C. N. C
TORNOHAAS TORNOHAAS SL10 CONTROL NUMERICO COMPUTARIZADO COMPUTARIZADO CENTRO DE CAPACITACION NO 10 2011 -2012 PROF: JOSE ANGEL CORDOVA CORTEZ ALUMNO____________________________
OBJETIVO GENERAL DEL CURSO
Capacitar al participante por medio de conocimientos teórico práctico en la planeacion, programación y operación de torn tornos os de cont contro roll numér uméric ico o comp compu utari tariza zado do,, operando la maquina ina con un alto grado de seguridad seguridad y eficiencia,
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OBJETIVO GENERAL DEL CURSO
Capacitar al participante por medio de conocimientos teórico práctico en la planeacion, programación y operación de torn tornos os de cont contro roll numér uméric ico o comp compu utari tariza zado do,, operando la maquina ina con un alto grado de seguridad seguridad y eficiencia,
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SUBOBJETIVOS SUBOBJETIVOS DE APRENDIZAJE
CLAVE
DESCRIPCION
01020601
Introducción a las maquinas de control numérico
01020602
Sistemas de coordenadas
01020603
Dar servicio preventivo al C. N. C.
01020604
Manejo de herramientas en C. N. C.
01020605
Elaborar programas de control numérico computarizado
01020606
01020607
Elaboración de piezas en torno de control numérico computarizado Normas de seguridad e higiene en el taller de c. n. c. 2
DESARROLLO TEMATICO 01020601 INTRODUCCION A LAS MAQUINAS DE CNC 1.1 INTRODUCCION A LA MAQUINAS DE CNC 1.2 DESARROLLO DEL CONTROL NUMERICO 1.3 VENTAJAS EL CONTROL NUMERICO 1.4 ANTECEDENTES DE LA CONSTRUCCION CONSTRUCCION DE LAS MAQUINAS DE CONTROL NUMERICO 1.5 DIFERENTES TIPOS DE CONTROL NUMERICO 1.6 APLICACIONES DEL CONTROL NUMERICO 01020602 SISTEMAS DE COORDENADAS 2.1 SISTEMAS DE COORDENADAS CARTESIANAS 2.2 DEFINICION DE EJES DEL SISTEMA CARTESIANO 2.3 SENTIDOS DE MOVIMIENTO 2.4 IMPORTANCIA DEL PUNTO DECIMAL 2.5 SISTEMA DE MEDICION ABSOLUTO 2.6 SISTEMA DE MEDICION INCREMENTAL 01020603 DAR SERVICIO PREVENTIVO 01020604 MANEJO DE HERRAMIENTAS DE CORTE EN CNC 4.1 IDENTIFICACION Y CALIBRACION DE HERRAMIENTAS 4.2 SISTEMA DE CALIBRACION DE HERRAMIENTAS 01020605 ELABORAR PROGRAMAS DE CONTROL NUMERICO 5.1 CONCEPTOS DE PROGRAMACION 5.2 ESTRUCTURA DE UN PROGRAMA DE CNC 5.3 PROGRAMACION ABSOLUTA 5.4 PROGRAMACION INCREMENTAL 5.5 CALCULO DE RPM 5.6 CALCULO DE EL AVANCE 5.7 CODIGOS DE POSICION “G” 5.8 CODIGOS DE MISELANEA “M” 5.9 PARAMETROS “D” Y “P” 5.10 CONOCIMIENTO OPERATIVO DEL SISTEMA EMCO 5.11 APLICACIÓN DE CODIGOS G 5.12 APLICACIÓN DE CODIGOS M 5.13 APLICACIÓN DE PARAMETROS P 5.14 TECLADO DE MODO 5.15 TECLADO DE MANEJO 5.16 TECLADO DE DIRECCIONES 5.17 TECLADO DE FUNCIONES 5.18 TECLADO NUMERICO 5.19 APLICACIÓN DEL SISTEMA EMCO 5.20ACCESO AL PROGRAMA DE SIMULACION GRAFICA 5.21 EJECUCION DE SIMULACION GRAFICA 01020606 ELABORACION DE PIEZAS EN CONTROL NUMERICO 6.1 PASOS PARA OBTENER EL CERO PIEZA 6.2 ASPECTOS TOMADOS PARA LA EJECUCION FISICA 0102020607 NORMAS DE SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TALLER 7.1 NORMAS DE SEGURIDAD GENERALES 7.2NORMAS DE SEGURIDAD ESPECIFICAS 7.3 NORMAS DE HIGIENE 7.4 CARTELONES DE SEGURIDAD E HIGIENE 7.5 COMISIONES DE SEGURIDAD E HIGIENE
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RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES PARA EL MAYOR APROVECHAMIENTO DEL CURSO 1. -Asista a todas las sesiones y sea puntual.
2. -Lea el contenido del material impreso que le fue entregado antes o después del curso, evitar hacerlo dentro del mismo.
3. -Tome notas durante el curso y revíselas entre una sesión y otra.
4. -Participe activamente, haga preguntas, comparta sus experiencias y conocimientos.
5. -Centre toda su atención en el instructor, evite distraerse en otras actividades, ni distraiga a los demás.
6. -La desviación de otros temas altera los objetivos del curso.
7. -Intégrese al grupo en un clima de confianza, respeto y Comunicación.
8. -Exprese sus observaciones y sugerencias al instructor.
9. -Apague su teléfono celular.
10. -Despierte cada mañana con mucha alegría y amor a la vida.
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DESARROLLO DEL CONTROL NUMERICO La idea del control numérico por medio de ordenes memorizadas, tal y como se utilizan actualmente en las maquinas CN. Precede del siglo X1V. Comenzó con un conjunto de campanas controladas con conjuntos de púas.
1808 – Joseph M. Jacquard utilizo tarjetas perforadas para el Control automático de telares. Había nacido el soporte de Datos intercambiable para el control de maquinas.
1863 - M . Foumeaux patenta el piano automático, mundialmente conocido como pianola en el que en una cinta de papel perforada de unos 30 cm. De ancho controlaba el aire comprimido para el accionamiento del teclado. Este método evoluciono de manera que posteriormente era posible controlar también la intensidad del sonido y la velocidad.
1938 - Durante la elaboración de la tesis doctoral en el M. I. T, Claude E. Shannon llega a la conclusión de que el calculo rápido y la transmisión de datos solo podrán realizarse en forma binaria mediante la aplicación del algebra de Boole y que los interruptores electrónicos serian los únicos componentes realmente balidos habían establecido las bases de los ordenadores y C. N actuales.
1946 - Los doctores John W. Mauchly Presper Eckert entregan al ejercito americano el ENIAC, primer ordenador digital electrónico. Quedaba establecida la base del tratamiento electrónico de datos.
1949 – 1952 John Parsons y el M.1.T. Reciben el encargo de las fuerzas Aéreas de los E. U. A. De desarrollar “un sistema para controlar directamente la posición de los husillos de una Maquina – Herramienta mediante un ordenador y como prueba de su funcionamiento fabricar una pieza”
1949 –1952 Parsons aporto las cuatro bases de esta idea 1. Almacenar las posiciones calculadas de una trayectoria en tarjetas perforadas. 2. Leer las tarjetas perforadas automáticamente en la maquina. 3. Emitir continuamente las posiciones leídas y calcular internamente los valores intermedios adicionales de manera que 4. Unos servomotores pudieran controlar el desplazamiento de los ejes. 5
Con estas maquinas iban a ser producidas las cada vez mas complejas piezas de la industria aeronáutica. Algunas de estas piezas podrían definirse con pocos parámetros matemáticos, aunque eran muy difíciles de elaborar manualmente. Desde un principio estaba previsto la combinación de un ordenador y un C.N. 1952 Bendix había comprado la patente de Parsons y construyo el primer CN industrial utilizando igualmente válvulas de vació.
1957 Las fuerzas aéreas de los E. U. A. Instalaban en sus talleres las primeras Maquinas Fresadoras CN,
1958 Se presenta el primer lenguaje de programación simbólico APT junto con el ordenador IBM 704.
1960 Los CN basados en la técnica de transistores substituyen a los controles de relees y válvulas.
1965 Los cambios de herramienta automático incrementan el grado de automatización.
1968 Las técnicas de los circuitos integrados permite obtener controles más pequeños y confiables.
1969 Primeras DNC en E. U. A. Mediante el “omnicontrol” de Sundstrand y un ordenador IBM.
1970 Cambio automático de palets.
1972 Los primeros CN con mini ordenador incorporado de serie abren la nueva generación de CN computarizados (CNC) de altas prestaciones, que muy pronto fueron relevados por los CNC con microprocesadores.
1976Los microprocesadores revolucionan la técnica CNC.
1979 Aparecen los primeros acoplamientos CAD – CAM.
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1980 Las ayudas a la programación integrada en el CNC desatan una cruzada a favor y en contra del control por introducción manual.
1984 Los CNC de altas prestaciones con ayudas a la programación apoyadas gráficamente, establecen unas nuevas bases en relación a la programación en el taller.
1985 – 1986 Los CNC con programación grafica interactiva hacen mas atractiva la programación a pie de maquina.
1986 – 1987 Las interfaces estandarizadas abren el camino hacia la fabrica automática sobre la base de un intercambio de información global CIM.
1990 Las interfaces digitales entre CN y los accionamientos mejoran la exactitud y el comportamiento de los CN y del husillo principal.
1992 Los sistemas de CNC abiertos posibilitan la personalización de los mismos así como de sus mandos y funciones.
1993 Primera utilización estandarizada de accionamientos lineales en Centros de Maquinado.
1994 Se cierra la cadena de procesamiento CAD / CAM / CNC mediante la utilización de las NURBS como procedimiento de interpolación en CNC.
1996 Regulación de accionamientos digitales e interpolación fina con resoluciones en el campo SUBMICRONICO ( menor 0.001 micrómetros) y avances de hasta 100 metros por minuto.
A la fecha se pueden controlar resoluciones hasta nanómetros y avances superiores a los 100 metros por minuto
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1.1 INTRODUCCION Se han otorgado muchos términos al control numérico computarizado, algunos muy simple, mientras que otros mas difíciles de entender, pero podría describirse como una forma genérica como un dispositivo de automatización de una maquina que mediante una serie de instrucciones codificadas (el programa) controla su funcionamiento. Elementos básicos del control numérico: 1- EL PROGRAMA.- Que contiene toda la información de las acciones a ejecutar. 2- EL CONTROL NUMERICO.-Que interpreta estas instrucciones, y las convierte en señales correspondientes para los órganos de accionamiento de la maquina y comprueba los resultados. 3- LA MAQUINA.- Que ejecuta todas las operaciones previstas en el programa. Si bien el campo de la utilización es cada día mas amplio y se acopla a una diversidad de maquinas e instalaciones en este curso únicamente hablaremos de las maquinas herramientas. Tal explicación es apenas suficiente para describir el funcionamiento tan complejo de un sistema que reduce la complejidad de un dibujo técnico a una serie de agujeros, practicados en una cinta de cierta longitud, perforados en una tarjeta, o tal vez grabados en un disco duro de una computadora. Cuesta trabajo pensar como las maquinas al ser mandadas por cualquiera de los sistemas anteriores ejecutan cualquier diámetro, longitud, profundidad roscas, radios, dentro de las tolerancias especificadas con un mínimo de defectos , desechos y perdidas de tiempo.
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COMPONENTES BASICOS DE UNA MAQUINA HERRAMIENTA DE CONTROL NUMERICO
CONTROL HASS
MAQUINA HASS PROGRAMA
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DISPOSITIVOS DE SOPORTE DE INFORMACION
Cinta magnética Cinta perforada Disco de 3 1/2 Disco duro de la computadora. Memoria USB
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VENTAJAS DEL CONTROL NUMERICO 1- Con el control numérico se reduce mucho el error humano, la maquina de control numérico produce muchas reproducciones exactas de datos de ingeniería y mejora la consistencia de las partes, habiendo menos merma (perdidas). 2- Las maquinas de control numérico pueden producir partes complicadas que no podrían hacerse en métodos tradicionales de maquinado. 3- El control numérico reduce los costos de herramienta y soporte, parte de esos ahorros se deben a la eliminación de herramienta y soportes complicados. De diseño especial, también se reducen los costos de almacenamiento de herramienta y soportes. 4- El control numérico aumenta la flexibilidad de los cambios de ingeniería de las partes producidas son menos costosas y mas rápidos porque con el control numérico los cambios se lleva a cabo cambiando el disquete. 5-Es más fácil la planeación de la producción y más efectiva porque con el control numérico es más efectiva la capacidad de manufactura, es mas predecible y eficiente, mejora la capacidad de estimación de costos a causa de la confiabilidad de manufactura. 6- El control numérico reduce la necesidad de espacio, la mayor parte de los equipos llevan a cabo un sin número de operaciones de maquinado en un solo montaje. Con el control numérico se reducen las necesidades de almacenaje por largo tiempo ahorrando espacio. DESVENTAJAS DE CONTROL NUMERICO 1- Los costos de equipo son altos. Las maquinas de control numérico necesitan grandes inversiones. 2- El control numérico necesita de la conservación del personal ya existente para capacitarse como programadores, y operadores diestros en el manejo de la misma. 3- Se necesita de personal capacitado en electricidad, mecánica, hidráulica y electrónica que de soporte a la maquinaria. 11
ANTECEDENTES DE LA CONSTRUCCION Las maquinas- herramientas que cuentan con control numérico se les hacen adecuaciones en sus sistemas de transmisión, para evitar al máximo el rozamiento. Vibraciones, e inercia de las masas móviles para mejorar la precisión y la repetibilidad del posicionamiento de la herramienta aumentando la rigidez en sus guías y utilizando Materiales de bajo coeficiente de rozamiento o sistemas hidrostáticos o de rodadura. Husillos de bolas para la transmisión del movimiento sin holgura. Otros puntos que se han mejorado son la estabilidad y uniformidad térmica con potentes sistemas de refrigeración de la herramienta, pieza e incluso la maquina así como la evacuación de virutas (rebabas) Sobre de las funciones desarrolladas por las maquinas convencionales las maquinas de control numérico incorporan básicamente: 1)- Sistemas de posicionamiento de la herramienta. 2)- Sistemas de desplazamiento. 3)- Sistemas de desplazamiento de piezas y herramientas. 4)- Sistemas de control de condiciones de mecanizado. 5)- Sistemas de cambio de herramientas. 6)- Sistemas de cambio de piezas.
POSICIONAMIENTO DE HERRAMIENTAS Para el posicionamiento de herramientas se utilizan dos sistemas que son: A)- Bucle cerrado. B)- Bucle abierto.
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BUCLE CERRADO.- En este sistema de control un servomecanismo de posición compara en todo momento la posición real con la posición ordenada y actúa en función de la diferencia entre ambas.
BUCLE ABIERTO.- En este sistema un motor de pasos por pasos alimentado por un tren de impulsos fija la posición por un numero de impulsos o pasos y su velocidad por la frecuencia de los mismos. No existe información de la posición real alcanzada de la herramienta.
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MEDICION DEL DESPLAZAMIENTO Las maquinas de control numérico cuentan con un control de posicionamiento que precisan conocer el desplazamiento de cada uno de los ejes para determinar su posición real de la herramienta. Esta función la desarrollan los captores de posición que miden una magnitud geométrica –distancia angular y la transforman en una señal eléctrica capaz de ser interpretada por el control. Los sistemas de medición de posición utilizados utilizan los siguientes tipos: 1)- ABSOLUTOS. 2) INCREMENTALES 3) DIRECTOS E INDIRECTOS 4) ANALOGICO O DIGITALES 1)- Un captor absoluto identifica unívocamente cada útil con un cierto valor de una magnitud física. Para ello a lo largo de cada eje se identifica una serie de posiciones mediante un código correspondiente a cada posición que representa la medida respecto a un origen fijo o origen de coordenadas X para los diámetros y z para las longitudes. 2)- El sistema de medición incremental o relativo para cada desplazamiento elemental emite un impulso y la longitud total recorrida sera proporcional al numero de impulsos, utiliza U para los diámetros, W para las longitudes. 3)-Los captores lineales, el principio de su funcionamiento se basa en el desplazamiento lineal por ejemplo las reglas graduadas o codificadas, Los captores indirectos miden el desplazamiento de algún elemento intermedio de la cadena cinemática de accionamiento del mismo. 4)-Los captores analógicos facilitan un valor continuo de la magnitud misma. Los captores digitales o numéricos son capaces de facilitar un numero finito de valores de posición, sin la posibilidad de establecer valores intermedios. 14
SISTEMAS DE MEDICION LINEAL
SISTEMA DE MEDICION ROTATIVO
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LA MEDICION DE PIEZAS Y HERRAMIENTAS La existencia de los sistemas de desplazamiento permiten desarrollar en la maquinas herramientas de control numérico funciones de medición e inspección de piezas y herramientas y efectuar el control de calidad en la misma maquina. Es decir la maquina cuenta con auto compensadores tanto para la maquina como para la pieza. En algunos talleres esta medición todavía se lleva a cabo de forma manual pero eso repercute directamente en la productividad y en la calidad.
CONTROL DE LAS TÉCNICAS DE MAQUINADO Cada maquina dispone de una gama de velocidades de avance y de rotación del eje principal. El programador elegirá en cada caso las mas adecuadas en función del material a mecanizar, la potencia de la maquina, la precisión, y grado de acabado requerido. Los valores previstos óptimos para las condiciones de maquinados determinados y constantes de mecanizado. Otra característica importante en la maquinas de control numérico es la refrigeración, las elevadas potencias utilizadas en las mismas transformadas en calor por el arranque e viruta precisan un caudal de liquido refrigerante no solo en la herramienta sino también en la pieza SISTEMA DE CAMBIO DE HERRAMIENTA Otra función que incorporan las maquinas herramienta de control numérico es el cambio de herramienta de forma automática. Cuando la maquina precisa de pocas herramientas se utilizan torretas con herramientas montadas en sus caras, y pueden tener de 6 hasta 32 herramientas montadas en la torreta. Estas herramientas están seleccionadas por un sistema de identificación capaz de asignar un número de posición.
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EL SISTEMA DE CAMBIO DE PIEZAS Muchas Maquinas de control numérico incorporan últimamente sistemas de cambio automático de piezas en los tornos se utilizan robots desde los más sencillos de coger la pieza y colocar moviendo las piezas siempre entre posiciones fijas hasta robots inteligentes que pueden identificar piezas distintas.
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DIFERENTES TIPOS DE CONTROL NUMERICO El control numérico computarizado es un dispositivo capaz de dirigir el posicionamiento y las velocidades de los órganos vitales de las maquinas de forma totalmente automática a partir de unas instrucciones definidas por medio de un programa. La incorporación de un microprocesador en los controles a alrededor de los 70s marca dos sistemas muy diferentes dentro de una misma base en cuanto a sus posibilidades de de trabajo. Si bien hoy en día. Todos los controles que se fabrican llevan micro procesadores incorporados, existe una amplia base de maquinas en funcionamiento que carecen de ellos por eso se deben conocerse que tipo estamos hablando. 1)- CN Convencional 2)- CNC (control numérico computarizado). El CN convencional consta de.
Unidad de entrada y salida de datos Unidad de memoria Unidad de cálculo. Unidad de enlace con la maquina.
La unidad de entrada de datos la comunicación con la maquina las instrucciones de funcionamiento o programa se graban según un código inteligible para la maquina en una cinta de papel, la cinta perforada es leída por el control mediante sistemas mecánicos u ópticos. La lectura es leída por bloques de información que generalmente coinciden con instrucciones eleménteles de operación de la maquina. Cada bloque leído se almacena en memoria, la unidad de cálculo efectúa las operaciones matemáticas para posteriormente definir la trayectoria de la herramienta a seguir. Tras ello la unidad de enlace transmite las señales adecuadas a los órganos de movimiento de la maquina para su ejecución. Cuando se a ejecutado toda la información contenida en el bloque se lee el siguiente, se ejecuta y así hasta terminar el proceso. Al iniciar el mecanizado de otra pieza se vuelve a empezar con la lectura de la cinta del programa. 18
Los controles también disponen de elementos de visualización de las características de las fases de trabajo que se están procesando y así con un teclado de funciones que permiten la intercomunicación de la maquina con el operario. Para el arranque de viruta y paro de la maquina o desconexión o conexión de la refrigeración. Las limitaciones de la inteligencia de estos controles, es decir su poca capacidad de proceso, de cálculo, de memoria, obligan a un tipo de programación muy elemental, minuciosa y compleja. Deben de definirse los inicios y finales de las trayectorias que pueden realizar las maquinas lo que obliga a un elevado número de cálculos geométricos a partir de la pieza acotada en el plano, Los programas deben ser secuenciales sin permitir la utilización de subrutinas para evitar la codificación de operaciones repetitivas. Segundos sistemas de control del movimiento de las herramientas los controladores se clasifican en:
CN punto a punto. CN paraaxial CN de contorneado
A) En el sistema de punto a punto también llamado de posicionamiento, el control determina y posiciona la herramienta en un punto ya definido sin controlar en absoluto la trayectoria seguida, este tipo de control mas sencillo y puede aplicarse a taladros, punzónado, soldadura por puntos. B)- El control numérico paraaxial permite el mecanizado en dirección de los ejes. En direcciones paralelos de la maquina. En general un control paraaxial puede efectuar también operaciones punto a punto. C) El control de contorneado permite que la herramienta siga cualquier trayectoria simultáneamente al accionamiento de los distintos ejes. Se le conoce como el control numérico de trayectoria continua. Es el más complejo de los sistemas y es capaz de efectuar mecanizado paraaxial, y punto a punto. En estos controles deben de haber una sincronía perfecta en el movimiento de todos los ejes para efectuar la trayectoria deseada. Para ello los controles incorporan en los mas convencionales son la interpolación lineal, interpolación elíptica. 19
EL CONTROL NUMERICO CON ORDENADOR CNC. La microelectrónica incorpora nuevas funciones. La modalidad del diseño permite que un mismo control básico pueda adaptarse a maquina distintas, tornos, taladros, fresas. Desde el punto de vista de la productividad el hecho más relevante es que el sistema C N C permiten unos mayores coeficientes de utilización de las maquinas por simplificación y mejora los métodos de programación, verificación y puesta a punto. Las funciones nuevas más importantes son: A)- MEMORIA DE PROGRAMA.- La ampliación de la capacidad permite leer el programa de una sola vez almacenando entero el programa. Eliminando la necesidad de lectura de la cinta de papel en el curso de la mecanización. B)- CALCULO DE COMPENSACIÓN DE LA HERRAMIENTA.-Determina automáticamente los desplazamientos de la herramienta en función de los valores de corrección de dimensiones de la misma que guarda en un fichero especifico. C)- FICHERO DE DATOS DE MAQUINA.-Pueden introducirse también los parámetros correspondientes a la maquina por ejemplo, r p m , avance etc. D)- AMPLIACIÓN DE INTERPOLACIONES.- Además de la lineal se pueden incorporar la parabólica, y la cúbica para obtener continuidades no solo en trayectorias, sino también en velocidades y en radios de curvaturas. E) MEJORA LAS PRESTACIONES DE LA MAQUINA. compensación de juegos.
compensación de errores.
control de aceleraciones y desaceleraciones.
control por programa de cada eje.
retorno automático a la trayectoria.
auto corrección del desgaste de la herramienta.
control adaptativo de las condiciones reales de Maquinado. 20
F)- UTILIZACIÓN DE FORMATOS DE DIFERENTES LENGUAJES. En general todos los sistemas incorporan la posibilidad de leer las diferentes normas de lenguajes como ISO, y EIA. G)- DIAGNOSTICO. Dispone de procedimientos de prueba para verificar el correcto funcionamiento tanto en la maquina como en el control, unos durante el funcionamiento y otros para detectar averías y localizarlas a fin de conseguir una rápida reparación. H)- MENSAJES DE ESTADO. Los monitores de visualización permiten mostrar no solo el estado de un programa sino también de la maquina y el control. Pero por otro lado la capacidad de cálculo y de memoria de los C N C facilita la adopción de unas técnicas de programación eficaces similares a las utilizadas en la programación de ordenadores entre las que destacamos: 1)-LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN. Que evitan en gran parte de los minuciosos cálculos geométricos propios de la programación manual. 2)-SALTOS DE PROGRAMA. Que permite la ejecución de bloques de operación repetitivas sin mas requisito que programarlas una sola vez 3)-CICLOS FIJOS-que constituyen mini programas para operaciones estandarizadas que son programadas una sola vez y que luego se incorporan al programa. 4)-LENGUAJES PARAMETRICOS. Que permiten la programación de unas frases de mecanizado indicando las cotas con parámetros en una vez de valores numéricos, basta en proporcionar los valores de los parámetros para obtener diferentes mecanizados de acuerdo con los valores del mismo 5)-EDICION DE PROGRAMAS. Sobre en el monitor del operador se visualizan las instrucciones del programa y puede actualizarse y modificarse directamente en la consola del operador. 6)-ENTRADA MANUAL DE LOS PROGRAMAS. Se puede introducir los programas desde la consola del operador. 7)-PROGRAMACIÓN DIRECTA. Mediante teclados de la consola.
menú dinámico a
partir de los
8)-REPRESENTACION GRAFICA. Del perfil de la pieza y verificación de la trayectoria de la herramienta. 21
APLICACIONES DEL CONTROL NUMERICO El control numérico computarizado se puede usar en todas las maquinasherramienta convencional de arranque de viruta, así como de trazado y de deformación. Así que el control numérico lo encontramos en tornos, fresas, rectificadoras, taladros, mandriladoras, dobladoras, punzonadoras, maquinas de trazar, maquinas de soldar, de oxicorte, de medición, etc. Pero el control numérico a tomado gran desarrollo en dos tipos de maquinas de usos múltiples que son el CENTRO DE TORNEADO, y el CENTRO DE MAQUINADO, del que hablaremos en el primer curso será del CENTRO DE TORNEADO.. El CENTRO DE TORNEADO. Dotado de una o dos torretas, con herramientas motorizadas que además de las clásicas operaciones de torneado permiten efectuar fresados, taladrados, escariados, tanto axiales como radiales. Dentro estos centros de torneado se pueden mencionar dos tipos de servomecanismos para producir su movimiento preciso de una mesa o corredera precisa a lo largo de un eje. los cuales son: MOTORES PASO POR PASO.-Son servomecanismos que usan estos equipos de control numérico los cuales son baratos y son de un alto par de arranque. Los cuales van montados directamente en el husillo de la maquina y su movimiento se debe a pequeños impulsos magnéticos de los conjuntos de rotor y estator. MOTORES HIDRÁULICOS.-Los servos hidráulicos producen una presión de fluido que pasa por pistones u engranes para llevar a cabo la rotación de un eje. El movimiento mecánico de los tornillos y correderas de avance se logra por medio de diversas válvulas y controles desde estos motores hidráulicos. Este equipo es mucho más potente que el anterior pero es mas caro y más ruidoso sin embargo es el que más se usa en la industria.
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LOS SISTEMAS DE EJES EN UN TORNO
El control del posicionamiento exige la elección de unos ejes de coordenadas y un origen de los mismos. Un sistema cartesiano de ejes XYZ sitúa la herramienta en el punto del espacio deseado y unas rotaciones ABC sobre estos ejes le dan la rotación correcta. Los sistemas de ejes esta normalizado por la norma UNE 71-018 derivada de la norma ISO-841 y según esta norma: El eje Z corresponde con la dirección del husillo principal que proporciona la potencia de corte. El sentido positivo aumenta la distancia a la pieza es decir se aleja de la misma, este eje es paralelo al husillo de la maquina. El eje X es un eje de traslación principal y perpendicular al eje Z. En el caso de centros de torneado de una sola torreta únicamente se utilizaran dos ejes mencionados anteriormente. ORIGEN DE LAS COORDENADAS El origen de coordenadas en el mismo punto en la maquinas de origen fijo (ceropoint) en este caso dispone de topes detectores de posición que definen la posición cero de cada uno de los mismos. En el caso de los centros de torneado por lo general se encuentra en el frente de la nariz de torno.
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SISTEMA CARTESIANO DE COORDENADAS RECTANGULARES El control de posicionamiento exige la elección de unos ejes de coordenadas y un origen de los mismos. Un sistema cartesiano de ejes X, Z, sitúa la herramienta en un punto del espacio deseado a la intersección de los tres ejes se le llama origen.
Cero pieza
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SENTIDOS DE MOVIMIENTO
Para saber cual es el sentido de movimiento que guarda la maquina en determinado momento tomaremos como referencia la posición de la torreta. Si movimiento es de izquierda a derecha se tienen z positivas hasta la coordenada en color rijo pasando esta tienen Z negativas. Si el movimiento es vertical se tienen X positivas hasta la línea roja, pasando estas se tienen X negativas.
IMPÒRTANCIA DEL PUNTO DECIMAL Al introducir los datos de los programas en el simulador o en la maquina se debe de introducir los puntos decimales para que tome los enteros y después el valor decimal por ejemplo 136.250 sino daría .13625 25
SISTEMA DE MEDICION ABSOLUTO El sistema de medición absoluto utiliza un mismo origen para todas sus mediciones físicas. Este origen es utilizado para todas las operaciones de maquinado.
SISTEMA DE MEDICION INCREMENTAL El sistema de medición incremental utiliza un origen para cada uno de sus movimientos, es decir el origen se pasea por toda la pieza. Una desventaja de este sistema es que cualquier error que se tenga se repetirá por toda la pieza si no se descubre a tiempo.
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LA PROGRAMACION EN EL CONTROL NUMERICO. La programación en una maquina de control numérico consiste en elaborar y codificar la información necesaria para mecanizar una pieza en un lenguaje que la maquina pueda interpretar. La programación se descompone en tres etapas. 1- Preparación del trabajo. 2- Codificación del programa. 3- Prueba y puesta a punto. 1-
La etapa de preparación del trabajo es similar a la correspondiente del mecanizado convencional, A partir de las características de la pieza a obtener de los mismos medios de producción disponibles, o de las características y posibilidades se define una secuencia de las operaciones elementales definiendo en cada una de ellas las herramientas a utilizar y los utillajes necesarios, se precisa conocer las técnicas de mecanización.
2-
En la fase de codificación se transcribe toda la información según los símbolos y reglas de sintaxis de un lenguaje comprensible para la maquina a un soporte que el control pueda leer, se precisa conocer las reglas del lenguaje que facilita el fabricante de la maquina en su manual.
3- En la fase de prueba y puesta a punto del programa se comprueba que en realidad la maquina ejecuta las operaciones previstas y se obtiene la pieza prevista con la forma y acabados deseados. Si la maquina dispone de medios de simulación grafica se puede Corre el programa para corregir posibles errores, si no es así se Procede a efectuar el mecanizado en un material suave para no Dañar la maquina.
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ESTRUCTURA DE UN PROGRAMA Un programa consta de tres partes. 1- Introducción del programa. 2- Contenido de un programa 3- Fin de programa. En la introducción de programa se debe de dar toda la información preliminar como son las unidades de medición que se van a utilizar, la velocidad de corte o las revoluciones por minuto, numero de desplazamiento, o si se usara soluble. El contenido de programa contiene toda la información de las operaciones que se van a efectuar tales como cilindrados, careados , taladrados etc. En el fin de programa, en esta fase se da la información de la cancelación del soluble, el husillo etc. Hasta el fin de programa. Comenzando otra vez en el inicio de programa. Ejemplo: EMCO Programa %
O5005 N0000 G 71 G95 N0010 G53 G56 N0020 G57 N0030 M03 S 1200 T0101 G92 S1500 G96 S100 N0040 M08 N0050 G00 X 30.0 Z5.0 N0060 G01 X30.0 Z0.0 F200 N0070 G01 X0.0 Z0.0 F200 N0080 G00 X30.0 Z2.0 N0090 G00 X 50.0 Z50.0 N0100 M05 N0110 M09 N0120 M30 N0130 %
EJEMPLO HAAS %
INICIO
CONTENIDO
FIN
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T101 G50 S2800 G97 S650 M03 G54 G00 X 2.400 Z0.1 M08 G96 S315 G71 P10 Q20 U0.02 W0.005 D0.1 F0.015 N10 G42 G00 X0.0 Z0.1 F.010 G01 Z0.00 F0.005 X 0.650 X -0.750 Z -0.050 Z -0.750 G02 X 1.25 Z -1.5 R0.250 G01 Z -1.500 G02 X 1.000 Z -1.625 R 0.125 G01 Z -3.500 X 2.00 Z- 3.750 N20G00 G40 X 2.100 G97 S500 M01
G28 U 0.0 W0.0 M30 %
INICIO
CONTENIDO
FINAL DE PROGRAMA
CONDICIONES PARA PROGRAMAR En esta sección se describen las condiciones básicas para programar y deben de entenderse para generar un programa. EL NÚMERO DE PROGRAMA. Pueden guardarse varios programas en la memoria del CNC, se usan los números del programa para guardar múltiples colocando en orden numérico. Los números del programa aparecen al principio de un programa guardados en la memoria. Un numero de programa es fijo entrando el numero de cuatro dígitos o menos después de la letra “O” se puede introducir números de 300 al 6999. SECUENCIA DE BLOQUES El número de la sucesión se usa para buscar o llamar la posición que esta siendo ejecutada. El número de secuencia se expresa con varios dígitos, cuatro anteponiendo la letra N0000, generalmente los números de la secuencia son los asignados al programa de la pieza para el orden individual de la pieza. Se ejecutan herramientas en el orden descendente de los procesos del mecanizado. DIRECCION Una dirección es expresada usando letras del alfabeto. Ejemplo G00 X______ Z_______ DATOS NUMERICOS EJEMPLO G00 X150.00 Z 100.00 PALABRA Una palabra es la mínima unidad para especificar funciones, una palabra consiste en una dirección y los datos. Ejemplo G00 X150.00 Z100.0 BLOQUE Un bloque es la mínima unidad necesaria para operar la maquina (incluyendo la unidad de control) también es la unidad mínima para crear una parte del programa, un bloque consiste en palabras.
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CONCEPTOS DE PROGRAMACION PUNTOS DE REFERENCIA.-El control moverá la herramienta según los valores definidos en el programa. Es imprescindible garantizar que el sistema de medición de desplazamientos de la herramienta la posición de los puntos programados. Para ello se definen unos puntos de referencia para el programa y para la maquina y se establece la relación existente entre estos puntos. EL PUNTO CERO DE MAQUINA LLAMADO PUNTO “M”.-Es el origen de las coordenadas de la maquina en este centro de torneado se encuentra en el frente de el husillo de la maquina también llamado (cero point)
EL PUNTO DE REFERENCIA DE LA SUJECION DE LA HERRAMIENTA LLAMADO “N”.- Se encuentra en la cara de la torreta y se obtiene una vez que se a referenciado la maquina. En la longitud se llama ZMN (143.407) en los diámetros se llama XMN (90.510).
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EL PUNTO CERO DE LA PIEZA A TRABAJAR “W”.- El sistema de coordenadas se puede desplazar desde el punto cero de la maquina a cualquier punto que se requiera, el punto es fijado por el programador la medida se introduce en el registro de desplazamiento llamado PSO (position shift offset). Del G54 al G59.
LOS DATOS DE HERRAMIENTAS. Los datos de “X” y “Z” de herramientas se calibran desde el punto “N” hay que imaginarse el sistema de coordenadas en el punto “N” las longitudes de herramientas se miden desde “N” Estas medidas se escriben en la memoria de la maquina.
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CALCULO DE LAS RPM Para calcular las revoluciones por minuto se tiene que tomar en cuenta el tipo de herramienta, la geometría de la herramienta, la calidad del inserto, el tipo de herramienta , la geometría de las herramientas, la calidad del inserto el tipo de material que se va trabajar, así como la velocidad de corte recomendada por el fabricante de la herramienta. VELOCIDAD DE CORTE.- Es la distancia que recorre la herramienta al pasar por un punto dado en un minuto y se da en pies por minuto Ft / min. Formula para calcular las r. p.m. en un sistema ingles. Vc. X 12 N= ---------------3.1416 X D
De donde:
N= R. P. M. Vc. = Velocidad de corte 3.1416= Constante pi. D= Diámetro del material
La profundidad de corte por pasada la tomaremos del manual del fabricante de las herramientas. SISTEMA METRICO
Vc x 1000 N=_________ 3.1416 x D
En donde:
N = R. P. M. Vc = Velocidad de corte 3.1416 = Constante pi. D = Diámetro del material 32 3.6 CALCULO DEL AVANCE
El avance puede definirse como la distancia que recorre la herramienta penetrando el material y se da en milésimas por revolución en le sistema ingles. También se puede dar en pulgadas por minuto. En el sistema métrico se da en décimas por revolución, también se puede dar en milímetros por minuto. EN EL CURSOR SE TOMARA COMO BASE LA INFORMACION DE SANDVICK COROMANT.
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CODIGOS O FUNCIONES G.
Son las direcciones de las funciones preparatorias que tiene por objeto al control las características de la operación discreta en el bloque y se especifica mediante el resto de la palabra. Están agrupadas por similitud de funciones y en un grupo pueden agruparse varias funciones “G” siempre que sean de grupos distintos. Si se agrupan funciones “G” del mismo grupo el control solo Tiene en cuenta la ultima programada Dentro de las funciones “G” las hay modales, que son las especificadas en un bloque y se mantiene en vigor por todo el programa hasta que se anula o se programa otra el mismo grupo.
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Distribución En Grupos Y Estados De Puesta En Marcha De Las Funciones G. * G00 Marcha rápida G01 interpolación lineal con avance controlado G02 interpolación circular sentido antihorario G04 Tipo de espera expresando en 1/10 segundos * G33 Roscado en el registro Grupo 0 G84 ciclo de cilindrado * G84 ciclo de refrentado. * * G85 ciclo de roscado G86 ciclo de ranurado u trozando * G87 ciclo de taladrado con rotura de viruta * G88 ciclo de taladrado con evacuación * Grupo 1 ** G96 Velocidad de corte constante G97 Programación directa de velocidad de giro Grupo2 G94 Indicación del avance en mm. / in.(1/100inch/min.) G95 indicación del avance en micras/rev. (1/10000 inch ** / rev ) G53 desactivación de desplazamiento 1,2. Grupo 3 G54 Llamada de desplazamiento 1. G55 Llamada de desplazamiento 2. Grupo 4 * G92 Limitación de la velocidad de giro, aplicar PSO 5 G56 Desactivación de desplazamiento 3, 4, 5. G57 llamada de desplazamiento 3. ** Grupo 5 G58 llamada de desplazamiento 4. G59 llamada de desplazamiento 5. Grupo 6 * G25 Llamada de subprograma G26 llamada de programa de polígonos * G27 salto incondicionado. * Grupo 7 G70 Indicaciones en medidas en pulgadas G71 Indicaciones en medidas métricas G40 Cancelación de la compensación del radio de la herramienta Grupo 8 G41correcion del radio de la herramienta a la izquierda ** G42 corrección del radio de la herramienta la derecha Grupo12 G50 Cancelar selección factor de la escala G51 seleccionar factor de la escala * Activos por **Estado de puesta en marcha Registros 35
CODIGOS O FUNCIONES “M”
Son funciones auxiliares y se utilizan para indicar condiciones de funcionamiento de la maquina como son, sentido de giro, cambio de herramienta, refrigeración en marcha, parada de la maquina, etc. Estas funciones están divididas en grupos y algunas de ellas no pueden ir en el mismo grupo.
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DISTRIBUCIÓN DE GRUPOS DE PUESTA EN MARCHA DE LAS FUNCIONES “M”
Grupo 0 Grupo 1
*
*
Grupo 2
Grupo 3
**
Grupo 5 Grupo 6 Grupo 7
**
Grupo 8
Grupo 9 Activo por registros
**
M03 Husillo conectado en sentido horario. M04 Husillo conectado en sentido antihorario. M05 Paro del husillo. M19 Paro exacto del husillo. M38 Paro exacto conectado. M39 Paro exacto desconectado. M00 Paro programado. M17 Final de subprograma. M30 Fin de programa con retorno a comienzo de Programa. M08 Soluble conectado M09 Soluble desconectado M25 Abrir elemento de sujeción. M26 Cerrar elemento de sujeción. M20 Husillo del contrapunto adentro. M21 Husillo del contrapunto afuera. M23 Cubeta recogida retrasada. M24 Cubeta recogida adelantada. M50 Desactivación de lógica direccional en caso de tambor de herramientas bidireccionales. M51 Activación de lógica direccional en caso de tambor de herramientas bidireccionales. M52 Desactivación del automatismo de la puerta. M53 Activación del automatismo de puerta. ** Estado de puesta en marcha ADVERTENCIA La realización de las diferentes funciones M queda Determinada por el equipamiento del Hardware de la maquina
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PARAMETROS USADOS EN PROGRAMACION
Los parámetros son valores u opciones que agrega o modifica un comando con el fin de que se lleve acabo su cometido. Estos parámetros pueden ser D, P en sus diferentes grupos.
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PARÁMETROS" D" USADOS EN PROGRAMACIÓN
arámetro Do D1 D2 D3
D4
D5
G84 G84 G84 G85 G86 G87 G88 G04 G85 G86 G87 G88 G85 G86 G87 G88
D6
G85 G86 G87
D7
G85
Usado en códi o Sobré medida en x u micras No empleado Sobre medida en z w micras división de corte micras_ parámetro dé modalidad aproximación por cada corte Prof. del-1 corte en micras rofundidad 2· corte en micras tiempo de espera 1/10 seg. cantidad de cortes en vació
O ción or ro ramación Nin una sobré medida en x . Nin una sobré medida en z Ninguna división de corte
Ninguna aproximación de Nin una división de corte Nin una división de corte Ningún tiempo de espera Cantidad de pasos fijados en monitor del o erador tiempo de espera 1/10 se . Nin ún tiempo de espera tiempo de espera 1/10 seg. Ningún tiempo de espera tiempo de espera 1/10 seg. Ningún tiempo de espera An ulo entre flancos Aproximación de ranurado anchura de la herramienta -----------------------------------Porcentaje % de reducción de la Ninguna reducción de la profundidad de corte profundidad de corte Porcenta e % de reducción de la Nin una reducción de la rofundidad de corte rofundidad de corte profundidad de la rosca micras -------------------------------------mínima profundidad de Ninguna profundidad de taladrado micras mínima mínima profundidad de Ninguna profundidad de taladrado micras mínima arámetro de modalidad Ver G85
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I
PARAMETROS “P” USADOS EN PROGRAMACION
PARÁMETRO
CÓDIGOS UTILIZADOS G84 Medida cónica en X (U) micras.
G85 1- Medida cónica para Roscado Po longitudinal ángulo menor De 45grados. 2- Salida cónica de rosca para Roscado plano ángulo Mayor De 45 grados. P1 No empleado G84 Medida cónica en (Z) Micras G85 1- Salida oblicua de rosca para roscado longitudinal ángulo P2 Menor de 45 grados. 2- Medida cónica para roscado plano ángulo mayor de 45 Grados. P3,P4,P5,P6, No empleado P7
OPCIÓN POR DEFAULT Sin medida cónica en X
Sin medida cónica
Sin salida cónica en (Z) Sin medida cónica en (Z) (W)
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CONOCIMIENTO OPERATIVO DEL SOFTWARE EMCO
El Software Emco es un sistema inteligente que puede ejecutar todas las operaciones básicas de maquinado como cilindrados, careados, roscados, taladrados etc. El Software nos permita simular todas estas operaciones para descartar cualquier posible error y corregirlo antes de llevar a cabo la ejecución física, además nos permite colocar cada una de las herramientas, cambiarlas de posición etc. El Software mantiene comunicación con el operador por medio de la pantalla, e introduciendo la información por medio del control Emco. La pantalla nos da información sobre: 1 - Modalidad de funcionamiento principal. -Modalidad del acciona miento principal. -Submodalidades de funcionamiento. -Indicación de medidas en mm. o pulgadas. -Numero de programa. 2 - Indicación de alarma. (En un compendio de alarmas) 3 -Líneas de símbolos. - Indicación de las teclas de manejo. - Escala de consumo del husillo. - Indicación de corriente del husillo principal.
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DESCRIPCIÓN DEL PANEL DE CONTROL DEL TORNO
EMCO TM2
1 2 3 4 5
TECLADO DE MODO TECLADO DE MANEJO TECLADO DE DIRECCIONES TECLADO FUNCIONES TECLADO DE NUMERICO
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TECLADO DE MODALIDAD
TECLADO DE DIRECCIONES
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TECLADO NUMERICO
TECLADO DE FUNCIONES
TECLADO DE MANEJO
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Medición de datos de herramienta Dar de alta las herramientas La finalidad de la medición de datos de herramienta es que el sistema utilice para el posicionamiento la punta de herramienta y no el punto de referencia del asiento de herramienta. Hay que medir cada herramienta que se utiliza para el mecanizado. Para ello se miden las distancias Desde el punto de referencia de asiento de herramienta "N" a la punta de corte de la herramienta correspondiente. En el denominado registro de herramientas (offset) en este caso tool data (datos de herramientas) pueden guardarse las correcciones de longitud medida, el radio de herramienta y la posición de la cuchilla. Cada línea del registro corresponde a una herramienta. Puede seleccionarse Cualquier número de corrección, pero dicho número ha de tenerse en cuenta al llamar a la herramienta del programa de piezas.
Datos de herramienta: en EDIT SHIFT TO
TOOL # 0 1 2 3 4 5 6 7 8
X 00. -6.725 -12.582 00.0 -6.987 00 -.105 00 6.782
Z 00. -6.100 -3.020 0.00 -1.087 00 -18.792 00 -44.875
R 00. .2 .1 00. 00. 00 00. 00
L 00. 3 3 00. 00. 00 00 00
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POSICION DE LAS HERRAMIENTAS SEGÚN SU APLICACIÓN
Enfocar la herramienta según se muestra
Se enfoca con las teclas direccionales con movimiento manual
SABIENDO QUE DEBIDO AL LENT E OPTICO SE OBSERVA EN POSICION CONTRARIA A LA ESTABLECIDA 46 VELOCIDADES DE CORTE RECOMENDAS PARA TORNO EN METROS POR MINUTO PARA MAYORES REFERENCIAS CONSULTAR A SU PROVEDOR DE HERRAMIENTAS DESBASTE
ACABADO
RANURADO
ROSCADO
TALAD RADO
ACERO AL CARBONO SAE 4140
120
200
100
120
20-25
ACERO ALTO CARBONO SAE1045
100
180
100
100
20
ACERO AL CARBONO
180
230
120
140
20-25
ACERO MEDIO
160
200
100
120
20
120
150
80
90
20
ACERO INOXIDABLE
60
120
50
60
10-15
FUNDICION DE ACERO
80
140
80
100
20-25
200
300
150
150
60
ACERO BAJO CARBONO
FUNDICION
ALUMINIO
AVANCE RECOMENDADO Y PROFUNDIDAD DE CORTE AVANCE(Pulgadas/r) AP. (Pulgadas) SUPER AACABADO ACABADO MECANIZADO MEDIO DESBASTE LIGERO DESBASTE DESBASTE PESADO
.002-.006 .004-.012 .008-.020 .016-.040 .020-.060 >.028
.010-.080 .020-.080 .060-.160 .120-.400 .230-.600 .300-.800
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