La historia del CNC (control numérico por computadora)

Las primeras máquinas CNC comerciales se presentan en la feria Nacional Machine Tool Show de 1955.

El control numérico por computadora es un concepto moderno en las industrias de fabricación y producción. Sin embargo, el concepto de CNC (control numérico computarizado ) se remonta a la idea básica de NC, o el control numérico que tuvo sus orígenes en la industria de la aviación.

Definición de mecanizado CNC

Con el mecanizado CNC,   la función de mecanizado está determinada por un programa que controla los movimientos de las herramientas en el bloque a mecanizar  . Definir el eje de rotación de la fresa durante el fresado y el eje de rotación de la pieza durante el torneado. La máquina, una fresadora con tres o cinco ejes, está totalmente automatizada y controlada por computadora.

El archivo 3D ingresado en la computadora indica la ruta de la fresa, que corta la parte deseada del bloque. Esta es la razón por la cual esta técnica es uno de los métodos llamados «sustractivos», que es rápido y económico para una producción de una a diez partes.

La máquina de torneado con marco de metal fue inventada en 1751

El mecanizado CNC utiliza una técnica de mecanizado que se encontró en el siglo XVIII  . De hecho, la primera ‘máquina de torneado con marco de metal’ fue inventada en 1751, la primera de una larga serie de máquinas con el objetivo de crear operaciones mecánicas más precisas que las que son posibles mediante técnicas artesanales. Esto marcó el comienzo de la industrialización.

La idea del control numérico comenzó cuando la automatización de máquinas herramienta originalmente incorporó conceptos específicos de lógica programable. Al principio, las primeras máquinas NC se construyeron en la década de 1940. Aparecieron máquinas un poco más avanzadas en la década de 1950. Estas máquinas de fabricación se construyeron en base a las herramientas que se modifican con los motores para mover los controles de la máquina Estos controles siguieron puntos específicos que se introdujeron en la máquina en cinta perforada. Estos primeros mecanismos pronto se mejorarán con computadoras tanto analógicas como digitales. La introducción de la tecnología informática en el concepto de control numérico condujo a lo que ahora conocemos como control numérico por computadora.


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Investigación del MIT sobre control numérico

Fue hasta la Guerra Fría en 1949 que se abordó el desarrollo de la automatización. En ese momento, la compañía Parsons Works fue comisionada por la Marina de los EE. UU. Para aumentar la productividad de su línea de producción de palas para helicópteros. John T. Parsons luego motorizó los ejes de las máquinas para hacer estas cuchillas  . Trabajando con IBM, estudió las posibilidades de controlar estas máquinas por computadora. Este fue el punto de partida del método de mecanizado CNC.

En 1952, Richard Kegg, en colaboración con el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts), colaboración la primera fresadora CNC: la Cincinnati Milacron Hydrotel. Cinco años más tarde, en 1958, solicitó una patente para un «Aparato controlado por motor para máquina herramienta de posicionamiento». Este fue el nacimiento comercial de esta tecnología.

Cinta perforada.

Este artículo de Scientific American describe una de las primeras máquinas herramientas controladas numéricamente del mundo, una «Hydro-Tel» de Cincinnati Milling Machine Company de 3 ejes adaptada minuciosamente para el control electrónico programable.

El sistema THE MIT combina procesos digitales y analógicos bajo control de retroalimentación para gobernar una fresadora cuya herramienta de corte se mueve en tres planos en relación con la pieza de trabajo. En este caso, el «modelo» del objeto a fabricar se suministra a la máquina en forma de una cinta de papel perforada similar a la utilizada en los sistemas de teletipo. Para una operación típica, 10 pies de cinta mantendrán la máquina ocupada durante una hora.

Los componentes del sistema MIT se agrupan en dos conjuntos principales. La primera de ellas, llamada «máquina», comprende la propia fresadora, los tres servomecanismos empleados para operar sus partes móviles y los instrumentos necesarios para medir las posiciones limitadas de estas partes. La segunda asamblea, llamada el «director», contiene todo el equipo de manejo de datos necesarios para interpretar la información en la cinta y transmitir como comandos de operación a la máquina. El director contiene tres elementos principales: un sistema de entrada de datos, un sistema de interpretación de datos y un conjunto de tres servomecanismos de decodificación.

La primera máquina CNC

Antes de los proyectos del MIT, Parsons Corporation en Traverse City, Míchigan, un sistema de producción de plantillas para helicópteros. John Parsons, quien fundó la compañía, descubrió cómo calcular las coordenadas de la superficie aerodinámica en un multiplicador IBM 602A. Luego, introduzca estos puntos de datos en un perforador de plantillas suizo. Hasta la fecha, esta se consideraba la primera máquina de control numérico real, ya que fabricaba productos (plantillas de palas de helicóptero, en este caso) al alimentar tarjetas perforadas en un sistema, y ​​el sistema luego leía y producía las piezas en base a información preprogramada.

Una medida que la tecnología de control numérico se trasladó a las décadas de 1960 y 1970, una forma muy familiar de una máquina CNC que la mayoría reconoce hoy comenzó a tomar forma. Luego, la tecnología digital entró en juego y la automatización en los procesos de producción se volvió más eficiente que nunca. De hecho, muchas personas pueden comprar, e incluso diseñar, sus propias máquinas CNC caseras. Debido a lo avanzado que son las computadoras hoy en día, es muy común encontrar máquinas CNC en todas las industrias.

La primera máquina herramienta NC fabricada en Europa en 1956. Desarrollada por CVA Ltd con ayuda de Kearney & Trecker.

Lenta adopción

Aunque las máquinas CNC ahorran costos, era una tencología tan novedosa que tardo es ser adoptada por los fabricantes. Con el fin de promover su adopción, el ejército de Estados Unidos compró 120 máquinas de control numérico y las facilitó a fabricantes para su uso se volviera popular. El lenguaje estándar G-Code se estableció en el Laboratorio de Servomecanismos del MIT en 1958, siendo adoptado por muchos fabricantes de maquinaria.

Estilo de vida moderno

En 1956, las NC estaban en su infancia, sin embargo, ahora en todo el mundo probablemente no hay un solo artículo fabricado que de alguna manera no haya sido posible debido a las máquinas herramienta NC y su sucesor CNC. El estilo de vida materialista moderno, donde todos poseen numerosos artículos manufacturados, ha sido posible gracias a los pioneros de Carolina del Norte, EE. UU., que desempeñaron un papel importante en el desarrollo y avance de esta tecnología!

La tecnología CNC

Si bien ha cambiado un cambio tremendo en la historia de la tecnología CNC, hay algunas piedras angulares que no han cambiado. Todas las máquinas automáticas de fabricación de control de movimiento, desde los conceptos básicos de los primeros días hasta los sistemas altamente avanzados en la actualidad, todavía tienen 3 componentes principales. Estos incluyen una función de comando, un sistema de conducción / movimiento y un sistema de retroalimentación.

CNC ha tenido una larga e interesante historia. A medida que la tecnología evoluciona en el futuro, puede tener elementos aún más increíbles para agregar su historia a la medida que la fabricación continúa promoviendo el uso de procesos robóticos y automatizados en casi todos los campos.

Siempre en evolución

La historia de las máquinas CNC nunca termina. Cada día hay nuevos avances tanto en fresado CNC como en tecnología de torneado. En particular, con las máquinas modernas, ahora encontramos que se utilizan con frecuencia hasta 7 ejes. También encontramos nuevos tipos de máquinas en la fábrica que solo se soñaban antes. Estos incluyen cortadores láser, impresoras 3D y cortadores de plasma, que juntos pueden crear casi cualquier forma imaginable con la más alta calidad y especificaciones.

Fuentes: CNC , Makezine , Prototech Asia , My brigh ton and hove , Posts y Noticias , Taringa, Cam machine.

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