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• Belen Anais Esparza

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA CARRERA PROFESIONAL INGENIERIA INDUSTRIAL

ING. MARIO OLIVERA ALDANA

MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA

Control Numérico por Computadora (CNC) Las primeras máquinas de control remoto numéricos se construyeron en los años 40 y 50 por el Ing. John T. Parsons, basadas en las máquinas existentes con motores desmodificados cuyos números se relacionan manualmente siguiendo las instrucciones dadas en un microscopio de tarjeta perforada.

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• DEFINICION.- El Control Numérico por Computador, también llamado CNC (en inglés Computer Numerical Control), es todo aquel dispositivo que pueda contar con la capacidad de dirigir el posicionamiento en diferentes planos de un dispositivo mecánico, que resulta ser móvil por medio de órdenes elaboradas y predeterminadas para cumplir un trabajo específico por medio de la interacción de un lenguaje de programación y un ordenador o computador.

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA ¿CÓMO FUNCIONA EL CNC? Para cumplir una tarea o trabajo, el sistema de control numérico computarizado utiliza una serie de órdenes, generadas por un software de control, que serán simuladas, identificadas y codificadas y puestas en marcha para luego ser asumidas por la máquina, utilizando movimientos en un sistema de coordenadas de referencia que especificarán el movimiento del dispositivo o de la herramienta que hace la operación.

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ALGUNOS PROBLEMAAS EN LA INDUSTRIA: • Existe cada vez una mayor exigencia de la precisión y la normalización. • Los diseños son cada vez mas complejos. • Los altos costos de fabricación hacen necesario minimizar errores. • El tiempo de entrega de los productos tiende a ser cada vez mas corto para ser competente en un mercado.

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Características de un operador de una maquina sistematizada por Control Numérico Computacional:

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA HISTÓRICA DEL CNC: Estas son algunas de las referencias históricas generadas a partir del desarrollo de esta tecnología durante el proceso de revolución tecnológica que ha tenido el mundo. • (1725) Máquinas de tejer construidas en Inglaterra, controladas por tarjetas perforadas.

• (1863) M. Forneaux- primer piano que tocó automáticamente. • (1870-1890) Eli Whitney- desarrollo de plantillas y dispositivos. “sistema norteamericano de manufactura de partes intercambiables •

(1880) Introducción de una variedad de herramientas para el maquinado de metales. comienzo del énfasis en la producción a gran escala.

• (1940) Introducción de los controles hidráulicos, neumáticos y electrónicos.(Aumento del énfasis en el maquinado automático. • (1945) comienzo de la investigación y desarrollo del control numérico. Comienzo de los experimentos de producción a gran escala con control numérico. • (1955) Las herramientas automatizadas comenzaron a aparecer en las plantas de producción para la Fuerza Aérea de producción de los Estados unidos. • (1956) hay concentración en la investigación y el desarrollo del control numérico.

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Fresadora de Cabezal Deslizable KENT-USA con CNC ANILAM

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA ¿CUÁNDO EMPLEAR EL CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO? • 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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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Introducción: • Control Numérico (CN) es el término original de esta tecnología. Actualmente es intercambiable con el término Control Numérico por Computadora (CNC)

• El CN ha sido uno de los más importantes desarrollos en manufactura en los últimos 50 años, al desarrollar : Nuevas técnicas de producción Incrementar la calidad de los productos Reducción de costos

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Ventajas principales de un equipo de CN: Ventajas principales de un equipo de CN VENTAJAS EN DISEÑO • Prototipos precisos • Cumplimiento de especificaciones • Reducción en la dificultad para manufacturar partes

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Ventajas principales de un equipo de CN: Ventajas principales de un equipo de CN VENTAJAS EN MANUFACTURA : • Permite una mejor planeación de las operaciones • Se incrementa la flexibilidad de maquinado • Reducción en tiempo de programación • Mejor control del proceso y tiempos de maquinado • Disminución en los costos por herramientas • Se incrementa la Seguridad para el usuario • Reducción del tiempo de flujo de material • Reducción del manejo de la pieza de trabajo • Aumento de productividad • Aumento en precisión

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Aplicaciones: • • • • • • •

Dobladora CNC

Fresado Torneado Taladrado Esmerilado Doblado o plegado Punzonado Maquinado por descarga eléctrica (EDM) o plasma

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Estándares de Controladores Estándares de Controladores: Existen diferencias entre los controladores que se encuentran en el mercado, inclusive de un mismo fabricante debido a la variedad de modelos existentes. Para entender el CNC, es necesario conocer las diferencias y similitudes que presentan los diferentes controladores así como los estándares que utilizan para su programación. Normalmente se siguen dos estándares mundiales: • ISO 6983 (International Standarization Organization) • EIA RS274 (Electronic Industries Association)

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DESCRIPCIÓN DE LAS PRINCIPALES MÁQUINAS HERRAMIENTA Tornos CNC.

Se denomina torno a un conjunto de máquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de forma geométrica de revolución. Estas máquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas.

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Fresadora CNC

Una fresadora es una máquina-herramienta utilizada para dar formas complejas a piezas de metal u otros materiales. También se le conoce como "ruteadora", palabra derivada del anglicismo "router", pero su traducción correcta al español es "caladora". Son máquinas que pueden ejecutar una gran cantidad de operaciones de mecanizado complejas, como cortes de ranuras, planificación, perforaciones, encaminado, etcétera.

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Máquinas de Pantógrafo CNC Sistemas electrónicos de tres y cuatro ejes motorizados con mandriles de potencia variable para grabado y corte sobre diversas superficies. Disponemos de una amplia gama de modelos para todo tipo de aplicaciones, grabado de letras en superficies muy duras, desde pequeños y económicos pantógrafos.

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Flujo del procesamiento de CNC

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Programación CNC Un programa es una lista secuencial de instrucciones de maquinado que serán ejecutadas por la máquina de CNC A las instrucciones se les conoce como CODIGO de CNC, las cuales deben contener toda la información requerida para lograr el maquinado de la pieza

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Códigos de programación para CNC tipos G y M El nombre G & M viene del hecho de que el programa está constituido por instrucciones Generales y Misceláneas. Esta estandarización fue adoptada por la totalidad de los fabricantes industriales serios de CNC y permite utilizar los mismos programas en distintas máquinas CNC de manera directa o con adaptaciones menores.

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CÓDIGOS GENERALES (G)

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G00: Posicionamiento rápido (sin maquinar) G01: Interpolación lineal (maquinando) G02: Interpolación circular (horaria) G03: Interpolación circular (antihoraria) G04: Compás de espera G10: Ajuste del valor de offset del programa G20: Comienzo de uso de unidades imperiales (pulgadas) G21: Comienzo de uso de unidades métricas G28: Volver al home de la máquina G32: Maquinar una rosca en una pasada G36: Compensación automática de herramienta en X G37: Compensación automática de herramienta en Z G40: Cancelar compensación de radio de curvatura de herramienta G41: Compensación de radio de curvatura de herramienta a la izquierda G42: Compensación de radio de curvatura de herramienta a la derecha G70: Ciclo de acabado G71: Ciclo de maquinado en torneado G72: Ciclo de maquinado en frenteado G73: Repetición de patrón G74: Taladrado intermitente, con salida para retirar virutas G76: Maquinar una rosca en múltiples pasadas G96: Comienzo de desbaste a velocidad tangencial constante G97: Fin de desbaste a velocidad tangencial constante G98: Velocidad de alimentación (unidades/min) G99: Velocidad de alimentación (unidades/revolución)

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CÓDIGOS GENERALES (M)

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M00: Parada opcional M01: Parada opcional M02: Reset del programa M03: Hacer girar el husillo en sentido horario M04: Hacer girar el husillo en sentido antihorario M05: Frenar el husillo M06: Cambiar de herramienta M07: Abrir el paso del refrigerante B M08: Abrir el paso del refrigerante A M09: Cerrar el paso de los refrigerantes M10: Abrir mordazas M11: Cerrar mordazas M13: Hacer girar el husillo en sentido horario y abrir el paso de refrigerante M14: Hacer girar el husillo en sentido antihorario y abrir el paso de refrigerante M30: Finalizar programa y poner el puntero de ejecución en su inicio M31: Incrementar el contador de partes M37: Frenar el husillo y abrir la guarda M38: Abrir la guarda M39: Cerrar la guarda M40: Extender el alimentador de piezas M41: Retraer el alimentador de piezas M43: Avisar a la cinta transportadora que avance M44: Avisar a la cinta transportadora que retroceda M45: Avisar a la cinta transportadora que frene M48: Inhabilitar Spindle y Feed override (maquinar exclusivamente con las velocidades programadas) M49: Cancelar M48 M62: Activar salida auxiliar 1 M63: Activar salida auxiliar 2 M64: Desactivar salida auxiliar 1 M65: Desactivar salida auxiliar 2

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Estándares ISO/EIA Estándares de instrucciones de programación (código) que permiten a la máquina herramienta llevar a cabo ciertas operaciones en particular.

Por ejemplo: Las siguientes líneas ordenan a una fresadora de CNC que ejecute en la línea de código 100 un corte relativo al origen con un avance de 20 in./min a lo largo del eje X 1.25 in. y del eje Y 1.75 in. N95 G90 G20 N100 G01 X1.25 Y1.75 F20

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Programación CNC Cada movimiento o acción se realiza secuencialmente Cada BLOQUE debe ser numerado y usualmente contiene un solo comando.

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Programación CNC

Códigos G´s Funciones de movimiento de la máquina (Movimientos rápidos, avances, avances radiales, pausas, ciclos)

Códigos M’s Funciones misceláneas que se requieren para el maquinado de piezas, pero no son de movimiento de la máquina (Arranque y paro del husillo, cambio de herramienta, refrigerante, paro de programa, etc.)

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Variables de la programación CNC La mayoría de los códigos G’s contienen variables (direcciones), definidas por el programador para cada función específica.

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Fases de un Programa:

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Procedimiento de Programación:

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Movimiento de la Herramienta: Existen tres movimientos básicos de herramienta G00 Movimiento rápido G01 Movimiento de avance lineal G02/G03 Interpolación Circular o avances de arcos *Los demás ciclos son combinaciones de este tipo de movimientos *Estos movimientos son modales

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Usualmente la localización de un punto se representa de la siguiente manera: Coordenadas Absolutas: Cualquier punto se ubica por la distancia del origen (0,0) a dicho punto

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Coordenadas Absolutas:

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Coordenadas Incrementales: Utiliza a la posición actual como punto de referencia para el siguiente movimiento

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Ejemplos de Coordenadas:

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA Aplicaciones de Códigos de Maquinado: G00 Posicionamiento Rápido

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA G01 Interpolación lineal:

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA G02 Interpolación Circular CW:

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA G03 Interpolación Circular CCW:

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA G04 Pausa (suspender avance):

La herramienta permanece estática en una posición particular por un periodo de tiempo. La letra P designa el tiempo de pausa en segundos.

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA G20 Sistema de unidades en pulgadas (in):

El sistema de dimensiones y avances se establece en pulgadas.

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA G21 Sistema de unidades en milímetros (mm)

El sistema de dimensiones y avances se establece en milímetros.

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA G28 Retorno automático a la posición cero:

Traslada automáticamente la herramienta a la posición de retorno cero predefinida, pasando por un punto intermedio X Y Z. Se utiliza principalmente para el cambio de herramienta.

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: • CONTROL NUMERICO Y PROGRAMACION II: CURSO PRACTICO (2ª ED.) FRANCISCO CRUZ TERUEL , 2009 • Manufactura ingenieria y tecnologia (5ed). KALPAKJIAN,S./ SCHMID,S.R. • Cómo usar Mastercam. Manual práctico de Mastercam design, Mill y Lathe. Jovanny Pacheco Bolívar • "Diseño y Simulacion en MasterCAM": Manual Práctico Ing. Daniel Guzmán Pedraza (Autor), M.I. Gustavo I. del Ángel Flores (Autor)

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