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• Ricardo Dencker Cortez

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TEMA 3 MAQUINAS cnc

MSc. Ing. Juan Carlos Loza Rodríguez 1

CAD/CAM/CNC INTRODUCCIÓN Glosario  CAD  CAM  CNC  MHCN

: Diseño Asistido por Computador. : Fabricación Asistida por Computador. : Control Numérico Computarizado. : Maquina Herramienta de Control Numérico.

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INTRODUCCIÓN Las MH han jugado un papel fundamental en el desarrollo tecnológico de las industrias. Gracias a la utilización de las máquinas herramientas se ha podido realizar de forma práctica, la fabricación de todo tipo de maquinarias. Es imprescindible la utilización del Control Numérico Computarizado en los procesos de fabricación por varias razones:  Necesidad de fabricar productos que no se podían conseguir en cantidad y calidad suficientes sin recurrir a la automatización del proceso de fabricación.  Fabricación de productos hasta entonces imposibles o muy difíciles de fabricar, por ser excesivamente complejos para ser controlados por un operador humano.  Necesidad de fabricar productos a precios suficientemente bajos. 3

MAQUINAS CNC Las máquinas CNC se utiliza en la industria moderna, no solo para reducir el coste de producción sino también para disminuir tiempos de maquinado y mejorar la precisión del trabajo, pues estas maquinas CNC también son muy utilizados para mecanizados complejos.

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QUE ES EL CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO El Control Numérico es un dispositivo o control computarizado de automatización que se puede emplear para cualquier tipo de máquina herramienta, donde las acciones son controladas mediante el procesamiento de información numérica o simbólica (códigos), y registrada en cintas perforadas, tarjetas perforadas, cintas magnéticas o unidades de disco.

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CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO  El control numérico CNC es una forma de automatización programable en base a una serie de instrucciones codificadas por medio de un programa utilizando un lenguaje codificado, compuesto por letras, números y signos normalizados, (Programa). 1) Códigos G 2) Funciones M  En una máquina CNC, a diferencia de una máquina convencional o manual, una computadora controla la posición y velocidad de los motores que accionan los ejes que dan movimiento a la máquina. 6

CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO Los elementos básicos del CNC son: El programa, que contiene toda la información de las acciones a ejecutar. El control numérico, que interpreta estas instrucciones, las convierte en las señales correspondientes para los ejes de accionamiento de la máquina y realiza la verificación de resultados. La máquina, que ejecuta las operaciones previstas.

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CICLO DE CONTROL NUMÉRICO

A pesar de que por lo general se considera que las maquinas herramientas CNC son Tornos y Fresadoras, al ser estas dos máquinas las de mayor ut

TIPOS DE MAQUINAS CNC A pesar de que se considera que las maquinas herramientas CNC son Tornos y Fresadoras, al ser estas dos máquinas las de mayor utilización en las empresas de mecanizado, en realidad estas máquinas son una parte de un gran grupo de MH. A continuación se detallan algunas de las más utilizadas:           

Tornos Fresadoras Centros de Mecanizado Electroerosionadoras Rectificadoras Taladradoras Punzonadoras Plegadoras Dobladoras Máquinas de Corte Plasma Etc.

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VENTAJAS EN LA UTILIZACION DE MAQUINAS CNC  Permite realizar formas mucho más complejas y variedad de trabajos diferentes.  Mejora la precisión dimensional, así como la uniformidad en la producción.  Se pueden repetir los trabajos fácilmente.  Reduce la pérdida de material.  Permite mayores velocidades de trabajo.  Aumenta la calidad de las piezas y la productividad.  Reduce el coste de fabricación (no es necesario el uso de plantillas).  Se reducen los tiempos muertos (cambios de herramienta, inicio de nuevos trabajos). 10

VENTAJAS EN LA UTILIZACION DE MAQUINAS CNC  La programación de piezas complejas es relativamente rápida, los programas se almacenan en bases de datos y se pueden reutilizar.  Posibilidad de utilización de varias máquinas simultáneamente por un solo operador.  Posibilidad de servir pedidos urgentes.  Reducción de la fatiga del operario.  Aumento de los niveles de seguridad en el puesto de trabajo.  Simular los procesos de mecanización o de corte antes de fabricar la pieza. 11

DESVENTAJAS EN LA UTILIZACION DE MAQUINAS CNC  Elevado costo de inversión inicial (3 a 5 veces más caro que una máquina convencional).  Necesidad de un programador para realizar los cálculos, programación y preparación de la máquina para un funcionamiento eficiente.  Requerimiento de equipos informáticos y Software.  Necesidad de mantener grandes volúmenes de pedidos para una mejor amortización del sistema (recuperar la inversión).  Altos costos de mantenimiento, ya que el sistema de control y mantenimiento de los mismos es más complicado, generando la necesidad de contar con técnicos altamente capacitados. 12

CONOCIMIENTOS Y HABILIDADES NECESARIOS PARA OPERAR MAQUINAS CNC  Conocimientos en geometría, álgebra y trigonometría.  Conocimientos para la elección y diseño de las diferentes herramientas de corte.  Conocimientos de los diferentes sistemas de sujeción de las herramientas de corte.  Uso de instrumentos de medidas y conocimientos de metrología.  Interpretación de Planos.  Conocimientos de los diferentes procesos de mecanizado.  Conocimientos de la programación CNC.  Conocimientos de operación de maquinas CNC.  Conocimientos de parámetros y condiciones de corte. 13

COMPARACIÓN ENTRE MÁQUINAS CONVENCIONALES Y MAQUINAS CNC

Máquina Herramienta Convencional

Máquina Herramienta CNC

Un operario, puede manejar una sola máquina

Una operario, puede operar varias máquinas

Es necesario consultar

No es necesario consultar el plano, el diseño grafico lo hace.

constantemente el plano Se necesita una amplia experiencia

No es necesario una amplia

El operador tiene el control de profundidad, avance, etc.

El programa tiene todo el control de los parámetros de corte Posibilidad de realizar prácticamente cualquier Mecanizado complejo.

Geometrías complejas imposibles de mecanizar.

experiencia

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FUNCIONAMIENTO Ingreso de datos:

Por Teclado Por Software Por Tarjeta Por USB

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TIPOS DE PROGRAMACION Programación Manual a Pie de Máquina. Programación Conversacional.

Programación en Computador.

Programación mediante sistemas CAD/CAM/CNC 16

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) 17

CONTROLES CNC UTILIZADOS EN LA INDUSTRIA FANUC Oi-TD

SIEMENS-SINUMERIK

GSK 980TDc

FAGOR

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FLUJO DE PROCESOS PARA MECANIZADO EN MAQUINAS CNC DISEÑO

CONDICIONES TECNICAS DE MECANIZADO

MAQUINA

PROGRAMA CNC

HERRAMIENTAS VERIFICAR PROGRAMA

PLAN DE TRABAJO

SI

NO

MODIFICAR

EJECUCION

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REFERENCIA DE MAQUINA TORNO

El origen de coordenadas de la maquina se llama cero de maquina, referencia de maquina o HOME. Este origen es fijo en la maquina y es determinado por el fabricante. 20

ORIGEN DE COORDENADAS DE LA PIEZA DE

TRABAJO (CERO DE PIEZA)

El origen de coordenadas de la pieza se fija generalmente en la cara de la pieza en Z y en el centro de la pieza en X. Para determinar este cero de pieza se realiza un procedimiento operacional. 21

FIJACION DEL CERO DE PIEZA ‡ l cero de pieza es la distancia que hay desde el cero de E maquina hasta el centro de la pieza en X, y hasta la pieza en X, y hasta la cara de la pieza en Z. P ‡ ara hallar el valor de estas coordenadas se realiza un procedimiento operativo utilizando una herramienta la cual se llamará herramienta patrón. Después de hallar estas coordenadas se pueden grabar otras herramientas en el control.

Zeteo de herramientas 22

REFERENCIA CERO PIEZA +X

-Z

+Z

-X Plano de Coordenadas

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SISTEMA DE COORDENADAS

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PUNTOS CERO DE REFERENCIA DE LA FRESA CNC

CERO PIEZA

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COORDENADASABOLUTAS

‡ Se programan los valores X, Z siempre desde el cero pieza hasta la posición de destino. 26

COORDENADASABOLUTAS

27

COORDENADAS RELATIVAS O INCREMENTALES

‡ Coordenadas relativas o incrementales U , W: se programan los valores U, W medidos desde la ultima posición donde se encuentre la herramienta en ese momento hasta la posición de destino en incrementos. 28

COORDENADAS RELATIVAS O INCREMENTALES

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SISTEMA DE COORDENADAS INCREMENTALES Coordenadas Incrementales Puntos

X

Z

P1

0

0

P2

20

0

P3

0

-20

P4

20

0

P5

0

-20

P6

20

0

P7

0

-20 30

SISTEMA DE COORDENADAS INCREMENTALES Coordenadas incrementales Puntos

X

Z

P1

150

50

P2 P3

P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 31

SISTEMA DE COORDENADAS ABSOLUTAS Coordenadas Absolutas Puntos

X

Z

P1

0

0

P2

20

0

P3

20

-20

P4

40

-20

P5

40

-40

P6

60

-40

P7

60

-60 32

SISTEMA DE COORDENADAS ABSOLUTAS Coordenadas Absolutas Puntos

X

Z

P1 P2 P3

P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 33

7.5

17.5

25.0

ACOTADO ABSOLUTAS

7.5 17.5 35.0

52.5 62.5 70.0

34

7.

10.0

7.

ACOTADO INCREMENTAL

7.

10.0

17.

17.

10.0

7.

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PRACTICA 1

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PRACTICA 2

PRACTICA 3

C3=2x2

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PRACTICA 4

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PRACTICA 5

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PRACTICA 6

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PRACTICA 7

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GRACIAS POR SU ATENCION 43