Qué es el CNC y en qué se diferencia del mecanizado convencional, cómo trabajan el torno y la fresadora, nociones de código G/M, parámetros de corte, tolerancias y seguridad a pie de máquina.
Las marcas que fabrican las máquinas y los controles CNC del oficio. Doce son españolas: Danobat, Nicolás Correa, Soraluce, Zayer, Ibarmia, CMZ…
Ver los fabricantes →El torno y la fresadora CNC son máquinas herramienta gobernadas por un control numérico computarizado: un ordenador que ejecuta un programa (código G/M) para mover los ejes con precisión repetible. El torno hace girar la pieza y da forma a geometrías de revolución; la fresadora gira la herramienta y mecaniza superficies, ranuras y contornos. Frente al mecanizado manual, el CNC aporta repetibilidad, geometrías complejas y tolerancias finas: el torneado CNC estándar alcanza aproximadamente calidad IT7.
CNC son las siglas de Control Numérico Computarizado (en inglés, Computer Numerical Control). Es un sistema en el que un ordenador integrado en la máquina lee un programa y lo traduce en movimientos precisos de los ejes y de la herramienta. En lugar de que un operario accione manualmente los volantes y avances, el control interpreta instrucciones numéricas y coordina motores, husillos y sistemas de medición para reproducir la pieza descrita en el plano.
El CNC es la evolución del control numérico (NC) que apareció a mediados del siglo XX, cuando el ordenador se incorporó a la propia máquina. Hoy la mayoría de tornos y fresadoras profesionales son de control numérico, aunque las máquinas convencionales (manuales) siguen usándose para piezas unitarias, reparaciones y formación.
En una máquina convencional, el mecanizador controla directamente los movimientos girando manivelas y vigilando las cotas con el calibre o el micrómetro. La precisión y la repetibilidad dependen en gran medida de su pericia. En una máquina CNC, esos movimientos los ejecuta el control siguiendo el programa, lo que aporta tres ventajas claras:
A cambio, el CNC exige preparación previa: programar, simular, poner a punto (el setup) y verificar la primera pieza antes de lanzar la serie.
Aunque ambos son máquinas de arranque de viruta, se diferencian en qué gira y en qué tipo de pieza producen.
En el torno, la pieza gira sujeta en el plato (o entre puntos) y la herramienta de corte, fija en la torreta, avanza contra ella. Así se generan formas de revolución: ejes, casquillos, roscas, conos y ranuras cilíndricas. Un torno CNC básico trabaja con dos ejes principales:
Los tornos más avanzados añaden herramientas motorizadas y un eje C para operaciones de fresado sobre la pieza torneada (los llamados centros de torneado).
En la fresadora, ocurre lo contrario: la herramienta gira en el husillo y la pieza permanece sujeta en la mesa mientras los ejes la desplazan bajo la fresa. Sirve para mecanizar superficies planas, cajeras, ranuras, taladros y contornos. Una fresadora CNC típica trabaja con tres ejes lineales:
Los centros de mecanizado de 4 y 5 ejes añaden ejes rotativos que permiten orientar la pieza o la herramienta para mecanizar geometrías complejas en una sola sujeción.
El programa que ejecuta un CNC se escribe en un lenguaje conocido popularmente como código G. Se organiza en líneas (bloques), cada una con instrucciones. Las funciones G (preparatorias) definen movimientos y modos de trabajo; las funciones M (auxiliares o miscelánea) controlan acciones de la máquina como arrancar el husillo, activar el refrigerante o terminar el programa. Existe una base estandarizada (recogida históricamente en normas como ISO 6983), pero cada fabricante de control introduce variantes, así que conviene consultar siempre el manual de la máquina.
El CNC se orienta mediante un sistema de coordenadas. Hay un cero máquina, fijo, definido por el fabricante, y un cero pieza (origen de trabajo), que el operario establece sobre la propia pieza. Todas las coordenadas del programa se refieren a ese cero pieza, de modo que el programador puede pensar en la geometría del plano y no en la posición física de la máquina. Los movimientos pueden programarse en modo absoluto (todas las cotas respecto al origen) o incremental (respecto al punto anterior).
G00 — posicionamiento rápido: la herramienta se desplaza a la máxima velocidad de traslado, sin cortar. Se usa para acercar y alejar.G01 — interpolación lineal: movimiento en línea recta a la velocidad de avance programada; es el corte recto.G02 — interpolación circular en sentido horario.G03 — interpolación circular en sentido antihorario.Junto a ellos se usan direcciones como F (avance), S (velocidad del husillo) y T (herramienta), y funciones M frecuentes como M03/M04 (giro del husillo), M08 (refrigerante) y M30 (fin de programa).
Un fragmento sencillo de fresado en modo absoluto. Los valores son ilustrativos: en la práctica dependen del material, la herramienta y la máquina.
% (inicio de programa) G21 (unidades en milímetros) G90 (coordenadas absolutas: respecto al cero pieza) G17 (plano de trabajo XY) T01 M06 (selecciona y cambia a la herramienta 1) S1200 M03 (husillo a 1200 rpm, giro horario) G00 X0 Y0 (rápido al origen, sin cortar) G00 Z5 (altura de seguridad, 5 mm sobre la pieza) G01 Z-2 F100 (baja a -2 mm de profundidad, avance 100 mm/min) G01 X40 F250 (corte recto hasta X40, avance 250 mm/min) G00 Z5 (retira a altura de seguridad) M05 (para el husillo) M30 (fin del programa)
El resultado de un mecanizado depende tanto del programa como de la herramienta y de los parámetros de corte elegidos. Las herramientas (plaquitas de metal duro, brocas, fresas, machos) se seleccionan según el material a mecanizar y la operación. Sobre ellas, tres parámetros son fundamentales:
Los valores concretos los facilitan los fabricantes de herramienta en sus tablas y catálogos, y se ajustan en máquina observando la viruta, el ruido, las vibraciones y el acabado. No hay un número universal: dependen del material, la herramienta y la rigidez del conjunto.
Ninguna pieza sale con una cota perfecta: siempre hay una tolerancia, el margen admisible entre un valor máximo y uno mínimo. En mecanizado se trabaja con magnitudes muy pequeñas, del orden de centésimas de milímetro (0,01 mm) y, en trabajos de precisión, de micras (0,001 mm). Para clasificar la precisión dimensional se usan las clases de calidad ISO, designadas como IT (por ejemplo IT6, IT7, IT10): a menor número, mayor precisión.
El torneado CNC estándar alcanza de forma habitual el rango de calidad IT7, mientras que el fresado suele situarse en un rango algo más amplio, en torno a IT10–IT13. Es decir, en igualdad de condiciones el torneado tiende a ofrecer una precisión dimensional mayor. Estos rangos son orientativos: la precisión real depende de la máquina, la herramienta y el proceso.
Para verificar las cotas se emplean instrumentos de metrología: calibre pie de rey, micrómetro, comparador, galgas y, en control de calidad, máquinas de medición por coordenadas (MMC). Medir bien es tan importante como mecanizar bien: una cota fuera de tolerancia convierte una buena pieza en chatarra.
El CNC automatiza el movimiento, pero el taller sigue siendo un entorno con riesgos: piezas y herramientas girando a alta velocidad, viruta caliente y cortante, taladrina y aristas vivas. Algunas prácticas básicas ampliamente recomendadas:
Estas recomendaciones son generales; cada empresa debe seguir su propia evaluación de riesgos y las instrucciones específicas de cada máquina.
Preguntas frecuentes
CNC significa Control Numérico Computarizado (en inglés, Computer Numerical Control). Es el sistema por el que un ordenador integrado en la máquina ejecuta un programa y traduce sus instrucciones en movimientos precisos de los ejes y la herramienta, en lugar de accionarse manualmente.
En el torno gira la pieza y la herramienta avanza contra ella, lo que produce formas de revolución (ejes, casquillos, roscas). En la fresadora gira la herramienta mientras la pieza permanece sujeta en la mesa, lo que permite mecanizar superficies, cajeras, ranuras y contornos. El torno básico trabaja con ejes X y Z; la fresadora, con X, Y y Z.
El código G es el lenguaje con el que se programa el CNC. Sus funciones G (preparatorias) definen movimientos como el posicionamiento rápido (G00), la interpolación lineal (G01) o la circular (G02/G03), mientras que las funciones M controlan acciones auxiliares de la máquina, como arrancar el husillo o el refrigerante. Existe una base estandarizada, pero cada control puede tener variantes.
El torneado CNC estándar alcanza de forma habitual el rango de calidad ISO IT7, con tolerancias del orden de centésimas de milímetro. El fresado suele situarse en un rango algo más amplio (aproximadamente IT10–IT13). Son valores orientativos: la precisión real depende de la máquina, la herramienta y el proceso.
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