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Historia del desarrollo de las máquinas CNC
En este artículo podrás conocer la historia de las máquinas-herramienta CNC y cómo han evolucionado con el paso del tiempo.
1、Introducción a las máquinas-herramienta CNC
Las máquinas herramienta CNC pueden utilizarse de muchas formas diferentes. Cuando cambia la pieza que se está mecanizando, lo único que hay que hacer es modificar las instrucciones del programa de entrada. La velocidad de mecanizado es superior a la de la mayoría de las máquinas-herramienta automáticas, y permite mecanizar perfiles complejos con precisión. Por lo tanto, resulta ideal para el mecanizado de lotes pequeños y medianos, para realizar cambios frecuentes y para satisfacer necesidades de alta precisión. En el caso de piezas con formas complicadas, se pueden obtener buenos resultados económicos.
A medida que mejora la tecnología de control numérico, se fabrican cada vez más tipos de máquinas-herramienta que utilizan sistemas de control numérico. Entre ellas se incluyen tornos, fresadoras, mandrinadoras, taladradoras, rectificadoras, máquinas para el mecanizado de engranajes y máquinas de electroerosión. Además, existen máquinas como los centros de mecanizado, los centros de torneado, etc., que pueden cambiar de herramienta automáticamente y realizar múltiples procesos con una sola sujeción.
2. Resumen de las fases de desarrollo de las máquinas-herramienta CNC
Al principio, la velocidad de los ordenadores no era muy alta. Esto no afectaba demasiado a los ordenadores científicos ni al procesamiento de datos, pero sí impedía que las máquinas-herramienta pudieran controlarse en tiempo real. Se tuvieron que utilizar circuitos lógicos digitales para “construir” un ordenador especial destinado a las máquinas-herramienta, que sirviera como sistema de control numérico. A esto se le denomina «control numérico conectado al hardware» o, simplemente, «control numérico». Con el desarrollo de los componentes, esta etapa ha pasado por tres generaciones. La primera generación fue la de los tubos electrónicos, que apareció en 1952. La segunda generación fue la de los transistores, que apareció en 1959, y la tercera generación fue la de los circuitos integrados a pequeña escala, que apareció en 1965.
En 1946 se creó el ordenador electrónico más avanzado del mundo. Esto demuestra que el ser humano ha creado herramientas capaces de ayudar a la mente y, en ocasiones, de realizar su trabajo. En comparación con las herramientas que creaban las sociedades agrícolas e industriales, esta no es más que una forma de facilitar el trabajo físico. En comparación con otras cosas, supone un gran cambio y ha sentado las bases para que las personas se incorporen a la sociedad de la información en el futuro.
Seis años más tarde, en 1952, se incorporó la tecnología informática a las máquinas-herramienta. Esto dio lugar a la creación de las máquinas-herramienta de «front-end» en Estados Unidos. Desde entonces, las máquinas-herramienta tradicionales han evolucionado positivamente. El sistema CNC no ha dejado de mejorar durante casi 50 años, a lo largo de dos etapas y seis generaciones.
3. La historia del desarrollo del control numérico general
En 1948, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos encargó a la empresa Parsons Corporation, con sede en Estados Unidos, el diseño de equipos de mecanizado para muestras de perfiles de palas de hélice de avión. Debido a las formas complejas y variadas de las plantillas y a la necesidad de una alta precisión, resultaba difícil adaptar los equipos de mecanizado convencionales, por lo que se propuso el uso de máquinas herramienta controladas por ordenador. Con la ayuda de la Oficina de Investigación de Mecanismos Servo del Instituto Tecnológico de Massachusetts, la empresa comenzó a investigar las máquinas-herramienta CNC en 1949. En 1952, una gran fresadora vertical de copiado se transformó en la primera fresadora CNC de tres coordenadas del mundo. Pronto se iniciaría la producción en serie.
En aquella época, los dispositivos de control numérico utilizaban componentes de válvulas electrónicas, que eran voluminosos y caros. Solo se empleaban para mecanizar piezas con superficies complejas en unos pocos sectores con necesidades especiales, como la industria aeronáutica. En 1959, se empezaron a fabricar componentes de transistores y placas de circuito impreso, lo que permitió que los dispositivos de control numérico se generalizaran. A partir de 1960, se desarrollaron rápidamente las taladradoras CNC y las fresadoras CNC con control lineal, relativamente sencillas y económicas. Esto hizo que, con el paso del tiempo, las máquinas-herramienta CNC se hicieran cada vez más populares en diferentes sectores de la industria de fabricación de maquinaria.
En 1965 salió al mercado el dispositivo de control numérico con circuitos integrados de tercera generación. Este dispositivo es pequeño, consume poca energía y es más fiable. Además, reduce los precios, lo que contribuye al crecimiento de los tipos y la producción de máquinas-herramienta CNC. A finales de la década de 1960, apareció un sistema de control numérico directo (DNC) que controlaba directamente varias máquinas-herramienta. Este sistema también se denominaba «sistema de control en grupo». Al mismo tiempo, un sistema de control numérico por ordenador (CNC), gestionado por un pequeño ordenador, hizo que el dispositivo de control numérico pasara a un segundo plano. Los minicomputadores constituyeron una parte importante de la cuarta generación.
En 1974 se creó un dispositivo de control numérico por microordenador (MNC, por sus siglas en inglés) utilizando un microprocesador y una memoria de semiconductores. Se trata de la quinta generación de sistemas de control numérico. En comparación con la tercera generación, la quinta ha duplicado las funciones del dispositivo de control numérico, al tiempo que ha reducido su tamaño a 1/20 del original, ha rebajado su precio en tres cuartas partes y ha aumentado considerablemente su fiabilidad.
4 plataformas de control numérico por ordenador
En 1970, ya se había desarrollado y se fabricaban en serie los pequeños ordenadores, por lo que estos pasaron a ocupar un lugar central en el sistema de control numérico y dio comienzo la era del control numérico por ordenador. En 1971, la empresa estadounidense INTEL Corporation fue la primera del mundo en combinar las dos partes más importantes de un ordenador —la unidad aritmética y el controlador— en un único chip mediante tecnología de circuitos integrados a gran escala. Este chip se denominó “microprocesador” y fue la primera vez que dos de los componentes más importantes de un ordenador se integraron en un mismo chip. CPU es la abreviatura de «unidad central de procesamiento».”
El microprocesador ya se utilizaba en el sistema de control numérico en 1974. Esto se debe a que la potencia de este pequeño ordenador es demasiado elevada, y controlar una máquina herramienta no resulta tan rentable ni tan sensato como utilizar un microprocesador. Y luego hay que resolver la estructura de la pequeña máquina. Dado que el microprocesador es la parte más importante de un ordenador y que puede utilizarse para muchas cosas diferentes, se denomina «control numérico por ordenador».
En 1990, el PC, o ordenador personal, había alcanzado un nivel de rendimiento muy elevado. Esto significaba que podía cumplir los requisitos necesarios para convertirse en el componente central de un sistema de control numérico. Desde entonces, el sistema de control numérico también ha llegado a funcionar como un PC básico.
La evolución del control numérico por ordenador ha pasado por tres generaciones. La cuarta
La cuarta generación fue la minicomputadora, que apareció en 1970. La quinta generación fue el microprocesador, que apareció en 1974, y la sexta generación fue el ordenador personal (PC), que apareció en 1990. Además, cabe mencionar que, aunque otros países ya han cambiado el nombre a “control numérico por ordenador” o “CNC”, en nuestro país seguimos llamándolo «control numérico» o «NC». Hablamos de «control numérico» constantemente, pero lo que realmente queremos decir es «ordenador de control numérico».”
A mediados del siglo XX, a medida que avanzaba la tecnología electrónica, aparecieron el procesamiento automatizado de la información, el procesamiento de datos y los ordenadores electrónicos. Estos avances aportaron nuevas ideas a la tecnología de la automatización, como el uso de señales digitales para controlar el movimiento y el procesamiento de las máquinas-herramienta. Esto contribuyó a que las máquinas-herramienta se automatizaran cada vez más y a su desarrollo.
5. Conclusión
A partir de entonces, las máquinas-herramienta CNC con control por puntos experimentaron un rápido crecimiento a partir de 1960. Esto se debe a que un sistema de control numérico por puntos es mucho más fácil de usar que uno de control por contorno. Las fresadoras, las punzonadoras y las mandrinadoras de coordenadas CNC han evolucionado considerablemente gracias a ello. Las estadísticas muestran que, de las aproximadamente 6.000 máquinas-herramienta CNC que se utilizaban realmente en 1966, 85% eran máquinas con control por puntos. Algunos países con industrias bien desarrolladas, como Alemania y Japón, han desarrollado, fabricado y utilizado a su vez máquinas-herramienta CNC.
Con el rápido desarrollo de la microelectrónica, los ordenadores y el software, las máquinas-herramienta CNC tienden a incorporar sistemas de control cada vez más pequeños y con más funciones. Además, suelen ser más fiables, y el propio sistema CNC suele ser capaz de realizar la programación automática.
En el futuro, habrá más tipos de máquinas-herramienta CNC para el procesamiento centralizado multiproceso. El procesamiento por láser y otras tecnologías se utilizarán en las máquinas-herramienta de corte, lo que aumentará el número de procesos centralizados multiproceso. Las máquinas-herramienta CNC también estarán cada vez más automatizadas. Se han mejorado y cuentan con más funciones de supervisión. Esto facilita su uso como unidad de fabricación flexible dentro de un sistema de fabricación flexible altamente automatizado.
