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MAQUINASHERRAMIENTA Y EL C.N.C.

Marcos Albalate Muñoz C.F.G.S. Mantenimiento de equipos industriales C-7 Técnicas de la fabricación

C-7 TECNICAS DE FABRICACION

MARCOS ALBALATE MUÑOZ

INDICE

PAG

1. HISTORIA DEL CNC

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2. ¿QUE ES EL CONTROL NUMÉRICO? 2.1. CARACTERÍSTICAS DEL C.N.C 2.2. EL FACTOR HUMANO Y LAS MÁQUINAS C.N.C. 2.3. ¿CUÁNDO EMPLEAR EL C.N.C? 2.4. PROCEDIMIENTO PARA CREAR UNA PIEZA MEDIANTE UNA MAQUINA HERRAMIENTA DE CNC.

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3. QUÉ ES UN TORNO CNC? 8 3.1. PARTES PRINCIPALES DEL TORNO 9 3.2. SISTEMA DE EJES DEL TORNO CNC 10 3.3. PUNTO DE REFERENCIA, CERO MÁQUINA Y CERO PIEZA. 11 3.4. OPERACIONES BÁSICAS EN UN TORNO CONTROL NUMÉRICO 12 4. ¿QUE ES UN CENTRO DE MECANIZADO? 4.1. TIPOS DE CENTROS DE MECANIZADO 4.2. PARTES PRINCIPALES DE UN CENTRO DE MECANIZADO 4.3. SISTEMA DE EJES DEL CENTRO DE MECANIZADO CNC 4.4. PUNTO DE REFERENCIA, CERO MÁQUINA Y CERO PIEZA 4.4.1. DECALAJE CERO 4.5. OPERACIONES BÁSICAS EN UN CENTRO DE MECANIZADO CONTROL NUMÉRICO 5. PROGRAMACION 5.1. INTRODUCCION 5.2. CARACTERES EMPLEADOS EN LA PROGRAMACIÓN SEGÚN NORMA ISO 5.3. TIPOS DE COORDENADAS 5.3.1. COORDENADAS CARTESIANAS ABSOLUTAS 5.3.2. COORDENADAS CARTESIANAS INCREMENTALES 5.3.3. COORDENADAS POLARES ABSOLUTAS 5.3.4. COORDENADAS POLARES INCREMENTALES 6. BIBLIOGRAFIA

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7. WEBGRAFIA

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1. HISTORIA DEL CNC El CN no nace para mejorar procesos de fabricación sino para dar solución a problemas surgidos del diseño de piezas muy difíciles de mecanizar, durante épocas de guerra (2da Guerra Mundial). En 1942, la Bendix Corporation tenía inconvenientes para diseñar una leva tridimensional para el regulador de una bomba inyectora para motores de aviación. Ese perfil era casi imposible de mecanizar con máquinas-herramientas convencionales, ya que se debía combinar los movimientos según varios ejes de coordenadas. Para subsanar este inconveniente, se desarrollo matemáticamente la trayectoria a seguir a intervalos pequeños, y se procedía a mover la pieza de un punto a otro. En 1947, Jhon Parsons, constructor de hélices de helicópteros, (industria netamente bélica), concibe un mando automático con entrada de información numérica. Este sistema que utilizaba cartas perforadas se llamo DIGITON , y fue rápidamente incorporado por la USAF (United States Air Force ) y se le encargó a Parsons y al MIT (Massachusetts Institute of Technology ) su perfeccionamiento . El gobierno Americano brinda apoyo para el desarrollo de una fresadora de 3 ejes en contorneado con control digital. En 1953 el MIT por primera vez utiliza la apelación de ¨Numerical Control¨ para este tipo de máquinas. El empleo de máquinas con movimientos simples pero que requieren un exacto posicionado (Ej. . agujereadora de precisión), hizo que aparezca el ¨Control Numérico Punto a Punto”, que aunque más simple que el ¨Control Numérico en Contorneado”, fue posterior a este. Más tarde apareció el “Control Numérico Paraxial”. Se denomina CNC “Computer Numeric Control” a aquella unidad de CN con calculador integrado que permite mayor capacidad respecto a los CN tradicionales. Por ej. : Autotest de averías, correcciones de herramientas, etc.

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2. ¿QUE ES EL CONTROL NUMÉRICO? El CN es un lenguaje que aplicado a una Máquina - herramienta, automatiza y controla todas o algunas de las acciones, operaciones, desplazamientos y demás parámetros de la máquina. Normalmente podemos controlar movimientos de los ejes o cabezales, cambiar de herramientas o de piezas, velocidades de avance y de corte, empleo o no de refrigerante, etc. Debido a la competencia industrial existen diferentes tipos de lenguajes CNC, pero también esta estandarizado mediante la norma ISO.

2.1. CARACTERÍSTICAS DEL C.N.C Ventajas de las maquinas herramienta CNC: • • • • • • •

Mayor precisión y mejor calidad de productos. Mayor uniformidad en los productos producidos. Un operario puede operar varias máquinas a la vez. Fácil procesamiento de productos de apariencia complicada. Flexibilidad para el cambio en el diseño y en modelos en un tiempo corto. Fácil control de calidad. Reducción en costos de inventario, traslado y de fabricación en los modelos y abrazaderas. Es posible satisfacer pedidos urgentes. No se requieren operadores con experiencia. Se reduce la fatiga del operador. Mayor seguridad en las labores. Aumento del tiempo de trabajo en corte por maquinaria. Fácil control de acuerdo con el programa de producción lo cual facilita la competencia en el mercado. Fácil administración de la producción e inventario lo cual permite la determinación de objetivos o políticas de la empresa. Permite simular el proceso de corte a fin de verificar que este sea correcto.

• • • • • • • •

Sin embargo no todo son ventajas sino que también existen una serie de desventajas: • • •

Alto costo de la maquinaria. Falta de opciones o alternativas en caso de fallas. Es necesario programar en forma correcta la selección de las herramientas de corte y la secuencia de operación para un eficiente funcionamiento. Los costos de mantenimiento aumenta, ya que el sistema de control es más complicado y surge la necesidad de entrenar al personal de servicio y operación. Es necesario mantener un gran volumen de producción a fin de lograr una mayor eficiencia de la capacidad instalada.

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2.2. EL FACTOR HUMANO Y LAS MÁQUINAS C.N.C. Conocimientos y/o habilidades que debe poseer un operador C.N.C: •

El operador de CNC deberá tener conocimientos en geometría, algebra y trigonometría. Deberá conocer sobre la selección y diseño de la Herramienta de Corte. Dominar los métodos de sujeción. Uso de medidores y conocimientos de metrología. Interpretación de Planos. Conocimientos de la estructura de la máquina CNC. Conocimientos del proceso de transformación mecánica. Conocimientos de la programación CNC. Conocimientos del Mantenimiento y operación CNC. Conocimientos generales de programación y computadores personales.

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Existen algunos otros aspectos de tipo humano que se derivan de la utilización del control numérico; entre los que podemos mencionar: • • • •

Una persona puede operar varias máquinas simultáneamente. Mejora el ambiente de trabajo. No se requiere de una gran experiencia. El programa tiene el control de los parámetros de corte.

Todos estos aspectos pueden representar cambios culturales dentro del ambiente del taller; sin embargo si se es hábil la adaptación será bastante rápida.

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2.3. ¿CUÁNDO EMPLEAR EL C.N.C? Muchas veces se resuelve en base a un análisis de producción y rentabilidad; sin embargo en nuestros países subdesarrollados, muchas veces existe un factor inercial que impide a los empresarios realizar el salto tecnológico en la medida que estas personas se motiven a acercarse a estas tecnologías surgirán múltiples alternativas financieras y de producción que contribuirán a mejorar el aspecto de rentabilidad de este tipo de inversión. Por otro lado una vez tomado este camino se dará una rápida transferencia tecnológica a nivel de las empresas incrementando el nivel técnico. Fenómenos como éstos no son raros, pues se dan muchas veces en nuestros países al nivel de consumidores. Somos consumidores de productos de alta tecnología y nos adaptamos rápidamente a los cambios que se dan en productos tales como: Equipos de Alta Fidelidad, Automóviles, Equipo de Comunicación y Computadores. Entonces, ¿Por qué ser escépticos? y pensar que no somos capaces de adaptar nuevas tecnologías productivas a nuestra experiencia empresarial. Veamos ahora como se decide la alternativa de usar o no C.N.C. en términos de producción: • • • •

Cuando se tienen altos volúmenes de producción. Cuando la frecuencia de producción de un mismo artículo no es muy alta. Cuando el grado de complejidad de los artículos producidos es alto. Cuando se realizan cambios en un artículo a fin de darle actualidad o brindar una variedad de modelos. Cuando es necesario un alto grado de precisión.

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2.4. PROCEDIMIENTO PARA CREAR UNA PIEZA MEDIANTE UNA MAQUINA HERRAMIENTA DE CNC. Esto se ejerce a través del siguiente proceso: 1. Programación: elaboración de un programa especifico para cada tipo de pieza. • Manual: el operario a pie de maquina se encarga de elaborar el programa mediante sus conocimientos. Para esto es necesario un dominio alto de programación y solo se utiliza cuando son programas simples de poca dificultad. • Informática: mediante un software especifico para la programación. Primero se debe dibujar la pieza en soporte informático para poder hacer la conversión al lenguaje CNC ISO o el lenguaje especifico de cada máquina.

2. Interface: es el medio de comunicación entre el PC donde se elaboro el programa y la máquina herramienta a utilizar. 3. Máquinas Herramientas CNC: recibe el programa y se simula para verificar errores, también que la zona de mecanización este dentro de los límites de la maquina…seguidamente se prepara la maquina con las herramientas a utilizar, los medios de sujeción o utillajes correspondientes…y finalmente se ejecuta el programa para dar la forma requerida.

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3. QUÉ ES UN TORNO CNC? Un torno CNC es un equipo de trabajo que permite manufacturar piezas de distintos materiales y en repetidas ocasiones a través de corte. Este equipo se diferencia de un torno convencional porque es posible programar la secuencia de fabricación de una pieza. Esto significa que el operador sólo hace una vez el trabajo de definir cómo hacer una pieza y el control de la máquina produce la cantidad de piezas que se necesite. A diferencia del torno convencional, el torno CNC consta de dos cuerpos principales: el control y el torno mismo. El control es el computador que procesa y guarda toda la información ingresada por el operador. Una vez realizado esto, el control comunica al torno (mediante señales eléctricas) cómo, cuándo, dónde y qué hacer para elaborar la pieza deseada.

3.1. PARTES PRINCIPALES DEL TORNO Torreta revólver: Contiene los portaherramientas y gira según comandos para seleccionar la herramienta deseada. Portaherramientas: En ellos se ubican las herramientas de corte en distintas posiciones. Herramientas: Producen desgaste del material de la pieza mediante cortes. Husillo/os: Es un plato giratorio con mordazas (para sujeción), en el cual se coloca la pieza a tornear. Pueden existir dos, uno a cada lado o varios como en un torno multihusillos. Compuerta: Es la puerta de seguridad. Debe estar cerrada para que el torno trabaje. Panel CNC: Es el conjunto de teclas y pantallas para ejecutar funciones a realizar.

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3.2. SISTEMA DE EJES DEL TORNO CNC

Eje Z: Longitudinal a la máquina. Eje X: Transversal a la máquina.

3.3. PUNTO DE REFERENCIA, CERO MÁQUINA Y CERO PIEZA. Son las referencias que necesita la máquina para poder trabajar: — Cero máquina (OM) M: Lo pone el fabricante y es el punto de origen de los ejes. — Cero pieza (OP) W: Lo pone el operario. Es el punto de origen de la pieza, a partir del cual se programan los movimientos. Se puede colocar en cualquier parte de la pieza. — Ref. Máquina R: Lo pone el fabricante. Es el punto al que desplazamos los ejes en la "Búsqueda de Referencia Máquina".

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3.4. OPERACIONES BÁSICAS EN UN TORNO CONTROL NUMÉRICO: Un proceso de mecanizado es la sucesión ordenada de operaciones de mecanizado que son necesarias para la obtención de una pieza concreta. Para poder establecer esta secuencia, debemos conocer las operaciones básicas que se pueden ejecutar con la máquina-herramienta en cuestión, en nuestro caso el torno. Una buena combinación de estas operaciones es fundamental para reducir los tiempos y los costos de fabricación. Las siguientes son las operaciones básicas realizables en un torno CNC:

Cilindrado (1): Torneado longitudinal o cilindrado: es la operación de torneado más común, en la que la herramienta se desplaza paralelamente al eje longitudinal de la pieza. Refrentado (2): El refrentado es una operación común en la que la herramienta tornea una cara perpendicular al eje de la pieza. Se puede refrentar del centro hacia fuera o inversamente. Copiado (3): Esta operación se puede realizar hacia adentro o hacia fuera y con distintos ángulos. Algunas piezas tienen combinaciones de estos cortes y ángulos penetrantes que imponen exigencias sobre la accesibilidad que puede tenerse con la herramienta.

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Cortes perfilados(3): Se realizan con herramientas a las que se les ha dado la forma específica que ha de cortarse. Los más comunes son distintos tipos de ranuras (con fondo recto o curvo), rebajes y chaflanes. Roscado(5): Se realiza cuando la pieza requiere una parte roscada exterior o interior. Esta operación también puede hacerse en un plano inclinado (rosca cónica) o en un frente (rosca frontal). Taladrado: Consiste en realizar un agujero concéntrico con el eje de giro en aquellas piezas que tienen una forma interior determinada. Se permite de esa manera la posterior entrada de otras herramientas. De esta forma, usualmente es una operación previa para un torneado interior.

Torneado interior (1,2): Torneado interior o mandrinado: se realiza en una pieza en la que se ha taladrado un agujero previamente o que ya lo posee por su proceso previo de obtención (fundido, forja, etc.). La mayoría de las operaciones descriptas con anterioridad para torneado exterior son aplicables para el torneado interior.

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Tronzado (3): Tronzado o corte de la pieza: se realiza cuando ya está mecanizada la pieza, o al menos lo está por un lado y la debemos dar vuelta para un 2do amarre. Es un método de separar la pieza de una barra sin quitar ésta de la máquina. Taladrado complementario: Se realiza esta operación en aquellas máquinas que tienen la opción de acoplar herramientas motorizadas. Sirve para completar el trabajo en piezas sencillas, evitando pasar por otra máquina. Puede realizarse en sentido axial o radial. Mecanizado diverso: Al igual que en el caso anterior, es complementaria y evita el paso por otra máquinaherramienta. Puede realizarse en forma radial, axial u otra dirección cualquiera con respecto al eje de la pieza (levas, ranuras de guiado, chaveteros, etc.). También se realiza esta operación en aquellas máquinas que tienen la opción de acoplar herramientas motorizadas.

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4. ¿QUE ES UN CENTRO DE MECANIZADO?

Un Centro de Mecanizado es una Máquina Herramienta altamente automatizada, basada en una fresadora convencional, a la que se le han añadido diferentes componentes, accesorios, control numérico ( CNC )y utillajes para poder realizar tareas complementarias al fresado, como : •

Taladrar.

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Biselar.

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Escariar.

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Roscar.

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Avellanar y otros.

Además, los Centros de Mecanizado deben incorporar unos Portaherramientas específicos, que permitan la utilización de Cambiadores automáticos de la herramienta de corte, de tal forma que permitan la mecanización de principio a fin de una pieza sin intervención de persona alguna. Como se sabe, el programador partiendo del plano de la oficina técnica, debe cubrir las etapas necesarias para mecanizar la pieza (cálculos geométricos, proceso de mecanizado, selección de herramientas, etc.) y posteriormente realizar el programa con un código que sea legible para el propio programador, así como para la máquina en cuestión.

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Los centros de mecanizado poseen las siguientes características: • • • • •

La flexibilidad y versatilidad debida al alto grado de automatización las hace capaces de realizar diversas operaciones de mecanizado en una pieza. Son reconfigurables, por lo que pueden cambiar rápidamente de configuración para realizar diferentes tareas de mecanizado sobre una pieza. Buen acabado superficial, lo que las hace aptas para dar forma final a las piezas fabricadas. La uniformidad en la producción, que es importante en las grandes producciones en serie. Alta velocidad de producción, ya que realizan gran cantidad de operaciones de forma automática sobre la pieza.

4.1. TIPOS DE CENTROS DE MECANIZADO Entre los tipos de centros de mecanizado podemos distinguir; los de husillo vertical, de husillo horizontal y los de 5 o más ejes. a) Los centros de mecanizado de husillo vertical son adecuados para efectuar operaciones de maquinado en superficies planas con cavidades hondas, por ejemplo, en la fabricaron de moldes, matrices o dados. Como en el maquinado vertical los empujes se dirigen hacia abajo, estas maquinas tienen gran rigidez y producen piezas con buena precisión dimensional. En general son menos costosas que las de husillo horizontal. b) Los centros de mecanizado de husillo horizontal son adecuados para piezas grandes y altas, que requieren maquinarse en varias de sus superficies. En algunos casos, la pieza que está siendo mecanizada puede inclinarse respecto a ejes diferentes para ocupar diferentes posiciones angulares. Una categoría de máquina de husillo horizontal es la de centro de torneado. Estos tornos controlados por computadora suelen tener más de un husillo horizontal y torretas equipadas con una variedad de herramientas de corte. c) Los centros de mecanizado de cinco o más ejes son los que el husillo principal no tiene una posición fija y puede adoptar la inclinación que desee el operario para poder efectuar infinidad de formas sin tener que cambiar de herramientas o para evitar tener que disponer de herramientas especificas para trabajos concretos en lugar de herramientas normalizadas de una disponibilidad mayor y un coste menor.

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Figura 3: Pallets con piezas para ser mecanizadas, atrás a la izquierda se ve el centro de mecanizado

Figura 4: Cambiador de herramientas de tipo carrusel de una maquina de husillo vertical

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4.2. PARTES PRINCIPALES DE UN CENTRO DE MECANIZADO Carcasa y Compuerta: Es la parte metálica que define la forma y no permite el acceso a la zona interior de mecanizado. Es la puerta de seguridad, debe estar cerrada para que la maquina trabaje. Panel CNC: Es el conjunto de teclas y pantallas para ejecutar funciones a realizar. Almacén de herramientas: Contiene los portaherramientas y gira según comandos para seleccionar la herramienta deseada. Portaherramientas: En ellos se ubican las diferentes herramientas de corte en distintas posiciones. Herramientas: Producen desgaste del material de la pieza mediante cortes. Husillo: Es el eje principal giratorio al cual se fijan las herramientas de corte para realizar el mecanizado. palet:(solo algunos modelos) Es la mesa donde se colocan los utillajes para fijar las piezas a mecanizar. Son intercambiables entre sí, para no detener la maquina durante el cambio de una pieza mecanizada por otra sin mecanizar.

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4.3. SISTEMA DE EJES DEL CENTRO DE MECANIZADO CNC

Los tres ejes principales son: X, Y, Z, que definen un triedro cartesiano, ligado a una pieza situada sobre la máquina y teniendo los ejes paralelos a las guías principales de la máquina. El eje Z de movimiento se corresponderá a un eje paralelo al eje del husillo principal; de manera que un movimiento Z en sentido positivo incrementa la distancia vertical entre la pieza y el portaherramientas. El eje X es horizontal y paralelo a la superficie de sujeción de la pieza. El sentido positivo estará dirigido hacia la derecha mirando desde el husillo principal hacia la pieza. El eje Y forma una perpendicular con respecto al eje X. El desplazamiento positivo será en la perpendicular del eje X.

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4.4. PUNTO DE REFERENCIA, CERO MÁQUINA Y CERO PIEZA. Antes de comenzar a efectuar desplazamientos para mecanizar cualquier pieza es necesario conocer los puntos de referencia de que dispone la máquina para establecer los que se necesiten para las piezas. Los puntos de referencia fundamentales son los que se muestran en la figura adjunta y que son:

M= Cero máquina. Punto de referencia fijado por el fabricante de la máquina y que no puede ser modificado por el usuario. A partir de éste se miden todas las dimensiones de la máquina, y a su vez es el origen de coordenadas. R= Punto de referencia. Punto, igualmente fijado por el fabricante y que no se puede modificar, desde el que se comunica al control la posición de la mesa. Es necesario establecerlo después de cada corte de corriente. N= Punto de referencia para montaje de la herramienta. Viene establecido por el fabricante y se encuentra sobre la base del husillo principal y en el eje guía de la fresa. Se utiliza para establecer las correcciones de la herramientas. W= Cero pieza. Punto establecido por el programador para que sirva de referencia en la programación de movimientos. Se puede modificar las veces que sea necesario dentro de la programación.

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4.4.1. DECALAJE CERO Si tenemos en cuenta los puntos vistos anteriormente se observará que el punto M (cero máquina y origen de coordenadas) no es especialmente útil a la hora de realizar las programaciones porque no tiene que ver nada con la pieza a mecanizar. Para que el punto M (origen de coordenadas) nos fuera realmente útil, tendríamos que colocarlo sobre la pieza, de la que si tendremos medidas. Este traslado del punto M (origen de coordenadas) al punto W (creo pieza) es lo que se llama decalaje cero. Se realiza dentro del programa a los puntos establecidos en la tabla de decalaje mediante la función específica.

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4.5. OPERACIONES BÁSICAS EN UN CENTRO DE MECANIZADO CONTROL NUMÉRICO En general, para la realización del programa que dará forma a la pieza, es necesario conocer o establecer: - el plano de la pieza y número de piezas, así como la lista de herramientas, para con ello establecer el proceso de mecanizado; - las características de la máquina en lo que se refiere a: potencias, velocidades, dimensiones admisibles, precisión, etc.; - las características del control numérico: tipo de centro (número de ejes, formato bloque, lista de funciones codificadas, etc.). Las funciones básicas en un centro de mecanizado son las siguientes: Planeado •Intención: generar superficies planas

Planeado en escuadra • Se utiliza una fresa para planear con ángulo de posición de 90º •Por lo general es más ventajoso utilizar un ángulo de posición menor

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Ranurado •Se utilizan fresas de disco en lugar de fresas de ranurar •Diferencia: relación profundidad/longitud •Esfuerzo de corte sólo en una pequeña parte de los dientes: vibraciones •Solución: volantes de inercia

Canteado Y Chaflanes Alojamientos o vaciados •Taladrado hasta una determinada profundidad y fresado posterior •O bien fresado en rampa en varios cortes •Para taladrar es necesario que los filos de corte atraviesen el centro de la herramienta •Fresas muy polivalentes: aplicables a taladrados y/o ranurados

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5. PROGRAMACION

5.1. INTRODUCCION Así como en una máquina convencional o automática, para realizar una pieza debemos adecuarla eligiendo el tipo de sujeción de la pieza, el empleo o no de contrapunta, las herramientas a utilizar, y el proceso de operaciones para su mecanizado; en una maquina CNC debemos darle la información a la maquina a través de un programa. Cuanto más avanzada sea la máquina, mas operaciones podremos hacer mediante el programa, como pueden ser: cambios de elementos de sujeción de la pieza (plato), alimentación automática de materia prima, cambio de herramientas al producirse su desgaste, etc. Las primeras máquinas controladas numéricamente, empleaban un ¨ lenguaje ¨ para la programación propio del fabricante. Esto traía aparejada la complicación de tener que aprender varios lenguajes de distintos fabricantes. Rápidamente se soluciono el inconveniente por medio de la estandarización o normalización del lenguaje. Actualmente la norma más utilizada es la norma ISO. El programa es el conjunto de información geométrica y tecnológica necesaria para fabricar la pieza y será ¨escrito¨ en forma codificada de acuerdo a la norma a emplear.

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La información geométrica comprende básicamente: a) Dimensiones de la pieza. b) Cálculos geométricos de empalmes y puntos de tangencia. c) Dimensiones de la materia prima en bruto. d) Acabado superficial. e) Tolerancias de mecanizado. f) Longitud de las herramientas. g) Longitud de la carrera de los carros (alcances).

La información tecnológica abarca: a) Velocidad de avance. b) Velocidad de rotación o de corte. c) Características físicas de resistencia o de dureza del material a mecanizar. d) Características de las herramientas: material, ángulos de afilado, forma, etc. e) Empleo o no de refrigerante. f) Sentido de giro del plato.

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5.2. CARACTERES EMPLEADOS EN LA PROGRAMACIÓN SEGÚN NORMA ISO: Estos son los caracteres o letras empleados en la programación, con su correspondiente formato, su significado, y sus variantes si las tuviera (a veces una letra se emplea para más de una función):

P _ _ _ _ _ número de programa. Se emplea para identificar a los programas, almacenarlos en la memoria y recuperarlos en cualquier momento invocando su número asignado. Tiene 5 dígitos y estará comprendido entre 0 y 99998.

P _ _ identificación de parámetros o variables. Se emplea en la programación paramétrica o en los ciclos fijos de mecanizado y nos permite asignar variables y operar con ellas. Tiene 2 dígitos y puede variar entre 00 y 99.

“N” N _ _ _ _ numero de bloque (o de línea de programa). Sirve para identificar los números de línea del programa. Estará comprendido entre 0 y 9999. Conviene preferentemente comenzar con la numeración desde N10 y numerar de 10 en 10 por si hubiera que colocar líneas intermedias para corregir errores u omisiones.

“G” G _ _ funciones preparatorias. Están comprendidas entre G00 y G97 para nuestra máquina, aunque no necesariamente existirán todas correlativamente.

“F” F _ _ _ _ avance en mm / min. F _ _ _ . _ _ _ _ avance en mm / rev Nos permite programar la velocidad de avance de los carros en 2 unidades distintas: mm /min. Y mm / rev, siendo el máximo programable en cada caso de 9999 mm / min. y de 500 mm / rev; aunque estos valores no los puede ejecutar la máquina por cuestiones de fabricación. De esta manera el avance máximo estará limitado por el valor de 3000 mm / min.

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¨S ¨: S _ _ _ _ Velocidad de giro del cabezal Se puede programar la velocidad en 2 unidades: a) Revoluciones por minuto (r.p.m.). Estará comprendido entre 0 y 9999, aunque el límite superior lo establece la máquina por construcción en 3000 r.p.m. de velocidad de corte (tangencial) constante. En este caso la velocidad estará comprendida entre 0 y 3047 m / min. , siendo el límite real determinado por el diámetro de la pieza y la máxima velocidad del plato (3000 r.p.m.); según la siguiente ecuación: v = 3.14159 x D x n / 1000

S _ _ _ _ . _ _ _ parada orientada del cabezal. Permite detener el cabezal en una determinada posición angular respecto de la referencia cero del encoder de la máquina. El valor de S estará expresado en grados. Se la emplea en el caso de tener herramientas motorizadas, del mismo modo que un plato divisor.

“T” T _ _ . _ _ código de herramienta Los 2 primeros dígitos indican la posición de la torreta tipo revolver. Los 2 dígitos que siguen al punto decimal indican cual es la herramienta que está colocada en esa posición Ese número varia entre 1 y 32 e indica las dimensiones y la forma de esa herramienta que se encuentran almacenados en una memoria auxiliar de la máquina llamada “Tabla de herramientas.”

“M” M _ _ funciones auxiliares Comprendida entre M0 y M45. Estas funciones auxiliares, definen por ejemplo: sentido de giro del cabezal, señal de fin de programa, selección de la gama de velocidades, etc. Posteriormente las listaremos y las estudiaremos detenidamente.

“X” X +/- _ _ _ _ . _ _ _ cotas según el eje X. Debemos tener presente que si programamos en torno CNC diámetros (que es lo usual), el valor de X será siempre el valor del diámetro de la pieza en ese punto y no el radio. Deberán colocarse 3 decimales y redondear el último decimal (milésima) según el 4to. Decimal En el caso en que el valor sea positivo (lo usual) no es necesario colocar el signo +.

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“Z” Z +/- _ _ _ _ . _ _ _ cotas según el eje Z Cotas longitudinales de la pieza. Tener en cuenta al igual que en el ejemplo anterior, los 3 decimales y el redondeo.

“Y” Y +/__.__cotas según el eje Y Este eje no se encuentra en el torno, solo existe en los centros de mecanizado. Indica las cotas perpendiculares al eje X

“I” l +/- _ _ _ _ . _ _ _ cotas indirectas del eje X Se emplean para distintas funciones, como ser para desplazamientos circulares G2-G3, donde define una proyección del vector-radio; en la carga de correctores de herramientas, G50 donde representa la corrección por desgaste de la herramienta según X; en el roscado mediante G33, indica el paso según X (rosca frontal o cónica); etc. Recordar los 3 decimales y el redondeo.

“J” J +/- _ _ _ _ . _ _ _ cotas indirectas del eje Y. Su empleo es análogo al de ¨l ¨ para X pero con el eje Y. Recordar las mismas consideraciones.

“K” K +/- _ _ _ _ . _ _ _ cotas indirectas del eje Z. Su empleo es análogo al de ¨l ¨ para X pero con el eje Z. Recordar las mismas consideraciones. También se emplea K en la programación paramétrica y en algunas otras funciones para decir que el valor que le sucede es una constante.

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COMANDOS UNICOS DE COORDENADAS POLARES

“A” A +/- _ _ _ _ . _ _ _ ángulo Se emplea al trabajar en coordenadas polares para definir el ángulo del radio-vector con respecto al ej. positivo Z. También se lo emplea para un G2-G3 en forma polar, donde define el ángulo que forma el punto final del arco con respecto al eje + de las Z, tomado sobre el centro del arco. “Q”

Q +/- ______._____ radio Se emplea al trabajar en coordenadas polares para definir el radio con respecto al centro de coordenadas.

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5.3. TIPOS DE COORDENADAS. 5.3.1. COORDENADAS CARTESIANAS ABSOLUTAS: Se indica el punto con las coordenadas X, Y referidas al 0,0(Origen de coordenadas) y a partir de este punto surgen todas las coordenadas necesarias.

5.3.2. COORDENADAS CARTESIANAS INCREMENTALES: Permiten especificar un punto referido, no al origen de coordenadas, sino al último punto introducido y este punto será el nuevo para una nueva introducción de coordenadas.

CARTESIANAS ABSOLUTAS POS. INICIAL: 0, 0 X

Y

PUNTO A

10

10

PUNTO B

10

40

PUNTO C

50

40

PUNTO D

60

20

PUNTO E

60

10

INCREMENTALES

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POS. INICIAL: 0, 0

X

Y

PUNTO A

10

10

PUNTO B

0

30

PUNTO C

40

0

PUNTO D

10

-20

PUNTO E

0

-10

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5.3.3. COORDENADAS POLARES ABSOLUTAS: Se indica el punto mediante su distancia al origen de coordenadas ( R ) y el ángulo de ese vector respecto al eje X, adoptando en forma convencional el signo + al sentido antihorario. Por ejemplo R 25 A 30 (25 < 30) (el punto especificado se encuentra a una distancia de 25 mm del origen, llevada a un ángulo de 30 grados).

3.3.4. COORDENADAS POLARES INCREMENTALES: Se indica el nuevo punto incrementando (o decrementando) los valores de R y A indicados en ultimo termino. POLARES ABSOLUTAS POS. INICIAL 0, 0

R

A

PUNTO A

70

0

PUNTO B

50

30

PUNTO C

70

90

PUNTO D

50

120

PUNTO E

70

180

PUNTO F

50

210

PUNTO G

70

270

PUNTO H

50

300

POLARES INCREMENTALES

29

POS INICIAL: 0,0

R

A

PUNTO A

70

0

PUNTO B

-20

30

PUNTO C

20

60

PUNTO D

-20

30

PUNTO E

20

60

PUNTO F

-20

30

PUNTO G

20

60

PUNTO H

-20

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5.4.- CODIS G. FUNCIONS PREPARATÒRIES 5.4.1. - TORN G 00 G 01 G 02 G 03 G 04 G 05 G 06 G 07 G 08 G 09 G 10 G 11 G 12 G 13 G 14 G 15 G 16 G 17 G 18 G 19 G 20 G 21 G 22 G 28 G 29 G 30 G 32 G 33 G 34 G 36 G 37 G 38 G 39 G 40 G 41 G41N G 42 G42N G 45 G 50 G 51 G 52 G 53 G 54 G 55 G 56

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M M M M M M

M M M M M M M M M M

M M M M M M

M M M M M M M

M M M

Movimiento rápido de la herramienta. Interpolación lineal. Interpolació circular sentit horari. Interpolació circular sentit antihorari Temporització/Detenció de la preparació de blocs. Aresta matada Centre de la circumferència en coordenades absolutes Aresta viva Circumferència tangent a la trajectòria anterior. Circumferència que passa per tres punts. Anul·lació d’imatge de mirall Imatge mirall en X Imatge mirall en Y Imatge mirall en Z Imatge mirall en les direccions programades Eix C Selecció del pla principal per dues direccions Pla principal X-Y i longitudinal Z Pla principal Z-X i longitudinal Y Pla principal Y-Z i longitudinal X Definició dels límits inferiors de la zona de treball Definició dels límits superiors de la zona de treball Habilitació/deshabilitació de les zones de treball Selecció segon capçal o commutació d’eixos. Selecció capçal principal o commutació d’eixos. Sincronització de capçals en posició. Avanç F com a funció inversa del temps. Roscat electrònic. Roscat de pas variable. Redondeo de aristas. Entrada tangencial. Sortida tangencial. Aixamfranat. Supresión de la compensación del radio de la herramienta. Compensació radial eina a l’esquerra. Detecció de col·lisions. Compensación radial de la herramienta a la derecha. Detecció de col·lisions. Control tangencial. Aresta matada controlada. Look-ahead. Moviment contra topall. Programació respecte al zero màquina. Traslado del origen absoluto 1. Trasllat de l’origen absolut 2. Trasllat de l’origen absolut 3. MAQUINAS-HERRAMIENTA Y EL C.N.C.

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G 57 G 58 G 59 G 60 G 61 G 62 G 63 G 66 G 68 G 69 G 70 G 71 G 72 G 74 G 75 G 76 G 77 G 77S G 78 G 78S G 81 G 82 G 83 G 84 G 85 G 86 G 87 G 88 G 89 G 90 G 91 G 92 G 93 G 94 G 95 G 96 G 97

M M M

M M M

M M M M

M M

M M M M

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Trasllat de l’origen absolut 4. Trasllat de l’origen additiu 1. Trasllat de l’origen additiu 2. Cicle fix de perforació / roscat en la cara d’escairat. Cicle fix de perforació / roscat en la cara de cilindrat. Cicle fix de Xaveter en la cara de cilindrat Cicle fix de Xaveter en la cara d’escairat Cicle fix de seguiment de perfil. Cicle fijo de desbaste en el eje X. Cicle fix de desbastat en l’eix Z. Programació en polzades. Programació en mil·límetres. Factor d’escala general i particulars. Busca de referència màquina. Moviment amb palpador fins tocar. Moviment amb palpador fins deixar de tocar. Acoblament electrònic de l’eix. Sincronització de capçals en velocitat. Anul·lació de l’acoblament electrònic. Anul·lació de la sincronització de capçals. Cicle fix de tornejat de trams rectes. Cicle fix d’escairat de trams rectes. Cicle fix de foradat. Cicle fix de tornejat de trams corbs. Cicle fix d’escairat de trams corbs. Cicle fix de roscat longitudinal. Cicle fix de roscat frontal. Cicle fix de ranurat en l’eix X. Cicle fix de ranurat en l’eix Z. Programación en valor absoluto. Programació en valors incrementals. Preselección de cotes / Limitación de la velocidad del cabezal. Preselecció de l’origen polar. Avance en mm/min. Avanç en mm/volta. Velocidad de corte constante. Velocitat de gir del capçal en voltes per minut.

Las funciones que se encuentran resaltadas son las utilizadas en el programa del torno que se utilizara posteriormente para la mecanización de la pieza física tal y como indican las instrucciones de puesta en marcha y funcionamiento del torno CNC.

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5.4.2. EJEMPLO DE PROGRAMA DEL TORNO Programa nº 1000. N10 G54 N20 G92 S3000 N30 G00 G90 G94 G96 N40 X100 Z100 N50 F300 S2000 M4 M8 N60 T3 D3 N70 G42 X22 Z2 N80 G68 X0 Z0 C0.5 D0.5 L0.5 M0.5 H100 S90 E140 N90 G01 X0 Z0 N100 X11 Z-15 N110 G36 R2 X15 Z-15 N120 G36 R2 X15 Z-25 N130 G36 R1 X21 Z-25 N140 X21 Z-30 N160 G00 G40 X100 Z100 M9 N170 T5 D5 N180 G42 X31 Z-31.6 N190 G92 S600 N200 G90 F10 S300 M4 M8 N210 G01 X0 N220 G00 G40 X35 N230 X100 Z100 N240 M5 M9 N250 M30

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5.4.3.- FRESADORA G 00 M G 01 M G 02 M G 03 M G 04 G 05 M G 06 G 07 M G 08 G 09 G 10 M G 11 M G 12 M G 13 M G 14 M G 15 M G 16 M G 17 M G 18 M G 19 M G 20 G 21 G 22 G 23 G 24 G 25 G 26 G 27 G 28 M G 29 M G28-G29 G 30 M G 32 M G 33 M G 34 M G 36 G 37 G 38 G 39 G 40 M G 41 M G41N M G 42 M G42N M G 43 M G 44 M G 45 M

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Posicionament ràpid de l’eina. Interpolació lineal. Interpolació circular a dretes. Interpolació circular a esquerres Temporització/Detenció de la preparació de blocs. Aresta matada Centre de la circumferència en coordenades absolutes Aresta viva Circumferència tangent a la trajectòria anterior. Circumferència que passa per tres punts. Anul·lació d’imatge de mirall Imatge mirall en X Imatge mirall en Y Imatge mirall en Z Imatge mirall en les direccions programades Selecció de l’eix longitudinal Selecció del pla principal per dues direccions Pla principal X-Y i longitudinal Z Pla principal Z-X i longitudinal Y Pla principal Y-Z i longitudinal X Definició dels límits inferiors de la zona de treball Definició dels límits superiors de la zona de treball Habilitació/deshabilitació de les zones de treball Activació del copiat. Activació del digitalitzat. Desactivació del copiat/digitalitzat. Calibració de la sonda del copiat. Definició del contorn de copiat. Selecció segon capçal o commutació d’eixos. Selecció capçal principal. Commutació d’eixos Sincronització de capçals (desfase). Avanç F com a funció inversa del temps. Roscat electrònic. Roscat de pas variable. Arrodonit d’arestes. Entrada tangencial. Sortida tangencial. Axamfranat. Anul·lació de la compensació radial. Compensació radial eina a l’esquerra. Detecció de col·lisions. Compensació radial eina a la dreta. Detecció de col·lisions. Compensació longitudinal. Anul·lació de la compensació longitudinal Control tangencial (G45). MAQUINAS-HERRAMIENTA Y EL C.N.C.

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G47 G48 G49 G 50 G 51 G 52 G 53 G 54 G 55 G 56 G 57 G 58 G 59 G 60 G 61 G 62 G 63 G 64 G 65 G 66 G 67 G 68 G 69 G 70 G 71 G 72 G 73 G 74 G 75 G 76 G 77 G 77S G 78 G 78S G 79 G 80 G 81 G 82 G 83 G 84 G 85 G 86 G 87 G 88 G 89 G 90 G 91 G 92 G 93

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M M M M

M M M M M M

M M M M M

M M M M M M M M M M M M M M M M

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Desplaçar eina segons sistema de coordenades de eines. Transformació TCP. Definició del pla inclinat Aresta matada controlada. Look-ahead. Moviment contra topall. Programació respecte al zero màquina. Trasllat de l’origen absolut 1. Trasllat de l’origen absolut 2. Trasllat de l’origen absolut 3. Trasllat de l’origen absolut 4. Trasllat de l’origen additiu 1. Trasllat de l’origen additiu 2. Mecanitzat múltiple en línia recta. Mecanitzat múltiple formant un paral·lelogram. Mecanitzat múltiple en malla Mecanitzat múltiple formant una circumferència Mecanitzat múltiple formant un arc. Mecanitzat programat per mitjà d’una corda d’arc. Cicle fix de caixeres amb illes. Operació de desbast de caixeres amb illes. Operació d’acabat de caixeres amb illes. Cicle fix de foradat profund amb pas variable. Programació en polzades. Programació en mil·límetres. Factor d’escala general i particulars. Gir del sistema de coordenades Busca de referència màquina. Moviment amb palpador fins tocar. Moviment amb palpador fins deixar de tocar. Acoblament electrònic de l’eix. Sincronització de capçals. Anul·lació de l’acoblament electrònic. Anul·lació de la sincronització de capçals. Modificació de paràmetres d’un cicle fix. Anul·lació d’un cicle fix Cicle fix de foradat. Cicle fix de foradat amb temporització. Cicle fix de foradat profund amb pas constant. Cicle fix de roscat amb mascle. Cicle fix d’escairat. Cicle fix de mandrinat amb retrocés en G00. Cicle fix de caixera rectangular. Cicle fix de caixera circular. Cicle fix de mandrinat amb retrocés en G01. Programació en valors absoluts. Programació en valors incrementals. Preselecció de cotes / Limitació de la velocitat del capçal. Preselecció de l’origen polar. MAQUINAS-HERRAMIENTA Y EL C.N.C.

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G 94 G 95 G 96 G 97 G 98 G 99

M M M M M M

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Avanç en mm/min. Avanç en mm/volta. Velocitat del punt de tall constant. Velocitat del centre de l’eina constant. Tornada pla de partida al final del cicle fix. Tornada pla de referència al final del cicle fix.

5.4.4. EJEMPLO DE PROGRAMA DEL CENTRO DE MECANIZADO CNC. Programa nº 1000 (Cruz de malta) G54 T5D5 M06 G00 G90 G43 G17 F600 S2000 M3 M8 G00 X10 Y-10 Z20 G01 G41 Z-1 X24 Y3 G02 G91 X-7 Y7 I0 J7 G03 X-7 Y7 I-7 J0 G02 X-7 Y7 I0 J7 G02 X7 Y7 I7 J0 G03 X7 Y7 I0 J7 G02 X7 Y7 I7 J0 G02 X7 Y-7 I0 J-7 G03 X7 Y-7 I7 J0 G02 X0 Y-14 I0 J-7 G03 X-7 Y-7 I0 J-7 G02 X-7 Y-7 I-7 J0 G01 X-10 Y-2 G00 Z100 M5 M9 T7 D7 M6 G43 G90 G00 X-12 Y-12 Z10 G01 G42 F600 S2000 M3 M8 Z-2 X3 Y3 X38 Y3 G90 G03 X45 Y10 I0 J7 G01 Y38 G90 G03 X38 Y45 I-7 J0 G01 X10 G90 G03 X3 Y38 I0 J-7 G01 Y10 G90 G03 X10 Y3 I7 J0 G00 Z50 M5 M9 M30

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6. BIBLIOGRAFIA - Manual del Constructor de Máquinas (H. Dubbel Labor) - Manual del Ingeniero tecnico (J.H. Perry UTHEA) - El Control Numérico y la Programación manual de las MHCN. J. Gonzalez. Ed. URMO. - El Mecanizado Moderno. Manual Práctico. Sandvik Coromant. - Manuales de Operación y Programación. Control Fagor 8025-8050-8055. Fagor. -Manuales de Operación y Programación. Software Unisoft Alecop. -Guía del Control Numérico de MH. R. Intartaglia, P. Lecoq. Ed. Paraninfo. - Herramientas para Tornear. Sandvik Coromant. - Apunte de CNC Torno. ET Otto Krause. E. Soto. - Apunte CNC Torno, MH Producción. Inst, Nieves Cano. Diocesanas.

7. WEBGRAFIA http://www.geocities.com/adalan3d/cadcam.htm http://www.wokingham.demon.co.uk/ http://www.geocities.com/patrican.geo/cad/cadlinks.html

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