Guia de Practicas de Laboratorio Cnc

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO GUIA DE PRACTICA DE LABORATORIO CNC

GUÍA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO LABORA TORIO CNC MATERIA: DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA

T.A. EDUARDO RODRÍGUEZ NÚÑEZ DIMA LABORATORIO CNC

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA AGRÍCOLA

FEBRERO 2014

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO DEPTO. DE INGENIERÍA MECÁNICA AGRÍCOLA LABORATORIO DE CONTROL NUMÉRICO

REGLAS INTERNAS DE TRABAJO El personal del DIMA - UACH deberá observar las siguientes reglas dentro del Laboratorio de CONTROL NUMÉRICO

Son derechos de los usuarios: 1. tener derecho a utilizar las herramientas y equipos del Laboratorio que le hayan sido asignados. Son obligaciones de los usuarios: 1. registrarse al inicio de la jornada de trabajo en las hojas de control establecidas para tal fin. 2. mantener siempre buenas relaciones humanas con los demás compañeros de trabajo 3. ser respetuosos, responsables, honrado y disciplinados 4. utilizar el vestuario y equipo de trabajo adecuado 5. revisar cuidadosamente el herramental y equipo al inicio de cada sesión, informando de inmediato al responsable sobre cualquier irregularidad que pudiese haber notado, de no hacerlo se responsabilizara del hecho al ser notado. 6. utilizar solamente los materiales y dispositivos autorizados por el responsable, quien valorara sus aptitudes y destrezas, permitiéndole, según esta valoración, el uso y manejo de otros equipos de acuerdo a sus capacidades o aprendizajes progresivos. 7. utilizar solamente el espacio de trabajo que le sea autorizado por el responsable a cargo de la sesión 8. abstenerse de introducir cualquier tipo de alimento o bebida 9. abstenerse de fumar dentro del área de trabajo 10. observar un comportamiento acorde con la responsabilidad de desplazarse entre equipos de alto costo, cuidando que el manejo de los mismos sea siempre con autorización y bajo vigilancia del responsable o de los auxiliares a cargo. 11. permanecer en el laboratorio solo en los casos de que su horario de clases así lo determine o en casos excepcionales, solamente con la autorización por escrito del Subdirector Académico del Departamento. 12. atender las indicaciones de los auxiliares asignados al Laboratorio con igual atención y eficiencia que las del profesor responsable 13. informar al responsable de cualquier incidente ocurrido durante la sesión de trabajo 14. los usuarios serán absolutamente responsables por el manejo y conservación de los equipos durante el tiempo en que sean utilizados Página 2 de 26


15. después de realizar algún trabajo asegurarse de que el área ocupada quede limpia lo mismo el equipo y las herramientas deberán ser colocadas en su lugar de almacenaje 16. evitar introducir discos flexibles, o cualquier unidad de almacenaje de información en el equipo de computo asignado al laboratorio con programas o archivos utilizados en equipos de computo ajenos a este laboratorio 17. observar el cumplimiento de los documentos contenidos en el Sistema de Gestión de Calidad. 18. cumplir con las señalizaciones e indicaciones que se encuentran en el laboratorio.

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ÍNDICE GUÍA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO CNC ......................................................................................... 1 MAYO 2008 ............................................................................................................................................................ 1 REGLAS INTERNAS DE TRABAJO ................................................................................................................ 2 ÍNDICE................................................................................................................................................................ 4 GUÍA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO CNC. ......................................................................................... 5 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................... 5 OBJETIVO ...................................................................................................................................................... 5 OBJETIVOS GENERALES: .......................................................................................................................................5

MODULO I) PARTES PRINCIPALES Y FUNCIONAMIENTO DEL CENTRO VERTICAL DE MAQUINADO CNC. ................................................................................................................................................ 7 a) OBJETIVOS PARTICULARES:.................................................................................................................. 7 METODOLOGÍA ............................................................................................................................................ 7 RECURSOS MATERIALES Y EQUIPO.......................................................................................................... 7 PRECAUCIONES ........................................................................................................................................... 7 DESCRIPCIÓN DEL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA ............................................................................. 8 BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................................. 9 RESULTADOS Y CONCLUSIONES ............................................................................................................... 9 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................................. 9 MODULO 2. PROGRAMACIÓN MANUAL DE UN PROGRAMA CNC. ..................................................... 10 INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................................... 10 OBJETIVOS GENERALES: .....................................................................................................................................10

a) OBJETIVOS PARTICULARES:................................................................................................................ 10 INTRODUCCIÓN BÁSICA AL CNC ............................................................................................................ 11 EL SISTEMA DE COORDENADAS ........................................................................................................................ 11 PUNTO DE ORIGEN (BASE) DE LA MAQUINA ..................................................................................................13 COLOCACIÓN ABSOLUTA E INCREMENTAL ...................................................................................................14 PROGRAMANDO CON CÓDIGOS ......................................................................................................................... 15 FORMATO DEL PROGRAMA ................................................................................................................................ 15 CICLOS PREPROGRAMADOS ...............................................................................................................................17

METODOLOGÍA .......................................................................................................................................... 18 RECURSOS MATERIALES Y EQUIPO........................................................................................................ 20 DESCRIPCIÓN DEL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA ........................................................................... 20 ELABORAR EL PROGRAMA PARA LA SIGUIENTE PIEZA ...................................................................... 20 DESARROLLAR EL PROGRAMA DE LA SIGUIENTE PIEZA. .................................................................. 21 RESULTADOS Y CONCLUSIONES............................................................................................................... 22 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................... 22 ANEXOS .............................................................................................................................................................. 23 TABLA DE CÓDIGOS FANUC .................................................................................................................... 23

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GUÍA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO CNC. INTRODUCCIÓN El presente curso Operación y Programación de Maquinas con Control Numérico o comandadas numéricamente se imparte a la generación de séptimo año, exige algunos temas ya estudiados por el alumno para poder entender el funcionamiento, operación y programación de maquinas con CNC (control numérico computarizado). El alumno debe tener conocimiento de maquinas herramienta, principalmente las que involucran desprendimiento de viruta (torno y fresa), procesos de manufactura, diseño de elementos de maquinas, mantenimiento, calculo y selección de materiales. Actualmente algunas empresas que se dedican al diseño y fabricación de maquinas agrícolas están implementando la tecnología CNC y en otras la mayoría de sus procesos de manufactura (corte con gas, doblez, punzonado, rolado de materiales, troquelado, soldadura, pintura, torno, fresa y taladro) son con esta tecnología. El egresado de la carrera de ingeniería mecánica agrícola, es el principal involucrado y su función es diseñar, programar y utilizar las mejores técnicas para sacarle el mayor provecho. El control numérico es una de las herramientas más utilizadas en las empresas metalmecánica. El CNC viene a ocupar un papel muy importante en la fabricación de piezas con altas exigencias de calidad. Existen empresas que por muy pequeñas que sean logran obtener alta productividad, reducción de costos, tiempos y lo principal la satisfacción del cliente. El centro vertical de maquinado es una de las maquinas más versátiles, en ellas se puede desarrollar un número muy grande de procesos, por ejemplo: taladrado, cilindrado, rectificado, machuelado, roscado exterior con machuelos formadores, contorneado, cajeado etc., ya que dicha maquina cuenta con tres ejes que se pueden mover de manera simultánea. ocupa un lugar importante en la industria metal mecánica y las industrias las prefieren, auque solo le den una o mas aplicaciones. Normalmente estas maquinas sobresalen por la capacidad de fabricar moldes y piezas de gran precisión. La operación y programación del CVM CNC se dará en 3 módulos, ya que dichas actividades requieren de suficiente tiempo. El primer modulo comprende partes principales y funcionamiento del Centro Vertical de Maquinado CNC, la segunda es la operación y programación manual del Centro Vertical de Maquinado CNC y la tercera parte es modelación y fabricación de piezas mecánicas en el Centro Vertical de Maquinado CNC con sistemas CAD/CAM. Dichos módulos son apoyados con el uso de diferentes paquetes de diseño en sistemas CAD/CAM y el uso aplicación de distintas herramientas de trabajo.

OBJETIVO OBJETIVOS GENERALES: 1) El alumno conocerá las partes principales y el funcionamiento del centro vertical de maquinado CNC. 2) El alumno aprenderá a operar y programar manualmente un centro vertical de maquinado CNC con 3 ejes, utilizando los códigos basados en el sistema FANUC. Página 5 de 26


3) El alumno aprenderá el proceso para modelar y fabricar piezas en un centro vertical de maquinado CNC con el apoyo de los sistemas CAD/CAM.

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MODULO I) PARTES PRINCIPALES Y FUNCIONAMIENTO VERTICAL DE MAQUINADO CNC.

DEL CENTRO

A) OBJETIVOS PARTICULARES: 1) El alumno conocerá las partes principales de un equipo CNC. 2) El alumno conocerá los principios de funcionamiento de una maquina CNC (caso particular un centro vertical de maquinado) 3) El alumno elaborara una guía o ficha para poner en marcha un equipo cnc. METODOLOGÍA El profesor impartirá una platica haciendo referencia a las partes mas importantes del equipo, así como su aplicación en la industria El profesor le mostrara a los alumnos las partes mas importantes y su funcionamiento El profesor les mostrara cuales son todos aquellos pasos que permiten el adecuado funcionamiento del equipo. Al final de la practica el alumno con su profesor elaboraran una ficha de procedimiento para poner en marcha un equipo cnc bajo las normas de procedimientos que establece el fabricante del equipo y las normas de seguridad e higiene dentro del laboratorio. RECURSOS MATERIALES Y EQUIPO MATERIALES Y EQUIPO: - Centro vertical de maquinado en buenas condiciones - Instalación de equipo de suministro de aire seco. - Formatos de prácticas. - Cable de comunicación serial RS232. - Pizarrón. - Plumogises. - Borrador.

PRECAUCIONES Las personas que se presenten a realizar la practica deberán observar las siguientes indicaciones: 1) utilizar gogles, monogogles, careta o lentes de protección para la cara u ojos ya que en el laboratorio, la máquina desprende virutas de metal y las lanza a gran velocidad y se debe estar preparados para impedir que esas virutas causen problemas en la cara u ojos o el refrigerante llegue a salpicar y cause lesiones en la vista.

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2) utilizar bata, de preferencia de algodón, sin adornos y con un sistema de abrochado rápido para que si existe necesidad de quitarla, se haga lo más fácil y rápidamente posible. 3) utilizar zapatos cerrados y de preferencia de suela industrial para evitar que las rebabas metálicas tiradas en el piso causen daño a las personas que no usen calzado de protección y de preferencia con casquillo metálico para proteger también de la caida de objetos pesados. 4) utilizar guantes de preferencia de carnasa para proteger a las personas de machucaduras en los dedos y manos.

DESCRIPCIÓN DEL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA En base a la metodología en su hoja de notas escriba lo más importante de la plática inicial PARTES PRINCIPALES Y FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO 1) Conexión de energía 2) Suministro de aire

3) Control 4) Salidas y entradas de datos 5) Motores y ejes de traslado 6) Depósito de aceite 7) Deposito de refrigerante.

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8) Intercambiador de herramientas. 9) Panel de control 10) Sacador de virutas

11) Husillo. 12) Colocación y obtención de las herramientas. 14) Chasis

BIBLIOGRAFÍA El alumno revisara artículo, libros, revistas referentes al tema y complementara actividades desarrolladas en dicha práctica.

las

RESULTADOS Y CONCLUSIONES el alumno reconocerá todas aquellas partes que hacen que el equipo funcione adecuadamente y además podrá crear una guía de puesta en marcha del equipo bajo las mas estrictas nomás que maneja el fabricante y la norma de seguridad e higiene del laboratorio de CNC del DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA AGRICOLA. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Manual HAAS para programación de un centro vertical de maquinado cnc Página 9 de 26


MODULO 2. PROGRAMACIÓN MANUAL DE UN PROGRAMA CNC. INTRODUCCIÓN En una maquina “NC” (numerically controlled = controlada numéricamente), o sea, la

herramienta o broca se controla con un sistema de códigos que permite operarla con poca o ninguna supervisión personal y con mucha repetibilidad. Así que la misma tarea se ejecuta una y otra vez con mínimo error humano. El “CNC” es el mismo tipo de sistema de trabajo, con la excepción de que la maquina herramienta esta supervisada por una computadora. El significado del termino CNC (computerized numerical control = control numérico computarizado). Los mismos principios usados en la operación de una máquina manual son usados en una maquina programable NC o CNC. La diferencia principal es que en vez de ajustar manivelas hasta colocar una guía en cierto punto, la distancia de ese mismo punto será almacenada “UNA SOLA VEZ” en la memoria del control de la maquina. Después de esto, el control moverá la

maquina automáticamente a estas posiciones cada vez que se ejecute el programa. La operación del centro de maquinado vertical VF  series requiere que una parte del programa sea diseñado, escrito, e introducido en la memoria del control. La manera más común de escribir los programas para las partes es fuera de la línea de comunicación, es decir, en un equipo separado del CNC donde el programa pueda almacenarse y posteriormente pueda transmitirse al control del CNC. La manera más común de transmitir el programa de una pieza al CNC es por medio de una interconexión RS232. El centro de maquinado vertical VF series HAAS tiene una interconexión RS232 que es compatible con la mayoría de las computadoras y CNC existentes. Si una persona planea operar y programar una maquina controlada con CNC, esa persona debe tener conocimientos básicos en operaciones de maquinado y conocimientos elementales de matemáticas. Loa persona también necesita familiarizarse con la consola de control y la posición de las teclas; los interruptores, las pantallas, etc., relacionados con la operación de la maquina. Este manual puede usarse como el manual del operario y como el manual del programador.

OBJETIVOS GENERALES: 1) El alumno conocerá las partes principales y el funcionamiento del centro vertical de maquinado CNC. 2) El alumno aprenderá a operar y programar manualmente un centro vertical de maquinado CNC con 3 ejes, utilizando los códigos basados en el sistema FANUC. 3) El alumno aprenderá el proceso para modelar y fabricar piezas en un centro vertical de maquinado CNC con el apoyo de los sistemas CAD/CAM.

A) OBJETIVOS PARTICULARES: 1) Aprender a operar y programar manualmente un Centro vertical de maquinado CNC con 3 ejes, utilizando los códigos basados en el sistema FANUC. 2) Aprender los procedimientos de montaje y sujeción de piezas para su mecanizado en un centro vertical de maquinado CNC.

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3) Conocer la gran diversidad y sus usos de herramientas utilizadas en el centro vertical de maquinado.

INTRODUCCIÓN BÁSICA AL CNC EL SISTEMA DE COORDENADAS El primer diagrama que nos concierne es llamado LÍNEA NUMÉRICA. Esta línea numérica tiene un punto de referencia cero que es llamado CERO ABSOLUTO y puede ser colocado en cualquier punto a lo largo de la línea.

Fig. línea numérica horizontal

Fig. Línea numérica vertical

La línea numérica también tiene incrementos numerados en cualquiera de los lados del cero absoluto. Alejándoosle del cero hacia el lado izquierdo son incrementos negativos. La “+”, o incrementos positivos, se entiende que es positivo, por lo tanto no se necesita el signo. Nosotros usamos positivo y negativo junto con el valor del incremento para indicar su relación con cero en la línea numérica. En el caso de la línea previa, si nosotros elegimos movernos al tercer incremento en el lado negativo () del cero, nosotros llamaríamos a 3. Si nosotros elegimos el segundo incremento en el campo de medida positivo, nosotros llamaríamos a 2. Nuestra preocupación esta con la distancia y la dirección desde el cero. Recuerde que cero puede ser colocado en cualquier punto a lo largo de la línea numérica, y que una vez colocado en su lugar, un lado del cero tiene incrementos negativos y el otro lado tiene incrementos positivos. La próxima ilustración o dibujo (Fig.) muestra las tres direcciones de movimiento en un centro de maquinado vertical. Para llevar un poquito más a profundidad la idea de la línea numérica, imagínese tal línea colocada junto a cada eje de la maquina. Fig. 33 VF1 mostrando las líneas de los ejes X, Y e Z

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La primera línea numérica es fácil de concebir perteneciente al movimiento de izquierda a derecha, o eje “X”, de la maquina. Si nosotros colocamos una línea numérica similar al movimiento de adelante hacia atrás, o eje “Y”, los incrementos hacia el operador son los

incrementos negativos, y los incrementos en el otro lado del cero alejándose del operador son los incrementos positivos. El último e je de recorrido en nuestra maquina es el eje hacia arriba y abajo, o sea el eje “Z”. Si colocamos una línea numérica en el recorrido Z, los incrementos positivos están hacia arriba  sobre el cero  y los valores negativos hacia abajo  abajo del cero. En realidad, los incrementos en cada línea numérica de los centros de maquinado HAAS son de 0.0001 pulg. En teoría, una línea numérica establecida continúa en su trayectoria hasta el infinito, pero las tres líneas colocadas a lo largo de los ejes X, Y y Z de la maquina no tienen alcance ilimitado. Es decir, estamos limitados por el alcance del recorrido de la maquina. Recuerde, al mover la maquina, nos interesa la ubicación del husillo. Aunque la mesa de la maquina sea la parte móvil, debemos recordar que nuestras coordenadas se basan en el movimiento teórico del husillo. Recuerde que la posición cero puede colocarse en cualquier punto a lo largo de cada una de las tres líneas numéricas, y probablemente será diferente para cada montaje en la maquina. Vale mencionar que usualmente la posición cero en el eje  Z se fija con la posición cero de la maquina, o sea, con el eje Z colocado en el punto máximo hacia arriba o posición del cambio de herramienta. Esto coloca todos los movimientos en Z en una sección de recorrido negativo. Sin embargo, en el eje  Z, el cero del trabajo usualmente se coloca arriba de la cara superior de la pieza; así que se anotara con un valor negativo en el desplazamiento en la longitud de la herramienta. Por ejemplo, la distancia del recorrido en la HAAS VF1 es de 20 pulgadas en total; cuatro de estas pulgadas están arriba de la posición del cambio de herramienta y se anotan como un desplazamiento positivo en la longitud de la herramienta; las otras 16 pulgadas están por debajo de la posición de cambio de herramienta y se anotan como un desplazamiento negativo en la longitud de la herramienta. El diagrama muestra una vista desde arriba de las coordenadas como aparecería en la maquina de herramientas. Esta vista muestra los ejes X e Y con el operario enfrente de la maquina. Note que en la intersección de las dos líneas se establece una posición cero común. Las cuatro áreas, a los lados, arriba y debajo de las líneas, son llamadas “CUADRANTES” y forman la base de lo

que se conoce como programación con coordenadas rectangulares.

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Fig. 34 vista de las coordenadas X, Y vistas desde arriba.

EL CUADRANTE SUPERIOR IZQUIERDO ES = X, +Y EL CUADRANTE INFERIOR IZQUIERDO ES = X, Y EL CUADRANTE SUPERIOR DERECHO ES = +X, +Y EL CUADRANTE INFERIOR DERECHO ES = +X, Y Siempre que fijemos un cero en el eje X y el eje Y, automáticamente hemos causado una intersección de las dos líneas. Esta intersección donde los dos ceros se unen tendrá automáticamente los cuatro cuadrantes, a sus lados, arriba y abajo. A que tanto tendremos de acceso dentro de un cuadrante es determinado por el lugar donde fueron colocados los ceros sobre el recorrido de los ejes de la maquina. Por ejemplo, para una maquina VF1, si fijamos el cero exactamente a la mitad del recorrido de X e Y (el centro de la mesa), hemos creado cuatro cuadrantes que son de 10 pulgadas por 8 pulgadas en tamaño.

PUNTO DE ORIGEN (BASE) DE LA MAQUINA El concepto puede entenderse si se ejecuta una referencia manual de retorno de todos los ejes de la maquina. Si se ejecuta un retorno a cero (ZERO RET) al poner en marcha la maquina, los tres ejes se mueven hacia la máxima dirección positiva hasta legar al interruptor de límite. Cuando esta condición se satisface, la única manera de mover cualquiera de los tres ejes es en la dirección negativa. Esto es porque automáticamente se coloco un nuevo cero para cada uno de los tres ejes al retornar la maquina al punto base; este se localiza en el extremo del recorrido de cada eje. De hecho, los cuadrantes positivos no pueden alcanzarse, y todos los movimientos de X y Y se localizaran en el cuadrante X, Y. solo colocando un nuevo cero para la pieza, en algún punto a lo largo del recorrido de cada eje, podrán alcanzarse los otros cuadrantes. Fig. 35 los cuatro cuadrantes deben estar al alcance para maquinar esta pieza.

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Algunas veces es conveniente usar más de uno de los cuadrantes X, Y cuando se maquina una parte. Un buen ejemplo de esto seria una pieza redonda con las líneas de referencia pasando por el centro. El diagrama o montaje de tal pieza seria igual al de la Fig. 35. Estos son solo unos ejemplos de cómo usar los cuadrantes de los ejes X e Y de la maquina. En cuanto se va ganando más experiencia en la programación de las herramientas de la maquina y técnicas de montaje, entonces cada programador o instalador desarrolla sus propios métodos y estilo. Algunos métodos serán más rápidos que otros, pero cada individuo tendrá que determinar las necesidades de cada trabajo en particular y revisar sus notas y trabajos hechos anteriormente.

COLOCACIÓN ABSOLUTA E INCREMENTAL Hasta aquí, hemos tratado con un sistema para la colocación de la herramienta conocido como programación absoluta. En el sistema absoluto, todos los puntos de coordenadas se dan con respecto a su relación al origen, una posición fija cero, o considerada como el cero de la pieza. Este es el tipo más común de colocación. Otro tipo de colocación es llamada colocación incremental. El sistema de colocación incremental, trata con dirección y distancia. Una coordenada nueva se considera en términos de su relación con la posición anterior, y no desde un cero fijo u origen. En otras palabras, después de que se ha procesado un bloque de información, la posición en donde entonces se encuentre la herramienta será la nueva posición cero para el siguiente movimiento a ejecutarse. Un ejemplo del uso del sistema incremental esta abajo. Note que para moverse en la escala desde X 4.25 hacia X 2.025, se hizo un movimiento incremental de X 2.225, aunque el movimiento todavía deja la herramienta en el lado positivo de la escala. Por lo tanto el movimiento se determino desde el último unto, sin tomar en cuenta la posición cero. Los signos (*) y () se usan con respecto a la dirección, y no con respecto a la posición del cero. Fig. 36 ejemplo de un movimiento incremental.

Mantenga en mente que al colocar en absoluto, nos concierne o interesa la distancia y la dirección desde un punto de referencia fijo cero, y al determinar la colocación incremental nos interesa la distancia y la dirección desde la última posición. Página 14 de 26


PROGRAMANDO CON CÓDIGOS Un programa se escribe como un conjunto de instrucciones en el orden en que van a ser ejecutadas. Las instrucciones, en lenguaje común en español, podrían ser así: LÍNEA#1 = SELECCIONAR HERRAMIENTA CORTANTE O CORTADOR LÍNEA#2 = ENCENDER EL EJE ROTADOR O HUSILLO Y SELECCIONAR LAS RPM. LÍNEA#3 = ENCENDER EL LÍQUIDO REFRIGERANTE LÍNEA#4 = RÁPIDO A LA POSICIÓN INICIAL DE LA PARTE O PIEZA LÍNEA#5 = SELECCIONAR LA APROPIADA VELOCIDAD DE AVANCE Y HACER CORTE(S) LÍNEA#6 = APAGAR EL EJE ROTADOR O HUSILLO Y EL LÍQUIDO REFRIGERANTE LÍNEA#7 = RETORNAR HERRAMIENTA A POSICIÓN DE SOSTÉN Y SELECCIONAR LA SIGUIENTE

Y así por el estilo. Pero el control de nuestra maquina solamente entiende estas instrucciones si se dan en el lenguaje de la maquina. Antes de tratar el significado y el uso de los códigos, es conveniente establecer algunas reglas: 1) códigos vienen en grupos. Cada grupo de códigos tendrá un número específico de grupo 2) un código G dentro de un mismo grupo puede ser reemplazado por otro código en el mismo grupo. El programador establece las modalidades de funcionamiento al hacer esto. La regla universal aquí es que los códigos del mismo grupo no pueden usarse más de una vez en la misma línea. 3) hay algunos códigos de modalidad G que, una vez establecidos, siguen vigentes hasta que son reemplazados con otro código del mismo grupo. 4) hay algunos códigos fuera de modalidad G que, una vez llamados, son vigentes solamente en el bloque que los origina y después son inmediatamente olvidados por el control. Las reglas mencionadas arriba gobiernan el uso de todos los códigos en la programación de los controles haas (y algunos otros). El concepto de agrupación de códigos y las reglas aplicables deberán recordarse si vamos a programar eficientemente la maquina de herramientas o torno. Lo siguiente es una explicación de los códigos más elementales para la operación de la maquina.

FORMATO DEL PROGRAMA El formato del programa, o el estilo del programa es una parte importante del maquinado de CNC. Cada individuo estructura sus programas diferente y, en la mayoría de los casos, un programador no podría identificar un programa escrito por el mismo. La idea es que un programador debe ser consistente y eficiente, escribiendo el código en la manera que se ha listado y en el orden que aparece en el programa. Por ejemplo: X, Y, Z están en el orden que aparecen. La máquina leerá X, Y, o Z en cualquier orden, pero debemos ser consistentes. Escriba primero X, segundo Y, tercero Z. La primera línea o bloque de un programa que usa códigos G activos debe ser un numero de herramienta y un comando de cambio de herramienta. Esto es una buena medida de seguridad.

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La segunda línea o bloque tendrá un comando rápido (G00), un comando absoluto o incremental (G90, G91), un cero del trabajo para X y Y (G54), una colocación de coordenadas X e Y, un comando de velocidad del husillo (S____), u un comando de ENCENDIDO del husillo a mano derecha (M03). La tercera línea o bloque tendrá un comando “leer compensación de longitud de la herramienta” (G43), un numero para el desplazamiento en la longitud de la herramienta (H01), un

movimiento de colocación del eje Z (Z.1), y un comando opcional de ENCENDIDO del líquido refrigerante (M08). Las primeras tres líneas para el programa de este ejemplo serian: T1 M06; G00 G90 G54 X0 Y0 S2500 M03; G43 H01 Z.1 M08; Todos los códigos necesarios para cada operación están listados arriba. Este formato es una buena práctica y así separara su estilo del de otros programadores. PREGUNTA: ¿Si G00, G90, y G54 son presunciones, por que las anotamos en la segunda línea de un programa y también para cada herramienta diferente? Respuesta: G00, G90, y G54 se anotan como auxiliares para el operario (a) o instalador (a) de manera que el/ella pueda determinar si la máquina se ubica o posiciona en rápido, si la máquina realmente esta bajo la modalidad de coordenadas absolutas, y lo más importante, el cero del trabajo. El cero del trabajo siempre es diferente con varios montajes, y es muy común tener múltiples ceros de trabajo. PREGUNTA: ¿Podemos combinar la segunda y tercera línea, excluyendo el código M08? ¿Si es así, por que escribimos las líneas por separado? RESPUESTA: Si. Los cuatro códigos G00, G90, G54 y G43 pertenecen a grupos diferentes. Recuerde, no se puede o debe anotar dos códigos G del mismo grupo en la misma línea. La razón principal para usar dos líneas es por SEGURIDAD. Recuerde, las líneas del programa se ejecutan una por una. Primero se colocaran las coordenadas X e Y, luego se procesaran la longitud de la herramienta y la coordenada Z. si se combinaran, los tres ejes se moverían simultáneamente, y se podría golpear o destruir cualquier prensa u objeto que interfiera. Las posibilidades de chocar la máquina son mayores si se combinan X, Y y Z en una colocación simultanean Fig. 37 desplazamiento en la longitud de la herramienta y compensación de longitud de la herramienta.

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El número de herramienta siempre debe corresponder numéricamente con el número del desplazamiento en la longitud de la herramienta. La definición 15 (acuerdo entre H y T) asegurara que el número de herramienta y el desplazamiento en la longitud de la herramienta concurran. (Ej. T1 en la línea #1 debe tener H01 en la línea # 3. y T2 debe tener H02 en la línea # 3.)

CICLOS PREPROGRAMADOS Un ciclo preprogramado se usa para simplificar la programación de una pieza. Los ciclos preprogramados están definidos para las operaciones repetitivas más comunes en el eje Z, tales como taladrar, roscar, y perforar. Un ciclo preprogramado, una vez seleccionado, sigue vigente hasta que se cancela con el código G80. En cada ciclo preprogramado hay envueltas seis operaciones: 1) colocación de los ejes X e Y (eje rotatorio opcional A) 2) viaje rápido (movimiento transversal rápido) al plano de referencia. 3) taladrar, perforar, o roscar. 4) operación en el fondo del agujero 5) retracción al plano de referencia. 6) movimiento transversal en rápido (viajar rápido) al punto inicial. Por ahora, los ciclos preprogramados están limitados a operaciones en el eje Z; o sea, solo se permite el plano G17. esto significa que el ciclo preprogramado se procesara en el eje Z siempre que se seleccione una posición nueva del eje X o Y. el funcionamiento de un ciclo preprogramado varia dependiendo del funcionamiento en incremental (G91) o en absoluto (G90). El movimiento incremental en un ciclo preprogramado a menudo es útil como un contador de repeticiones (L) y puede usarse para repetir la operación con un movimiento incremental en X o Y entre cada ciclo. G98 y G99 son comandos de modalidad que cambian la manera en que operan los ciclos preprogramados. Cuando el G98 (presunción preestablecida del sistema) esta vigente, el eje Z retornara a la posición inicial al finalizar el ciclo preprogramado. Cuando G99 esta vigente, el eje Z retornara al plano de referencia al finalizar el ciclo preprogramado. Nota: si hay un L0 en la línea del ciclo preprogramado, el ciclo no será procesado sino hasta que el control lea una posición X o Y. Página 17 de 26


Para información más detallada sobre ciclos preprogramados, ver la sección de “códigos G” de este manual.

METODOLOGÍA LA PRÁCTICA TENDRÁ LAS SIGUIENTES ACTIVIDADES: 1) El profesor impartirá una plática sobre la programación de las maquinas CNC. 2) Los alumnos con el profesor desarrollaran un programa CNC para una pieza sencilla y de esa manera conocer la estructura de un programa CNC. 3) Los alumnos podrán simular su programa en CNC simulator para su comprobación. 4) Los alumnos podrán simular y verificaran su programa en el centro vertical de maquinado. 5) Los alumnos darán un repaso general del tablero y sus aplicaciones. 6) El profesor mostrara a los alumnos el uso y aplicación de los distintos tipos de herramientas de corte en el centro vertical de maquinado. 7) El profesor les dará a los alumnos los pasos para la fabricación de la pieza programada en el centro vertical de maquinado. 8) El profesor les encargara a los alumnos desarrollar el programa para una pieza en especial y aplicar por si solos todos los pasos para fabricación. EJEMPLO DE PIEZA

OTROS DATOS IMPORTANTES PARA MAQUINAR EN CNC •

A) TIPO DE MATERIAL

•

B) TIPO DE HERRAMIENTA

•

S = SPINDLE (HUSILLO)

•

F = FEED (AVANCE DEL HUSILLO)

• •

A = mm/mín B = inch/mín Página 18 de 26


Estructura de un programa •

% (inicio y fin de programa)

•

O0000; (número de programa)

•

G20 ó G21; (pulgadas milímetros)

•

T1 M06; (herramienta y función de cambio)

•

G00G90G54X0.0Y0.0S0.0M03; (bloques) G43h01z0.0:

•

•

geometría de la pieza M05 (alto al husillo)

•

M30 (retorno al inicio)

•

% (fin de programa)

•

EJEMPLO DE PROGRAMA •

%

•

O0001;

•

G20;

•

T1M06;

•

G00G90X4.5Y2.75S1500M03;

•

G43H01Z0.0;

•

G01Z-0.25F2.0:

•

G01X-4.5Y2.75F4.0;

•

G03X-5.25Y2.0R0.75:

•

G01Y-2.0:

•

G03X-4.5Y-2.75R0.75;

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO GUIA DE PRACTICA DE LABORATORIO CNC •

G01X4.5;

•

G03X5.25Y-2.0R0.75;

•

G01Y2.0;

•

G03X4.5Y2.75R0.75;

•

G00Z5.0;

•

M05

•

M30

•

%

RECURSOS MATERIALES Y EQUIPO MATERIALES Y EQUIPO: - Centro vertical de maquinado en buenas condiciones - Instalación de equipo de suministro de aire seco. - Formatos de prácticas. - Pizarrón. - Plumogises. - Borrador. - Lista de códigos FANUC. -Diagrama del tablero del centro vertical de maquinado HAAS. -Kit de herramientas del centro vertical de maquinado CNC DESCRIPCIÓN DEL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA En base a la metodología en su hoja de notas escriba lo más importante de la plática inicial ELABORAR EL PROGRAMA PARA LA SIGUIENTE PIEZA Considere los siguientes datos: MATERIAL: MADERA O RESINA ESPESOR DE ½” HERRAMIENTA: CORTADOR RECTO DE 1/2 “DE CUATRO GAVILANES. NOTA: El cero de pieza lo puede fijar donde usted quiera, pero de eso dependerá la programación. FIGURA

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FIG. 1 2) El código generado de la pieza tendrá que pasarse a un editor de texto para poder trasladarse al software CNC simulator para su comprobación. 3) En base a su diagrama del panel de control introducir el código al centro vertical de maquinado para su verificación. Procedimiento de simulación grafica en el centro vertical de maquinado. a) Introduzca el disco de 3-1/2 en la entrada de la maquina. b) Presione la tecla PROG LIST. c) Introduzca el nombre del programa con la extensión .NC. d) Presione F3 para que lea el disco. e) Seleccione el programa con el cursor de la maquina. f) Presione la tecla EDIT. g) Presione la tecla SETNG GRAPH. h) Presione la tecla CYCLE START. En la simulación grafica vera los recorridos de su programación.

DESARROLLAR EL PROGRAMA DE LA SIGUIENTE PIEZA. DATOS: MATERIAL: RESINA. DE ½ PULGADA DE ESPESOR HERRAMIENTA: CORTADOR RECTO DE ½” DE 4 GAVILANES

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FIG. 2

RESULTADOS Y CONCLUSIONES 1) El alumno podrá programar cualquier pieza en 2D utilizando los códigos. 2) El alumno podrá montar, sujetar y compensar todos los valores que requiere una pieza para su posterior maquinado. 3) El alumno podrá simular todas sus tareas en el centro vertical de maquinado para su verificación. 4) El alumno podrá utilizar las herramientas de corte mas utilizadas en centros de maquinado vertical. BIBLIOGRAFÍA El alumno revisara artículo, libros, revistas referentes al tema y complementara las actividades desarrolladas en dicha práctica.

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ANEXOS

TABLA DE CÓDIGOS FANUC Código:

Función

Grupo

G00

Movimiento rápido

01

G01

Movimiento de interpolación lineal

01

G02

Movimiento de interpolación circular a mano derecha (CW)

01

G03

Movimiento de interpolación circular a mano izquierda (CCW)

01

G04

Pausa (Dwell)

00

G09

Alto o paro total (exact stop)

00

G10

Fijar desplazamientos

00

G12

Fresado de cavidad o receptáculo circular a mano Der.(Yasnac)

00

G13

Fresado de cavidad o receptáculo circular a mano izq. (Yasnac)

00

G17

Selección del plano XY

02

G18

Selección del plano ZX

02

G19

Selección del plano YZ

02

G20

Seleccionar pulgadas

06

G21

Seleccionar sistema métrico

06

G28

Retorno al cero de la máquina

00

G29

Retorno al punto de referencia

00

G31

Saltar, omitir o pasar por alto la función

00

G35

Medición automática del diámetro de la rueda

00

G36

Medición automática de los desplazamientos de trabajo

00

G37

Medición automática de los desplazamientos de la herramienta

00

G40

Cancelar compensación del cortador

07

G41

Compensación de cortador a la izquierda

07

G42

Compensación de cortador a la derecha

07

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G43

Compensación + de la longitud de la herramienta

07

G44

Compensación − de la longitud de la herramienta

07

G47

Grabado de texto

00

G49

Cancelar G43/G44/G153

00

G50

Cancelar G51

11

G51

escalando

11

G52

Establecer el sistema de coordenadas de trabajo G52 (Yasnac)

12

G52

Establecer el sistema de coordenadas local (FANUC)

00

G52

Establecer el sistema de coordenadas local (HAAS)

00

G53

Selección fuera de modalidad de las coordenadas de la maquina

00

G54

Selección del sistema # 1 de las coordenadas de trabajo

12

G55


12

G56


12

G57


12

G58


12

G59


12

G70

Configuración circular para agujeros para tornillos (Yasnac)

00

G71

Arco modelo para agujeros para tornillo (Yasnac)

00

G72

Agujeros para tornillos A lo largo de un ángulo (Yasnac)

00

G73

Ciclo preprogramado de taladro con avances cortos a alta velocidad

09

G74

Ciclo preprogramado de roscado inverso o reverso (CCW)

09

G76

Ciclo preprogramado de perforado o acabado fino cilíndrico

09

G77

Ciclo preprogramado de perforado de la parte posterior cilíndrica

09

G80

Cancelar el ciclo preprogramado

09

G81

Ciclo preprogramado de taladro

09

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G82

Ciclo pre programado de taladro de centros (punto de centro)

09

G83

Ciclo preprogramado del taladro en avances cortos

09

G84

Ciclo preprogramado de roscado o machuelazo

09

G85

Ciclo preprogramado de perforado cilíndrico

09

G86

Ciclo preprogramado de alto / perforado cilíndrico

09

G87

Ciclo preprogramado de retracción manual / perforado cilíndrico

09

G88

Ciclo preprogramado de retracción manual /pausa/perforado cilíndrico 09

G89

Ciclo preprogramado de pausa y perforado cilíndrico

09

G90

Absoluto

03

G91

Incremental

03

G92

Establecer las coordenadas de trabajo − FANUC o HAAS

00

G92

Establecer las coordenadas de trabajo − YASNAC

00

G93

Modalidad de avance de tiempo inverso

05

G94

Modalidad de avance por minuto

05

G98

Retorno al punto inicial

10

G99

Retorno al plano R

10

G100

Cancelar la imagen del espejo

00

G101

Activar la imagen del espejo

00

G102

Salida programable al RS−232

00

G103

Límite del previsor (mirar anticipadamente) de boques

00

G107

Correlación o transformación cilíndrica

00

G110

Seleccionar sistema 7 de coordenadas de trabajo

12

G111


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G112


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G113


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G129


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G136

Medición de automática del centro de desplazamiento de trabajo

12

G143

Compensación de longitud de herramienta en el 5 eje

08

G150

Propósito general de fresado de cavidad o receptáculo

00

G174/184 Roscado dirigido por propósitos generales

00

G187

00

Control de precisión para maquinado en alta velocidad

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Guia de Practicas de Laboratorio Cnc

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