INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TLÁHUAC
MANUFACTURA AVANZADA
PRÁCTICA N° 3: MECANIZADO DE LAS PIEZAS DE AJEDREZ EN EL TORNO CNC CONCEPT TURN 250 Integrantes de Equipo: Gómez Escobar Jorge Arnulfo López Jiménez Violeta Martínez Martínez Luis Velázquez De La Rosa Iván
Profesor: Ing. Carlos Alberto García Ortiz
México, D.F., a 04 de Diciembre de 2013.
TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN.................................................................................................................... 5 OBJETIVO OBJETIVO.............................................................................................................................. 5 EQUIPO..................................................................................................................................5 MARCO TEÓRICO ................................................................................................................. 7 DATOS DE LA HERRAMIENTA HERRAMIENTA .......................................................................................... 7 PROGRAMACIÓN PROGRAMACIÓN .............................................................................................................. 9 FUNCIONES G ................................................................................................................ 9 FUNCIONES M................................................................................................................ 9 CICLOS ......................................................................................................................... 10 MOVIMIENTOS MOVIMIENTOS DE TRABAJO.......................................................................................... 10 G0, G1 Interpolación Interpolación lineal ............................................................................................ 10 G2, G3, CIP Interpolación circular ................................................................................. 1 10 0 Programación Programación con punto inicial, punto final y radio del círculo.................................... 10 CYCLE 95 Ciclo de eliminación de material ................................................................... 11 CYCLE 93 Ciclo de ranurado......................................................................................... 16 DIAGRAMA DIAGRAMA DEL ALFIL EN SOLIDWORKS ......................................................................... 18 18 CÓDIGO DEL PROGRAMA PROGRAMA DEL ALFIL ............................................................................... 20 PROGRAMA PROGRAMA PRINCIPAL ALFIL ....................................................................................... 20 SUBPROGRAMA SUBPROGRAMA ALFIL_CONT1 ALFIL_CONT1 ...................................................................................... 21 SUBPROGRAMA SUBPROGRAMA ALFIL_CONT2 ALFIL_CONT2 ...................................................................................... 21 ALFIL TERMINADO TERMINADO (FÍSICAMENTE) (FÍSICAMENTE)................................................................................... 22 DIAGRAMA DIAGRAMA DEL PEÓN EN SOLIDWORKS SOLIDWORKS ......................................................................... 23 23 CÓDIGO DEL PROGRAMA PROGRAMA DEL PEÓN ............................................................................... 25 25 PROGRAMA PROGRAMA PRINCIPAL PEON....................................................................................... 25 SUBPROGRAMA SUBPROGRAMA PEON_CONT1 ..................................................................................... 26 SUBPROGRAMA SUBPROGRAMA PEON_CONT2 ..................................................................................... 26 PEÓN TERMINADO TERMINADO (FÍSICAMENTE) (FÍSICAMENTE) .................................................................................. 27 DIAGRAMA DIAGRAMA DE LA REINA EN SOLIDWORKS SOLIDWORKS ..................................................................... 28 CÓDIGO DEL PROGRAMA PROGRAMA DE LA REINA........................................................................... 30 PROGRAMA PROGRAMA PRINCIPAL REINA ...................................................................................... 30 SUBPROGRAMA SUBPROGRAMA REINA_CONT1 .................................................................................... 31 SUBPROGRAMA SUBPROGRAMA REINA_CONT2 .................................................................................... 31
SUBPROGRAMA SUBPROGRAMA REINA_FRESADO REINA_FRESADO............................................................................... 32 DIAGRAMA DEL REY EN SOLIDWORKS ........................................................................... 33 CÓDIGO DEL PROGRAMA DEL REY ................................................................................. 35 PROGRAMA PROGRAMA PRINCIPAL PRINCIPAL REY ......................................................................................... 35 SUBPROGRAMA SUBPROGRAMA REY_CONT1 ....................................................................................... 36 SUBPROGRAMA SUBPROGRAMA REY_CONT2 ....................................................................................... 36 DIAGRAMA DE LA TORRE EN SOLIDWORKS ................................................................... 37 CÓDIGO DEL PROGRAMA PROGRAMA DE LA TORRE......................................................................... 39 PROGRAMA PROGRAMA PRINCIPAL PRINCIPAL TORRE .................................................................................... 39 SUBPROGRAMA SUBPROGRAMA TORRE_CONT1 .................................................................................. 40 SUBPROGRAMA SUBPROGRAMA TORRE_CONT2 .................................................................................. 40 SUBPROGRAMA SUBPROGRAMA TORRE_FRESADO TORRE_FRESADO ............................................................................. 41 CONCLUSIÓN ..................................................................................................................... 43 FUENTES DE INFORMACIÓN INFORMACIÓN ............................................................................................ 44
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INTRODUCCIÓN En la presente práctica se explicará el mecanizado de las diferentes piezas que componen un ajedrez (salvo el caballo, ya que este requiere de una fresadora para poder realizarse) en aluminio con el torno CNC Concept TURN 250 de EMCO. También se expondrán los ciclos de programación de desbaste y acabado empleados así como el ciclo especial para ranurado que permitirá cortar la pieza a la medida exacta requerida. Se presenta la lista de comandos empleada tanto en el torneado como en el fresado (sencillo) de la reina y la torre. Además se anexan los planos de las piezas realizadas en SolidWorks.
OBJETIVO Mecanizar en una barra de 1 pulgada por 1.5 m de aluminio las piezas que componen el juego de ajedrez (rey, reina, torre, alfil y peón) y que pueden ser torneadas mediante la introducción de comandos que generen el contorno de la misma, para proceder a su elaboración en la máquina herramienta CNC (torno).
EQUIPO
Torno CNC Concept TURN 250 de EMCO
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MARCO TEÓRICO DATOS DE LA HERRAMIENTA Finalidad del cálculo de datos de herramienta: El control debe usar para el posicionamiento la punta de la herramienta o el centro de la herramienta, no el punto de referencia de montaje de la herramienta. Todas las herramientas usadas para mecanizar se deben medir. Es importante medir la distancia desde la punta de la herramienta al punto de referencia de montaje de la herramienta, "N". En el llamado registro de datos de herramienta, se pueden guardar los datos de longitud de la herramienta, posición de la misma y radios de la herramienta. Las correcciones de longitud se pueden medir semiautomáticamente, la posición de la herramienta y el radio de la misma se deben introducir manualmente. ¡Siempre se debe introducir la posición de la herramienta! Es necesario indicar el radio de la herramienta de corte ¡sólo cuando se use para esta herramienta una compensación del radio de la cuchilla! La medida de datos de la herramienta se produce para los Tipos 1-9 para: L1: en la dirección X absoluta desde el punto "N" en radio. L2: en la dirección Z absoluta desde el punto "N". R: radio de la cuchilla. Tipo de herramienta: posición de la cuchilla (1- 9). La medida de datos de la herramienta se produce para el Tipo 10 para: L1: en la dirección Z absoluta desde el punto "N". Tipo de herramienta: herramienta taladradora (10). Posición de la cuchilla (tipo de herramienta)
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Para determinar el tipo de herramienta, examine la herramienta como si estuviese sujeta a la máquina. Para máquinas con la herramienta bajo (delante de) el centro de torneado (ej. PC TURN 50/55), se deben usar los valores entre paréntesis debido al cambio de la dirección +X. La detección de los datos de la herramienta se efectúa en el tipo 100 / 200 para:
Figura 1 Obtención de medidas para los decalajes del torno para las herramientas 3 ° N A C I T C Á R P
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PROGRAMACIÓN FUNCIONES G
FUNCIONES M
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CICLOS
MOVIMIENTOS DE TRABAJO G0, G1 Interpo lación lineal
G0: Desplazamiento con avance rápido, ej. Para posicionamiento rápido. G1: Desplazamiento con velocidad de avance programada F, ej. mecanización de la pieza Formato G0 X… Z..., G1 X… Z... F...
G2, G3, CIP Interpo lación circ ular
G2 a derechas G3 a izquierdas CIP a través de un punto intermedio ( CIrcle through Points) Visualización del movimiento circular en los diferentes planos. Para un movimiento circular, el punto inicial y el Figura 2 Dirección de los comandos G2 y G3 de acuerdo al plano de trabajo
final están en un mismo plano (nivel).
Prog ramaci ón con pu nto in icial, punto f inal y radio del círcu lo G2/G3 X... Z... CR=±…
X, Y, Z punto final E en coordenadas cartesianas CR=± radio del círculo Punto inicial
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El punto inicial es la posición de la herramienta en el momento de la llamada a G2/G3. Punto final El punto final se programa con X, Z. Radio del círculo El radio del círculo está indicado por CR. El signo indica si el arco de círculo es menor o mayor de 180°. Figura 3 CR, radio de la circunferencia que da lugar a la curva G2/G3
CR=+ ángulo menor o igual a 180° CR=- ángulo mayor de 180°.
Con CR no se pueden programar círculos completos.
CYCLE 95 Ciclo d e elimin ación de material
CYCLE95 (NPP,MID,FALZ,FAX,FAL,FF1,FF2,FF3,VARI,DT,DAM) NPP
nombre del subprograma Name Part Program
MID
máxima profundidad de penetración Maximum Infeed Depth sin signo
FALZ
tolerancia de acabado en Z Tolerancia de acabado Z sin signo
FALX
tolerancia de acabado en X Tolerancia de acabado X sin signo
FAL
tolerancia de acabado paralela al contorno Tolerancia de acabado sin signo
FF1
avance para cortes de desbaste sin rebaje
FF2
avance para desbaste - profundización en rebajes
FF3
avance para acabado
VARI
variantes de mecanizado 1...12 Variant
DT
tiempo de espera para rotura de virutas mientras se desbasta
DAM
la trayectoria del desplazamiento después de cada pasada de desbaste será interrumpida para la rotura de viruta
Función:
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El ciclo de eliminación de material procesa un contorno que se guarda en un subprograma. El contorno se puede mecanizar exterior o interior, longitudinal o frontal. El contorno se puede desbastar, acabar, o mecanizar completamente. Posición de la herramienta antes del ciclo: La última posición antes de la llamada al ciclo, debe ser accedida con G40 (compensación del radio de la cuchilla off). Mecanizado exterior: Antes de la llamada al ciclo, la herramienta debe estar fuera del diámetro mayor del subprograma de contorno. Mecanizado interior: Antes de la llamada al ciclo, la herramienta debe estar dentro del menor diámetro del subprograma de contorno. Secuencia de mecanizado: Desbaste sin elementos de rebaje Las pasadas de desbaste se hacen con G1 y velocidad de avance FF1. Las pasadas de desbaste se realizan paralelas al eje hasta la tolerancia de acabado (1), después, paralelas al contorno (2). Después de cada pasada de desbaste, hay una separación en X y Z del radio de la herramienta + 1 mm (3) y retroceso con G0 (4). Esta secuencia se repite hasta que se alcanza la profundidad final (con la tolerancia de acabado) (5).
Figura 4 Desbastes con el cycle 95 (curvas)
Las profundidad de penetración se dividen uniformemente para que sean menores / iguales al parámetro MID programado. Desbaste de los elementos del rebaje
La penetración en el rebaje se produce paralelamente al contorno (6) con G1 y velocidad de avance FF2. Las pasadas de desbaste paralelas al eje dentro del área del rebaje (7) se producen con G1 y velocidad de avance FF1. Secuencia de desbaste Desbaste sin rebaje (8) Desbaste del 1º rebaje (9) Desbaste del 2º rebaje (10) etc.
Figura 5 Secuencia de rebajes con el cycle 95
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Acabado
Se acercará al punto inicial del contorno según ambos ejes simultáneamente. El acabado se produce a lo largo del contorno con G1, G2, G3 y con velocidad de avance FF3. El retroceso se produce con G0.
NPP Este parámetro es el nombre del subprograma de contorno. El nombre debe estar entre comillas, ej. "CONT1". MID Máxima profundidad de penetración para desbaste. La profundidad total para el desbaste se dividirá uniformemente en varias penetraciones aisladas. Estas profundidades de penetración están divididas uniformemente hasta que son menores / iguales al parámetro MID programado. Ejemplo: Profundidad total = 19 mm, MID = 4 mm Se mecanizarán -> 5 penetraciones, cada una de 3,8 mm FALZ, FALX, FAL Tolerancia de acabado para desbaste FALZ Tolerancia de acabado en Z FALX Tolerancia de acabado en X FAL Tolerancia de acabado paralela al contorno. No es útil programar 3 parámetros (los valores se sumarán). Programa los valores de FALZ y FALX, y 0 para FAL, viceversa. Cuando no se programe tolerancia de acabado, el desbaste se prosigue hasta finalizar el contorno. FF1, FF2, FF3 Velocidades de avance para las diferentes etapas del mecanizado: FF1 Desbaste FF2 Desbaste - profundización en rebajes FF3 Acabado.
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VARI VARI define la clase de mecanizado (desbaste, acabado, completo), la dirección de mecanizado. (Longitudinal o frontal) y el lado de mecanizado (interior o exterior).
Figura 6 Selección del tipo de desbaste y acabado conforme al mecanizado a realizar y si es exterior o interior
DT, DAM Estos parámetros interrumpen el movimiento paralelo al eje, mientras se desbasta, para romper las virutas. DT tiempo de espera DAM trayectoria de desplazamiento después de que se debe parar el movimiento Programar DAM=0 significa sin interrupción, no se ejecutará el tiempo de espera. Subprograma de contorno:
El contorno será introducido como secuencia de los comandos G1, G2 y G3 en el subprograma de contorno. Se permite programar chaflanes y radios. El subprograma de contorno debe contener al menos 3 secuencias con movimientos en ambos ejes. El punto inicial del contorno es la primera posición programada en el subprograma de contorno. Los comandos G17, G18, G19, G41 y G42, y también los marcos, no se permiten en el subprograma.
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Mientras se desbasta, sólo serán ejecutados los movimientos contenidos en el subprograma (sólo se mecanizará el contorno). Durante el acabado también se ejecutarán las funciones varias contenidas en el subprograma.
Vigilancia del contorno: Se vigilarán los siguientes elementos
Elementos rebaje no admitidos. No se admiten elementos rebaje paralelos a un eje. Dichos contornos se mecanizarán con el ciclo de ranurado. Ángulo libre de la herramienta. Cuando se introduce un ángulo libre en los datos de herramienta, se vigilará si es posible el mecanizado con la herramienta activa. Cuando el mecanizado de lugar a una violación de contorno, el mecanizado será abortado. Cuando el ángulo libre se introduce en los datos de herramienta con el valor 0, no se produce la vigilancia. Programación circular de arcos con una amplitud de ángulo > 180°. Arcos demasiado grandes también hacen que la máquina aborte. (EMCO Industrial Training Systems, 2002)
Punto inicial:
El punto inicial del mecanizado (1) será determinado automáticamente. Está situado fuera de los elementos de contorno más exteriores {tolerancia de acabado + 1 mm} (2). Se debe acercar a la posición de la herramienta antes de la llamada al ciclo (3) con G40 y debe estar situada fuera del rectángulo que está formado por el primer y último puntos del contorno.
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CYCLE 93 Ciclo de ranurad o
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Figura 7 Ubicación de los comandos del Cycle 93
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DIAGRAMA DEL ALFIL EN SOLIDWORKS
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NOTA: Los programas para torneado emplean 4 herramientas distintas: 1. 2. 3. 4.
Cortador Izquierdo (T12 D4) de giro en sentido antihorario Cortado derecho (T6 D1) de giro en sentido antihorario Cortador neutro (T2 D2) de giro en sentido horario Cuchillas de Tronzar (T7 D1/2) de giro en sentido horario
Por esto en los subprogramas, se tiene uno para cuchilla neutra y otro para izquierda. Para el desbaste derecho, únicamente se emplea en las diagonales del cuerpo de las piezas que son de forma cónica y topan contra un aro de mayor diámetro.
CÓDIGO DEL PROGRAMA DEL ALFIL PROGRAMA PRINCIPAL ALFIL
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SUBPROGRAMA ALFIL_CONT1
SUBPROGRAMA ALFIL_CONT2
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ALFIL TERMINADO (FÍSICAMENTE)
Figura 8 Alfil maquinado (img1)
Figura 9 Alfil maquinado (img2)
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DIAGRAMA DEL PEÓN EN SOLIDWORKS
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CÓDIGO DEL PROGRAMA DEL PEÓN PROGRAMA PRINCIPAL PEON
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SUBPROGRAMA PEON_CONT1
SUBPROGRAMA PEON_CONT2
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PEÓN TERMINADO (FÍSICAMENTE)
Figura 10 Peón maquinado (img1)
Figura 11 Peón maquinado (img2) 3 ° N A C I T C Á R P
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DIAGRAMA DE LA REINA EN SOLIDWORKS
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CÓDIGO DEL PROGRAMA DE LA REINA PROGRAMA PRINCIPAL REINA
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SUBPROGRAMA REINA_CONT1
SUBPROGRAMA REINA_CONT2
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SUBPROGRAMA REINA_FRESADO
Figura 12 Fresado de la Reina
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DIAGRAMA DEL REY EN SOLIDWORKS
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CÓDIGO DEL PROGRAMA DEL REY PROGRAMA PRINCIPAL REY
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SUBPROGRAMA REY_CONT1
SUBPROGRAMA REY_CONT2 3 ° N A C I T C Á R P
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DIAGRAMA DE LA TORRE EN SOLIDWORKS
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CÓDIGO DEL PROGRAMA DE LA TORRE PROGRAMA PRINCIPAL TORRE
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SUBPROGRAMA TORRE_CONT1
SUBPROGRAMA TORRE_CONT2
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SUBPROGRAMA TORRE_FRESADO
Figura 13 Fresado de la Torre
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CONCLUSIÓN Con base al manejo de los comando G0, G1, G2 y G3, es posible el diseño de piezas donde la base principal es hacer rotar el cilindro para moldearlo. Es necesario conocer el tipo de cortador a utilizar y la dirección en la que pegará en el material (en estos casos cortadores derecho e izquierdo con giro antihorario y un neutro con giro horario) También es de suma importancia, realizar el decalaje de las herramientas a utilizar para que las medidas de la pieza a maquinar sean lo más precisas posibles. Con herramientas como SolidWorks, podemos apreciar por medio de una plataforma virtual, como se verán las piezas a mecanizar. Es preciso conocer como realizar los cambios de herramienta en el momento indicado para evitar dañar el material, a los insertos y al torno en general. Un buen uso del código SCALE, nos permite hacer piezas que ya tienen medidas establecidas para piezas con diámetros como de 1 ¾”, a piezas con medidas en barras de 1”.
También, es necesario conocer y manejar los códigos para emplear herramientas de fresado sencillas para realizar las ranuras de la torre y la reina. Aquí el chuck queda estático mientras la herramienta (fresas) son las que giran, y el cabezal solo rota para moverse en diferentes grados, establecidos en el código.
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