CNC

1. Maquinas de Control Numérico CNC
- Historia y evolución del CNC.
- Tipos de maquinas CNC
- Componenetes de las Maquinas CNC
Elaborado por:
James Rodriguez Muriel
N° Carnet: 2011213017
Abelardo Antonio Agudelo
Ingeniería Mecánica
Diseño CAD-CAM
2013 - 03 – 21
Medellín
Tecnológico Pascual Bravo IU

2. Historia y evolución del CNC
HISTORIA DEL CNC
Su inicio fue en la revolución industrial en 1770 las maquinas eran operadas a
mano, al fin se tiende mas y mas a la automatización ayudo el vapor, electricidad y
materiales avanzados.
En 1945 al fin de la 2 guerra mundial se desarrollo la computadora electrónica.
En los 50´s se uso la computadora en una maquina herramienta.
No paso mucho tiempo hasta que la computación fue incorporada masivamente a
la producción.
En los 60´s con los chips se reduce el costo de los controladores
Hacia 1942 surgió lo que se podría llamar el primer control numérico
verdadero, debido a una necesidad impuesta por la industria aeronáutica para la
realización de hélices de helicópteros de diferentes configuraciones.
Desarrollo Histórico del Control Numérico.
Los primeros equipos de CN con electronica de valvulas, reles y cableados,
tenían un volumen mayor que las propias máquinas-herramientas, con una
programación manual en lenguajes máquina muy complejo y muy lenta de
programar.
Puede hablarse de cuatro generaciones de máquinas de control numérico de
acuerdo con la evolución de la electronica utilizada.
1. Valvulas electronicas y reles (1950).
2. Transistores (1960).
3. Circuitos integrados (1965).
4. Microprocesadores (1975).
A finales de los sesentas nace el control numérico por ordenador. Las funciones
de control se realizaban mediante programas en la memoria del ordenador de
forma
que pueden adaptarse facilmente con solo modificar el progama. En esta época
los
ordenadores eran todavia muy grandes y costosos, la única solución practica para
el
CN era disponer de un ordenador central conectado a varias máquinas-
herramientas
que desarrollaban a tiempo compartido todas las funciones de control de las
mismas.
Esta tecnología se conoce con las siglas DNC (Direct Numerical Control - Control
Numerico Directo).

3. A principios de los setentas se empezó a aplicar mas pequeño y económico
apareciendo asi el CNC ( Control Numerico Computarizado ), que permite que un
mismo control numerico pueda aplicarse a varios tipos de máquinas distintas sin
mas
que programar las funciones de control para cada máquina en particular.
Las tendencias actuales de automatización total y fabricación flexible se basan
en máquinas de CNC conectadas a un ordenador central con funciones de
programación y almacenamiento de programas y transmicion de los mismos a las
máquinas para su ejecución.
Los esfuerzos para eliminar la intervención humana en los procesos de
producción son una meta gerencial con la introducción de los conceptos de partes
intercambiables y producción en masa. El control numerico puede proveer:
1. Flexibilidad para incrementar la produccion de bajo nivel.
2. Instrucciones almecenadas para disminuir la mano de obra directa.
La tecnología de control numérico fue la primera aplicación del auxilio de
manufactura computarizada (CAM), la aplicación de tecnología de proceso de
información a la tecnología de automatización industrial. La máquina-herramienta
de
control numerico original fue desarrollada por contrato de la Fuerza Aérea por el
Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en el laboratorio de
servomecanismosmilitar para producir frecuentes y muy complejas partes
modificadas en base a
emergencias.
La primera instalación comercial de equipo de control numerico fué en 1957. Las
máquinas originales de control numérico fueron estandar como las fresadoras y
taladros.
Tecnología de control fue desarrollada en paralelo con computadoras digitales,
desde tubos de vacio pasando por transistores y circuitos integrados para los mas
capaces y confiables minicomputadoras, miniprocesadores, basados en control de
unidades los cuales son referidos como computadora de control numerico (CNC).
El
control con alambrado fué menos flexible en su habilidad para leer y responder.
En los CNC el alambrado lógico es reemplazado por software ejecutador, el dá
al controlador su identidad. En adición provee parte del almacen del programa,
ahora
muchos controladores aceptan operaciones de computo lógico tales como
variables,
ramales, y subrutinas en la parte de instrucción del programa. El programa de la
parte
y nuestro programador es de la nueva creación de trabajadores de información en
la
nueva revolucion industrial de la información. Como desarrollo del progreso de la
tecnología de maquinado y control, se reconoció una necesidad para un método
de
programación para manipular y traducir información de tecnologia y manufactura
para
crear un medio de control para partes complicadas de 3 dimenciones. La Fuerza

4. Aerea
inició este proyecto (MIT), el resultado fué el sistema de asistencia por
computadora
llamado APT para herramientas programables completamente automáticas.
Mientras más intervención humana fué quitada del equipo de operación,
controles humanos, la accesibilidad del operador al proceso se ha minimizado.
Estos
procesos son tales como corte con alambre electrico, corte con laser y maquinado
a
alta velocidad que pueden ser imposibles sin el control numerico.
Evolucion del control computarizado en manufactura
Siglo XIV.- Se usó el primer aditamento con información secuenciada en los
cilindros
con pernos en los relojes de las iglesias.
1808.- Joseph M. Jacqaurd usó una hoja de metas perforadas para controlar
agujas en
las tejedoras.
1863.- M. Fourneaux patentó el primer piano automático , usando el principio de
pasar
aire a través de un rollo de papel perforado; llamandola pianola.
1842.- Pascal construyó una calculadora mecánica.
1834.- Babbage construyó una claculadora capaz de dar seis decimales.
1940.- Aiken en E.U.A. y Zuse en Alemania usando relevadores construyeron la
primera máquina electrónica computable.
1943.- Mauchly and Eckert construyeron la primera computadora electrónica
ENIAC
(Electronic Numerical Integrator and Computer), contenía 18000 bulbos, 500,000
conexiones soldadas amano,pesaba 30 toneladas, ocupaba 160 mts , su carga
electrónica era de 174 kw.
1948.- Se desarrollo el transistor.
1959.- Se empezaron a construir circuitos integrados.
1960.- Se empezarona construir computadoras en forma comercial.
1965.- Se construyeron circuitos integrados en gran escala.
1979.- Microprocesadores.
1980.- Componentes de superficie.
Maquinas de control numerico.
El principal objetivo en el desarrollo de las máquinas de control numérico fué la
precisión. Para 1949 la idea ya tenía 500 años en la mente del hombre.
1952.- John C. Parsons y el Instituto Tecnológico de Masachussetts desarrollaron
la
primera máquina fresadora de control numérico, construida con bulbos, usando un
código binario y cinta perforadora.
1954.- Se desarrolló un lenguaje sinmbólico llamado APT Automatically
Programmed
Tool, Programación automática de la herramienta.
1957.- La Bendix Co. comnezó a construir máquinas en forma comercial, usadas
primeramente por la fuerza aérea de E:U.

5. 1971.- Hasta este año la AIA (Aerospace Industry Association) el MIT y el ITRI
(Illinois of Technology Research Institute) trabajaron en el desarrollo del lenguaje
APT.
El lenguaje APT inicial era suficiente para operaciones de taladrado, torneado o
fresado recto, sin embargo estas no son suficientes para las operaciones de
maquinado.
Cuando en 1976 se aplicó el microprocesador a las computadoras, se dió un
enorme salto en el desarrollo del CNC, haciendose posible las interpolaciones
rectas y
cruvas entre ejes.
1982.- Se desarrollaron los primeros sistemas flexibles de manufactura FMS
1986.- Se desarrollaron los primeros sistemas de manufactura integrada. CIM
Tipos variados de maquinas CNC
Simulación de movimientos, coordenadas y partes que componen las
maquinas CNC

6. CONTROL NUMÉRICO CNC
INTRODUCCIÓN
Actualmente existe un ambiente de grandes expectativas e incertidumbre. Mucho de esto
se
da por los rápidos cambios de la tecnología actual, pues estos no permiten asimilarla en
forma
adecuada de modo que es muy difícil sacar su mejor provecho. También surgen cambios
rápidos
en el orden económico y político los cuales en sociedades como la nuestra (países en
desarrollo)
inhiben el surgimiento de soluciones autóctonas o propias para nuestros problemas más
fundamentales.
Entre todos estos cambios uno de los de mayor influencia lo será sin duda el desarrollo de
las nuevas políticas mundiales de mercados abiertos y globalización. Todo esto habla de
una libre
competencia y surge la necesidad de adecuar nuestras industrias a fin de que puedan
satisfacer el
reto de los próximos años. Una opción o alternativa frente a esto es la reconversión de las
industrias introduciendo el elemento de la automatización. Sin embargo se debe hacerse

7. en la
forma más adecuada de modo que se pueda absorber gradualmente la nueva tecnología
en un
tiempo adecuado; todo esto sin olvidar los factores de rendimiento de la inversión y
capacidad de
producción.
Uno de los elementos importantes dentro de este resurgir de la automatización son la
Máquinas de Herramientas de Control Numérico Computarizado, las cuales brindan
algunas
ventajas adicionales.
Desde los orígenes del control numérico todos los esfuerzos se han encaminado a
incrementar la productividad, precisión, rapidez y flexibilidad de las máquinas-herramienta.
Su
uso ha permitido la mecanización de piezas muy complejas, especialmente en la industria
aeronáutica, que difícilmente se hubieran podido fabricar de forma manual.
La utilización de sistemas de control abiertos aportará considerables beneficios, no sólo a
los fabricantes de control y fabricantes de máquina-herramienta, sino también al usuario
final.
Permitirá la integración de módulos propios, dando así a una empresa la posibilidad de
implementar, por ejemplo, su sistema de programación específico tanto a pie de máquina
como
en el departamento de programación. Al basarse en estándares, la integración en un
entorno CIM
será fácil y económica.
También se obtendrán una reducción del tiempo de desarrollo y un incremento de la
flexibilidad en la adaptación de los controles a las demandas especiales de las máquinas-
herramienta y células de producción. Finalmente, se reducirán los costes de desarrollo,
adaptación, puesta en marcha, formación, documentación y mantenimiento.
Las maquinas herramienta de control numérico configuran una tecnología de fabricación
que de la mano de la microelectrónica, la automática y la informática industrial ha
experimentado
en los últimos años un desarrollo acelerado y una plena incorporación a los procesos
productivos,
desplazando progresivamente a las maquinas convencionales, su capacidad de trabajo
automático
y de integración de los distintos equipos entre si y con los sistemas de control, planificación
y
gestión de formación, hacen del control numérico (CN) la base de apoyo a unas
tecnologías de
fabricación: el COM.- fabricación flexible y el CIM fabricación integrado por computadora.
FUNDAMENTOS VENTAJAS Y CLASIFICACIÓN
Evolución y tendencias de los controles numéricos
En primer lugar se realizará un breve resumen de la historia del control numérico desde
sus

8. orígenes. A continuación se analizarán las tendencias actuales, contemplando tanto
aspectos
hardware como software. En tercer lugar se presentarán las diferentes iniciativas
(europeas,
americanas y japonesas) en el campo de los controles numéricos abiertos. Finalmente se
presentarán diferentes tipos de controles abiertos y, en particular, la futura familia de
controles
numéricos abiertos en la que Fagor Automation está trabajando actualmente.
A continuación se mostrara una tabla donde nos muestra el desarrollo del control
numérico.
(1725) Máquinas de tejer construidas en Inglaterra, controladas por tarjetas
perforadas.
(1863) M. Forneaux- primer piano que tocó automáticamente.
(1870-1890) Eli Whitney- desarrollo de plantillas y dispositivos.
"Sistema norteamericano de manufactura de partes intercambiables.
(1880) Introducción de una variedad de herramientas para el maquinado de metales.
Comienzo del énfasis en la producción a gran escala.
(1940) Introducción de los controles hidráulicos, neumáticos y electrónicos.
Aumento del énfasis en el maquinado automático.
(1945) Comienzo de la investigación y desarrollo del control numérico.
Comienzo de los experimentos de producción a gran escala con control numérico.
(1955) Las herramientas automatizadas comenzaron a aparecer en las plantas de
producción para la Fuerza Aérea de producción de los Estados Unidos:
(1956) Hay concentración en la investigación y el desarrollo del control numérico.
(1960) Hasta la actualidad
Se crean varios nuevos sistemas de control numérico.
Se perfeccionaron las aplicaciones a la producción de una gama más grande de
procedimientos de maquinado de metales.
Se idearon aplicaciones a otras actividades diferentes del maquinado de
metales.
Se utilizaron insumos computarizados de control numérico.
Se utilizan documentos computarizados de planeación gráficos por control
numérico.
Se han desarrollado procedimientos computarizados de trazo de curvas de nivel
por control numérico, a bajo costo.
Se han establecido centros de maquinado para utilización general.
Dificultades actuales en el trabajo
Entre los problemas industriales de estos países desarrollados podemos mencionar:
Existe cada vez una mayor exigencia en la precisión.
Los diseños son cada vez más complejos.
La diversidad de productos hace necesario la tendencia a estructuras de producción
más flexibles.
Se tiende a incrementar los tiempos de inspección.
Los costos de fabricación de moldes es mayor y se hace necesario minimizar errores.

9. El tiempo de entrega de los productos tiende a ser cada vez más reducido.
La formación de instructores es cada vez más difícil, pues se hace necesario personal
cada
vez más experimentado.
El Ambiente de Trabajo.
El entorno del ambiente industrial se encuentra frecuentemente con situaciones tales
como:
Escasez de mano de obra calificada.
Producción masiva de múltiples modelos de un mismo producto.
Ambiente de producción y taller poco atractivo.
Estos aspectos son más fácil de encontrar en sociedades industriales, que en países
subdesarrollados.
Una solución para los problemas que aquejan hoy en día a la industria es utilizar una de
las
5 formas automatizar los procesos.
Los tipos de automatización son:
Control Automático de Procesos
El Procesamiento Electrónico de Datos
La Automatización Fija
El Control Numérico Computarizado
La Automatización Flexible.
El Control Automático de Procesos, se refiere usualmente al manejo de procesos
caracterizados de diversos tipos de cambios (generalmente químicos y físicos); un ejemplo
de
esto lo podría ser el proceso de refinación de petróleo.
El Proceso Electrónico de Datos frecuentemente es relacionado con los sistemas de
información, centros de computo, etc. Sin embargo en la actualidad también se considera
dentro
de esto la obtención, análisis y registros de datos a través de interfases y computadores.
La Automatización Fija, es aquella asociada al empleo de sistemas lógicos tales como: los
sistemas de relevadores y compuertas lógicas; sin embargo estos sistemas se han ido
flexibilizando al introducir algunos elementos de programación como en el caso de los
(PLC’S)
O Controladores Lógicos Programables.
Un mayor nivel de flexibilidad lo poseen las máquinas de control numérico computarizado.
Este tipo de control se ha aplicado con éxito a Máquinas de Herramientas de Control
Numérico
(MHCN). Entre las MHCN podemos mencionar:
Frezadoras CNC.
Tornos CNC.
Máquinas de Electroerosionado
Máquinas de Corte por Hilo, etc.
El mayor grado de flexibilidad en cuanto a automatización se refiere es el de los Robots
industriales que en forma más genérica se les denomina como "Celdas de Manufactura

10. Flexible".
Maquinas Herramientas de Control Numérico
MHCN
Las Maquinas Herramientas de Control Numérico (MHCN), constituyen una modalidad de
automatización flexible mas utilizada; son maquinas herramientas programadas para
fabricar
lotes de pequeño y medio tamaño de piezas de formas complicadas; los programas de
software
sustituyen a los especialistas que controlaban convencionalmente los cambios de las
maquinas y
constituciones que incluye las tareas y sus velocidades así como algunas variables de
control
adaptativo para comprobar aspectos tales como temperatura, vibración, control adaptativo,
condición del material, desgaste de las herramientas, etc., que permiten proceder a los
reajustes
necesarios.
Estas maquinas pueden encontrarse en forma asilada, en cuyo caso se habla de un
modulo,
o bien interconectadas entre si por medio de algún tipo de mecanismo automático para la
carga y
descarga del trabajo en curso, en cuyo caso se hablaría de una célula de fabricación. En
ocasiones
las maquinas están dispuestas en forma semicircular para que un robot pueda encargarse
de
manejar los materiales, mientras que en otros la configuración es lineal. Cuando una
maquina de