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Transcripción automática del video:

Desde impresoras 3d, grabadoras láser, fresadoras cnc, tornos eléctricos, cortadoras de plasma, cortadoras de agua de presión, a moradores y enrutadores todas estas máquinas tienen algo en común. Todas son máquinas de control numérico computarizado cnc pero…. ¿Qué es realmente una máquina cnc? ¿Cuál es el principio de funcionamiento de estos dispositivos? ¿Cómo evolucionaron y por qué son la mejor solución en tantos escenarios de fabricación?

Usamos máquinas cnc en muchas aplicaciones incluso, yo mismo tengo algunas máquinas cnc en mi taller. Vamos a ver todos estos tipos de máquinas cnc con ejemplos prácticos. Comprenderemos la teoría detrás del principio de funcionamiento de cada máquina, la parte mecánica y lo más importante la parte electrónica de una cnc.

Hablaremos de código g, el eje de una cnc, los drivers, las fuentes de alimentación, el control los en code air y los actuadores.

Bienvenidos de nuevo, aquí tengo una fresadora cnc, usaremos esta y otros ejemplos para explicar las partes de una cnc básica, la he usado en otros proyectos en los que incluso grabé hablando de pc. Antes de continuar con el vídeo, dame unos segundos para contarte los servicios del patrocinador de este vídeo: gilles y psv. Si tienes algún diseño de una pc en mente que gilles y psv podría fabricar, placas de hasta seis capas de dimensiones de 400 x 500 milímetros, podrías seleccionar el color que quieras y 5 psb de 100 x 100 milímetros y pagará sólo dos dólares más los gastos de envío el precio es muy bajo y pedir las placas es muy sencillo toma los gamers de tu diseño en un archivo zip cargarlos en yes y psv puntocom seleccionamos la configuración como el grosor el color etcétera y hacemos el pedido rápido y barato muy bien ahora vamos a continuar con nuestro vídeo hoy hablaremos de los principales tipos de máquinas cnc cómo funciona más o menos el código g y las partes de cualquier cnc pero primero cnc significa control numérico computarizado entonces tal como el nombre lo indica tenemos tres elementos necesitamos controlar una máquina usando números y una computadora lo básico va así tenemos una máquina cualquier tipo de máquina una como este taladro de aquí que podría subir y bajar si lo hago usando mi mano esto no es un control cnc pero qué pasa si en lugar de mi mano ponemos un motor y el movimiento de este motor podría estar controlado por un arduino por ejemplo bueno en este caso ahora tenemos una máquina cc o máquina controlada por una computadora porque el arduino o la computadora está controlando el movimiento pero ahora añadimos una conexión usb a mi arduino y enviamos valores numéricos con la altura del taladro y el arduino moverá los motores de tal manera que seguirá los valores de altura que el envío ahora también tenemos un control numérico así que ya tendríamos una máquina cnc de un solo eje porque solo podía subir y bajar cualquier máquina controlada por una computadora con coordenadas numéricas es una máquina cnc éstas podrían tener diferentes cantidades de ejes pero lo más básico son máquinas de 2 3 y 5 ejes dos tipos principales de es en exceso las máquinas auditivas o subte activas por ejemplo con impresoras 3d que son auditivas empezamos sin nada y seguimos añadiendo material hasta que el objeto está terminado pero con una fresadora cnc que por ejemplo de su atractiva empezamos con un bloque completo y seguimos quitando material hasta que el objeto está terminado éstas podrían tener todo tipo de herramientas y funcionar con una gran variedad de materiales desde madera plástico y diferentes tipos de metales usamos máquinas cnc porque podrían ser muy muy precisas en comparación con un control manual a mano nunca podrías mover exactamente el eje cero punto algo milímetros o menos pero utilizando motores paso a paso por ejemplo sabríamos con certeza que cada paso moverá el eje una cierta cantidad de milímetros y si usamos engranajes o poleas podríamos aumentar mucho más la resolución hasta milésimas de pulgada o nos llamado top y en algunos podría tener una resolución de 0.001 milímetros que es muy preciso y como dijimos antes tenemos máquinas de 1 2 3 o 5 ejes para el movimiento de un eje podríamos tener sólo una prensa de perforación automatizada para dos ejes o máquinas que se mueven en direcciones x e iu y podrían ser por ejemplo una cortadora láser ésta es una máquina de dos ejes porque el láser está fijo en su lugar sólo podemos contar la potencia del láser pero no a la altura pero también podríamos tener un cortador de plasma que usa aire a presión y plasma de alto voltaje para cortar metales esta es la herramienta muy útil especialmente para cortar metales muy gruesos y para un coste muy bajo podrías conseguir una cortadora de plasma por 200 o 300 dólares ponemos esta cortadora sobre un eje de una máquina cnc y tendrás una cortadora de plasma cnc por menos de mil dólares estoy siguiendo un canal de youtube que también recomiendo llamado making stuff él ha hecho una cortadora de plasma muy guapa así que si estás interesados mírate sus vídeos otra herramienta que podías tener es una cortadora con agua esta máquina también se podría mover en dos o tres ejes y utiliza agua a muy alta presión para cortar cualquier tipo de material es bastante sorprendente ver cómo el agua podría cortar metales muy gruesos cerámica plástico y casi cualquier otra cosa incluso de un clip donde cortaban una bola entera con el chorro de agua a veces este jet tiene una mezcla de agua y arena para aumentar la fricción y cortar mejor es una máquina cnc muy potente usando los taladros podemos quitar el material haciendo girar esta broca contra una superficie fija pero al contrario usando una máquina de turno también podríamos hacer eso pero en este caso es el bloque de material que gira y utilizamos una herramienta fija como un cortador o una broca para quitar el material al usar una máquina de torno estamos un poco limitados porque no podríamos realizar movimientos en muchas direcciones pero para agujeros tubos formas redondas etcétera la máquina del torno es una herramienta muy útil una funcionalidad principal de la máquina de torno es también crear roscas a una velocidad constante y un movimiento constante podríamos crear cualquier tipo de rosca de diferente paso y separación muy bien luego para la cnc de tres ejes empezamos con las fresadoras esto funciona igual que las de dos ejes pero en este caso también podemos levantar o bajar la herramienta así que en lugar de solo cortar partes dos de podríamos crear formas tres de podemos prestar pcb bloques de aluminio y crear formas únicas ofrecer madera y plástico usando estas máquinas podemos crear que son muy difícil de hacer a mano y que también requieren precisión utilizando diferentes materiales también tenemos que cambiar la configuración de la fresadora podríamos ajustar esto para cada material por ejemplo fijando una rpm diferente del taladro aumentamos o disminuimos la velocidad de rotación de la broca según el proceso o el material que vamos a realizar si sólo quieres grabar algo tal vez cortar completamente el material o tal vez cambiar de madera a metal deberías ajustar la velocidad al mismo tiempo deberías cambiar la herramienta no puedes utilizar la misma herramienta para plástico que para aluminio por ejemplo oa veces necesitas hacer agujeros o cortes de diferentes tamaños y necesitamos pasar de uno grande a uno más pequeño a veces cambiamos las herramientas a mano pero las máquinas de alta tecnología tienen una biblioteca de herramientas en el lateral y están programadas para cambiar automáticamente su herramienta y continuar con el proceso del fresado esto nos ahorra mucho tiempo y nos resulta más cómodo para cnc de tres ejes también tenemos las impresoras desde que ya como sabrás hoy en día tenemos muchos modelos desde pequeñas impresoras de uso personal hasta industriales capaces de imprimir piezas de gran tamaño incluso la nasa está estudiando impresoras 3d y para edificios enteros o para fabricar muebles con materiales reciclados la impresión desde cambiará mucho el proceso de la fabricación tenemos tres tipos principales de impresión 3d uno es el efe dm o deposición fundida que es la impresión 3d típica que ves en todos mis proyectos está adherida el filamento de plástico y deposita el material capa por capa hasta tener todo el objeto luego tenemos las impresoras sl o de lepe que son bastante iguales ambos tipos utilizan la luz para solidificar una resina líquida creando la máscara para cada capa y solidificando cada parte así podríamos crear el objeto final un tipo de impresión 3d más nuevo y costoso es la fusión selectiva por el láser o sl m donde utilizamos láseres de alta potencia para derretir el material en polvo que podría ser plástico o incluso metal últimamente visto más y más publicaciones relacionadas con inversión de metal en 3-d que es otro paso adelante para el futuro finalmente para la máquina de 5 ejes es básicamente una de tres ejes que se mueve en x y y ceta pero también podría girar dos de estos ejes con estas podríamos conseguir formas aún más complicadas donde tenemos que expresar el interior del objeto o desde abajo y con tres ejes normales esto sería imposible muy bien ahora hablemos de cómo funciona la cnc primero qué componentes necesitamos en una máquina cnc tenemos el cuerpo o el bastidor mecánico de la máquina los actuadores los drivers y la unidad de control y los datos numéricos muy bien el cuerpo representa todo el marco las varias roscadas los tornillos el eje móvil con los cojinetes las coreas los engranajes etcétera básicamente todo lo que crea los ejes de una máquina los actuadores son los componentes que moverán cada eje por lo general estos son motores eléctricos los más comunes que usamos con máquinas cnc son los motores de paso a paso los usamos porque podrían funcionar en un sistema de circuito abierto eso básicamente significa que enviamos la cantidad de pasos que queremos hacer al motor y eso es todo no necesitamos un feedback una máquina cnc de circuito abierto es fácil de controlar pero tiene una gran desventaja si el eje encuentra una fuerza externa y no podía alcanzar la posición deseada la máquina sin una retroalimentación nunca podrá detectar ese error así que otra solución es utilizar motores de pse con escobillas o motores de cesc sin escobillas quizás recuerde es un antiguo prototipo mío donde yo probé este método use motores de cech con escobillas porque son mucho más baratos pero ahora necesitamos una retroalimentación para conocer la posición real para eso podemos utilizar codificadores que podrían ser codificadores rotativos o lineales al mismo tiempo estos codificadores rotacionales podrían ser magnéticos usando sensor hall por ejemplo podrían ser ópticos utilizando led infrarrojos y foto transistores o quizás mecánicos usando pads de cobre contando la rotación del eje podemos saber con certeza la posición real y este método podría detectar fácilmente si el eje alcanzó la posición deseada o no porque ahora tenemos este feedback muy bien pasamos a los drivers estos son componentes eléctricos diseñados para controlar el actuador en el caso de los motores paso a paso necesitamos un contador de motor de paso a paso en mis proyectos use bastante la 4988 que es un contador bastante útil pero para motores grandes o mejores resultados es posible que quieras contadores más caros con un circuito más complicado la tarea principal de este controlador es aplicar pulsos al motor para dar pasos en una dirección o la otra en el caso de motores de cee utilizamos un esq o contador de velocidad electrónico para contar la velocidad y la dirección de giro y para motores con escobillas usamos un contador de potencia con puente h para cambiar la velocidad y la dirección bien para controlar este controlador necesitamos la unidad principal el microcontrolador el procesador la computadora del sistema por lo general esto es un microcontrolador en el caso de estas impresoras 3d casi siempre es un s tm 32 o el at mega el mismo chip que estamos usando con el arduino pero para máquinas más complicadas podríamos necesitar directamente una computadora con un buen sistema operativo capaz de ejecutar tareas más complicadas la tarea de la unidad de control es recibir los datos numéricos con las coordenadas y decidir la cantidad de pasos la potencia y todo lo que se necesita para enviar a los controladores para controlar los actuadores o los motores de tal manera que la posición deseada se alcanza a esa velocidad a ese fit trade y aclaración deseada finalmente tenemos los datos numéricos las máquinas sense generalmente están controladas con un tipo de dato llamado código g estas son básicamente las instrucciones numéricas con las coordenadas de cada eje aquí tenemos un ejemplo de una línea de un código g como puedes ver obtenemos la información para movernos en la posición 30 mm x 25 de la y y 1 milímetros en la dirección zeta un código más complicado ya podría tener comandos prefijados para orientar la máquina configurar el fit trade o el material impreso crear elipses etcétera estos son algunos comandos básicos de código je je 0 es para movimientos rápidos que uno para movimientos controlados tenemos movimiento en sentido horario o antihorario cambio de pulgadas a milímetros inicio de la máquina el fit trade velocidad selección de herramienta y así sucesivamente entonces la unidad de control obtendrá la línea por línea el código g quizás utilizando usb o directamente desde la memoria interna o una tarjeta sd o tal vez el código g está directamente en el sistema operativo de la máquina primero divide en línea por línea en coordenadas x y z o comandos especiales de código g digamos que queremos dibujar un círculo que por cierto en máquina cnc los círculos perfectos no existen la idea de un círculo es que el perímetro es una línea infinita de puntos igualmente lejos del centro pero en el código que los puntos son finitos es este un círculo no verdad añadimos otro vértice es esto un círculo no esto es un cuadrado sigamos añadiendo puntos y como puedes ver nos estamos acercando cada vez más a un círculo por este nunca tendría puntos infinitos si hacemos zoom podemos ver la distancia entre cada vértice de todos modos lamacchia obtiene las coordenadas del primer punto y controla los drivers que controlan los motores que moverán el eje cuando se alcanza el primer punto leemos la siguiente línea de código g y hacemos esto hasta terminar toda la forma para crear este archivo de código g utilizamos un software de corte primero necesitamos el diseño que podría ser una línea en uno de un dibujo en dos de un objeto en 3-d tomamos esta pieza 3d y usando diferentes parámetros para la altura de la capa el material que usamos la temperatura la herramienta que estamos fresar etcétera insertamos estos parámetros en el sostén de la cortadora y creamos el código g aquí tengo un ejemplo de un código g para este objeto desde para imprimir como puedes ver tenemos el objeto capa por capa instrucción por instrucción este es otro ejemplo de código para un proceso de grabado 2d para una psb que he usado para mi propia arduino en este caso tenemos información sobre el diámetro de la broca el fit rate y la velocidad del movimiento así que electrónicos las máquinas cnc vienen en todo tipo de formas y tamaños usamos piezas mecanizadas cnc casi todos los días sin darnos cuenta los utilizamos en procesos de fabricación de automóviles desarrollo de herramientas espaciales prototipado fábricas y uso comercial pequeños talleres e incluso nuestros hogares como impresoras 3d o pequeñas grabadoras espero que ahora tengas una idea más diversa sobre las máquinas cnc qué tipos tenemos cuáles son los componentes principales y cómo funcionan si quieres que haga un vídeo completo sobre mi prototipo de cnc con encoder óptico que utiliza motores de pse con escobillas comenta debajo y si te gusta este vídeo dale a me gusta y suscríbete a mi canal también activa la campana notificaciones considera apoyar mi trabajo en pidió así que gracias de nuevo y hasta luego electrónicos qué pasa electrónicos aquí electrodos el vídeo de acabado os quería dar las gracias y espero que 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