MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA.
UNIDAD 3.
CONTROL NUMERICO.
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FUNDAMENTOS FUNDAMENTOS DEL CONTROL NUMERICO. CONTROL NUMERICO: Es una forma de automatización programable en la cual el equipo de proceso es controlado por medio de números, letras y otros símbolos. Los cuales representan códigos en un formato apropiado para definir un programa con instrucciones para realizar una parte de trabajo en particular o una tarea completa. FUNDAMENTOS, VENTAJAS Y CLASIFICACION. El control numérico se ha aplicado a todas las clases de máquinas-herramienta, aunque también se encuentra en otras áreas como la soldadura con arco, el corte con flama, alambrado de aparatos electrónicos y en operaciones de remachado y ensamble. Las máquinas de control numérico se diseñan para satisfacer cada necesidad en la forma más eficiente y económica, por lo que existen muchos tamaños y tipos de máquinas.
COMPONENTES BASICOS EN UN SISTEMA DE CONTROL NUMERICO 1.- Programa de instrucciones: es el detalle paso a paso de las órdenes dirigidas al equipo de procesamiento a través de la unidad de control. En la forma más común las órdenes se refieren a la posición del husillo de una máquina herramienta con respecto a la mesa de trabajo, aunque instrucciones mas avanzadas incluyen la selección de la velocidad del husillo, las herramientas de corte a utilizar y otras otras funciones.
2.- Unidad de control: es el equipo que edita, lee e interpreta el programa de instrucciones y lo convierte en acciones mecánicas del equipo de procesamiento.
3.- Equipo de proceso: es el componente que ejecuta el trabajo requerido. El ejemplo más común de operaciones de maquinado tiene como equipo de procesamiento la mesa de trabajo y el husillo o bien los motores y controladores nec esarios para ello.
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TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL NUMERICO. El sistema de control numérico debe poseer un medio para controlar el movimiento relativo de la herramienta con respecto a la pieza de trabajo. Hay 3 tipos de control de movimiento, que son: 1.- PUNTO A PUNTO: Este sistema de control mueve la herramienta desde un punto determinado a otro. Durante ese cambio de posición la herramienta no trabaja, por lo que no importa cual es su trayectoria ni velocidad de movimiento.
Este sistema de control es él más simple y es utilizado en taladros, mandriladoras, punzonadoras.y soldadura por puntos. 2.- CORTE RECTO O PARAXIAL.- En este sistema el movimiento de la herramienta debe localizarse sobre una trayectoria determinada y con una velocidad definida debido a que la herramienta esta en contacto con la pieza y su movimiento se realiza normalmente a lo largo de un eje de coordenadas. En algunos sistemas es posible el movimiento simultáneo con respecto a 2 ejes y entonces el avance de la herramienta es una trayectoria diagonal.
Este control se aplica en tornos para maquinar superficies cilíndricas, huecos cónicos, y en fresadoras para ejecutar superficies planas paralelas a cada uno de los ejes de las coordenadas. 58
3 .- CONTROL NUMERICO CONTINUO: Aquí la herramienta se mueve en una curva plana o espacial. El movimiento relativo de la herramienta respecto a la pieza maquinada cambia continuamente así que puede variar tanto la velocidad como la dirección del movimiento. En este caso hay que controlar el movimiento en por lo menos 2 ejes al mismo tiempo.
En el caso de piezas mas complicadas él número de puntos que marcan la curva sería muy grande, por eso las partes de las curvas están aproximadas por segmentos rectilíneos y circulares, en donde se indican solamente los puntos iniciales y finales de los segmentos; y los puntos intermedios se localizan a través del interpolador, el cual puede estar dentro del sistema o conectado al mismo.
COMPARACION DEL CONTROL NUMERICO CON OTROS METODOS. La principal desventaja del C.N. es el costo de las máquinas, ya que estas cuestan de ½ a 5 veces más que las máquinas ordinarias de tamaño similar, dependiendo de la capacidad de control y de los accesorios. El mantenimiento del equipo de C.N. requiere habilidad de alto orden y personal entrenado; además son necesarios programadores para la mayoría de las máquinas de C.N. El C.N. no es el mejor método para todos los trabajos ya que es más económico para ciertos tipos de trabajo y volúmenes de producción. En el caso de elaborar unas cuantas piezas similares, éstas pueden hacerse con un operador hábil en menos tiempo y con costo más bajo por hora en las máquinas comunes de propósito general que el requerido para programar y correr el trabajo en una maquina de C.N. Por otro lado, con partes más complicadas, una pieza puede hacerse con más economía a través del control numérico, ya que una vez hecho el programa, el tiempo para producir una pieza es menor en la máquina de C.N. lo cual es entonces más económico para producir un número mayor de piezas.
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Convencional vs. Máquina C.N.C. Veamos ahora el contraste entre una máquina convencional y una máquina C.N.C.
Máquina Convencional
Máquina CNC
Se opera por una sola persona
Una persona máquinas.
puede
operar
varias
Es necesario localizar los planos.
No es necesario localizar medidas.
Es necesaria la experiencia
No es necesaria la experiencia.
El operador tiene el control de profundidad de corte, avance, etc.
El programa tiene el control de los parámetros de corte
Existen trabajos que es prácticamente imposible realizar.
Luego que se elabora y ejecuta el programa, se puede repetir el trabajo cuantas veces se requiera.
Características del C.N.C. L a M H CN posee las sigu ientes ventaj as: - Mayor precisión, uniformidad y mejor calidad de productos. - Un operario puede operar varias máquinas a la vez. - Fácil procesamiento de productos de apariencia complicada. - Flexibilidad para el cambio en el diseño y en modelos en un tiempo corto. - Fácil control de calidad. - Reducción en costos de inventario, traslado y de fabricación en los model os. - Es posible satisfacer pedidos urgentes. - No se requieren operadores con experiencia. - Se reduce la fatiga del operador. - Proporciona una mayor seguridad en las labores. - Reducción de los tiempos de ciclo. - Aumento del tiempo de trabajo en corte por maquina. - Fácil control de acuerdo con el programa de producción lo cual facilita la competencia en el mercado. - Fácil administración de la producción e inventario lo cual permite la determinación de objetivos o políticas de la empresa. - Permite simular el proceso de corte a fin de verificar que este sea correcto. 60
Sin embar go no todo es ventajas, y entr e las desventajas podemos citar : - Alto costo de la maquinaria. - Falta de opciones o alternativas en caso de fallas. - Es necesario programar en forma correcta la selección d e las herramientas de corte y la secuencia de operación para un eficiente funcionamiento. - Los costos de mantenimiento aumentan, ya que el sistema de control es más complicado y surge la necesidad de entrenar al personal de servicio y operación. - Es necesario mantener un gran volumen de producción a fin de lograr una mayor eficiencia de la capacidad instalada.
Uso del C.N.C. ¿Cuándo emplear el C.N.C? La decisión sobre el ¿cuándo es necesario utilizar M.H.C.N.?, muchas veces se resuelve en base a un análisis de producción y rentabilidad; sin embargo en los países subdesarrollados, muchas veces existe un factor inercial que impide a los empresarios realizar el salto tecnológico. En la medida que estas personas se motiven a acercarse a estas tecnologías surgirán múltiples alternativas financieras y de producción que contribuirán a mejorar el aspecto de rentabilidad de este tipo de inversión. Por otro lado una vez tomado este camino se dará una rápida transferencia tecnológica a nivel de las empresas incrementando el nivel técnico. Fenómenos como éstos no son raros, pues se dan muchas veces en países a nivel de consumidor. En donde somos consumidores de productos de alta tecnología y nos adaptamos rápidamente a los cambios que se dan en productos tales como: Equipos de Alta Fidelidad, Automóviles, Equipo de Comunicación y Computadoras. Entonces, ¿Por qué ser escépticos? y pensar que no somos capaces de adaptar nuevas tecnologías productivas a nuestra experiencia empresarial.
Veamos ahora como se decide la alternativa de usar o no C.N.C. en términos de producción:
-
Cuando se tienen altos volúmenes de producción. Cuando el grado de complejidad de los artículos producidos es alto. Cuando se realizan cambios en un artículo a fin de darle actualidad o brindar una variedad de modelos. - Cuando es necesario un alto grado de precisión.
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APLICACIONES DE LAS MAQUINAS DE CONTROL NUMERICO. Las características de los trabajos para los cuales el Control Numé rico es más apropiado, son:
Partes procesadas frecuentemente en pequeños y medianos lotes. Partes de geometría compleja. Tolerancias cerradas que deben ser mantenidas en todas las piezas. Secuencias con muchas operaciones. Cuando debe ser removido mucho material. Cambios de ingeniería y diseño frecuentes. Partes costosas, donde los errores de proceso resultan muy caros. Partes que requieren inspección al 100 %.
MAQUINAS DE CONTROL NUMERICO COMPUTARIZADO (CNC).
Punzonadoras de accionamiento hidráulico y mecánico.
Cizallas de accionamiento hidráulico y mecánico. 62
Equipos de corte por Láser.
Centro de Mecanizado Vertical CNC.
Centro de Torneado CNC. .
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PLANEACIÓN DEL PROCESO. o
o
o
Recibir el dibujo y características de la pieza a fabricar, verificando que sea factible maquinarla con el equipo que se cuenta.
Determinar el método de sujeción de la pieza, así como el método de maquinado. Determinar las herramientas requeridas para ajustar el método de maquinado a las herramientas que se encuentran permanentemente en la torreta o en el carrusel.
o
Determinar el orden de maquinado y las posiciones de las herramientas.
o
Determinar las veloci dades de corte teniendo en cuenta lo siguiente: a) Material, método de sujeción, rigidez del componente. b) Las herramientas seleccionadas, y el tipo de operación (desbaste o acabado).
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o
Determinar las profundidades de corte y avance para operaciones de desbaste, tomando en cuenta los caballos de fuerza/kilowatts disponibles para corte y la rigidez de la parte.
o
Determinar los requerimientos de acabado en la superficie.
o
Completar una hoja de planeación.
PLANEACIÓN DE PROGRAMACIÓN. Después de completar la hoja de planeación, hay que dibujar el componente a escala mostrando las trayectorias de corte. Seleccionar el punto cero de la pieza y dimensionar en un dibujo a escala los diámetros y longitudes de corte relativas a la pieza.
En el Torno, normalmente el “punto cero pieza” se establece en la parte frontal, sobre el eje de la pieza, como se ve en la figura anterior. En la fresadora o en el centro de maquinado, se establece el "punto cero pieza" en la esquina inferior izquierda y en la cara superior, de tal forma que las coordenadas X,Y sean siempre positivas y Z negativo hacia dentro de la pieza, como se observa en la siguiente figura :
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Dibujar el layout de las herramientas, mostrando las herramientas utilizadas e indicando la posición de cada una de ellas. Comenzar a escribir el procedimiento de inicio. Escribir la secuencia del programa, considerando lo siguiente:
En una misma instrucción pueden existir varias funciones preparatorias y/o auxiliares siempre y cuando no sean instrucciones contrarias.
En el primer caso la instrucción es inválida debido a que tiene 3 comandos con instrucciones contrarias, el G00 es un movimiento rápido, G01 es una interpolación lineal con velocidad programada y el G02 es una interpolación circular En el segundo caso la instrucción es válida debido que las instrucciones son complementarias, en este caso definir el tipo de coordenadas (G90 absolutas), tipo de compensación (G43 longitudinal) y un movimiento rápido (G00). 66
P R O G R A M A C I O N. La máquina de control numérico es una máquina total o parcialmente automática, a la que le son comunicadas las ordenes por medio de una serie de signos contenidos en un programa.
EL PROGRAMA DE UNA MAQUINA DE C. N: es el conjunto de números, letras y símbolos que se escriben para cada pieza y las herramientas; tales como coordenadas y dimensiones e información de tecnología de mecanizado, velocidades de avance y rotación, y características de refrigeración. Las acciones que la máquina pued e realizar, son:
-
Posicionamiento de la pieza y de las herramientas. Velocidad de avance y rotación. Modo de funcionamiento de la máquina. Cambios de piezas y herramientas.
Para poder realizar el programa se precisa conocer datos de:
1.- La máquina: potencia, velocidades, esfuerzos, campos de trabajo. 2.- La pieza: dimensiones, forma y dimensiones del material en bruto, tipo de material, acabado superficial.
3.- Las herramientas y accesorios disponibles en el taller, con sus formas y dimensiones. 4.- El control numérico: tipo de control, funciones, modo de actuación y formatos. A partir de estos datos ya se puede establecer el ciclo de mecanizado definiendo las fases del mismo y su secuencia. Sin embargo, nos queda todavía la comunicación de las órdenes del hombre a las máquinas a través del tablero de control. Para resolver esta dificultad se ha diseñado un lenguaje alfanumérico accesible al hombre e interpretable por la máquina.
Este lenguaje posee su propia sintaxis codificada, y se le llama lenguaje de programación. En general, la información necesaria para la ejecución de una pieza en las máquinas de control numérico puede ser de tipo geométrica o de tipo tecnológica.
La información geométrica es la que contiene los datos referentes al contorno de la pieza, origen de los movimientos, etc. La información tecnológica describe los datos referentes a las condiciones de mecanizado, los materiales, el modo de funcionamiento de la maquina, etc. En definitiva todos aquellos que no tienen que ver con la geometría de la pieza.
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I NF ORM ACIÓN
GEOMETRICA Dimensiones de la pieza Acabado superficial Tolerancias Dimensiones de la herramienta Longitud de las carreras Superficie de referencia
TECNOLOGICA Velocidad de avance Velocidad de rotación Características del material de la pieza Características de la herramienta Tipo de refrigerante Tipo de mecanizado.
La preparación de esta información da forma inteligible para el control numérico, y a ello se le denomina programación. Para la realización de un programa, es necesario conocer las 2 opciones de programación que son:
1 .- Programación Manual: Aquí, el programador transmite a una hoja de programación toda su experiencia en conocimientos. Para ello, se auxilia de una serie de datos obtenidos a partir de lo siguiente: a).- Características de la máquina. b) .- Herramientas necesarias c) .- Plano de la pieza d) .- Dispositivos de sujeción. e) .- Secuencia de operaciones. f) .- Variables a controlar g).- Instrucciones de programación Así mismo, debe aplicar los avances y velocidades más apropiadas de acuerdo con las características del material Una vez definidas las trayectorias elementales a efectuar por el punto programado de la herramienta para obtener el contorno deseado de la pieza, las herramientas a utilizar y sus dimensiones, el programador puede iniciar la codificación del programa de acuerdo con el lenguaje, símbolos, palabras y reglas de sintaxis especificadas de la máquina-herramienta de control numérico a utilizar. Los diferentes lenguajes utilizados por los distintos fabricantes tienen un núcleo común y dentro de un mismo tipo de máquinas (tornos, fresadoras, centros de maquinado, etc.) son muy similares, a excepción de un reducido número de códigos correspondientes a funciones especificas o a opciones que cada fabricante puede incorporar. Entre tipos de máquinas distintas, por ejemplo entre tornos y centros de maquinado, la diferencia es ya más notable y hace referencia a ciclos fijos, compensaciones de herramienta y funciones avanzadas de programación.
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Tal como ya hemos indicado, el programa se codifica en bloques y uno de los formatos más usuales del bloque es:
Torno
N01 G90 G21 G18; N10 T0404 M06; N20 S1200 M03; N30 F120;
Centr o de M aquin ado
N01 G90 G21 G17 G54; N10 T04 M06; N20 S1200 M03; N30 F100;
En donde:
N es la numeración del bloque. G es la función codificada de 00 a 99. X, Y, Z, son coordenadas en milímetros o en pulgadas. F es la velocidad de avance en mm/min, pulg/min. o mm/rev. S es la velocidad de rotación del husillo en R.P.M. T es el número de herramienta codificada. M es la función auxiliar codificada de 00 a 99.
;
es el código de fin de bloque.
Algunas máquinas exigen un orden determinado de las funciones dentro del bloque, mientras que otras sólo precisan que la función N sea la primera y el resto puede ordenarse como se desee. También es conveniente comentar que en las máquinas industriales y semi industriales no se necesita la función N. No en todos los bloques se programan todas las funciones. Existirán bloques con solo la función de desplazamiento (G) o con solo una función auxiliar (M). En otros casos, en un mismo bloque se indican varias funciones preparatorias siempre y cuando sean de grupos distintos. En general, las funciones programadas en un bloque son válidas para los siguientes hasta el bloque en que se programa otro valor de la misma función, excepto en los casos de funciones de cancelación automática, válidas solo en el bloque en que se incluyen. Pueden incluirse bloques informativos con comentarios para hacer más inteligible el programa o para comunicarse con el operador. El texto se encierra entre paréntesis.
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LA NUMERACION DEL BLOQUE “N”.
Cada bloque debe iniciarse con una función N de numeración seguida de una secuencia numérica. El control al leer una N sabe que empieza la información de un nuevo bloque. El número secuencial sirve para identificar una instrucción determinada y para utilizarla en la programación con bucles o saltos de programa para referenciar el punto del programa al que desea saltar. Es conveniente numerar los bloques de 5 en 5, o de 10 en 10, para que al
intercalar un bloque nuevo no sea necesario renumerar todos los bloques posteriores.
LAS FUNCIONES PREPARATORIAS (G). Las funciones preparatorias se codifican con dos dígitos. Esta codificación es la que puede presentar más diferencias entre las utilizadas por los distintos fabricantes en diferentes máquinas. Estas funciones se agrupan según las características de funcionamiento que definen. Así, se pueden definir los grupos:
A = Interpolaciones. B = Selección de planos . C = Compensación de tr ayectoria. D = Compensación de desplazami entos . E = Paradas. F = Ciclos fi jos. H = Progr amación Absolu ta o I ncr emental . . I = Velocidades de avance o especiales . J = Sistemas de un idades K = V elocidades de corte.
Las funciones del grupo A al J son modales, es decir, una vez incluidas en un bloque siguen en vigor hasta que se cancelen o se programe otra función del mismo grupo. Las funciones especiales son de cancelación automática, es decir, sólo están en vigor para el bloque en que han sido programadas. En un mismo bloque se pueden especificar varias funciones grupos distintos. Si en un bloque se programan dos o más funciones activa la última programada.
G siempre y cuando sean de
G del mismo grupo, sólo se considera
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LAS FUNCIONES AUXILIARES (M). Las funciones auxiliares se programan con la dirección “ M” y hacen referencia al modo de funcionamiento de la máquina-herramienta y el c ontrol numérico. De forma análoga a las funciones G se recogen en grupos de compatibilidad. Unas son modales y otras de cancelación automática. Se pueden programar varias funciones “M” en un mismo bloque, en un número máximo de 5 a 7, dependiendo del tipo de control. En general, los fabricantes dejan a disposición del usuario unos códigos para que éste los utilice para funciones especiales de su instalación.
DISTRIBUCION DE LOS EJES DE MAQUINA. La denominación de los ejes se basa en la llamada “ley de la mano derecha”. En donde el eje principal (eje de trabajo) en una máquina-herramienta, es el eje Z, que tendrá su dimensión positiva, a medida que nos vamos alejando de la pieza. Los ejes restantes van relacionados con el anterior, según la situación de los dedos de la mano. Otros ejes paralelos a los anteriores o que giran apoyados en los principales se denominan como a continuación se indica:
X
Z
Y
X Z Torno
Centro de Maquinado
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SELECCIÓN DE LA VELOCIDAD DE CORTE. La mayoría de operaciones de mecanizado se realiza sobre máquinas herramienta que tienen el husillo giratorio, de forma que la velocidad de corte debe convertirse de pies o metros por minuto a velocidad de giro del husillo, o revoluciones por minuto. Para seleccionar una velocidad de corte adecuada es necesario considerar los siguientes aspectos:
Material de la pieza.- La dureza Brinell de un material nos sirve como guía acerca de la facilidad o dificultad del maquinado. Material de la herramienta.- Las velocidades de corte generalmente están dadas para cortadores de guía debido a la facilidad de maquinado. Tipo de operación (desbaste / acabado).- Los mejores acabados son obtenidos con avances pequeños y altas velocidades de corte. En general la velocidad de corte para acabado, la calculamos alrededor de un 20% más alta que la de corte de desbaste. Vida útil del cortador.- Los cortes fuertes que acumulan calor rápidamente los tomaremos con mas lentitud que los cortes ligeros. Uso de refrigerante. Está en función del tipo de material que se esta maquinando y del tipo de herramienta de corte que se utilice. Los factores que se deben definir son los siguientes: ¿Qué pieza se va a maquinar? ¿Qué tipo de punta requiere la herramienta? ¿Qué velocidad de giro va a tener? ¿Qué factor de avance vamos a utilizar?.
La velocidad de corte está expresada por la siguiente ecuación:
V.C. = * D * S / 1000 Donde: V.C. = Velocidad de Corte en m/min D= Diámetro del cortador. S= Velocidad de giro (r.p.m.). = 3.1415......... La ecuación anterior se fundamenta en el supuesto de una relación directa entre el calor generado y la velocidad de corte. Lo anterior implica, que incrementando ligeramente el avance o la profundidad de corte, o los dos simultáneamente, se aumenta la remoción de metal sin variar apreciablemente la temperatura de la herramienta.
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La velocidad de la herramienta con respecto a la pieza cuando se está mecanizando se denomina velocidad de corte. Para calcular la S, es necesario obtener la Velocidad de corte (V.C.), de una tabla en la cual se observa un rango, el límite inferior del rango es para operaciones de desbaste y el rango superior para operaciones de acabado.
Tabla de velocidades de corte en Torno. Material Acero para maquinaria Acero para herramienta Hierro fundido Bronce Aluminio
Torneado y torneado de interiores Corte de desbaste Corte de acabado Pie/min. m/min. Pie/min. m/min.
Roscado Pie/min. m/min.
90 70
27 21
100 90
30 27
35 30
11 9
60
18
80
24
25
8
90 200
27 61
100 300
30 93
25 60
8 18
De la tabla anterior, se toma el valor de la velocidad de corte correspondiente al material a maquinar y se selecciona el rango mayor o menor según sea el caso (acabado o desbaste). Se despeja el valor de V.C., para sacar el valor de S.
Para calcul ar l a velocidad del husillo del tor no en r .p.m , deben conocerse la V.C del metal y el diámetro de la pieza, utilizando las siguientes formulas: a).- Cálculo en pulgadas.
(V.C ) 4
V.C= Vel. de corte
r.p.m = ----------------πD
D= Diámetro de la pieza.
b).- Calculo en el sistema métrico.
(V.C) 320 r.p.m = ------------------D 73
SELECCIÓN DE LA VELOCIDAD DE AVANCE. Al desplazamiento de una herramienta a una velocidad especificada para mecanizar una pieza se le denomina avance. Los avances pueden especificarse empleando valores numéricos reales. Por ejemplo, para que la herramienta avance con una velocidad de 10 mm/min, especifique la siguiente instrucción en el programa:
F10.0 El avance lo expresamos en unidades de desplazamiento/revolución ó en unidades de desplazamiento/unidades de tiempo (minuto). En realidad los valores para las velocidades de avance que aparecen en las tablas los consideramos para condiciones ideales, por lo tanto, debemos tomar en cuenta algunos factores para determinar las velocidades más convenientes a utilizar. En la mayoría de los casos, las velocidades de corte especificadas en las tablas los reducimos a causa de los siguientes aspectos: el filo de la herramienta, la sujeción de la herramienta, la rigidez del sujetador, la profundidad de corte, el avance, el acabado, etc.
Avances para diversos materiales utilizando herramientas de corte de acero de alta velocidad.
Material Acero para Maq. Acero para herram. Hierro fundido Bronce Aluminio
Cortes de desbaste Pulgadas Milímetros .010 -.020 0.25 – 0.5
Cortes de acabado Pulgadas Milímetros .003 - .010 0.07 – 0.25
.010 - .020
0.25 – 0.5
.003 - .010
0.07 – 0.25
.015 - .025 .015 - .025 .015 - .030
0.4 – 0.65 0.4 – 0.65 0.4 – 0.75
.005 - .012 .003 - .010 .005 - .010
0.13 – 0.25 0.07 – 0.25 0.13 – 0.25
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PROGRAMACION DE DESPLAZAMIENTOS. Para conducir la herramienta a un punto “P” del plano basta con programar en un bloque las direcciones X, Y, Z, seguidas cada una de la cota del punto en cada eje. Previamente es necesario indicar si para las cotas se utiliza un sistema absoluto o incremental. Un sistema incremental es aquel en el cual el punto de referencia para la siguiente instrucción es el punto final de la operación precedente. Por lo que las dimensiones de cada pieza en las que se aplica el sistema incremental son medidas desde el punto anterior en qu e se encontraban los ejes de movimiento. El sistema absoluto es aquel en el que las órdenes están referidas a un punto “cero”, el cual es llamado origen o punto cero. La siguiente figura ilustra la diferencia entre los dos sistemas de posicionamiento:
Y 9 8 7 LOCALIZ. PROXIMA
6
(6,5)
5 4
Y=3
LOCALIZ. ACTUAL
3
X= 4
(2,2)
2 1
X 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Para indicar el desplazamiento de la localización actual a la localización próxima, indicar: X=6, Y=5. Posicionamiento absoluto: Posicionamiento incremental: X=4, Y=3. 75
Si se utiliza un sistema de cotas absolutas al origen de la pieza, debe iniciarse el programa con la función G90. Si las cotas de cada punto se dan como incremento respecto a la posición del punto anterior, el código a emplear es G91. Ambas instrucciones son efectivas hasta que se termina el programa o hasta el bloque en que se codifique la otra. En un mismo programa puede utilizarse indistintamente un sistema
de coordenadas u otro, aunque no es muy recomendable. En ausencia de codificación, en general, el controlador asume una programación absoluta, esto es que el G90 está en la memoria de la máquina por omisión. Debe indicarse también si las cotas se expresan en milímetros o en pulgadas:
G20 Programación en pulgadas. G21 Programación en milímetros. Las instrucciones también son válidas para todo el programa. Si no se codifica ninguna el control supone la programación en milímetros. (G21 por omisión). Cuando se ha elegido una unidad de medida, todas las dimensiones, ya sean de piezas o sean de herramienta deben darse en las mismas unidades.
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PROGRAMACION ASISTIDA POR COMPUTADORA. Esta indicada para elaborar programas cuya extensión en número de bloques es superior a 50. El programador encontrara su trabajo más ligero ya que no tendrá que consultar todas las hojas técnicas de los datos mencionados en la programación manual por lo que el riesgo de equivocarse será menor. El resultado es similar al obtenido por la programación manual, pero el tiempo dedicado será considerablemente menor que si lo realizan a mano. La representación esquemática de este proceso se representa en la figura siguiente:
ELABORACION DEL PLAN DE OPERACIONES: -
Secuencia. Herramientas. Condiciones de mecanizado.
CALCULOS GEOMETRICOS
DISKETTE
FIJACION DE MAQUINA
PLANO DE LA PIEZA
PROGRAMADOR
PROGRAMA DE LA PIEZA.
CAPTURISTA
DISCO COMPACTO FUNCIONES DISPONIBLES
CARACTERISTICAS: - Máquinas-herramienta. - Unidad de control.
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La progresiva ampliación de la capacidad de cálculo y de memoria incorporada a los controladores numéricos ha simplificado notablemente tanto la programación como la puesta a punto de programas. Entre las características más importantes se destacan: -
Ciclos fijos flexibles. Saltos de programa, bucles y subrutinas. Simetrías y escalas. Programación paramétrica. Programación del contorno. Programación asistida interactiva MDI.
DISPOSITIVOS DE CONTROL. Una máquina NC puede controlarse mediante un circuito abierto o un circuito cerrado. El sistema de circuito abierto es él más simple y barato pero no asegura la exactitud. Una señal que es una orden para ejecutar cierta acción es emitida por la unidad de control, esta viaja a través del mecanismo impulsor que acciona el miembro controlado de la máquina. El mecanismo impulsor básico para una mesa u otro elemento de la máquina en un sistema de circuito abierto es un motor de pasos, también llamado motor digital o de pulsos. La velocidad a la cual se emiten los pulsos determina la velocidad de alimentación. La potencia de un motor de pasos es limitada y si la resistencia al movimiento es grande, el motor puede detenerse y perder pasos. No hay retroalimentación para informar la omisión razón por la cual se pierde exactitud.
CIRCUITO CN ABIERTO UNIDAD DE CONTROL
ENTRADA DE CANTIDAD
IMPULSOR DE LA MAQUINA
ELEMENTO DE MAQUINA
ORDEN AMPLIFICADOR
MECANISMO IMPULSOR
ESFUERZO ORDENADO
CANTIDAD CONTROLADA
POTENCIA FUENTE DE ENERGIA
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En los sistemas de circuito cerrado la señal de comando para el movimiento de la mesa u otro elemento de la máquina es común que se convierta en una señal analógica estable. Esta señal enciende la potencia para impulsar el mecanismo. En los impulsores de maquina se utilizan motores hidráulicos y motores eléctricos de corriente alterna y principalmente de corriente continua. Para una alimentación mas elevada, los impulsos se emiten a una velocidad más rápida y/o la señal analógica es mayor, lo cual imprime mas potencia al motor para impulsar con más rapidez la mesa. Un tacómetro en el motor impulsor devuelve una señal que se compara con la velocidad de alimentación para asegurar que sé esta suministrando la cantidad de alimentación requerida y en caso contrario hacer las correcciones necesarias. Un medidor determinado es impulsado por el husillo y devuelve una señal que muestra la distancia que ha recorrido la mesa. La señal de retroalimentación se compara con la distancia ordenada y cuando esta es igual a la distancia ordenada significa que ha terminado el movimiento requerido, la potencia se apaga y el movimiento se detiene. Ya que están controlados mediante canales separados, todos los movimientos pueden actuar al mismo tiempo. Por supuesto, es necesario que actúen en forma simultánea y estén sincronizados con exactitud para el contorneado.
CIRCUITO CN CERRADO DISTURBIOS DE ORIGEN EXTERNO
UNIDAD DE CONTROL
ENTRADA DE CANTIDAD
DISPOSITIVO DE MEDICION DE MAQUINA
ORDEN
IMPULSOR DE ENTRADA
ELEMENTO DE MAQUINA
ERROR AMPLIFICADOR MECANISMO IMPULSOR
CANTIDAD CONTROLADA TRANSDUCTOR
FUENTE DE ENERGIA
POTENCIA
RESPUESTA
ERROR = ORDEN - RESPUESTA
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SISTEMAS DE CONTROL. CONTROL NUMERICO COMPUTARIZADO (CNC): este tipo de sistema se utiliza para controlar una sola máquina, y se encuentra integrado dentro del panel de control que posee la máquina-herramienta. Permite introducir un programa en forma directa utilizando las teclas del modulo de control ó a través de un disco flexible que contenga los programas requeridos; los cuales son transmitidos a la máquina-herramienta por medio de la unidad lectora.
CONTROL NUMERICO DISTRIBUIDO (DNC): puede ser definido como un sistema de manufactura en el que un número de máquinas son controladas por una computadora en conexión directa y en tiempo real. La unidad lectora es omitida en el DNC y en su lugar el programa es transmitido a la máquinaherramienta directamente desde la memoria de la computadora. En la actualidad encontramos computadoras que pueden ser usadas para controlar más de 100 máquinas. El DNC esta diseñado para dar instrucciones a cada máquina herramienta en base a la demanda. Cuando las máquinas necesitan comandos de control ellas lo comunican inmediatamente. Este sistema consta de 4 componentes: 1 .- Computadora Central 2 .- Disco duro para almacenar los programas 3 .- Líneas de telecomunicación (interfase) 4 .- Máquinas herramientas.
CENTRAL COMPUTER
HARD DISK
LINE OF TELECOMUNICATION
RECTIF.
TORNO
FRESA
TALADRO
Similarmente, la computadora debe siempre estar lista para recibir información desde las máquinas y responder a las mismas.
80
Dependiendo del número de máquinas y los requerimientos computacionales impuestos a la computadora central, a veces es necesario hacer uso de computadoras satélites, las cuales son pequeñas computadoras que sirven para tomar algo de carga de la computadora central. Cada satélite controla varias máquinas. El grupo de programas son recibidos desde la computadora central y almacenados en la memoria intermedia, para de ahí ser utilizados cuando una máquina lo requiera. La retroalimentación de datos desde las máquinas es también almacenada.
CENTRAL COMPUTER
HARD DISK LINE OF TELECOMUNICATION
Satelite Memory Minicomp buffer
TORNO torno
FRESA
Satelite Memory Minicomp buffer
TALADRO
RECTIF
CEPILLO
Satelite Memory Minicomp buffer
TORNO
TALADRO
81
