CNC se emplean en la industria electrónica para fabricar placas de circuito impreso, componentes de carcasa, conectores y otras piezas electrónicas. Ofrecen capacidades de mecanizado precisas para crear diseños y patrones intrincados en placas de circuito impreso y otros componentes electrónicos.
Como la precisión y la exactitud son cruciales en la industria médica, también lo son las fresadoras CNC. Se utilizan para fabricar instrumentos quirúrgicos, componentes dentales y piezas de dispositivos médicos.
En los procesos de creación de prototipos o de fabricación rápida en los que se requieren rápidamente piezas funcionales, se utilizan las fresadoras CNC, ya que ofrecen tiempos de respuesta rápidos, iteraciones eficientes y producciones rentables.
Las fresadoras CNC fabrican herramientas y troqueles para producir troqueles, moldes y accesorios. Los procesos de mecanizado precisos permiten procesos de producción precisos y repetibles.
Las fresadoras CNC se utilizan para crear diseños intrincados y detallados en metales preciosos. Permiten un corte y conformado preciso de las piezas a nivel comercial.
Las fresadoras son extremadamente útiles para enseñar y realizar investigaciones en ingeniería, fabricación y ciencia de los materiales, ya que ofrecen capacitación práctica en la fabricación de piezas innovadoras.
Este artículo cubre la descripción general y los conceptos básicos de las fresadoras CNC. Se utilizan comúnmente para taladrar y cortar formas en un material sólido duro.
Además, también cubre qué y cómo funciona una fresadora CNC. Su principio de funcionamiento se ha explicado en detalle anteriormente.
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¿Cuáles son los usos de las fresadoras CNC?
Las fresadoras CNC se utilizan ampliamente en la industria médica, automotriz, aeroespacial, joyería y fabricación de troqueles.
¿Cuáles son las ventajas de utilizar una fresadora CNC?
● Sin desperdicio
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