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Las herramientas de mecanizado reciben instrucciones a través de la programación de control numérico por ordenador (CNC). Lo más habitual es que los códigos CNC se utilicen para automatizar el proceso de generación de piezas sofisticadas, como impresoras 3D, generadores o incluso motores, además de cortar y dar forma a distintos materiales.
Principalmente, los programadores CNC crean e introducen comandos para que un ordenador haga funcionar la maquinaria CNC. El código de la máquina puede teclearse a mano o ser generado por un postprocesador a partir de un programa de fabricación asistida por ordenador (CAM).
En este artículo se analiza la importancia de la codificación CNC para la maquinaria CNC y cómo la automatización de los controles numéricos por ordenador (CNC) hace que el procedimiento sea rápido, adaptable, repetible y muy fiable.
¿Qué es la programación CNC?
La programación del control numérico por ordenador (CNC) es una secuencia de códigos y datos que automatiza y dirige las funciones de la máquina CNC. En la fabricación convencional, las máquinas CNC reciben trayectorias de herramientas en códigos G para que el CNC taladre o corte material de una pieza de trabajo para conseguir cualquier forma deseada.
La base de las máquinas CNC y la programación es un tipo particular de código. Los códigos G y los códigos M regulan principalmente el proceso de mecanizado CNC. Sin embargo, el grueso de las líneas de programación se compone de breves conjuntos de instrucciones y coordenadas, y la mayoría comienzan por la letra "G". Por su parte, los códigos M regulan la rotación de las herramientas y otras técnicas.
Una programación CNC precisa es vital para que la maquinaria CNC funcione correctamente, ya que una mala programación puede provocar desastres como el fallo prematuro de las herramientas o problemas de tolerancia. De ahí que el aprendizaje de la programación CNC sea esencial debido a la gran complejidad de las herramientas y a sus diferentes respuestas a los distintos programas.
¿Qué papel desempeña la programación CNC en el control de máquinas CNC?
La implementación del conjunto de instrucciones que debe seguir una máquina CNC se conoce como programación CNC. El ordenador conectado a sensores y controladores eléctricos transmite estas instrucciones a una máquina motorizada, como una fresadora, una fresadora, una rectificadora o un torno, para fabricar el producto deseado.
Después, el software lee estas instrucciones y las convierte en acciones para hacer funcionar las máquinas CNC. El programa suele dar instrucciones a la máquina sobre qué herramienta utilizar, a qué velocidad hacerla girar, por dónde desplazarse y a qué profundidad cortar el material.
El software de programación CNC se utiliza para crear programas de código G. Se dan instrucciones a la máquina utilizando el lenguaje de programación estándar de las máquinas de control numérico por ordenador (NC) conocido como código G. Tras la creación, el programa se guarda como un archivo de texto con la extensión .nc o .cnc.
Además, el programa básico de código G se envía desde el ordenador a la máquina CNC mediante USB, Ethernet o un disquete. El dispositivo lee el software y pone en marcha las directivas.
¿Cuáles son los distintos métodos de codificación CNC?
Existen tres métodos diferentes de programación CNC, cada uno de los cuales tiene una importancia significativa para el buen funcionamiento de las máquinas CNC. Son los siguientes:
1. Programación manual CNC
La programación manual CNC es el tipo de programación más tedioso y difícil que requiere que el programador CNC cree una secuencia de comandos en el mismo lenguaje CNC que ejecuta la maquinaria CNC mientras anticipa los resultados del programa.
La programación manual es ideal para crear una trayectoria de herramienta extremadamente precisa para maquinaria CNC y aplicar eficazmente estrategias de programación paramétrica.
2. Programación CNC CAM
La programación CNC CAM traduce el diseño CAD al lenguaje de programación CNC. Esta programación es una alternativa plausible al nivel de conocimientos necesarios para la programación manual y la extrema sencillez de la programación conversacional.
El software de programación CNC CAM ofrece más posibilidades al automatizar la generación de tutoriales de código G para las máquinas de lenguaje CNC. Pero requiere que el operario proporcione los mismos datos fundamentales, incluidos el nombre de la pieza, el número de pieza, la geometría de la pieza y la operación de mecanizado utilizada.
3. Programación CNC conversacional o instantánea
Las máquinas CNC con programación conversacional disponen de un modo similar al asistente que oculta la programación en código G o evita su uso, lo que las hace ideales para los operarios principiantes. Sin embargo, para garantizar la precisión del diseño, la estrategia de programación conversacional permite al operario comprobar los movimientos de la herramienta antes de ejecutar el programa.
También es sencillo editar programas en programación conversacional porque sólo hay que recordar el ciclo y cambiar la variable.
¿Qué son los códigos G y M?
Los códigos G y M son inevitables para el buen funcionamiento de las máquinas CNC, ya que ambos códigos son necesarios para que el sistema realice las operaciones deseadas. Hablaremos de la función de los códigos G y M y de cómo dictan las funciones de las máquinas CNC.
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Códigos G
Los comandos más utilizados para manejar los códigos G del CNC están escritos en estilo alfanumérico, de la forma más lógica. Un grupo básico de códigos G está presente en todas las máquinas herramienta, aunque los fabricantes pueden utilizarlos de forma diferente. Estos códigos son utilizados por impresoras 3D, tornos CNC, fresadoras y routers.
Aunque el funcionamiento de los códigos G puede ser complicado, las distintas máquinas CNC interpretan el código de forma diferente, y los errores en los comandos pueden provocar graves complicaciones en el proceso de fabricación.
La mayoría de los ejemplos de código G comienzan con la letra "G", pero algunos comandos empiezan con letras diferentes, como A, R, X, Y, Z, N, I y J.
A: Interviene en la dirección de la herramienta alrededor del eje x.
X, Y, Z: Estas letras representan la orientación de la herramienta en tres dimensiones.
N: Indica el número de línea.
R: R da el radio de los arcos de la máquina.
I y J: Estos valores ayudan a etiquetar el centro incremental de los arcos realizados por la máquina.
Aquí está la lista de algunos códigos G básicos y lo que significan.
Lista de códigos G para tornos CNC
| Código G | Descripción |
| G00 | Travesía rápida |
| G01 | Interpolación lineal |
| G02 | Interpolación circular CW |
| G03 | Interpolación circular CCW |
| G04 | Visite |
| G09 | Parada exacta |
| G10 | Entrada de datos programable |
| G20 | Entrada en pulgadas |
| G21 | Entrada en mm |
| G22 | Función de comprobación de carrera almacenada en |
| G23 | Función de comprobación de carrera almacenada desactivada |
Código G para la lista de fresado CNC
| Códigos G | Descripción |
| G00 | Travesía rápida |
| G01 | Interpolación lineal |
| G02 | Interpolación circular CW |
| G03 | Interpolación circular CCW |
| G04 | Visite |
| G17 | Selección del plano X Y |
| G18 | Selección del plano Z X |
| G19 | Selección del plano Y Z |
| G28 | Volver a la posición de referencia |
| G30 | Retorno de las posiciones de referencia 2ª, 3ª y 4ª |
| G40 | Anulación de la compensación de corte |
¿Qué son los códigos M?
Los códigos M son funciones no geométricas de la máquina, y al igual que los códigos G, los códigos M empiezan por la letra "M". Estos códigos controlan funciones varias, o se puede decir funciones particulares del equipo como encender y apagar el refrigerante, gestionar la rotación del husillo y los cambios de palets.
Los códigos M son un conjunto de comandos auxiliares y, en comparación con los códigos G básicos de programación, pueden ser más especializados para varias máquinas y son más adaptables y personalizables. Al configurar comandos para máquinas CNC mediante programas de letras, los códigos M solo pueden ser un comando por bloque, ya que utilizar más comandos en un bloque puede provocar problemas de programación.
Esta es la lista de algunos códigos M básicos y lo que significan:
Lista de códigos M de tornos CNC
| Códigos M | Descripción |
| M00 | Parada del programa |
| M01 | Parada opcional del programa |
| M02 | Fin del programa |
| M03 | El husillo avanza en sentido horario |
| M04 | Marcha atrás CCW |
| M05 | Tope del husillo |
| M08 | Refrigerante encendido |
| M09 | Refrigerante apagado |
| M29 | Modo de grifo rígido |
| M30 | Reinicio de fin de programa |
| M40 | Engranaje de husillo en el centro |
Lista de códigos M de fresado CNC
| Códigos M | Descripción |
| M00 | Parada del programa |
| M01 | Parada opcional del programa |
| M02 | Fin del programa |
| M03 | El husillo avanza en sentido horario |
| M04 | Marcha atrás CCW |
| M05 | Tope del husillo |
| M06 | Demasiado cambio |
| M07 | Refrigerante ON - Refrigerante por nebulización/refrigerante por husillo |
| M08 | Refrigerante ON - Inundar refrigerante |
| M09 | Refrigerante OFF |
| M19 | Orientación del husillo |
Consejos profesionales para programadores CNC
He aquí algunos consejos para que los programadores CNC principiantes aprendan a programar sin necesidad de un largo aprendizaje y dominen la programación CNC en poco tiempo.
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Dominar los fundamentos
Dominar la programación básica del CNC es inevitable para todos los programadores y operadores principiantes, ya que el software de programación del CNC no es infalible en la fase inicial.
La precisión de la máquina CNC depende de los datos de entrada; los mecanizadores o programadores deben comprobar dos veces que están induciendo las especificaciones adecuadas en la maquinaria CNC.
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Personalizar las velocidades de avance de las máquinas CNC
Aunque los programadores invierten mucho esfuerzo en hacer que los programas CNC funcionen sin problemas, de forma eficaz y constante para optimizar el proceso de fabricación a lo largo del tiempo. Es vital personalizar la programación de la máquina CNC o las velocidades de avance del código g en función de los resultados finales del producto.
Por ejemplo, una máquina CNC indica una velocidad y un avance para cada línea de código que ejecuta. Cuando un operario de CNC solicita un cabezal sin dar instrucciones de velocidad, la máquina suele volver por defecto a las últimas RPM configuradas.
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Comprender los tipos de compensación de una máquina CNC
La precisión de la programación CNC sólo puede verificarse una vez finalizada la fase de mecanizado, ya que los factores imprevistos pueden afectar a los resultados independientemente de lo precisos que sean los códigos de programación de la máquina CNC. De ahí que la compensación de las máquinas CNC sea la idea de permitir la contabilización de las desviaciones inevitables.
Principalmente, la compensación se programa en la máquina CNC manualmente o utilizando herramientas automáticas de preajuste.
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Intentar simplificar la programación de máquinas CNC
Los códigos G son la práctica estándar para la programación de máquinas CNC, pero son muy sofisticados y requieren mucho tiempo. Por ello, se introducen los ciclos enlatados para reducir el tiempo de programación de los procesos de mecanizado de agujeros y ayudar a simplificar la programación de máquinas CNC.
La inducción de ciclos fijos en el software de programación CNC puede automatizar el proceso de creación de orificios. Por ejemplo, Códigos como G83 agilizan la programación de máquinas CNC reduciendo errores, ahorrando tiempo y agilizando el flujo de trabajo.
Aplicaciones de la programación CNC en diferentes industrias
La programación CNC se utiliza ampliamente en industrias de todo el mundo, incluyendo
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Médico
El mecanizado y la programación CNC ayudan a crear máquinas de resonancia magnética, órtesis e incluso impresoras 3D para la industria médica que generan piezas anatómicas artificiales, como prótesis articulares, implantes craneales y restauraciones dentales.
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Aeroespacial
La industria aeroespacial es otro sector importante que utiliza la programación CNC. Productos como motores de aviación, componentes del tren de aterrizaje, conectores eléctricos y hélices son fabricados por programadores CNC.
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Automoción
Los programadores CNC crean piezas de motores de automóviles como cigüeñales, soportes, válvulas, componentes de portacoches o cabezas cilíndricas.
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Defensa
La programación CNC puede ayudar a crear equipos militares, como piezas especializadas para misiles, aviones y equipos de comunicación, cumpliendo estrictos requisitos gubernamentales.
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Construcción
La maquinaria CNC de Code puede construir varias casas o edificios residenciales. Los programadores CNC crean piezas auténticamente cuadradas que encajan perfectamente en el proceso de ensamblaje para ayudar a los trabajadores de la construcción a construir cimientos sólidos.
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Generación de energía
La programación CNC puede crear componentes para turbinas eólicas, turbinas de gas, generadores, turbinas de vapor, calderas y otros equipos de generación de energía.
Palabras finales
La industria de la producción ha experimentado un enorme auge en el uso de la codificación y el mecanizado CNC. Gracias a su sofisticada maquinaria y a su gran precisión, puede crear cualquier pieza de trabajo con diversas formas geométricas y valores de tolerancia. Esta guía definitiva sobre codificación CNC le ayudará a comprender cómo funciona la codificación CNC y cómo dicta las funciones de la maquinaria CNC.
