Este documento proporciona una introducción a los sistemas CAD/CAM/CNC. Explica las siglas CAD, CAM y CNC y sus funciones. Describe el origen y funcionamiento básico del CNC, así como sus ventajas y desventajas. También cubre conceptos clave como la programación CNC, componentes de un sistema CNC y ejemplos de maquinaria CNC como tornos y fresadoras.

1. MAQUINAS ESPECIALES
Introducción a los sistemas:
CAD/CAM/CNC
Ing. Marlon Gerónimo
Ing.mgeronimo@gmail.com

2. Significado de las siglas:
 CAD: Diseño asistido por computadora
(computer-aided design).
 CAM: Fabricación asistida por computadora
(computer-aided manufacturing).
 CNC: Control numérico computarizado
(computer numerical control).
 MHCN: Maquina herramienta de control
numérico.

3. Introducción al CNC
 El control numérico (CN) es una forma de
automatización programable en la cual, en base a una
serie de instrucciones codificadas (programa), se
gobiernan todas las acciones de una maquina o
mecanismo haciendo que este desarrolle una secuencia
de operaciones y movimientos previamente establecidos
por el programador.
 Apropiado para producción de piezas que el grado de
complejidad sea medio o bajo, debido al tiempo de
programación.

4. Orígenes del CNC:
 El CNC tuvo su origen a principios de los años cincuenta en el Instituto de
Tecnología de Massachusetts (MIT), en donde se automatizó por primera
vez una gran fresadora.
En esta época las computadoras estaban en sus inicios y eran tan grandes
que el espacio ocupado por la computadora era mayor que el de la
máquina.
Hoy día las computadoras son cada vez más pequeñas y económicas, con lo
que el uso del CNC se ha extendido a todo tipo de maquinaria:
tornos, rectificadoras, electroerosionadoras, máquinas de coser, etc.
El término “control numérico” se debe a que las órdenes dadas a la
máquina son indicadas mediante códigos numéricos. Por ejemplo, para
indicarle a la máquina que mueva la herramienta describiendo un cuadrado
de 10 mm por lado se le darían los siguientes códigos:
N10 G90 G71
N20 G00 X0.0 Y0.0
N30 G01 X10.0
N40 G01 Y10.0
N50 G01 X0.0
N60 G01 Y0.0

5. Esquema de funcionamiento de una
maquina cnc:
Hoja de programa.
Unidad de control de
la maquina.
Maquina CNC (Corte por plasma y oxicorte)

6. Factores que favorecen la implantación de maquinarias
CNC en nuestras industrias:
 Mayor exigencia de los clientes en la precisión de los mecanizados.
 Piezas con diseños mas complejos, (a veces imposibles de hacer con
maquinas convencionales).
 Necesidad de reducir errores en la producción para no encarecer el
producto.
 Plazos de entrega cada vez mas exigentes, lo que exige mantener los niveles
de producción lo mas altos posibles.
 El abaratamiento de los sistemas CNC, lo que favorece la adquisición de los
mismos.

7. Ventajas de los sistemas CNC:
 Mejora de la precisión, así como un aumento en la calidad de los
productos.
 Una mejor uniformidad en la producción.
 Posibilidad de utilización de varias maquinas simultáneamente por
un solo operario.
 Mecanización de productos de geometría complicada.
 Fácil intercambio de la producción en intervalos cortos.
 Posibilidad de servir pedidos urgentes.
 Reducción de la fatiga del operario.
 Aumento de los niveles de seguridad en el puesto de trabajo.
 Podemos simular los procesos antes de la fabricación de esta.

8. Desventajas de la utilización de
sistemas CNC:
 Elevado costo de los accesorios y la maquina.
 Necesidad de cálculos, programación y preparación de forma
correcta para un eficiente funcionamiento.
 Costos de mantenimiento mas elevados, ya que el sistema de
control y mantenimiento de los mismos es mas complicado, lo que
genera la necesidad de personal de servicio y mantenimiento con
altos niveles de preparación.
 Necesidad de mantener grandes volúmenes de pedidos para una
mejor amortización del sistema.

9. Conocimientos previos para operar
un sistema CNC:
 Conocimiento en geometría, algebra y trigonometría.
 Conocimientos de elección y diseño de las diferentes herramientas
de corte.
 Conocimiento de los diferentes sistemas de sujeción de las
herramientas de corte y del material.
 Uso de aparatos de medida y conocimiento de metrologia.
 Interpretación de planos.
 Conocimientos de la estructura de la maquina CNC.
 Conocimientos de diferentes procesos de mecanización.
 Conocimientos de programación CNC.
 Conocimientos del mantenimiento y operación del CNC.
 Conocimientos generales de ordenadores.

10. Comparación de utilización entre
maquinas convencionales y las CNC.
MAQUINA HERRAMIENTA
CONVENCIONAL
MAQUINA HERRAMIENTA
CNC
Un operario, puede manejar una sola
maquina.
Un operario, puede operar varias
maquinas.
Es necesario consultar
constantemente el plano.
No es necesario consultar el plano
constantemente.
Se necesita una amplia experiencia. No es necesario una amplia
experiencia.
El operador tiene el control total de
los parámetros de corte de la
maquina.
El programa tiene todo el control de
los parametros de corte

11. Torno CNC:

12. Fresadora CNC:

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14. Orientación de los ejes, torno y
fresadora CNC:
 Torno CNC:

15. Orientación de los ejes, torno y
fresadora CNC:
 Fresadora CNC:

16. Panel de control maquina CNC:
Fagor 8055 Fanuc
Otros

17. Mecanismos de posicionamiento de
una maquina CNC:
 Accionadores: motores, válvulas, etc.
 Sistemas de control: Bucle abierto, Bucle
cerrado.

18. Sistemas de medida:
 Captadores: sensores ópticos, etc.

19. Diseño de maquinas:
 Precisión y repetitividad.
 Refrigeración, eliminación de virutas.

20. Sistema de cambio de herramienta:
 Torreta giratoria:

21. Sistema de cambio de herramienta:
 Almacén de Herramientas:

22. Sistema de cambio de herramientas:
 VIDEOS

23. Motores para movimiento de los
carros maquina CNC.
 Motores paso a paso:
La característica principal de estos motores es el hecho de poder
moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le aplique.
Este paso puede variar desde 90° hasta pequeños
movimientos de tan solo 1.8°, es decir, que se necesitarán 4
pasos en el primer caso (90°) y 200 para el segundo caso
(1.8°), para completar un giro completo de 360°.
Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados
en una posición o bien totalmente libres.

24. Motores para movimiento de los
carros maquina CNC.
 Servomotores o motores encoder:
Un servomotor (también llamado servo) es un dispositivo
similar a un motor de corriente continua que tiene la
capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su
rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición.1
Un servomotor es un motor eléctrico que consta con la
capacidad de ser controlado, tanto en velocidad como en
posición.

25. Motores para movimiento de los
carros maquina CNC.
 Motores lineales:
Un motor lineal es un motor eléctrico que posee su estator y su rotor
"distribuidos" de forma tal que en vez de producir un torque
(rotación) produce una fuerza lineal en el sentido de su longitud.

26. Husillo principal:
Realiza las
siguientes
funciones:
El husillo puede
ser accionado por:
TORNOS CNC El movimiento de la
pieza.
Motores de corriente
alterna de tres fases.
FRESADORAS CNC La rotación de la
herramienta.
Motores de corriente
continua.

27. Disposición de husillos principales
fresadora:
 Horizontal:

28. Disposición de husillos principales
fresadora:
 Vertical:

29. Disposición de husillos principales
fresadora:
 5 o mas ejes:

30. Componentes de un sistema CNC:
 UCP (Unidad central de procesos)
 Periféricos de entrada.
 Unidades de almacenamientos de datos.
 Periféricos de salida.
 Unidad de enlace con el PLC (conexión con
maquina).

31. UCP (CPU)
 Calcula la posición de los ejes y los
desplazamientos de la maquina.
 Controla los diferentes modos de
funcionamiento de la maquina.
 Dirige todas las señales que van o vienen de los
diferentes perifericos.

32. Periféricos de entrada:
 Teclado y panel de mandos.
 Reglas ópticas o posicionadores.
 Ratón (en CN modernos se opera ya con este
elemento)

33. Unidades de almacenamiento de
datos:
 Conexión RS32 con ordenador (la información
se guarda en el PC).
 En el disco duro del propio CNC.
 Almacenamiento en la red.

34. Perifericos de salida:
 Monitor.
 Comunicaciones RS232.
 Conexión con intranet o internet.
 Control de movimiento de los ejes y demás
elementos móviles de la maquina.

35. Monitor:
 Ver la información que se le suministra desde el
teclado.
 Informarnos de todos los sistemas que la
maquina tenga activados.
 Informarnos de las diferentes condiciones
tecnológicas que se estén usando, RPM, etc.
 Indicar los posibles errores que detecte el
sistema.
 Etc.

36. Control de ejes y accesorios de la
maquina ( Control Lógico
Programado PLC):

37. MAQUINAS ESPECIALES
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38. Definición de programa CNC:
 El programa CN constituye el medio entendible
tanto por el hombre como por la maquina,
mediante el cual el primero establece la
secuencia de operaciones a realizar por la
maquina herramienta.

39. Programación según la forma de
creación.
 Manual, a pies de maquina.
 Manual, desde ordenador, (programa de edición
de texto).
 Realización con sistema CAM.

40. Tipos de programación:
 Programación manual: A partir del plano, se calculan
de forma manual las trayectorias de las herramientas.
 Programación pseudo-asistida por ordenador: Este
tipo de programación se realiza cuando se dispone de
un programa de Diseño Asistido por Ordenador
(CAD), pero no del modulo de Fabricación Asistida
(CAM) correspondiente.
 Programación asistida por ordenador.
 Programación conversacional: Forma de programar
que las operaciones vienen listas.

41. Programación manual información
necesaria:
 Información geométrica.
 Calculo de contornos y trayectorias compensadas.
 Información tecnológica: Datos y condiciones de
mecanizado relacionados con el material, tipo de
herramienta y características de la maquina.
 El programador debe determinar las trayectorias de
las herramientas definidas de acuerdo con el
sistema de referencia de la maquina, las condiciones
de trabajo y traducir estos datos al lenguaje de la
maquina.

42. Programación manual, características
de programación del CN.
 Posibilidad de dialogo mediante menú con el
operador para la entrada de datos.
 Introducción de programas en código ISO, EIA o
ASCII.
 Cotas absolutas o incrementales.
 Compensación de radio.
 Temporizador programable.
 Memoria suficiente para programa, parametros
de maquina.

43. Programación manual, definición del
proceso:
 Estudio del plano de la pieza a fabricar.
 Análisis de las operaciones elementales.
 Selección de maquina.
 Selección de herramientas.
 Definición de las condiciones técnicas del mecanizado.
 Diseño de utillajes.
 Secuencia de las fases de trabajo, (HOJA DE
PROCESO).
 Pruebas y puesta a punto.
 Ejecución en vacio.

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