Manufactura Industrial 2 ? Laboratorio de Manufactura (UPIICSA ? IPN)

Ingeniería industrial (UPIICSA
– IPN)

1. Fundamentos de las
   máquinas herramientas
2. Máquinas y herramientas
   convencionales
3. Máquinas herramientas no
   convencionales
4. Introducción al
   control numérico
5. Control numérico
   computerizado (cnc)
6. Referencias y vínculos
   web

FUNDAMENTOS DE LAS MAQUINAS
HERRAMIENTAS

Máquina herramienta, máquina estacionaria
y motorizada que se utiliza para dar forma o modelar materiales
sólidos, especialmente metales. El
modelado se consigue eliminando parte del material de la pieza o
estampándola con una forma determinada. Son la base de la
industria
moderna y se utilizan directa o indirectamente para fabricar
piezas de máquinas y
herramientas.
Estas máquinas
pueden clasificarse en tres categorías: máquinas
desbastadoras convencionales, prensas y máquinas herramientas
especiales. Las máquinas desbastadoras convencionales dan
forma a la pieza cortando la parte no deseada del material y
produciendo virutas. Las prensas utilizan diversos métodos de
modelado, como cizallamiento, prensado o estirado. Las
máquinas herramientas especiales utilizan la
energía luminosa, eléctrica, química o sonora,
gases a altas
temperaturas y haces de partículas de alta energía
para dar forma a materiales
especiales y aleaciones
utilizadas en la tecnología
moderna.

    Las máquinas herramientas
modernas datan de 1775, año en el que el inventor
británico John Wilkinson construyó una taladradora
horizontal que permitía conseguir superficies
cilíndricas interiores. Hacia 1794 Henry Maudslay
desarrolló el primer torno
mecánico. Más adelante, Joseph Whitwirth
aceleró la expansión de las máquinas de
Wilkinson y de Maudslay al desarrollar en 1830 varios
instrumentos que permitían una precisión de una
millonésima de pulgada. Sus trabajos tuvieron gran
relevancia ya que se necesitaban métodos
precisos de medida para la fabricación de productos
hechos con piezas intercambiables.

     Las primeras pruebas de
fabricación de piezas intercambiables se dieron al mismo
tiempo en
Europa y en
Estados
Unidos. Estos experimentos se
basaban en el uso de calibres de catalogación, con los que
las piezas podían clasificarse en dimensiones
prácticamente idénticas. El primer sistema de
verdadera producción en masa fue creado por el
inventor estadounidense Eli Whitney, quien consiguió en
1798 un contrato del
gobierno para
producir 10.000 mosquetes hechos con piezas
intercambiables.

     Durante el siglo XIX se
alcanzó un grado de precisión relativamente alto en
tornos, perfiladoras, cepilladoras, pulidoras, sierras, fresas,
taladradoras y perforadoras. La utilización de estas
máquinas se extendió a todos los países
industrializados. Durante los albores del siglo XX aparecieron
máquinas herramientas más grandes y de mayor
precisión. A partir de 1920 estas máquinas se
especializaron y entre 1930 y 1950 se desarrollaron
máquinas más potentes y rígidas que
aprovechaban los nuevos materiales de corte desarrollados en
aquel momento. Estas máquinas especializadas
permitían fabricar productos
estandarizados con un coste bajo, utilizando mano de obra sin
cualificación especial. Sin embargo, carecían de
flexibilidad y no podían utilizarse para varios productos
ni para variaciones en los estándares de
fabricación. Para solucionar este problema, los ingenieros
se han dedicado durante las últimas décadas a
diseñar máquinas herramientas muy versátiles
y precisas, controladas por ordenadores o computadoras,
que permiten fabricar de forma barata productos con formas
complejas. Estas nuevas máquinas se aplican hoy en todos
los campos.

     Entre las máquinas
herramientas básicas se encuentran el torno, las
perfiladoras, las cepilladoras y las fresadoras. Hay
además máquinas taladradoras y perforadoras,
pulidoras, sierras y diferentes tipos de máquinas para la
deformación del metal.

Torno

    El famoso torno, la máquina
giratoria más común y más antigua, sujeta
una pieza de metal o de madera y la
hace girar mientras un útil de corte da forma al objeto.
El útil puede moverse paralela o perpendicularmente a la
dirección de giro, para obtener piezas con
partes cilíndricas o cónicas, o para cortar
acanaladuras. Empleando útiles especiales un torno puede
utilizarse también para obtener superficies lisas, como
las producidas por una fresadora, o para taladrar orificios en la
pieza.  

PERFILADORA

        La
perfiladora se utiliza para obtener superficies lisas. El
útil se desliza sobre una pieza fija y efectúa un
primer recorrido para cortar salientes, volviendo a la
posición original para realizar el mismo recorrido tras un
breve desplazamiento lateral. Esta máquina utiliza un
útil de una sola punta y es lenta, porque depende de los
recorridos que se efectúen hacia adelante y hacia
atrás. Por esta razón no se suele utilizar en las
líneas de producción, pero sí en
fábricas de herramientas y troqueles o en talleres que
fabrican series pequeñas y que requieren mayor
flexibilidad.  

 CEPILLADORA

        Esta es la
mayor de las máquinas herramientas de vaivén. Al
contrario que en las perfiladoras, donde el útil se mueve
sobre una pieza fija, la cepilladora mueve la pieza sobre un
útil fijo. Después de cada vaivén, la pieza
se mueve lateralmente para utilizar otra parte de la herramienta.
Al igual que la perfiladora, la cepilladora permite hacer cortes
verticales, horizontales o diagonales. También puede
utilizar varios útiles a la vez para hacer varios cortes
simultáneos.  

FRESADORA

    En las fresadoras, la pieza entra en
contacto con un dispositivo circular que cuenta con varios puntos
de corte. La pieza se sujeta a un soporte que controla el avance
de la pieza contra el útil de corte. El soporte puede
avanzar en tres direcciones: longitudinal, horizontal y vertical.
En algunos casos también puede girar. Las fresadoras son
las máquinas herramientas más versátiles.
Permiten obtener superficies curvadas con un alto grado de
precisión y un acabado excelente. Los distintos tipos de
útiles de corte permiten obtener ángulos, ranuras,
engranajes o muescas.  

ITALADRADORAS Y
PERFORADORAS  

     Las máquinas
taladradoras y perforadoras se utilizan para abrir orificios,
para modificarlos o para adaptarlos a una medida o para
rectificar o esmerilar un orificio a fin de conseguir una medida
precisa o una superficie lisa.  

    Hay taladradoras de distintos
tamaños y funciones,
desde taladradoras
portátiles a radiales, pasando por taladradoras de
varios cabezales, máquinas automáticas o
máquinas de perforación de gran longitud.
   La perforación implica el aumento de la
anchura de un orificio ya taladrado. Esto se hace con un
útil de corte giratorio con una sola punta, colocado en
una barra y dirigido contra una pieza fija. Entre las
máquinas perforadoras se encuentran las perforadoras de
calibre y las fresas de perforación horizontal y
vertical.

RECTIFICADORAS

Las rectificadoras son máquinas herramientas
equipadas con muelas abrasivas de precisión y sistemas
adecuados para sujetar, colocar, girar o desplazar la pieza para
poder afinarla
hasta lograr el tamaño, forma y acabado deseados. La muela
va montada en un eje movido por un motor, que la
hace girar a unos 30 metros/segundo. Las rectificadoras suelen
clasificarse según la forma de la pieza a afinar, el modo
de sujeción y la estructura de
la máquina. Los cuatro tipos de rectificadoras de
precisión son las rectificadoras de puntos, las
rectificadoras sin puntos, las interiores y las de
superficie.

Las rectificadoras de puntos o exteriores se usan con
piezas cilíndricas taladradas por su centro en cada
extremo, lo que permite sujetar la pieza entre dos puntos y
hacerla girar. Las piezas rectificadas entre los puntos van desde
minúsculos manguitos de válvula hasta laminadoras
siderúrgicas con diámetros superiores a 1,5 m y
pesos de casi 100 toneladas.

Las rectificadoras sin puntos eliminan la necesidad de
taladrar los extremos de la pieza. En estas máquinas la
pieza se sujeta sobre una cuchilla de apoyo y una rueda
reguladora, que también controla la rotación de la
pieza. Se utilizan para afinar objetos como bolas de bolos,
suturas quirúrgicas o rodamientos de rodillos
cónicos.

    Las rectificadoras interiores se
emplean para el acabado de los diámetros interiores de
engranajes, guías de rodamientos y piezas similares. Las
muelas abrasivas son pequeñas y giran a velocidades muy
elevadas, entre 15.000 y 200.000 revoluciones por minuto. La
pieza va rotando despacio mientras la muela permanece
fija.

    Las rectificadoras de superficie se
emplean para superficies planas. La pieza se coloca en un
banco plano y
se mantiene en su sitio mediante electroimanes o dispositivos de
fijación. La muela se hace descender sobre la pieza
mientras el banco se desplaza
con un movimiento
alternativo o gira lentamente.

PULIDORA

    El pulido es la eliminación de
metal con un disco abrasivo giratorio que trabaja como una
fresadora de corte. El disco está compuesto por un gran
número de granos de material abrasivo conglomerado, en que
cada grano actúa como un útil de corte
minúsculo. Con este proceso se
consiguen superficies muy suaves y precisas. Dado que sólo
se elimina una parte pequeña del material con cada pasada
del disco, las pulidoras requieren una regulación muy
precisa. La presión
del disco sobre la pieza se selecciona con mucha exactitud, por
lo que pueden tratarse de esta forma materiales frágiles
que no pueden procesarse con otros dispositivos convencionales.
 

SIERRAS

    Las sierras mecánicas
más utilizadas pueden clasificarse en tres
categorías, según el tipo de movimiento que
se utiliza para realizar el corte: de vaivén, circulares o
de banda. Las sierras suelen tener un banco o marco, un tornillo
para sujetar la pieza, un mecanismo de avance y una hoja de
corte.

Útiles y fluidos para el corte

    Dado que los procesos de
corte implican tensiones y fricciones locales y un considerable
desprendimiento de calor, los
materiales empleados en los útiles de corte deben ser
duros, tenaces y resistentes al desgaste a altas temperaturas.
Hay materiales que cumplen estos requisitos en mayor o menor
grado, como los aceros al carbono (que
contienen un 1 o 1,2% de carbono), los
aceros de corte rápido (aleaciones de
hierro con
volframio, cromo, vanadio o carbono), el carburo de tungsteno y
los diamantes. También tienen estas propiedades los
materiales cerámicos y el óxido de aluminio.

    En muchas operaciones de
corte se utilizan fluidos para refrigerar y lubricar. La refrigeración alarga la vida de los
útiles y ayuda a fijar el tamaño de la pieza
terminada. La lubricación reduce la fricción,
limitando el calor generado
y la energía necesaria para realizar el corte. Los fluidos
para corte son de tres tipos: soluciones
acuosas, aceites químicamente inactivos y fluidos
sintéticos.  

Prensas

    Las prensas dan forma a las piezas
sin eliminar material, o sea, sin producir viruta. Una prensa consta de
un marco que sostiene una bancada fija, un pistón, una
fuente de energía y un mecanismo que mueve el
pistón en paralelo o en ángulo recto con respecto a
la bancada. Las prensas cuentan con troqueles y punzones que
permiten deformar, perforar y cizallar las piezas. Estas
máquinas pueden producir piezas a gran velocidad
porque el tiempo que
requiere cada proceso es
sólo el tiempo de desplazamiento del
pistón.

MÁQUINAS HERRAMIENTAS NO
CONVENCIONALES

    Entre las máquinas
herramientas no convencionales se encuentran las máquinas
de arco de plasma, las de rayo láser, las
de descarga eléctrica y las electroquímicas,
ultrasónicas y de haz de electrones. Estas máquinas
fueron desarrolladas para dar forma a aleaciones de gran dureza
utilizadas en la industria
pesada y en aplicaciones aerospaciales. También se usan
para dar forma y grabar materiales muy delgados que se utilizan
para fabricar componentes electrónicos como los microprocesadores.  

Arco de
plasma

    La mecanización con arco de
plasma utiliza un chorro de gas a alta
temperatura y
gran velocidad para
fundir y eliminar el material. El arco de plasma se utiliza para
cortar materiales difíciles de seccionar con otros
métodos, como el acero inoxidable
y las aleaciones de aluminio.
  Láser

    La mecanización por
rayo láser
se consigue dirigiendo con mucha precisión un rayo
láser,
para vaporizar el material que se desea eliminar. Este método es
muy adecuado para hacer orificios con gran exactitud.
También puede perforar metales
refractarios y cerámicos y piezas muy finas sin
abarquillarlas. Otra aplicación es la fabricación
de alambres muy finos.

Descarga eléctrica

    La mecanización por descarga
eléctrica, conocida también como erosión
por chispa, utiliza la energía
eléctrica para eliminar material de la pieza sin
necesidad de tocarla. Se aplica una corriente de alta frecuencia
entre la punta del útil y la pieza, haciendo que salten
chispas que vaporizan puntos pequeños de la pieza. Como no
hay ninguna acción mecánica, pueden realizarse operaciones
delicadas con piezas frágiles. Este método
produce formas que no pueden conseguirse con procesos de
mecanizado convencionales.

Electroquímica

    Este tipo de mecanización
emplea también la energía
eléctrica para eliminar material. Se crea una celda
electrolítica en un electrólito, utilizando el
útil como cátodo y la pieza como ánodo y se
aplica una corriente de alta intensidad pero de bajo voltaje para
disolver el metal y eliminarlo. La pieza debe ser de un material
conductor. Con la mecanización electroquímica son posibles muchas
operaciones como grabar, marcar, perforar y fresar.

Ultrasónica

    La mecanización
ultrasónica utiliza vibraciones de alta frecuencia y baja
amplitud para crear orificios y otras cavidades. Se fabrica un
útil relativamente blando con la forma deseada y se aplica
contra la pieza con una vibración, utilizando un material
abrasivo y agua. La
fricción de las partículas abrasivas corta poco a
poco la pieza. Este proceso permite mecanizar con facilidad
aceros endurecidos, carburos, rubíes, cuarzo, diamantes y
vidrio.

Haz de electrones

    Este método de
mecanización utiliza electrones acelerados a una velocidad
equivalente a tres cuartas partes de la velocidad de la luz. El proceso
se realiza en una cámara de vacío para reducir la
expansión del haz de electrones a causa de los gases de la
atmósfera.
La corriente de electrones choca contra un área de la
pieza delimitada con precisión. La energía
cinética de los electrones se convierte en calor al chocar
éstos contra la pieza, lo que hace que el material que se
quiere eliminar se funda y se evapore, creando orificios o
cortes. Los equipos de haz de electrones se suelen utilizar en
electrónica para grabar circuitos de
microprocesadores.

    Torno, fresadora, cepilladora y
perfiladora

    Esta selección
de máquinas herramientas básicas muestra diversos
métodos para dar forma a una pieza. El tipo de tarea suele
determinar la herramienta empleada. Por ejemplo, para hacer una
agarradera redonda se usaria un torno    mientras
que para hacer una tabla de cocina se usaría una
cepilladora. Para usar las máquinas herramientas de forma
eficaz, la pieza (como en el caso de la perfiladora) o la
herramienta (como en el caso de la cepilladora) deben permanecer
estacionarias.

Máquinas herramientas comunes

    Las máquinas herramientas
más comunes preparan las piezas para su posterior ajuste y
uso. Las taladradoras, pulidoras, prensas y perforadoras se
utilizan mucho en la industria, y ejecutan las tareas con
más rapidez y precisión que si las realizara de
forma manual un
trabajador.

  Torno (máquina
herramienta)

    Aparato para dar forma a una pieza de
metal, madera u otro
material haciéndola girar con rapidez contra un
dispositivo de corte que permanece fijo (Máquina
herramienta).

    El torno es una de las
máquinas herramientas más antiguas e importantes.
Puede dar forma, taladrar, pulir y realizar otras operaciones.
Los tornos para madera ya se utilizaban en la edad media.
Por lo general, estos tornos se impulsaban mediante un pedal que
actuaba como palanca y, al ser accionado, movía un
mecanismo que hacía girar el torno. En el siglo XVI, los
tornos ya se propulsaban de forma continua mediante manivelas o
energía hidráulica, y estaban dotados de un soporte
para la herramienta de corte que permitía un torneado
más preciso de la pieza. Al comenzar la Revolución
Industrial en Inglaterra,
durante el siglo XVII, se desarrollaron tornos capaces de dar
forma a una pieza metálica. El desarrollo del
torno pesado industrial para metales en el siglo XVIII hizo
posible la producción en serie de piezas de
precisión.

    En la década de 1780 el
inventor francés Jacques de Vaucanson construyó un
torno industrial con un portaherramientas deslizante que se
hacía avanzar mediante un tornillo manual. Hacia
1797 el inventor británico Henry Maudslay y el inventor
estadounidense David Wilkinson mejoraron este torno conectando el
portaherramientas deslizante con el 'husillo', que es la parte
del torno que hace girar la pieza trabajada. Esta mejora
permitió hacer avanzar la herramienta de corte a una
velocidad constante. En 1820, el mecánico estadounidense
Thomas Blanchard inventó un torno en el que una rueda
palpadora seguía el contorno de un patrón para una
caja de fusil y guiaba la herramienta cortante para tornear una
caja idéntica al patrón. El torno revólver,
desarrollado durante la década de 1840, incorpora un
portaherramientas giratorio que soporta varias herramientas al
mismo tiempo. En un torno revólver puede cambiarse de
herramienta con sólo girar el portaherramientas y fijarlo
en la posición deseada. Hacia finales del siglo XIX se
desarrollaron tornos de revólver automáticos para
cambiar las herramientas de forma automática. Los tornos
modernos pueden programarse para controlar la secuencia de
operaciones, la velocidad de giro del husillo, la profundidad y
dimensiones del corte y el tipo de herramienta.

Torno:    Un trabajador emplea un
torno
para dar forma a la madera. El torno, una de las
máquinas herramientas más antiguas, funciona
haciendo girar rápidamente una pieza contra un dispositivo
de corte fijo.

INTRODUCCIÓN AL CONTROL
NUMÉRICO

El control
numérico es un ejemplo de automatización programable. Se
diseñó para adaptar las variaciones en la
configuración de los productos. Su principal
aplicación se centra en volúmenes de
producción bajos y medios. Uno de
los ejemplos más importantes de automatización programable es el control
numérico en la fabricación de partes
metálicas. El control numérico (CN) es una forma de
automatización programable en la cual el equipo de
procesado se controla a través de números, letras y
otros símbolos. Estos números, letras y
símbolos están codificados en un formato apropiado
para definir un programa de
instrucciones para desarrollar una tarea concreta. Cuando la
tarea en cuestión cambia, se cambia el programa de
instrucciones. La capacidad de cambiar el programa hace que el CN
sea apropiado para volúmenes de producción bajos o
medios, dado
que es más fácil escribir nuevos programas que
realizar cambios en los equipos de procesado.

El primer desarrollo en
el área del control numérico se le atribuye a John
Parsons. El concepto de
control numérico implicaba el uso de datos en un
sistema de
referencia para definir las superficies de contorno de las
hélices de un helicóptero. La aplicación del
control numérico abarca gran variedad de procesos.
Aquí se dividen las aplicaciones en dos categorías:
(1) aplicaciones con máquina herramienta, tales como el
taladrado, laminado, torneado, etc., y (2) aplicaciones sin
máquina herramienta, tales como el ensamblaje, trazado e
inspección. El principio de operación común
de todas las aplicaciones del control numérico es el
control del la posición relativa de una herramienta o
elemento de procesado con respecto al objeto a
procesar.

DEFINICIÓN DE CONTROL
NUMÉRICO

Existen diversas definiciones de lo que es un control
numérico (CN) entre las que se pueden

citar las siguientes:

– Es todo dispositivo capaz de dirigir posicionamientos
de un órgano mecánico móvil, en
el

que las órdenes relativas a los desplazamientos
del móvil son elaboradas a partir de las

instrucciones codificadas en un programa.

– Es todo dispositivo que realiza un mando mediante
números, haciendo que las máquinas

desarrollen su trabajo automáticamente mediante
la introducción en su memoria de
un

programa en el que se definen las operaciones a realizar
por medio de combinaciones de

letras y números.

– Son sistemas que, en
base a una serie de instrucciones codificadas (programa),
gobierna todas las acciones de
una máquina o mecanismo al que le ha sido aplicado
haciendo que éste desarrolle una secuencia de operaciones
y movimientos en el orden previamente establecido por el
programador. Quizá la definición más clara
en lo que se refiere al CN aplicado a las
máquinas-herramienta sea la siguiente:

"Sistema que aplicado a una máquina-herramienta
automatiza y controla todas las acciones de la
misma, entre las que se encuentran: – los movimientos de los
carros y del cabezal, – el valor y el
sentido de las velocidades de avance y de corte, – los cambios de
herramientas y de piezas a mecanizar, – las condiciones de
funcionamiento de la máquina (bloqueos, refrigerantes,
lubricación, etc.), – el estado de
funcionamiento de la máquina (averías,
funcionamiento defectuoso, etc.), – la coordinación y el control de las propias
acciones del CN (flujos de información, sintaxis de programación, diagnóstico de su funcionamiento, comunicación con otros dispositivos,
etc.)." De todo ello se deduce que los elementos básicos
de un sistema de control numérico son, con carácter
general. – El programa, que contiene la información precisa para que se desarrollen
esas tareas. El programa se escribe en un lenguaje
especial (código)
compuesto por letras y números y se graba en un soporte
físico (cinta magnética, disquete, etc.) o se
envía directamente al control vía RS-232. – El
control numérico (CN), que debe interpretar las
instrucciones contenidas en el programa, convertirlas en
señales que accionen los dispositivos de las
máquinas y comprobar su resultado.

El control numérico puede aplicarse a una gran
variedad de máquinas, entre las que podemos

citar:

– tornos,

– fresadoras,

– centros de mecanizado,

– taladradoras,

– punteadoras,

– mandrinadoras,

– rectificadoras,

– punzonadoras,

– dobladoras,

– plegadoras,

– prensas,

– cizallas,

– máquinas de electroerosión,

– máquinas de soldar,

– máquinas de oxicorte,

– máquinas de corte por láser, plasma,
chorro de agua,
etc.,

– "plotters" o trazadores,

– máquinas de bobinar,

– máquinas de medir por coordenadas,

– robots y manipuladores,

En el ámbito de las máquinas-herramienta,
la incorporación de un sistema de control numérico
ha supuesto una gran evolución hasta llegar a los centros de
mecanizado y centros de torneado como los que se muestran en la
figura 1.1, que incorporan sistemas de cambio
automático de piezas y herramientas.

CLASIFICACIÓN DE LOS CONTROLES
NUMÉRICOS

Debido a las diferencias que existen entre las
máquinas que son susceptibles de ser gobernadas por un CN,
a las dificultades técnicas
en el diseño
de los controladores y a condicionantes de tipo económico,
han aparecido diversos tipos de CN que pueden clasificarse de
varias maneras:

a) Según el sistema de referencia

b) Según el control de las
trayectorias

c) Según el tipo de accionamiento

d) Según el bucle de control

e) Según la tecnología de
control

.a) Clasificación según el sistema de
referencia

Para programar los sistemas de CN es necesario
establecer un sistema de referencia estándar

en el que puedan ser especificadas las diferentes
posiciones relativas de la máquina herramienta con
respecto al trabajo a realizar. Para facilitar las cosas de cara
al programador la pieza a ser maquinada se fija a una mesa de
trabajo mientras que la máquina herramienta se mueve en
torno a ella. De este modo el sistema de referencia se fija con
respecto a la mesa de trabajo.

Sistemas de referencia fijos frente a sistemas de
referencia flotantes

El propósito de los sistemas de referencia es
localizar la herramienta en relación con la
pieza

a ser maquinada. Dependiendo del tipo de máquina
de CN el programador puede tener varias

opciones para especificar esta localización. En
el caso de sistemas de referencia fijos, el origen siempre se
localiza en la misma posición con respecto a la mesa de
trabajo. Normalmente, esta posición es la esquina inferior
de la izquierda de la mesa de trabajo y todas las posiciones se
localizan a lo largo de los ejes XY positivos y relativos a ese
punto fijo de referencia. En el caso de sistema de referencia
flotantes, más comunes en las modernas máquinas de
CN, permiten que el operador fije el origen del sistema en
cualquier posición de la mesa de trabajo. A esta característica se le llama origen flotante.
El programador es el que decide donde debe estar situado el
origen. Esta decisión corresponde a la conveniencia de la
parte de programación. Por ejemplo, la pieza a
trabajar puede tener una simetría y convendría
situar el origen en el centro de esa simetría. La
localización de esta referencia se realiza al principio de
la tarea, el operador mueve la herramienta mediante control
manual al punto que se desea como origen del sistema de
referencia y presiona un botón indicándole a la
máquina que en ese punto se encuentra el
origen.

b) Clasificación según el control de
las trayectorias

Si atendemos al primer tipo de calsificación nos
encontramos con dos tipos de CN distintos:

– CN punto a punto

– CN paraxial

– CN continuo o de contorneado

– Control numérico punto a punto:

El CN punto a punto controla únicamente el
posicionado de la herramienta en los puntos donde debe ser
realizada una operación de mecanizado realizando los
desplazamientos en vacío según trayectorias
paralelas a los ejes o a 45 grados sin ninguna coordinación entre los sistemas de mando de
cada uno. Se utiliza fundamentalmente en máquinas
taladradoras, punzonadoras, punteadoras y en algunas
mandrinadoras. La coordinación entre ejes no es necesaria
porque lo importante es alcanzar un punto dado en el
mínimo tiempo y con la máxima precisión
posible. El mecanizado no comienza hasta que se han alcanzado
todas las cotas en los diversos ejes para dicho punto. El camino
seguido para ir de un punto a otro no importa con tal de que no
existan colisiones. El método a es quizás el
más lento, pero más sencillo. El método b es
sin duda el más rápido aunque implica el uso de
equipos sofisticados para mover los ejes coordinadamente
(interpolación lineal). El método c es el
más común, en él los dos ejes comienzan a
moverse simultáneamente a máxima velocidad
(formando 45 grados) hasta alcanzar la cota límite en
alguno de los ejes, momento en el cual, para ese eje y
continúan los demás.

– Control numérico paraxial:

El CN paraxial permite controlar la posición y
trayectoria durante el mecanizado del elemento desplazable,
siempre que esta última sea paralela a los ejes de la
máquina y, en algunos casos, a 45 grados). En principio es
aplicable a cualquier tipo de máquina-herramienta si bien
su uso en la práctica se reduce al gobierno de
taladradoras y fresadoras. – Control numérico de
contorneado: El CN de contorneado o continuo fue el primero en
aparecer para después quedar en un segundo plano frente a
los sistemas punto a punto y paraxiales y, posteriormente, con
los avances en la tecnología electrónica e informática, desplazar a los otros dos
sistemas siendo el más utilizado en la mayor parte de las
máquinas-herramienta.

Los sistemas CN de contorneado controlan no sólo
la posición final de la herramienta sino el movimiento en
cada instante de los ejes y coordinan su movimiento usando
técnicas de interpolación lineal,
circular y parabólica. La denominación de continuo
viene dada por su capacidad de un control continuo de la
trayectoria de la herramienta durante el mecanizado, y de
contorneado por la posibilidad de realizar trayectorias definidas
matemáticamente de formas cualesquiera obtenidas por
aproximación. Este tipo de control de contorneado se
aplica a tornos, fresadoras, centros de mecanizado y, en general,
a cualquier tipo de máquina que deba realizar mecanizados
según una trayectoria más o menos
compleja.

c) Según el tipo de
accionamiento

Según el tipo de accionamiento pueden ser:
hidráulicos, eléctricos o
neumáticos.

d) Según el bucle de control

El control del sistema se puede realizar de dos formas:
en bucle cerrado, donde a través de sensores se mide
el valor a la
salida, y se compara en todo instante con un valor de
referencia

proporcionando una adecuada señal de control; o
en bucle abierto donde no existe tal
realimentación.

e) Clasificación según la
tecnología de control

Si atendemos a la clasificación según la
forma física de
realizar el control encontramos los

siguientes tipos de CN:

– Control Numérico (CN)

– Control Numérico Computerizado (CNC)

– Control Numérico Adaptativo (CNA)

– Control Numérico (CN):

La denominación de Control Numérico (CN)
se utiliza para designar aquellos controles donde cada una de las
funciones que
realiza el control son implementadas por un circuito
electrónico específico únicamente destinado
a este fin, realizándose la interconexión entre
ellos con lógica
cableada. Sus características principales son las de
trabajar sin memoria, con una
cinta perforada como medio de introducción del programa que se ejecuta de
forma secuencial. Los armarios de control son de gran volumen y
difícil mantenimiento.

CONTROL NUMÉRICO
COMPUTERIZADO (CNC):

El tipo de controles basados en circuitos
específicos y lógica
cableada (CN) ha caído en desuso con la aparición
de los Controles Numéricos Computerizados (CNC), basados
en el uso de uno o varios microprocesadores que sustituyen a los
circuitos de lógica cableada de los sistemas CN, poco
fiables y de gran tamaño. Los CNC incluyen una memoria
interna de semiconductores
que permite el almacenamiento
del programa pieza, de los datos de la
máquina y de las compensaciones de las herramientas. Por
otra parte, incorporan un teclado que
facilita la
comunicación y el grado de interactividad con el
operario y permiten la ruptura de la secuencia de los programas, la
incorporación de subrutinas, los saltos condicionales y la
programación paramétrica. De esta forma, se
facilita una programación más estructurada y
fácil de aprender. Por otra parte, se trata de equipos
compactos con circuitos
integrados, lo que aumenta el grado de fiabilidad del control
y permite su instalación en espacios reducidos y con un
nivel de ruido elevado.
Actualmente, todos los controles que se fabrican son del tipo
CNC, quedando reservado el término CN para una referencia
genérica sobre la tecnología, de tal forma que se
utiliza la denominación CN (Control Numérico) para
hacer referencia a todas las máquinas de control
numérico, tengan o no computador.

REFERENCIAS Y VINCULOS WEB:

PLANEACIÓN Y CONTROL DE LA
PRODUCCIÓN: BALANCEO DE LÍNEAS DE ENSAMBLE:
LÍNEAS MEZCLADAS Y DEL MULTI-MODELO

www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/pcplinen.htm

PLANEACIÓN Y CONTROL DE LA PRODUCCIÓN –
BALANCEO DE LINEAS

www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/pycdelapro.htm

FUNDAMENTOS DE LA ECONOMÍA DE LOS SISTEMAS DE
CALIDAD

www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/fin/fundelacal.htm

PAGOS SALARIALES: PLAN DE SALARIOS E
INCENTIVOS EN
INGENIERÍA INDUSTRIAL
www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/rrhh/pagosal.htm

MANUAL DE TIEMPO
ESTÁNDAR
www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger/mantiemesivan.htm

INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA
INDUSTRIAL
www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/introalaii.htm

INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES – REDES Y LA
ADMINISTRACIÓN DE PROYECTOS
www.gestiopolis.com/recursos/documentos/fulldocs/ger1/iopertcpm.htm

Autor:

Ing. Iván Escalona

Ingeniería Industrial

UPIICSA – IPN

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Estudios de Preparatoria: Centro Escolar Atoyac
(Incorporado a la U.N.A.M.)

Estudios Universitarios: Unidad Profesional
Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias
Sociales y Administrativas (UPIICSA) del Instituto
Politécnico Nacional (I.P.N.)

www.upiicsa.ipn.mx

Ciudad de Origen: México.