MAUFACTURA ASISTIDA POR COMPUTADORA CAM UNIDAD 1: MAQUINAS PROGRAMABLES HISTORIA DE LAS MAQUINAS CNC
Eluso de CNC ( Comp mput ar i zed Nume mer i calCont r ol )t uvo sus i ni ci os en l a i ndus t r i adeav i ac i óndur ant el aSegundaGuer r aMundi al .Nac i óc onelobj et i v o d e me j o r a rl ap r o du cc i ó nd ep i e z as p ar aq ue t u v i e r a n ma y o re x a c t i t u dy pr ec i s i ón. Elc o nc e pt od e Co nt r o lNu mé mé r i c of u ed es a r r o l l a dop orJ o hnPar s o ns ,c o ne l obj et i v odepr oduc i rmej or í asenl ai ndus t r i adeav i ac i ón,c ones t os ei ni c i ar on unas er i edees t udi osypr o y ec t osenelI ns t i t ut oT ec nol ogi c odeMas s ac hus s et s en 1949. " Elpr i nc i palobj et i v odur ant el asi nv es t i gac i onesf ueeldec r earunaf r es ador a ex per i ment al enelLabor at or i odeSer v omec hani s ms msenelI ns t i t ut o.ElPr of .J . F . Re i nt j es ,d i r e ct ord ell ab or a t o r i o,J amesO.Mc Do no ug h,Ri c ha r d W.L awr i e, A. K.Sus s k i nd ,y H. P .Gr o ss i mo nf u er on l os es p ec i a l i s t as q ue t r a ba j ar o n dur ant el ai nv es t i gac i ón"Amer i c anMac hi ni s t .Agos t o( 1996) .
“ LaFr es ador aCi nc i nnat iHy dr oT elc onHus i l l oVer t i c alf ueelpunt odepar t i da. Fuemodi fi c adan ume r os asv e c es :l ames a,e lc ar r ot r an sv e r s al ,l osc ont r ol es f uer on r emov i dos ,yl ast r est r ans mi mi s i oneshi dr ául i c asde v el oc i dad v ar i abl e f uer oni ns t al adasyc onec t adasalt or ni l l odeav anc e,et c . ”Amer i c anMac hi ni s t . Agos t o ( 1996) En1 95 1,e ls i s t emaf u een sa mbl mb a do,yc ome nz ól aap l i c ac i ónd el oses t udi os .
En1953s et ení as ufi c i ent ei nf or mac i ónpar ades c r i bi relus opr ác t i c odeés t ay elpos i bl edes ar r ol l o.Unes t udi ode24pági nasapar ec i óenAmer i c anMac hi ni s t el 25 de Oc t ubr e de 1954. L ap r i me rmá qu i n aCNC q uer e du j ol apr o du c c i ó nd e8h or a sa1 5mi n ut o sf u e d es a r r o l l a dap orJ o h n Ru ny o n .En1 95 6,l aF ue r z aAé r e ad eEs t a do sUn i d os a c ep t ól ap r o pu es t ap ar ap r o du c i re ll e ng ua j ed ep r o gr a ma c i ó nd ec o nt r o l n umé r i c o .
Lapr i mer agener ac i óndeut i l i z abagr andesequi posc ont r ol ador esdev ál v ul as d ev a c í o ,q uec o ns u mí a nu nag r a nc a nt i d add ee ne r g í ae l é c t r i c ayge ne r a ba n muc h oc al or .L osmod el o sd el as eg und age ner a ci ó ns u st i t uy e r o nl ost ubo sd e v a c í op ort r a ns i s t o r e sd e ma y o rfi a b i l i d ad ,c o n me no rc o n s umod ee ne r g í ay que ocupaban menos espac i o.Est as máqui nas de l a pr i mer a y segunda g ene r ac i ó ndec on t r ol a do r esn ot en í anme mor i a .Elc on t r ol ad ort en í aqu es er a l i me nt a doc o ni n s t r u c c i o ne s ,d eu nae nu nad es d eu naf u en t ee x t e r n a,c o mo puedes erunl ec t ordec i nt a.Elc ont r ol adorac ept ar áunas ol ai ns t r uc c i ón( o c omando) ,ej ec ut ar áes ec omando,ac ept ar áelc omandosi gui ent e,l oej ec ut ar á ya s ís u c es i v a me nt e.
L osc o ma nd oss ec o di fi c a ne nu nac i n t adepa pe l .Ame di d aq uel ac i n t apa s aa t r av ésdell ec t ordec i nt a,uns ol obl oquedei nf or mac i ón( elc omando)s el eey s et r a ns mi t e alc ont r o l ad orp ar as ue j ec uc i ó n.Des pué sd el ae j e c uc i ón,el c ont r ol adorenv í aunas eñalall ec t ordec i nt a,i ndi c ándol equees t ál i s t opar a ot r oc omando.Ell ec t ordel ac i nt al eeels i gui ent ebl oque,yas ís uc es i v ament e, has t a que s el ee t oda l ac i nt a,pas a alc ont r ol ador ,ys e ej ec ut a.Elúl t i mo c omand oe nl ac i n t aer aunc ód i gopar ah ac erqueel l ec t o rpar as eyr e bob i na se l a c i nt a. Sibi en de i nmedi at osedemost r ó que est asmáqui nasCNC podí an ahor r ar c o s t o s ,e r a nt a nd i f e r e nt e sq ue s uu s ot a r d óe nh ac e r s ep op ul a ren t r el o s f abr i c ant es .Conelfi ndepr omo v ers uadopc i ón,elej ér c i t odeEs t adosUni dos c o mp r ó1 20má qu i n asd ec o nt r o ln umé r i c o yl a sp r e s t óav a r i o sf a br i c a nt e s p ar a qu ep udi er an f ami l i ar i z ar s ec on e l l as .Ell e ng ua j ee s t ánd arGCo de s e d es a r r o l l óe ne lL ab or a t o r i od e Se r v o me c a ni s mo sd elMI Te n1 95 8,s i e nd o a do pt a dop ormu c ho sf a br i c a nt e sd ema qu i n ar i a . La automatización de los procesos industriales en estos últimos años ha dado lugar a un avance espectacular de la industria. Todo ello ha sido posible gracias a una serie de factores entre los que se encuentran las nuevas tecnologías en el campo mecánico, la introducción de los computadores, sobre todo el control la automatización de sistemas procesos. La incorporación de los computadores en la producción es, sin lugar a dudas, el elemento importante que está permitiendo lograr la automatización integral de los procesos industriales. La aparición de la nano!electrónica de los microprocesadores ha facilitado el desarrollo de t"cnicas de control comple#as, la robotización, la implementación de sistemas integrados de control de producción. Todos estos elementos llevan consigo la reducción de costos, el aumento de la productividad la me#ora de calidad del producto. $n la primera "poca de la automatización estuvo marcada por la aplicación de dispositivos mecánicos capaces de controlar una secuencia de operaciones el comienzo del estudio sobre la regulación automática. %demás, a nivel de empresa, se desarrolló el concepto de producción continua tanto para la fabricación de productos típicamente continuos, como para los de tipo discreto.
$n la segunda "poca, desde la &egunda 'uerra (undial hasta nuestros días, se ha caracterizado por la aparición de la microelectrónica con ello la de los computadores, a su vez por el gran avance de la Teoría del )ontrol redes de comunicación ópticas. Tambi"n en esta "poca, la introducción de los robots industriales en la fabricación de series pequeñas medianas ha incrementado sustancialmente la fle*ibilidad autonomía de la producción. $l ob#etivo de este presente te*to en base a mi e*periencia transcurridas en el área de la manufactura por las empresas mu tecnificadas que labore pretendo transmitir estas tecnologías mu pocos enseñadas en este país por instituciones educativas a nivel de especialización. $spero que el estudiante estará en condiciones de+ •
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)omprender los conceptos t"cnicas relacionados con la (anufactura %sistida por )omputadora+ )%, )%(, )-), )%, /(&, )0(. 1tilizar correctamente aplicar el soft2are especializado de programación fabricación )%3)%( para las (aquinas )-). )onocer &istemas de (anufactura /le*ible /(&, )eldas de /abricación /(). esarrollar m"todos los requerimientos de recursos t"cnicos humanos para operar &istemas de 4roducción %vanzados, que pueden ser utilizados para crear sistemas manufactureros competitivos aplicando parámetros de 4roductividad, )alidad, /le*ibilidad )ostos mínimos.
2.1.2 Características Técnicas. $*isten máquinas de todos los tamaños, de pendiendo de tamaño de piezas que queremos mecanizar. % continuación se hablara de las partes o componentes de las maquinas )-).
Componentes de las Máquinas CNC
1. Control Numérico (NC) o Panel de Mando Lo conforman el (onitor, el Teclado de programación el 4anel del 5perador.
2. EJE !E !EP"#$#M%ENT& !E "# M#'%N# CNC $n el caso de los Tornos )-) tiene dos e#es principales que son 6 que equivale al diámetro 7 que corresponde a la longitud de la pieza.
$#es de un Torno )-) básico.
W
Z
Y
C
B
X A
$l )entro de (ecanizado )-) tiene tres e#es principales 6,8,7 en algunas máquinas tres e#es secundarios %, 9, ) :.
)$-T;5 $ T5;-$%5 < (0LLT1;- =
$ > $?$&
)$-T;5 $ ($)%-07%5 @5;075-T%L )-)
Y Z X
A. usillo principal.
4ara el caso de los )entros de (ecanizado, el )ambiador de herramientas automático alimenta al husillo las herramientas necesarias para la e#ecución de las operaciones programadas. Los fabricantes recomiendan precalentar el husillo a un tercio del má*imo de revoluciones de BC a B> minutos. $n los Tornos )-), en el husillo se instala el (andril o )hucD, elemento de su#eción de las piezas. -ormalmente el (andril tiene un sistema autocentrante de accionamiento hidráulico.
@usillo de un Torno )-)
@usillo de accionamiento indirecto a trav"s de fa#as. )ada motor tiene un encoder para el control del giro en ;4(.
/ig.+ @usillo de )entro de (ecanizado )-). La nueva tecnología de motores de husillo en de accionamiento directo, es decir la carcasa del husillo es el estator el e#e es el rotor. E. Mesa de tra*a+o La mesa de traba#o es movida por un tornillo e#e de esferas recirculantes accionada a un (otor directa o indirectamente. Las esferas recirculantes son lubricadas automáticamente por un chorro a presión de aire con aceite lubricante, manteniendo su alta precisión C.CC>mm.
Tornillo con tuerca de esferas recirculantes autolubricadas.
– –
;educe fricción $limina holgura, es un sistema de alta precisión mecánica.
Tornillo de esferas recirculantes auto lubricadas desde la 1nidad central de Lubricación. $ste mecanismo garantiza una precisión de hasta C.CB mm.
Tornillo de desplazamiento con tuerca de bronce de una maquina convencional, su desgaste produce errores de más de C.Bmm.
9ancadas de un torno )-)
(esa o pallet intercambiable de un )entro de mecanizado )-).
5. Sistema de Medición Óptico Las (áquinas @erramientas )-) tiene como elemento de control de precisión a un sistema óptico ba#o dos modelos+
,e-la ptica. $ste modelo es un sistema de medición directa como su nombre lo indica es de forma lineal. &u escala está diseñada con miles de microventanas que permiten el paso de la luz transformándose en una señal o impulso el"ctrico que es procesada en la computadora )-) determinando con precisión el posicionamiento de la mesa de traba#o.
;egla óptica, tiene grabaciones mu finas por un proceso óptico.
!isco ptico o Encoder . $s un sistema de medición indirecta formado por un disco rotativo que indirectamente traduce el movimiento angular en un desplazamiento lineal. $ste sistema generalmente esta unido al tornillo de esferas recirculantes.
isco óptico o encoder, mide el posicionamiento angular multiplicado por el paso del tornillo lo convierte en un desplazamiento lineal.
%TEM# !E P&%C%&N#M%ENT& !E "# ME# !E T,#/#J&
– – –
(aor precisión &ensores para medir posición real &eñal de retroalimentación
&istema de control de posición.
0. Torreta portaerramientas $s el elemento donde se su#etan las herramientas de corte.
$n esta figura se muestra una Torreta estándar de un Torno )-)
(aquinas mas especiales poseen un magazín de herramientas tipo fa#a según se observa en la figura.
$n la figura se muestran un Torno con dos husillos dos torretas para una alta producción.
N%!#!E #%"%#,E #. %TEM# !E "/,%C#C%&N #T&M#T%C# CENT,#"%$#!# $s la unidad que lubrica a todo el sistema. Tiene puntos de lubricación que son liberados cada cierto periodo e*pulsando de una a varias gotas de lubricante cada > minutos sobre las partes importantes del mecanismo.
1nidad central de lubricación de las maquinas )-).
/. %TEM# !E ,E3,%4E,#C%&N !E #CE%TE P#,# %""& (antiene el control de la temperatura del husillo para un largo tiempo alta velocidad de traba#o. La maquina )-) requiere un previo calentamiento.
C. ET,#CT&, !E 5%,T#. 4ermite la e*tracción constante de las virutas para una fácil limpieza de la maquina.
2.1.6 &PE,#C%N !E M#'%N# CNC P,EC#C%&NE !E E4,%!#! Todas las maquinas )-) están provistas de múltiples dispositivos de seguridad tanto por soft2are como por hard2are para proteger al operador la maquinaF pero e*isten normas básicas de seguridad mu comunes para uso o mane#o de maquinas herramientas que se deben tener siempre en cuenta . $l operador debe leer cuidadosamente el catalogo de seguridad respetar todos los avisos de peligro que se encuentran colocadas alrededor de la maquina. &e deberá hacer un repaso a todos los participantes sobre las 0nstrucciones de &eguridad antes de iniciar la operación de la maquina )-).
