Control Numérico Computarizado (CNC), ¿qué es?

‘CNC’ son las siglas de “control numérico computarizado” (en inglés “computer numerical control”) y se refiere principalmente al control automático de máquinas herramienta por medio de computadoras y programas especializados que controlan múltiples motores y servomecanismos, a diferencia del manejo manual con palancas o volantes.

El término de ‘CNC’ deriva primero del concepto de Control Numérico (NC) de maquinaria, que implica utilizar la lógica programable como pueden ser datos en forma de letras, números, símbolos, palabras o sus combinaciones, para automatizar el control automatizado de máquinas. Antes de su existencia, cualquier máquina era siempre manipulada manualmente por operadores humanos. Los primeros sistemas de control de maquinaría nacen durante la revolución industrial con el uso de tarjetas perforadas en los telares mecánicos, y a finales del siglo 19 ya se utilizaban tarjetas perforadas para cálculo de datos de censo en Estado Unidos.

Primeras máquinas NC

Las primeras máquinas herramienta NC nacieron durante la década de 1940, siendo automatizadas por tarjetas perforadas como medio de almacenamiento de instrucciones pre-programadas, las cuales activaban servomecanismos que limitaban el avance de los motores y las herramientas (ideas derivadas directamente de las máquinas de telar).

Parsons Corporation en Traverse City, Michigan, desarrolló el sistema de producción de plantillas para la manufactura de hélices para helicópteros. John Parsons, quien fue fundador de la compañía, descubrió cómo poder calcular las coordenadas de la superficie aerodinámica a producir por medio de un multiplicador ‘IBM 602A'. Luego, logró introducir estos puntos de datos en un perforador de plantillas suizo a través de tarjetas perforadas. Hasta la fecha, esta se consideraba la primera máquina de control numérico real, ya que fabricaba productos (plantillas de hélices de helicóptero, en este caso) al alimentar tarjetas perforadas en un sistema, y ​​el sistema luego leía y producía las piezas con base a la información pre-programada.

Durante la década de los 40’s se fueron refinando los conceptos del moderno maquinado NC, acuñando el término en el año 1952 por el entonces Laboratorio de ServoMecanismos del MIT (Michigan Institute of Technology). Las primeras verdaderas máquinas de control numérico computarizado (CNC) comerciales se presentaron por primera vez en la “Feria Nacional de Maquinaria de Chicago” (precursor del actual IMTS) en el año de 1955 en la ciudad de Chicago, Illinois, y varias de estas ya incluían lectores de cintas magnéticas.

Lenta adopción del control numérico computarizado

Aunque las máquinas CNC ya lograban entonces ahorrar costos, eran una tecnología novedosa. Y la gran novedad del concepto y falta de estándares causó que se tardara en adoptar por los fabricantes. Por lo que, con el fin de promover su adopción, el ejército de Estados Unidos compró 120 máquinas de control numérico computarizado y las facilitó a fabricantes para que su uso se volviera popular.

El siguiente problema era la larga y difícil creación de los programas, y que si bien el mecanizado era más rápido y eficiente, la creación de los programas de control no era así. En 1957 La Fuerza Aérea, la Asociación de Industrias Aéreas y el MIT, se dieron a la tarea de crear un estándar de lenguaje, creando en 1956 las bases del lenguaje APT, siendo adoptado y adaptado por muchos otros fabricantes de maquinaria de entonces. Algunos ejemplos de adaptaciones son los lenguajes ExAPT, uniAPT, adAPT, RAPT, Robex, etc.  A principios de los años 60’s la Alianza de Industrias Electrónicas (‘EIA’ en inglés) creo el estándar “G-Code” (código ‘G’), derivado de impresoras tipo ‘plotter’ y lo adaptó al uso de máquinas CNC. En la actualidad el ‘código G’ es el lenguaje predominante en programación de CNC.

La proliferación del CNC 

Durante los años 60, el precio de los productos de cómputo bajó rápidamente, debido a la introducción de las micro-coputadoras tales como la PDP-8 o la IBM 1130. Permitiendo que el control de los motores por computadora en vez de ser por servo-mecanismos; reduciendo así el tamaño de los elementos de control de la máquina. Junto con esto, avances en la capacidad de cómputo ya permitían gráficos en pantalla. Estos nuevos modelos relativamente asequibles de computadoras permitieron facilitar la creación de diseños y programas de maquinado a través de software denominado CAD-CAM (Computer-aided design / Computer-aided manufacturing).

Durante los años 70’s, nuevas compañías europeas y japonesas empezaron a competir creando nuevas tecnologías y estándares que redujeron aún más el costo de fabricación de máquinas CNC, contribuyendo aún más a su implementación a nivel mundial.

El CNC en la actualidad

Hoy en día no es raro encontrar máquinas CNC que aún operan con lectores de cinta perforara, esto debido a la larga vida útil de las máquinas, y que están conviviendo con modernos centros de maquinado de última tecnología, tanto de pequeñas piezas de precisión como de enormes partes de la industria pesada.

Nuevos desarrollos tecnológicos llevan las capacidades del control numérico a nuevas fronteras, más preciso, más rápido, más grande; nuevas interfaces de programación y capacidades de maquinado complejo facilitan, hoy más que nunca la fabricación de piezas de increíble complejidad y enorme precisión, además que la interconectividad de las últimas tecnologías de cómputo permiten el control no solo de 1una máquina, sino de centros completos de producción con múltiples máquinas herramientas, todas controladas por sistemas de control numérico computarizado, o “CNC”.

El CNC en constante evolución.

La historia de las máquinas CNC aún no 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.

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

Nos hemos embarcado en un viaje para explorar la historia del CNC y  encontramos una historia intrigante que representa la búsqueda humana de una mayor eficiencia y precisión para la producción piezas maquinadas.

En Yamazen Mexicana vendemos máquinas de control numérico computarizado 'CNC' que cuentan con la confiabilidad y precisión de la tecnología japonesa actual. Marcas de nivel mundial como Brother, Takisawa, Yamasaki, Okamoto, Takamasu, Yasda. Todas máquinas CNC de alta precisión.

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Luis Daniel Arzola (daniel.arzola@yamazen.com.mx)