Maquinado de Piezas en Torno CNC

ƒ Maquinado de Piezas en
Torno C. N. C.
Manual para el Alumno.
Quinto Semestre
E-MAQTO-01
Programa de Estudios de la Carrera de
Profesional Técnico-Bachiller en
Máquinas Herramienta
COORDINADORES
Director General
José Efrén Castillo Sarabia
Secretario Académico
Marco Antonio Norzagaray Gámez
Director de Diseño Curricular de la Formación Ocupacional
Gustavo Flores Fernández
Autores:
Revisor técnico:
Revisor pedagógico:
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Modulo Autocontenido Específico
D.R. a 2006 CONALEP.
Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra, incluida
la portada, por cualquier medio sin autorización por escrito del
CONALEP. Lo contrario representa un acto de piratería
intelectual perseguido por la ley Penal.
E-CBNC
Av. Conalep N° 5, Col. Lázaro Cárdenas, C.P. 52140 Metepec, Estado de México.
II
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C
ÍNDICE
Participantes
I.
Mensaje al alumno.
II.
Como utilizar este manual.
III.
Propósito del Modulo.
IV.
Especificaciones de evaluación.
V.
Mapa curricular del curso módulo integrador.
Capítulo 1 Diseñar el proceso para fabricar partes metálicas en torno asistido por control
numérico computarizado.
Mapa curricular de la unidad de aprendizaje.
1.1.1. Análisis de la información contenida en el diseño de la parte.
Materiales.
Dimensiones.
Tolerancias.
Acabados.
Tratamientos térmicos.
Consideraciones del maquinado para procesos posteriores.
1.1.2. Análisis de la información contenida en el diseño de la parte.
Calidades.
Preparación de los materiales para la alimentación de la máquina.
Cálculo de piezas esperadas por unidad de materia prima.
Cálculo del desperdicio.
1.1.3. Características de la máquina.
Capacidades de mecanizado.
Característica de CN.
Principales capacidades de programación.
1.2.1. Condiciones para el maquinado de una pieza especifica.
Velocidad de avance de la herramienta.
Profundidad de corte.
Revoluciones del husillo.
1.2.2. Elaboración de la hoja de procesos.
Diseño.
Inclusión de los elementos.
Información de la hoja de procesos para la programación CNC y CAM.
ISO 9000 y QS 9000 en la certificación del proceso de maquinado.
Aspectos de higiene y seguridad que debe contener la hoja de procesos.
Prácticas y Listas de Cotejo.
Resumen.
Autoevaluación de conocimientos del capítulo 1.
Capítulo 2 Programar la fabricación de partes metálicas en torno asistido por control
numérico computarizado.
Mapa curricular de la unidad de aprendizaje.
2.1.1. Características de un sistema CNC.
Ventajas y desventajas del uso del CNC.
Productividad del CNC.
Características de las máquinas operables con CNC.
Planeación para el uso del sistema CNC.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
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47
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51
51
55
III
2.1.2. Principio del funcionamiento de un CNC.
Características del operador de un torno CNC.
Características de un programador de CNC.
Elementos de un programa de CNC.
Dispositivos de registro y acumuladores de memoria
Display de lectura de los valores de las coordenadas.
Sistemas de retroalimentación.
Sistemas de control numérico.
2.1.3. Características del equipo de un CNC.
Unidad de entrada salida de datos.
Unidad interna de entrada y salida de datos.
Unidad de cálculos y de enlace con los elementos mecánicos
Control numérico para Máquinas herramienta.
Programación manual.
2.2.1. Coordenadas.
Sistema de coordenadas cartesianas.
Tipos de control en dos ejes.
Control del eje “Z”.
Control de cuatro y cinco posiciones
Sistemas de incremento.
Sistema absoluto.
Sistema de fijación a cero.
2.2.2. Programación CNC.
Computadoras para CNC.
Lenguajes de programación para CNC.
Programación automática del Herramental APT.
Programación automática del maquinado (Auto-Map).
Programación Compact II.
2.3.1. Programación de un torno CNC.
Manejo de los ejes de un torno CNC.
Operaciones con diámetro interior y diámetro exterior.
Proporciones en el avance.
Velocidad del Husillo.
Interpolación lineal.
Interpolación circular.
Roscado.
2.3.2. Herramental para torno de CNC.
Consideraciones del empleo del herramental.
Herramientas de corte usadas en el torno CNC
Herramientas de ranurado y barrenado.
2.3.3. Herramental de tecnología avanzada.
Herramental de corte especial.
Herramental de sujeción
Aditamentos de avance automático.
Verificación de primeras partes
Dimensional.
Acabado superficial.
Prácticas y Listas de Cotejo.
Resumen.
Autoevaluación de conocimientos del capítulo 2.
Glosario.
IV
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Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C
Referencias Documentales.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
148
V
MENSAJE AL ALUMNO
¡CONALEP TE DA LA BIENVENIDA AL
MÓDULO AUTOCONTENIDO ESPECÍFICO
DE MAQUINADO DE PIEZAS EN TORNO
C. N. C.
Este módulo ha sido diseñado bajo la
Modalidad Educativa Basada en Normas
de Competencia, con el fin de ofrecerte
una alternativa efectiva para el desarrollo
de habilidades que contribuyan a elevar tu
potencial productivo, a la vez que
satisfagan las demandas actuales del
sector laboral.
VI
Esta modalidad requiere tu participación e
involucramiento activo en ejercicios y
prácticas con simuladores, vivencias y
casos reales para propiciar un aprendizaje
a través de experiencias. Durante este
proceso deberás mostrar evidencias que
permitirán evaluar tu aprendizaje y el
desarrollo de la competencia laboral
requerida.
El conocimiento y la experiencia adquirida
se verán reflejados a corto plazo en el
mejoramiento de tu desempeño de
trabajo, lo cual te permitirá llegar tan lejos
como quieras en el ámbito profesional y
laboral.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C
I.
¾
¾
COMO UTILIZAR ESTE MANUAL
evidencias de conocimiento, evidencias
por producto, norma técnica de
institución
educativa,
formación
ocupacional,
módulo
ocupacional,
unidad de aprendizaje, y resultado de
aprendizaje. Si desconoces el significado
de los componentes de la norma, te
recomendamos
que
consultes
el
apartado glosario de términos, que
encontrarás al final del manual.
Las instrucciones generales que a
continuación se te pide que realices,
tienen la intención de conducirte a que
vincules las competencias requeridas
por el mundo de trabajo con tu
formación de profesional técnico
bachiller.
Redacta cuales serían tus objetivos
personales al estudiar este módulo
integrador.
¾
¾
¾
¾
Analiza el Propósito del módulo
integrador que se indica al principio del
manual y contesta la pregunta ¿Me
queda claro hacia dónde me dirijo y
qué es lo que voy a aprender a hacer al
estudiar el contenido del manual? si no
lo tienes claro pídele al docente que te
lo explique.
Revisa el apartado especificaciones de
evaluación, son parte de los requisitos
que debes cumplir para aprobar el
curso - módulo. En él se indican las
evidencias que debes mostrar durante
el estudio del módulo integrador para
considerar que has alcanzado los
resultados de aprendizaje de cada
unidad.
Es fundamental que antes de empezar a
abordar los contenidos del manual
tengas muy claros los conceptos que a
continuación
se
mencionan:
competencia
laboral,
unidad
de
competencia
(básica,
genérica
específica), elementos de competencia,
criterio de desempeño, campo de
aplicación, evidencias de desempeño,
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
¾
¾
¾
Analiza el apartado «Normas Técnicas
de competencia laboral Norma técnica
de institución educativa».
Revisa el Mapa curricular del módulo
integrador.
Esta
diseñado
para
mostrarte
esquemáticamente
las
unidades y los resultados de aprendizaje
que te permitirán llegar a desarrollar
paulatinamente
las
competencias
laborales que requiere la ocupación
para la cual te estás formando.
Realiza la lectura del contenido de cada
capítulo y las actividades de aprendizaje
que se te recomiendan. Recuerda que
en la educación basada en normas de
competencia
laborales
la
responsabilidad del aprendizaje es tuya,
ya que eres el que desarrolla y orienta
sus conocimientos y habilidades hacia el
logro de algunas competencias en
particular.
En el desarrollo del contenido de cada
capítulo, encontrarás ayudas visuales
como las siguientes, haz lo que ellas te
sugieren efectuar. Si no haces no
aprendes, no desarrollas habilidades, y
VII
te será difícil realizar los ejercicios de
evidencias de conocimientos y los de
desempeño.
VIII
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C
Imágenes de Referencia
Estudio individual
Investigación documental
Consulta con el docente
Redacción de trabajo
Comparación de resultados con
otros compañeros
Trabajo en equipo
Realización del ejercicio
Observación
Investigación de campo
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Repetición del ejercicio
Sugerencias o notas
Resumen
Consideraciones sobre
seguridad e higiene
Portafolios de evidencias
IX
II.
PROPÓSITO DEL MÓDULO AUTOCONTENIDO ESPECÍFICO
Al finalizar el módulo el alumno, Programará y fabricará piezas metálicas en
torno de CNC, de acuerdo con los requerimientos de la industria, para
satisfacer las diferentes necesidades en las áreas de producción.
X
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
III.
ESPECIFICACIONES DE EVALUACIÓN
Durante el desarrollo de las prácticas de
ejercicio también se estará evaluando el
desempeño. El docente mediante la
observación directa y con auxilio de una
lista de cotejo confrontará el cumplimiento
de los requisitos en la ejecución de las
actividades y el tiempo real en que se
realizó. En éstas quedarán registradas las
evidencias de desempeño.
Las autoevaluaciones de conocimientos
correspondientes a cada capítulo además
de ser un medio para reafirmar los
conocimientos sobre los contenidos
tratados, son también una forma de
evaluar
y
recopilar
evidencias
de
conocimiento.
1El portafolios de evidencias es una compilación de
documentos que le permiten al evaluador, valorar los
conocimientos, las habilidades y las destrezas con que
cuenta el alumno, y a éste le permite organizar la
documentación que integra los registros y productos de
sus competencias previas y otros materiales que
demuestran su dominio en una función específica
(CONALEP.
Metodología
para
el
diseño
e
instrumentación de la educación y capacitación basada
en competencias, Pág. 180).
Al término del módulo Autocontenido
Específico deberás presentar un Portafolios
de Evidencias1, el cual estará integrado
por las listas de cotejo correspondientes a
las
prácticas
de
ejercicio,
las
autoevaluaciones de conocimientos que se
encuentran al final de cada capítulo del
manual y muestras de los trabajos
realizados durante el desarrollo del
módulo Autocontenido Específico, con
esto se facilitará la evaluación del
aprendizaje para determinar que se ha
obtenido la competencia laboral.
Deberás asentar datos básicos, tales
como: nombre del alumno, fecha de
evaluación, nombre y firma del evaluador y
plan de evaluación.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
XI
IV. MAPA CURRICULAR DEL MÓDULO AUTOCONTENIDO ESPECÍFICO
MAQUINADO DE PIEZAS EN
TORNO CONTROL NUMERICO
COMPUTARIZADO.
144 HRS.
1. Diseñar el proceso
para fabricar partes
metálicas en torno
asistido por control
numérico
computarizado.
2. Programar la
fabricación de partes
metálicas en torno
asistido por control
numérico
computarizado.
34 Hrs.
110 Hrs.
1.1
Determinar
las
necesidades
de
maquinado
de
una
pieza a partir de los
requerimientos
del
diseño
para
su
fabricación en un torno
C. N. C.
16 Hrs.
2.1
Controlar
los
movimientos del torno
C. N. C. mediante sus
dispositivos de control y
las
unidades
de
adquisición de datos de
entrada y salida para
programar el proceso
de manufactura de una
pieza.
30 Hrs.
1.2. Elaborar una hoja
de
procesos
del
maquinado
de
una
pieza a partir de las
capacidades del torno
elegido
para
su
fabricación
en
alta
producción.
18 Hrs.
2.2. Programar un torno
de C. N. C. por medio
de
sistemas
de
coordenadas, unidades
de
adquisición,
y
lenguaje
de
programación para la
fabricación
de
una
pieza.
30 Hrs.
2.3. Elaboración de
partes en torno C. N. C.
programando
la
secuencia del proceso y
usando el herramental
apropiado para lograr la
calidad en dimensiones
y acabado que el diseño
indique.
50 Hrs.
XII
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
DISEÑAR EL PROCESO PARA FABRICAR PARTES METÁLICAS EN
TORNO ASISTIDO POR CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO.
Al finalizar la unidad, el alumno diseñará hojas de procesos para piezas que
serán maquinadas en torno de CNC de alta producción de acuerdo a sus
especificaciones y requerimientos, para su maquinado en CNC.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
13
MAPA CURRICULAR DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE
MAQUINADO DE PIEZAS EN
TORNO CONTROL NUMERICO
COMPUTARIZADO.
144 HRS.
Módulo
Unidad de
Aprendizaje
1. Diseñar el proceso
para fabricar partes
metálicas en torno
asistido por control
numérico
computarizado.
34 Hrs.
Resultados
de
Aprendizaje
2. Programar la
fabricación de partes
metálicas en torno
asistido por control
numérico
computarizado
110 Hrs.
1.1
Determinar
las
necesidades
de
maquinado
de
una
pieza a partir de los
requerimientos
del
diseño
para
su
fabricación en un torno
C. N. C.
16 Hrs.
1.2. Elaborar una hoja
de
procesos
del
maquinado
de
una
pieza a partir de las
capacidades del torno
elegido
para
su
fabricación
en
alta
producción.
18 Hrs.
14
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
MAQUINADO DE PIEZAS EN
TORNO C. N. C.
SUMARIO
Materiales.
¾ Dimensiones.
¾ Tolerancias.
¾ Acabados.
¾ Tratamientos térmicos.
¾ Consideraciones del maquinado para
procesos posteriores.
¾ Calidades.
¾ Preparación de los materiales para la
alimentación de la máquina.
¾ Cálculo de piezas esperadas por unidad
de materia prima.
¾ Cálculo del desperdicio.
¾ Capacidades de mecanizado.
¾ Característica de CN.
¾ Principales
capacidades
de
programación.
¾ Velocidad de avance de la herramienta.
¾ Profundidad de corte.
¾ Revoluciones del husillo.
¾ Diseño.
¾ Inclusión de los elementos.
¾ Información de la hoja de procesos
para la programación CNC y CAM.
¾ ISO 9000 y QS 9000 en la certificación
del proceso de maquinado.
Variar un programa facilitado a la
máquina mediante tarjetas perforadas.
¾
Posteriormente se hicieron otros intentos
como el del piano automático que usaba
un rollo de cinta perforada como medio
de introducción del programa musical. En
realidad, estos primeros prototipos no
eran verdaderos controles numéricos.
El primer intento serio para obtener un
verdadero control numérico lo motivó la
¾
Aspectos de higiene y seguridad que
debe contener la hoja de procesos.
RESULTADO DE APRENDIZAJE
1.1.
Determinar las necesidades de
maquinado de una pieza a partir de
los requerimientos del diseño para
su fabricación en un torno C. N. C.
1.1.1 Análisis de la información
contenida en el diseño de la
parte.
Se considera control numérico todo
dispositivo
capaz
de
dirigir
posicionamientos de un órgano mecánico
móvil en el que las órdenes relativas a los
desplazamientos del móvil son elaboradas
en forma totalmente automática a partir
de informaciones numéricas definidas,
bien
manualmente
(funcionamiento
semiautomático), ó bien por medio de un
programa (funcionamiento automático).
El primer intento para dotar una
máquina-herramienta de algún tipo de
control fue el desarrollado por Jacquard
Loom, que en 1801 ideó una máquina
textil que permitía realizar distintos tipos
de tejidos sin más que
necesidad
de
fabricar
hélices
de
helicóptero de diferentes configuraciones
y fue realizado por la compañía Parsons
que ya fabricaba diversos equipos para la
defensa.
El Control Numérico (CN) apareció por la
necesidad de automatizar las operaciones
de mecanización necesarias para la
fabricación de una pieza. Su aparición
estuvo obligada por diversas razones:
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
15
(a) La necesidad de fabricar productos que
no podían conseguir en cantidad y calidad
suficiente sin recurrir a la automatización
del proceso de fabricación.
(b) La necesidad de obtener productos
hasta entonces imposibles o de muy difícil
fabricación,
por
ser
excesivamente
complejos para ser controlados por un
operador humano.
(c) La necesidad de fabricar productos a
precios suficientemente bajos.
Para solucionar todos estos problemas, el
hombre ha ideado, de acuerdo con cada
problema
particular,
numerosos
dispositivos
automáticos
de
tipo
mecánico, electromecánico, neumático,
hidráulico, electrónico, etc.
Inicialmente el factor predominante que
condicionó todo automatismo fue el
aumento
de
productividad.
Posteriormente y debido sobre todo a
nuevas necesidades de la industria, han
hecho su aparición otros factores que,
tomados
en
forma
conjunta
o
individualmente, han llegado a tener
enorme importancia. Entre estos nuevos
factores merecen citarse por su interés:
La precisión, la rapidez y la flexibilidad.
A partir de entonces todos los dispositivos
automáticos ideados por el hombre
tienden a optimizar la función de cuatro
variables: productividad, precisión, rapidez
y flexibilidad. No citamos la viabilidad
dada su pequeña trascendencia desde el
punto de vista cuantitativo, pero gracias a
estos dispositivos automáticos se han
podido fabricar piezas con perfiles
16
complejos que de otra forma jamás
podrían haber sido fabricadas.
Los primeros automatismos no optimizan
esta
función
dado
que
eran
fundamentalmente
dispositivos
de
propósito particular y, por tanto, de una
rigidez prácticamente absoluta.
Hacia 1942 Apareció lo que podríamos
llamar primer control numérico verdadero
y respondió a una necesidad impuesta por
la industria aeronáutica. La aparición del
control numérico permitió por primera vez
optimizar la función antes mencionada ya
que la flexibilidad era precisamente la
mejor virtud de este nuevo automatismo.
Dado el interés que suscitó esta técnica, la
Fuerza Aérea de los Estados Unidos
concedió un contrato al Instituto
Tecnológico de Massachussets (MIT) para
su desarrollo. El Laboratorio de Sistemas
Electrónicos del MIT diseñó y construyó en
1952 un primer prototipo de fresadora
con control numérico que gobernaba tres
ejes.
Posteriormente se han desarrollado
numerosos tipos de control numérico cada
vez más perfeccionados pero con el grave
problema de su realización complicada y
costosa y su difícil programación, en
especial en los sistemas de contorneo. La
reciente irrupción de la microelectrónica
(técnicas de integración a gran escala), el
desarrollo de la automática y de nuevos
tipos de computadores, en especial los
microcomputadores y minicomputadores,
han
permitido
abrir
una
brecha
tecnológica por donde están empezando a
emerger nuevas generaciones de sistemas
de
control
que
han
elevado
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
considerablemente la
control numérico y
aplicación.
rentabilidad del
su ámbito de
En necesidad de producir una parte (pieza)
se debe analizar toda la información
contenida sobre el plano de la pieza
puesto que de esto depende todo el
desarrollo
del
proceso
para
su
manufactura y conseguir el objetivo que
se pretende.
•
Materiales.
(Son de suma importancia los materiales
de esto)
En la manufactura de una pieza, es
importante observar el tipo de material ya
que esto nos obliga a pensar en el proceso
y el herramental a emplear. Considerando
que existen diferentes tipos de materiales
como por ejemplo:
Materiales ferrosos:
a) Acero al carbón,
calidades.
b) Aceros tratados,
calidades.
c) Aceros recosidos
calidades.
•
Tolerancias.
En algunas cotas sobre el plano se
encontrará específicamente la tolerancia
permisible
sobre
las
dimensiones
requeridas y que puede ser tolerancia muy
cerrada o considerablemente abierta
según se requiera en el diseño de la pieza.
La tolerancia puede ser bilateral (6) o
unilateral (+) ó (-) , según sea el caso.
También encontraremos la especificación
dentro de las notas generales, cuando la
tolerancia se aplique en forma general y
esto controlará obviamente en el ajuste
del CNC.
en
diferentes
•
en
diferentes
en
diferentes
En el análisis de la información también
encontraremos específicamente el tipo de
acabado que se requiere para la parte a
mecanizar y que puede ser torneado,
fresado, rectificado, etc., la profundidad
de la huella dependerá de la necesidad
requerida.
Materiales no ferrosos:
a) Aluminio.
b) Bronce.
c) Cobre.
d) Latón.
e) Mat. Sintético.
•
seleccionar la máquina con capacidad
adecuada para su proceso y tomar en
cuenta el manejo del material con los
accesorios necesarios y adecuados.
Además esta información es indispensable
para realizar el programa que finalmente
correrá en la máquina CNC en este caso
Dimensiones.
En la información del plano se observa el
tamaño de la pieza y esto nos ayuda a
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
•
Acabados.
Tratamientos térmicos.
En la información general encontraremos
el tipo de tratamiento térmico como
puede ser temple, cementado, nitrurado,
carbonitrurado, etc., según lo requiera el
diseño de la pieza y esto va muy
relacionado con el tipo de material
17
seleccionado
tratamiento.
•
para
poder
procesar
el
son los tipos de materiales, tolerancias,
acabados y tratamientos térmicos que
comúnmente se utilizan. en el
maquinado de piezas en C. N. C.
Consideraciones del maquinado
para procesos posteriores.
En este punto es importante considerar la
programación con el material que en un
proceso siguiente será desprendido por
algún método que se requiera, por
ejemplo: en la información general
observamos la pieza tomada y rectificada.
En este caso posterior al CNC debemos
tomar en cuenta la posible deformación
de la pieza con el tratamiento térmico y
además que en el rectificado nos limpie
las
superficies
que
se
requieren
rectificadas. Entonces el material que se
deje por excedente en el mecanizado del
CNC tendrá que ser proporcional al
tamaño de la pieza hasta un máximo de
0.015” pulg. (0.35 a 0.4 mm.)
1.1.2 Análisis de la información
contenida en el diseño de la
parte.
Para la fabricación de piezas mecánicas
existen una gran variedad de materiales y
la elección del material a emplearse en la
construcción de maquinaria depende
básicamente del diseñador.
En la manufactura de piezas mecánicas es
de gran importancia observar el tipo de
material a mecanizar ya que de esto
depende la rapidez de manufactura y el
tipo de herramental a emplear.
•
Discutirá en forma grupal el
objetivo de la elaboración de
un sistema de planeación de
procesos.
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia de Información.
™ Desarrollar el hábito de la búsqueda
de información para su preparación
personal.
El alumno
•
18
Calidades.
Existe en el mercado una gama muy
amplia de calidades de materiales de
acero, los más comunes son:
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
Acero para máquina (acero al carbón).
Acero recosido (según norma).
Acero tratado (según norma).
Acero
para
herramienta
(según
norma).
Acero inoxidable (según norma).
Aluminio.
Bronce.
Cobre.
Latón.
Materiales sintéticos.
De acuerdo al diseño de la pieza a
fabricar investigará en internet cuales
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
•
Preparación de los materiales
para la alimentación de la
máquina.
Para
preparar
materiales
en
la
manufactura de piezas mecánicas hay que
tomar en cuenta el tipo de máquina.
materiales como el bronce, aluminio,
hierro gris, etc.
Para calcular las piezas por unidad de
materia prima empleamos la siguiente
fórmula:
Si es automática, semi automática, o
independiente.
En el primero de los casos considerar el
volumen a procesar, para preparar la
cantidad de barras requeridas y colocar
materiales en estans.
Ejemplo: si tenemos barras de 3 mts. Y la
pieza tiene una longitud de100 mm y el
espesor del corte es 3mm. 3 mts. = 3000
mm.
En el segundo caso también considerar
cantidad y preparar las barras requeridas y
colocar en estans.
Cuando la máquina es independiente o
sea que la alimentación es manual e tiene
que
cortar
material
en
forma
independiente por otro método y
controlar la cantidad requerida y colocar
material en casillas preferentemente o
algún otro recipiente.
•
Cálculo de piezas esperadas por
unidad de materia prima.
Las piezas esperadas por unidad de
materia
prima
dependen
fundamentalmente de dos factores:
1. La longitud de la barra –Lb.
2. Longitud de la pieza – Lp.
3. Espesor del corte – Ec.
Existen en el mercado medidas de
longitud estándar, en los materiales las
más comunes son 6 y 3 mts. Aunque
existen casos particulares en otros
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
•
Cálculo del desperdicio.
Para saber el desperdicio de material en el
proceso de manufactura se debe tomar en
cuenta.
- Espesor del corte (con cuchilla o sierra)
por barra multiplicado por el número de
cortes por barra, además estimar en un
% pequeño (2% ) las piezas de prueba y
posibles piezas fuera de especificación por
desajuste de la herramienta. (Esto en alta
producción) ejemplo:
En una barra de 6 mts. De longitud se
procesarán piezas que tienen de longitud
70mm.
Calcular – el número de piezas por unidad
en materia prima.
19
El desperdicio por corte en la misma
unidad de materia prima; espesor de corte
2mm.
Competencia de calidad.
™ Aplicar las técnicas de calidad en la
inspección de piezas como producto
terminado.
El alumno:
•
Investigará cuales son las técnicas
utilizadas
actualmente
para
la
inspección de piezas como producto
terminado así como la interpretación
de las mismas en un diseño.
1.1.3 Características
máquina.
Investiga con tus compañeros,
la importancia que tiene el
realizar un análisis detenido de
la pieza a elaborar en donde
contemples cada uno de los
pasos y simules que vas a
maquinar una pieza.
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia lógica.
™ Resolver problemas que involucren el
razonamiento lógico y matemático.
El alumno:
•
20
Realizará ejemplos en donde determine
la cantidad de piezas esperadas por
unidad de materia prima calculada.
de
la
El torno CNC es una máquina herramienta
la cual ha sido diseñada para remover
material de la pieza la cual es sujetada y
girada en su propio eje. Muchas de las
máquinas herramienta están hechas con
una sola herramienta de corte. Los
modernos tornos CNC utilizan torretas
para sostener rígidamente y mover las
herramientas de corte. Las torretas
también son usadas para reemplazar
rápidamente una herramienta desgastada
por una herramienta nueva y moverla a la
posición de corte. Una tortea frontal se
emplea para mover las herramientas de
debajo de la línea de centro del husillo
hacia arriba.
Una torreta trasera por otro lado, mueve
las herramientas de la parte superior de la
línea del centro del husillo hacia abajo. Las
máquinas equipadas con torretas frontales
y traseras pueden ejecutar operaciones
simultáneas arriba y debajo de la pieza de
trabajo.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
La cama de un torno CNC normalmente
está inclinada para permitir el desalojo de
las virutas fácilmente en la figura 2 se
muestra un torno de torreta CNC o centro
de torneado típico. Los componentes del
torno son los siguientes:
9 Cabezal delantero: en esta parte se
encuentra la flecha que transmite el
movimiento al husillo.
9 Chuck: Es la parte que se conecta al
husillo y sujeta la pieza de trabajo.
9 Torreta: sujeta Las herramientas de
corte y reemplaza las herramientas
desgastadas por herramientas nuevas
durante un cambio de herramienta.
9 Cabezal trasero: Sirve de soporte a la
punta derecha de la pieza de trabajo.
9 Bancada:
Soporta
todos
los
componentes listados anteriormente y
tiene un contenedor para recibir las
virutas que caen.
9 MCU: Es una computadora usada para
almacenar y procesar los programas
CNC adquiridos.
Figura 1. Componente
montado de NCN.
de
un
torno
Figura 2. Torno equipado con torretas
frontal y trasera.
Mecanismos de cambio de herramienta.
Como se ha establecido anteriormente, las
torretas en el torno CNC son usadas para
cambiar rápidamente las herramientas
cuando se requiere. Cada posición en la
torreta está numerada para identificar la
herramienta que sujeta. Las herramientas
pueden ser montadas en la cara de las
torretas como también en sus lados.
Cuando se recibe una instrucción de
cambio de herramienta del MCU la torreta
mueve la herramienta hacia un lugar
seguro cambiando la herramienta gastada
por una nueva herramienta y regresándola
a su posición.
Entonces la máquina procede a efectuar
los movimientos con las coordenadas
programadas para efectuar el trabajo de
corte con las nuevas herramientas. Esto
debería ser establecido para los centros de
torneado con cabezales trasero y
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
21
delantero
programables
los
cuales
deberán tener un movimiento de
retroceso antes de que el cambio de
herramienta sea ejecutado. En la figura 3
se muestra el movimiento de la torreta
durante un típico cambio de herramienta.
Figura 4. Careado extremo.
Refrentado.
Figura 3. Movimiento de la torreta
durante el cambio de la herramienta.
Operaciones Básicas del Torno.
En esta parte vamos a considerar la
programación de las operaciones básicas
de torno: Frenteado, Torneado, Ranurado,
cortes, Barrenado, Desahogo y Roscado.
Algunas de esas operaciones pueden ser
efectuadas por ambas partes, en diámetro
exterior ( DE) y en diámetro interior ( DI )
en las figuras de la 4 hasta la 10 se
ilustran estas operaciones.
En esta operación se efectúa el corte del
final de la pieza resultando un extremo
perpendicular o a escuadra con respecto
de la línea del centro de la pieza. Al
efectuar esta operación se deberá producir
una superficie plana y de acabado suave.
Para esta operación la herramienta recorre
la pieza en dirección perpendicular a su
línea de centro.
Torneado.
El torneado nos sirve para remover el
material de la parte exterior de la pieza
que se encuentra girando o rotando.
Diferentes perfiles y formas pueden ser
creadas durante esta operación tales
como: conos, contornos y bordes.
Usualmente el primer paso es un corte
grueso o de desbaste, y los siguientes
pueden ser uno o más cortes finos.
Figura 5.
22
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Figura 6. Ranurado.
Figura 10. Roscado interno y externo.
•
Las cuatro variables fundamentales que
inciden en la bondad de un automatismo
son: productividad, precisión, rapidez y
flexibilidad. De acuerdo con estas
variables, vamos a analizar los distintos
tipos de automatismos a fin de elegir el
automatismo más conveniente de acuerdo
con el número de piezas a fabricar.
Aunque
este
número
no
define
unívocamente el tipo de automatismo más
adecuado, en la gran mayoría de los casos
suministra un índice muy importante para
dicha elección.
Para grandes series (10,000 piezas).
Figura 7. Corte.
Figura 8. Taladrado.
Vaciado interno
Figura 9.
Capacidades de mecanizado.
Para responder al problema de la gran
serie,
se
utilizan
automatismos
secuenciales
mecánicos,
neumáticos,
hidráulicos o electromecánicos. Si la serie
es muy grande, el automatismo debe
poder permitir el trabajo simultáneo de
varias cabezas que, a su vez, permitan
unas cadencias muy grandes y, por tanto,
un rendimiento de trabajo muy elevado.
Conizado interno
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
La gama alta de la serie está cubierta hoy
día por las máquinas <<transfert>>,
realizadas por varios automatismos
trabajando simultáneamente en forma
más o menos sincronizada. De esta forma
23
se pueden realizar a la vez varias
secuencias mecánicas simples que se
repiten automáticamente para cada pieza
a fabricar. El principal inconveniente de las
máquinas <<transfert>> reside en la
elevada duración de los tiempos de
preparación y reglaje.
Si la serie no es muy grande, se pueden
utilizar automatismos secuenciales simples
en los que las secuencias mecánicas se
desarrollan, la mayoría de las veces, unas
después de otra. Estos automatismos
también presentan el inconveniente antes
mencionado, es decir, tiempos de
preparación y reglaje demasiado largos.
Ejemplo de estas máquinas son los tornos
automáticos.
Para series medias (entre 50 y 10.000).
Para resolver el problema de la fabricación
de piezas dentro de estas series se utilizan
hoy día tres tipos de automatismos:
1. Copiadoras.
2.Controles programados numéricamente.
3. controles numéricos.
La utilización de uno u otro automatismo
dependerá de la precisión, flexibilidad y
rapidez exigidas.
Cuando la precisión y el tiempo de
fabricación no son factores primordiales,
las copiadoras presentan la ventaja de su
economía. Existen copiadoras mecánicas,
hidráulicas,
electromecánicas
o
electrónicas con las cuales la pieza a
fabricar se realiza por desplazamiento del
útil que produce exactamente el
desplazamiento de un palpador.
Los
controles
programados
numéricamente incorporan numerosas
ventajas, pero presentan una clara falta de
24
flexibilidad por la limitación del número
de secuencias mecánicas realizables.
El control numérico será especialmente
interesante cuando las fabricaciones se
mantengan en series comprendidas entre
5 y 1.000 piezas que deberán ser repetidas
varias veces durante el año. El control
numérico dentro de este intervalo
presenta
notables
ventajas
que
analizaremos posteriormente.
Para series pequeñas (<5 piezas).
La utilización del control numérico para
series no suele ser rentable, a no ser que la
pieza sea bastante complicada y que su
programación pueda efectuarse con ayuda
de
un
computador
(programación
automática). En otro caso, los gastos de
programación
resultarían
demasiado
elevados con relación a los costes de
mecanización.
Para
menos
de
5
piezas,
las
mecanizaciones
en
máquinas
convencionales serán, en general, más
económicas.
En la figura 11 puede verse una gráfica en
la que aparecen, en los ejes, el número de
piezas y el precio de ejecución de una
pieza.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Figura 11. Precio ejecución de una pieza
en función del número de piezas para
distintos tipos de automatismos.
•
Característica de CN.
De todo lo anterior se deduce que siempre
que las series de fabricación se mantengan
dentro de los límites medios (hemos dado
un como orden de magnitud entre 5 y
1.000 piezas), el control numérico
representa la solución ideal dadas las
notables ventajas que se obtienen de su
utilización. Entre estas ventajas merecen
citarse las siguientes:
1. Posibilidad de fabricación de piezas que
de otra manera sería imposible o muy
difícil. Gracias al control numérico se han
podido obtener piezas muy complicadas
como las superficies tridimensionales
necesarias en la construcción de aviones.
En construcción aeronáutica es muy
corriente mecanizar piezas cuyo peso final
representa 1/6 del peso de la pieza bruta
inicial.
2. Seguridad. El control numérico es
especialmente recomendable para trabajar
con productos peligrosos.
3. Precisión. Esta ventaja es debida, en
primer lugar, a la mayor precisión de la
máquina-herramienta de control numérico
respecto a las máquinas clásicas.
Los juegos mecánicos son menos
importantes y la máquina-herramienta en
su conjunto es mucho más precisa.
Otro factor que también influye en la
precisión proviene del hecho de que una
máquina-herramienta,
para
control
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
numérico es, en general, más universal
que las máquinas clásicas y, por tanto
podrán hacerse más operaciones sobre la
misma máquina.
Las precisiones alcanzadas
máquinas-herramienta
con
numérico van de 1 m a 10 m.
en las
control
4. Aumento de la productividad de las
máquinas. Este aumento de productividad
se debe a la disminución del tiempo total
de mecanización debida, sobre todo, a la
disminución
de
los
tiempos
de
desplazamiento en vacío y a la rapidez de
los posicionamientos que suministran los
sistemas electrónicos de control. Para dar
una idea de esta reducción citaremos que
puede ser de 30 a 40% utilizando una
mandrinadora con control numérico y de
50 a 90% en centros de mecanización.
5. Reducción de controles y desechos. Esta
reducción es debida fundamentalmente a
la gran fiabilidad y repetitividad de una
máquina-herramienta
con
control
numérico. Los trabajos de mecanizado se
realizan siempre siguiendo las mismas
trayectorias y los juegos mecánicos de la
máquina influyen siempre de la misma
manera.
Esta reducción de controles permite
prácticamente eliminar toda operación
humana posterior, con la consiguiente
reducción de costes y tiempos de
fabricación. Por consiguiente, si las
condiciones de mecanización han sido
previstas adecuadamente y si las
herramientas estaban bien regladas, la
máquina-herramienta
obtiene
piezas
prácticamente idénticas y, por tanto, con
precisión constante.
25
En los talleres convencionales se admite
como normal un coeficiente de desecho
de 3 a 4% . para las máquinas con control
numérico este coeficiente es inferior a 1%.
1. Accionar el motor del eje Y hasta
alcanzar el punto A y a continuación el
motor del eje X hasta alcanzar el punto B
(fig.13a).
Se consigue, por tanto, un evidente
ahorro sobre todo si las piezas son
complejas.
2. Análogo al anterior, pero accionando
primero el motor del eje longitudinal y
después el del transversal (fig. 13b).
Estos dos modos de posicionamiento
reciben el nombre de posicionamiento
secuencial y se realiza normalmente a la
máxima velocidad que soporta la
máquina.
6. Flexibilidad. Basta cambiar el programapieza para que la máquina herramienta
fabrique otra pieza, siendo posible poseer
una gran biblioteca con programas. Estos
programas se pueden almacenar bien en
cinta
perforada
bien
en
medios
magnéticos: casettes o discos flexibles.
Hasta hace algunos años se distinguían
dos tipos fundamentales de control
numérico: los equipos de control
numérico de posicionamiento llamados
también punto a punto y los equipos de
contorneo.
Hoy día es más difícil hacer la misma
clasificación pero podemos conservarla a
fin de diferenciar los modos de
desplazamiento de los ejes de la máquina.
En lo relativo a los equipos propiamente
dichos, actualmente existen numerosos
equipos que tienen una estructura mixta.
Ciertos ajes son mandados en contorneos
y otros en posicionamiento.
Supongamos (Figura 12 )una pieza
colocad sobre la mesa y que en el punto A
se requiere realizar una perforación. Sea X
el eje longitudinal de la mesa e Y el eje
transversal; B representa la proyección del
eje útil sobre la mesa.
El problema de llevar A al punto B se
puede de las siguientes formas:
26
3. Accionar ambos motores a la vez y ala
misma velocidad. En este caso la
trayectoria seguida será una recta
inclinada 45º. Una vez llegado a la altura
del punto B, el motor del eje Y será
parado para continuar exclusivamente el
motor del eje X hasta llegar al punto B
(fig. 12c). Este tipo de posicionamiento
recibe el nombre de posicionamiento
simultáneo
(Punto a punto).
4. Accionamiento secuencial de los
motores pero realizando la aproximación a
un punto siempre en el mismo sentido
(fig.13d). este tipo de aproximación recibe
el nombre de aproximación unidireccional
y es utilizado exclusivamente en los
posicionamientos punto a punto.
En un sistema punto a punto, partiendo
de la información suministrada por el
programa y antes de iniciarse el
movimiento, el control determina el
camino total a recorrer. Posteriormente se
realiza
dicho
posicionamiento,
sin
importar en absoluto la trayectoria
recorrida, puesto que lo único que
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
importa es alcanzar con precisión y
rapidez el punto requerido (punto B).
Como
ya
hemos
dicho
este
posicionamiento puede ser secuencial o
simultáneo y se realiza normalmente a la
velocidad máxima que soporta la
máquina.
Esta es la razón de que muchos sistemas
punto a punto no se controla ni programa
la velocidad de avance ni la velocidad de
rotación del útil.
Figura 12. Tipos
punto a punto.
de
posicionamiento
la velocidad que permita la naturaleza del
material utilizado y el diámetro de la fresa
utilizada (programación de la velocidad de
avance).
Este tipo de fresado recibe el nombre de
fresado paraxial y los equipos que lo
realizan reciben el nombre de equipos
punto a punto paraxial. Su nombre
proviene del hecho de ser capaces de
realizar fresados según los ejes de la
máquina. Los sistemas punto a punto y
paraxial se usan principalmente en
taladradoras y punteadoras pudiendo
también ser usados para fresados
sencillos.
Supongamos de nuevo el ejemplo anterior
(trayecto del punto 0 al punto 1) y
supongamos que diseñamos una orden de
posicionamiento a la velocidad máxima.
En principio la trayectoria recorrida sería
una recta inclinada 45º. Si por alguna
razón hubiera una disminución transitoria
de la velocidad según algún eje, la
trayectoria dejaría de ser una recta.
Supongamos ahora que queremos realizar
el fresado de la figura 13. La primera
operación será pasar del punto 0 al punto
1 y se realiza de alguna de as formas antes
mencionadas (posicionamiento punto a
punto).
La segunda operación será desplazar la
fresa del punto 1 al punto 2. Ahora no
podrá ser cualquiera la trayectoria sino
que deberá ser una recta perfecta a lo
largo del eje Y y sin que pueda rebasar en
ningún caso el punto 2 puesto que de otra
forma la pieza sería destruida. Este
desplazamiento según el eje Y no podrá
realizarse con cualquier velocidad sino con
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Figura 13. Fresado Paraxial.
En el caso anterior ese resultado no
importaría demasiado puesto que nuestra
única intención era alcanzar el punto 1.
Sin embargo, si nuestra intención hubiera
27
sido realizar un fresado según una recta
de 45º, el resultado hubiera sido
catastrófico.
Este nefasto resultado se habría alcanzado
debido a que no existía sincronización
entre los motores que gobiernan los ejes
longitudinal y transversal. Por esta razón,
en estos sistemas la herramienta deberá
trabajar exclusivamente según trayectorias
a lo largo del eje X o del eje Y.
De todo lo anterior se deduce que siempre
que queramos realzar trayectorias que no
sean paraxiales (rectas según los ejes) es
necesario que el sistema de control posea
unas características especiales.
Los equipos que permiten generar curvas
reciben el nombre de contorneos. Los
sistemas de contorneo controlan no sólo
la posición final sino la posición
instantánea de los ejes de los cuales se
realiza la interpolación. En estos equipos
deberá existir una sincronización perfecta
entre los distintos ejes, controlándose por
tanto, la trayectoria real que debe seguir
la punta de la herramienta.
Con estos sistemas se pueden generar
recorridos, tales como rectas con cualquier
pendiente, arcos de circunferencia,
cónicas o cualquier otra curva definible
matemáticamente. Estos sistemas de
contorneo se utilizan en tornos, pero
sobre todo para fresados complejos. Por
último diremos que un equipo de control
numérico paraxial podrá efectuar los
trabajos que realiza un equipo punto por
punto y que un equipo de contorneo
podrá realizar los trabajos propios de los
equipos a punto y paraxial.
28
•
Principales
capacidades
programación.
de
Los movimientos Axiales del Torno CNC.
En este párrafo solo vamos a considerar la
programación básica en dos ejes de los
movimientos de la máquina cuando
estemos tratando con tornos CNC. Los ejes
de importancia son los ejes Z y X. El eje Z
está en la dirección del husillo. Z+ es el
movimiento que se efectúa alejándose del
husillo y de la pieza y Z- es el movimiento
hacia el husillo y hacia la pieza de trabajo.
El eje X controla los movimientos
cruzados. X+ esta en dirección contraria
de la línea de centro del husillo y X- es el
movimiento hacia la línea de centro del
husillo y hacia la pieza de trabajo (ver fig.
14).En algunas máquinas con cabezal
frontal programable el eje W es usado
para designar el movimiento de este
cabezal esto implica un tercer eje en esas
máquinas. Los centros de torneado más
complejos pueden tener hasta cuatro ejes.
Figura 14. Funcionamiento axial típico en
los tornos CNC.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Realizará un cuadro sinóptico de
la capacidad de mecanizado y
características de la maquina.
la cual un punto en la circunferencia de la
pieza trabajada pasa por la herramienta
de corte. Esto es expresado en pies por
minuto de la siguiente manera:
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia lógica.
™ Resolver problemas que involucren el
razonamiento lógico y matemático.
El alumno:
•
Determinará la forma en que se calcula
la capacidad de programación de un
torno
de
control
numérico
computarizado.
Donde:
D es el diámetro de la pieza trabajada.
En la tabla 1 se dan una serie de valores
para velocidades de corte empleando
herramientas de acero rápido. Estos
mismos valores pueden ser duplicados
cuando se estén empleando herramientas
de carburo.
Tabla 1. Relación aproximada de velocidad
de corte para herramientas de corte de
acceso rápido. La profundidad de corte se
estima entre 0.005 y 0.01 in.
RESULTADO DE APRENDIZAJE
1.2.
Elaborar una hoja de procesos del
maquinado de una pieza a partir de
las capacidades del torno elegido
para su fabricación en alta
producción.
Velocidad de avance.
1.2.1
Condiciones
para
el
maquinado
de
una
pieza
especifica.
•
Velocidad de
herramienta.
avance
de
la
Velocidad de corte.
La velocidad de avance es la proporción a
la cual la herramienta avanza a lo largo de
la pieza por cada revolución de esta
misma.
En la tabla 2 se muestran las velocidades
de avance recomendadas para el trabajo
con diversos materiales.
Tabla 2.
Para las operaciones en torno la velocidad
de avance se define como la proporción a
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
29
Nomenclatura de Herramientas.
Las herramientas de torneado deben tener
ángulos específicos en sus filos para
asegurar una larga y eficiente vida de
trabajo. Lo anterior se muestra el la Figura
17 en donde los componentes son como
sigue:
TNR: (tool nose radio) radio del filo, este
nos sirve para producir un acabado
superficial aceptable y alargar la vida de la
herramienta.
BR: ( back Rake) es el ángulo al cual está
inclinada la herramienta para poder
direccionar adecuadamente las rebabas
que surgen del corte. Este ángulo está
formado por la cara superior del inserto
de carburo y la línea principal de la
superficie del porte herramientas.
Figura 15.
Dirección y Ángulo de Corte para las
operaciones en el Torno.
Direcciones de avance.
Las herramientas de corte a la derecha
usualmente viajan de derecha a izquierda
en reversa normalmente se usan
herramientas izquierdas ver Figura 16.
SR: (side rake angle) este es el ángulo que
nos sirve para direccionar las virutas hacia
un lado de la herramienta y este ángulo se
encuentra formado por la cara superficial
del inserto y la superficie transversal del
cuerpo del portaherramientas.
SC: (side clearance angle) este es el ángulo
que permite que la parte lateral de la
herramienta no interfiera en el corte.
EC: (end clearance angle) este es el ángulo
que nos permite que el final de la
herramienta no interfiera en el corte.
SCEA: (side cutting edge angle) este es al
ángulo que nos ayuda a mejorar el corte
produciendo pequeñas virutas en la
operación de torneado.
Figura 16. Regulador de mano de banda.
30
ECEA: (end cutting edge angle) este
ángulo sirve para mantener un claro entre
la herramienta y la superficie de trabajo
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
durante una operación de corte interna o
externa.
Figura 18.
torneado.
Ángulos
de
corte
para
También se recomienda seleccionar porta
herramientas que tengan el mayor ángulo
lateral posible con respecto de la
superficie de trabajo, esto producirá
pequeñas virutas, bajas temperaturas de
corte y protegerá el filo de la herramienta
del excesivo desgaste.
•
Figura 17.
•
Profundidad de corte.
Como se había establecido anteriormente
los ángulos de corte ayudan a direccionar
las virutas, esos ángulos también ayuda a
proteger
a
la
herramienta
del
calentamiento excesivo y la acción
abrasiva en general en los ángulos
positivos de corte los esfuerzos de la
herramienta de corte tienden a decrecer y
en los ángulos negativos se incrementa la
fuerza de corte. En muchos casos los
portaherramientas deberían ser usados
para crear ángulos negativos de corte. Es
recomendable emplear ángulos de corte
positivos en los materiales más suaves y en
las partes delgadas ver Figura 18
Revoluciones del husillo.
A continuación se describen instrucciones
para la forma del trabajo del husillo.
M03 HUSILLO CONECTADO EN SENTIDO
HORARIO
Se conecta el husillo en sentido de giro
horario. El sentido de giro se observa
desde la base del husillo hacia el extremo
opuesto (extremo libre) de la pieza. La
velocidad de rotación está previamente
dada por el parámetro S (en G96 o G97).
M04 HUSILLO CONECTADO EN SENTIDO
ANTIHORARIO M05 PARO DEL HUSILLO
El husillo deja de girar.
M19 PARO EXACTO DEL HUSILLO
Con M19 se puede hacer que el husillo
pare en un punto exacto, que se introduce
bajo S (ángulo en grados). Los valores de S
van de 0 a 360. Esta función no está
habilitada.
Demostrará en forma individual
las
características
del
herramental utilizado en el
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
31
maquinado de piezas en torno
de CNC.
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia científico-teórica.
™ Aplicar los principios de velocidad
aplicados en el maquinado de piezas
por C. N. C.
El alumno:
• Observará un maquinado de una pieza
y dibujará a mano alzada la forma en
que interviene la velocidad de avance
de la herramienta con respecto a las
revoluciones del usillo explicando de
que manera afecta la velocidad en las
herramientas de corte.
Competencia lógica.
™ Resolver problemas que involucren el
razonamiento lógico y matemático.
El alumno:
• Realizará los cálculos necesarios para
Determinar cuales son las velocidades
de corte ideales para un maquinado de
Bronce, Aluminio, Latón y un acero
inoxidable en un torno de C. N. C.
1.2.2 Elaboración de la hoja de
procesos.
Los procesos de manufactura en CNC son
esencialmente idénticos en principios a los
métodos de manufactura convencional.
Convencionalmente
los
planos
son
elaborados por ingenieros de diseño los
32
cuales son entregados a los mecánicos,
entonces los mecánicos leen los planos y
mentalmente calculan los pasos de la
herramienta, las velocidades de corte, los
avances y el tiempo de maquinado. La
programación CNC es en mucho lo mismo
del maquinado convencional. El mecánico
tiene la responsabilidad de las operaciones
de maquinado sin emplear los controles
por vía manual si no que deberá
programar eficientemente el uso de esos
controles.
Esto no quiere decir que los mecánicos
tengan
que
ser
programadores
computacionales. En un principio las
máquinas CNC requerían especialistas en
programación
para
introducir
la
información en la máquina de la misma
manera que el mecánico ejecutaba la
operación de puesta a punto. Con los
códigos G y M de hoy los lenguajes de
programación para CNC no requieren
especialistas en computación.
Programación del proceso
auxiliado por computadora.
de
CNC
1. Desarrollo del modelo geométrico en
tres dimensiones usando el CAD.
2. Elección de las operaciones de
maquinado que se requieren para
producir la parte (algunas de estas
asistidas por computadora).
3. Elección del herramental que deberá ser
usado.
4. Correr el programa CAM para generar el
programa CNC incluyendo las hojas de
operaciones y los listados de herramientas.
5. Verificar y corregir el programa usando
un simulador virtual como el CNCez.
6. Bajar de la red los programas de la
parte para instalarlos en la máquina o
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
máquinas que lo requieran (en algunas
ocasiones pueden ser varias las máquinas
que van a ser usadas para fabricar la
parte).
7. Verificar los programas que han sido
instalados en las máquinas y efectuar las
correcciones que pudieran ser necesarias.
8. Correr el programa y producir la parte.
en el estándar EIA 267-C. Este estándar se
aplica normalmente a todas las máquinas
de control numérico.
•
Método
Conversacional
estandarizado).
Diseño.
EIA y ISO ESTANDARS
Dos estándares muy similares son
generalmente empleados en el mundo: El
ISO 6983 y el EIA RS274.
Algunos países podrán tener sus propios
estándares pero en su mayoría emplean el
ISO
(Internacional
Standardization
Organization) y el EIA (Electronic
Industries Association) los cuales han
desarrollado un estándar para control
numérico el cual usa instrucciones simples
de programación para programar las
máquinas herramienta en operaciones en
particular.
Por ejemplo siguiendo las siguientes líneas
de código nosotros podemos dar
instrucciones a una fresadora CNC para
que ejecute una línea o block número 100,
la herramienta cortará a partir del origen
relativo y a un avance de 20 in./ min. a lo
largo del eje X 1.25 in. Y en eje de las Y
1.75 in.
N95 G90 G20
N100 G01 X1.25 Y1.75 F20
La designación de los ejes en la máquina
herramienta y el sistema de coordenadas
están también estandarizados por el EIA
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Este estándar es igual y no menos
importante que el EIA RS274 que
concatena al CAD/CAM el cual sigue
similares estándares.
(no
Un método alternativo de programación
es usar el controlador conversacional de
CNC. Estos controladores generalmente no
siguen cualquier estándar son más
particulares y se supone que son más
fáciles de usar incluso se pretende que no
es necesario saber como programar y
solamente es necesario conocer como
responder a los controladores en la
pantalla.
Generalmente cuando las máquinas
producen partes simples puede ser usado
este sistema, sin embargo para piezas más
complejas puede que no funcione.
Por lo tanto algunas máquinas CNC
pueden ser programadas por ISO/EIA y por
el conversacional. Un aspecto que debe
ser tomado en cuenta es que además de
que
los
controladores
CNC
del
conversacional no están estandarizados,
otro punto importante a tomar en cuenta
es que su comunicación con el CAD/CAM
llega a ser más difícil.
En general podemos decir que una
máquina que no requiere soporte del
CAD/CAM es una máquina que va producir
partes simples y entonces puede ser
33
apropiada
para
conversacional.
•
el
controlador
Inclusión de los elementos.
1. Desarrollo del diseño de la pieza.
2. Elección de la máquina que va a
producir la parte.
3. Elección del herramental requerido.
4. Decisión de la secuencia de maquinado.
5. Elaboración de los cálculos para la
programación de las coordenadas.
6. Cálculo de las velocidades de corte y
avances requeridos para el herramentado
y el material que se va a trabajar.
7. Elaboración del programa del CNC.
8. Elaboración de las hojas de procesos y
los listados de herramientas.
9. Verificar la programación empleando
cualquiera de los dos; un simulador virtual
de CNCez o empleando la máquina actual.
10. Verificar el programa en la máquina
actual y efectuar las correcciones que
pudieran ser necesarias.
11. Correr el programa y producir una
parte en material de prueba.
•
Información de la hoja de
procesos para la programación
CNC y CAM.
Manejo de las herramientas en una
máquina CNC.
9 Asegúrese de la localización y buen
funcionamiento del botón de PARO DE
EMERGENCIA de la máquina antes de
prender y operar la máquina.
9 Haga una prueba de paro de
emergencia en la máquina antes de
iniciar el trabajo.
9 Limpie la grasa y el aceite de los
tableros y mantenga la máquina
siempre limpia.
34
9 Remueva las virutas con un cepillo de
alambre y con una herramienta “T”
para las ranuras. Nunca use aire a
presión para limpiar virutas.
9 Mantenga la máquina libre de
herramientas y materiales; para esto
emplee una mesa lateral auxiliar.
9 Tenga cuidado de no golpear los
controles del CNC.
9 Asegúrese de que las guardas de
seguridad sean corridas antes de iniciar
el trabajo.
9 No
toque
ninguna
parte
en
movimiento.
9 Una vez en operación no desatienda a
la máquina CNC.
9 Sujete
y
asegure
las
piezas
adecuadamente
usando
los
aditamentos correctos.
•
ISO 9000 y QS
certificación
del
maquinado.
9000 en la
proceso
de
Certificación del proceso de maquinado.
Prácticas de maquinado.
9 En caso de emergencia cuando la
máquina se encuentre en operación
oprima el botón de PARO DE
EMERGENCIA.
9 Antes de la operación de la máquina
asegúrese de que no existen obstáculos
en el recorrido de trabajo de la
máquina.
9 Verifique la posición mas alta y los
movimientos transversales de las
herramientas para evitar choques con
objetos periféricos:
9 Cuando la herramienta esta bajando en
un maquinado de superficie.
9 Cuando la herramienta esta ejecutando
una operación de corte.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
9 Cuando la herramienta se está
moviendo hacia un cambio de
posición.
9 Use las tablas de velocidades de corte y
avances que el fabricante recomienda.
9 Ajuste esos parámetros basándose en
las especificaciones de precisión,
calidad,
acabado,
desgaste
de
herramienta, control de virutas y
capacidad de la máquina para la parte
que se va a fabricar.
9 Efectúe un ciclo en vacío par verificar la
operación.
9 Cheque la pieza terminada para
verificar que este libre de rebabas.
9 Mantenga un flujo continuo de
refrigerante sobre las herramientas de
corte, cuando trabaje con fundición
gris o de acero.
9 Use menor cantidad de revoluciones
para el torneado de roscas que las que
normalmente se emplean par cualquier
otra operación de torneado.
9 Finalice el maquinado de un cono
interno en dirección del diámetro
mayor.
NOTA: Siempre consulte con el instructor
cuando no este familiarizado con alguna
operación.
•
Aspectos de higiene y seguridad
que debe contener la hoja de
procesos.
Para le protección de la persona siempre
será recomendable que el operador de la
máquina
siga
las
siguientes
recomendaciones:
9 Siempre usar gogles y peto de
seguridad.
9 Evitar el uso de ropa y accesorios
innecesarios
(corbatas,
cadenas,
guantes, relojes, anillos, etc.).
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
9 Cubrir el cabello cuando este sea largo
con alguna gorra apropiada.
9 Emplear las piernas y no la espalda
para cargar objetos pesados.
9 Evitar el contacto de refrigerantes y
fluidos de corte con la piel.
Cuando algún accidente se presente, se
debe notificar de inmediato al supervisor y
aplicar los primeros auxilios en caso de ser
posible.
Ambiente de trabajo.
9 Se debe mantener el piso limpio de
aceite y grasa.
9 Barrer las virutas del piso; estas pueden
producir resbalones.
9 Mantener los materiales y las
herramientas en su lugar.
Selección y manejo de las herramientas.
9 Asegúrese de que las herramientas
estén afiladas y en buena condición.
9 Asegúrese de que las herramientas
están limpias de aceite, grasa y mugre.
9 Transporte siempre las herramientas
con el filo hacia abajo.
9 Cuando sean afiladas las herramientas
de carburo o las cerámicas, hacerlo en
un área ventilada y nunca cerca de una
máquina CNC.
9 Para maquinados con insertos de
carburo o de cerámica, siempre elija los
más sólidos.
9 Elija los portainsertos más sólidos y
cortos posible.
9 Asegúrese siempre de que las
herramientas estén correctamente
colocadas y que estén firmemente
sujetas.
35
El alumno:
Investigará en forma grupal las
características
que
deben
reunir las hojas de procesos
realizadas en la industria
comparando los aspectos que
contienen contra la teoría
dando sus conclusiones.
•
Recopilar información de ISO y QS9000
analizando los apartados de cada
norma y aplicarlos en el taller de C. N.
C.
simulando
auditoria
para
certificación.
Discutirá en forma grupal la
importancia que tienen las
medidas de seguridad en la
hoja de procesos así como la
aplicación de las normas de
calidad dentro de las hojas de
proceso.
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia para la vida.
™ Aplicar los conocimientos adquiridos
en la elaboración de hojas
procesos en su vida cotidiana.
de
El alumno:
• Elegir una pieza determinada del
automóvil de casa y vera cuales son los
maquinados que lleva y si se pueden
realizar en un torno C.N.C. así mismo
realizará la hoja de procesos de dicha
pieza.
Competencia emprendedora.
™ Recopilar información de las normas
ISO y QS 9000.
36
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
PRÁCTICAS Y LISTAS DE COTEJO
de 1
Unidad
aprendizaje:
Práctica número:
Nombre
práctica:
Propósito
práctica:
de
de
1
la Visita el área de Ingeniería de Procesos de
una Empresa Industrial.
la Al finalizar la práctica, el alumno identificará las características y
requerimientos en la elaboración de una pieza mecánica mediante
las especificaciones del cliente para el maquinado de piezas en CNC.
Escenario:
1) Aula, 2) Empresa
Industrial.
Duración:
12 hrs.
Materiales
•
•
•
•
•
•
Tabla de campo.
Hojas de papel bond.
Lápiz.
Goma.
Copia
de
diversos
formatos de hojas de
proceso empleados para
la fabricación de una
pieza.
Hojas de datos técnicos.
Maquinaria y equipo
•
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Herramienta
De seguridad marcado
por la empresa.
37
Procedimiento
™ Realizar la practica con responsabilidad, limpieza, seguridad y trabajo en equipo.
­ Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
­ Utilizar la ropa y equipo de trabajo.
Para el desarrollo de esta práctica se recomienda formar grupos de 6 a 8 alumnos:
Escenario 1
1. Elegir una empresa manufacturera que opere con torno CNC.
Escenario 2
2. Acudir con el responsable del departamento de ingeniería de proceso.
3. Hacer un listado de los diferentes tipos de productos terminados.
4. Comentar con el responsable de las principales características y requerimientos para la
elaboración de un proceso eficiente para el maquinado de una pieza.
5. Tomar nota de los criterios empleados para la selección del material.
6. Tomar nota de los sistemas empleados para la preparación de la alimentación de un
torno CNC.
7. Tomar nota de los criterios empleados para la selección del torno a utilizar.
8. Tomar nota de las características de los herramentales de sujeción.
9. Tomar nota de las características de los herramentales de corte.
10. Tomar nota de las características de acabados.
11. Tomar nota de las características empleadas para la programación del CNC.
12. Realizar un reporte de la práctica que incluya lo siguiente:
• Comentarios sobre los procesos de fabricación en torno CNC.
• Observaciones.
• Conclusiones.
4 Dar tratamiento a los residuos recuperables.
1 Disponer de los desechos biológicos contaminados y materiales utilizados en los
contenedores o depósitos previstos para dicho fin de acuerdo con la NOM-087.
38
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Lista de cotejo de la práctica
número 1:
Visita al área de Ingeniería de Procesos de una
Empresa Industrial.
Nombre del alumno:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
observación del mismo.
Instrucciones:
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el
alumno durante su desempeño
Desarrollo
Sí
No
No
Aplica
­ Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la
práctica.
1. Tomó nota de los criterios empleados para la selección del
material.
2. Tomó nota de los sistemas empleados para la preparación de la
alimentación de un torno CNC.
3. Tomó nota de los criterios empleados para la selección del
torno a utilizar.
4. Tomó nota de las características de los herramentales de
sujeción.
5. Tomó nota de las características de los herramentales de corte.
6. Tomó nota de las características de acabados.
7. Tomó nota de las características.
8. Realizó un reporte de la práctica con los requerimientos
solicitados.
4 Separar los residuos recuperables
1 Dispuso de los desechos biológicos
contaminados y materiales
utilizados
Observaciones:
PSP:
Hora
inicio:
de
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Hora
de
término:
Evaluación:
39
de 1
Unidad
aprendizaje:
Práctica número:
Nombre
práctica:
Propósito
práctica:
de
de
2
la Elaboración de una hoja de procesos para
el mecanizado de partes.
la Al finalizar la práctica el alumno elaborará hojas de procesos de
acuerdo a la aplicación del lenguaje y especificaciones para el
maquinado de partes en CNC.
Escenario:
Aula.
Duración:
13 hrs.
Materiales
•
•
•
•
40
Maquinaria y equipo
Herramienta
Hoja de papel bond.
Lápiz.
Goma.
Diseño de una pieza para
maquinar en torno.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Procedimiento
™ Realizar la practica con responsabilidad, limpieza, seguridad y trabajo en equipo.
­ Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
­ Utilizar la ropa y equipo de trabajo.
Esta práctica deberá realizarse de forma individual.
1. Identificar los pasos del proceso.
2. Definir el tipo de material y su preparación.
3. Definir el tipo de acabado de la pieza.
4. Evaluar las tolerancias de la pieza contra la precisión del torno.
5. Determinar las condiciones de maquinado
6. Elaborar el Lay-Out del herramental.
7. Establecer el tiempo del ciclo de mecanizado.
8. Establecer las condiciones de seguridad e higiene.
9. Elaborar la hoja de procesos para la pieza dada.
10. Repetir esta práctica para piezas diferentes si el tiempo lo permite.
11. Elaborar un reporte de la práctica que incluya lo siguiente:
•
•
•
Sugerencias.
Observaciones.
Conclusiones.
4 Dar tratamiento a los residuos recuperables.
1 Disponer de los desechos biológicos contaminados
y materiales utilizados en los
contenedores o depósitos previstos para dicho fin de acuerdo con la NOM-087.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
41
Lista de cotejo de la práctica
número 2:
Elaboración de una hoja de procesos para el
mecanizado de partes.
Nombre del alumno:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
observación del mismo.
Instrucciones:
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el
alumno durante su desempeño
Si
Desarrollo
No
No
Aplica
­ Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la
práctica.
­ Utilizó la ropa y equipo de trabajo.
1. Realizó esta práctica en forma individual.
2. Identificó los pasos del proceso.
3. Definió el tipo de material y su preparación.
4. Definió el tipo de acabado de la pieza.
5. Evaluó las tolerancias de la pieza contra la precisión del torno.
6. Determinó las condiciones de maquinado.
7. Elaboró el Lay-Out del herramental.
8. Estableció el tiempo del ciclo de mecanizado.
9. Estableció las condiciones de seguridad e higiene.
10. Elaboró la hoja de procesos para la pieza dada.
11. Realizó un reporte de la práctica con los requerimientos
solicitados.
4 Separar los residuos recuperables.
1 Dispuso de los desechos biológicos
contaminados y materiales
utilizados.
Observaciones:
PSP:
Hora
inicio:
42
de
Hora
de
término:
Evaluación:
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
RESUMEN
En este capítulo se establecieron los
fundamentos
para
determinar
las
necesidades de maquinado de una pieza a
partir de los requerimientos del diseño
para su fabricación en torno CNC.
Se tuvo que realizar el análisis de la
información contenida en el diseño de la
parte, tales como los materiales, las
dimensiones, las tolerancias, los acabados,
los
tratamientos
térmicos
y
las
consideraciones del maquinado para
procesos posteriores.
Entre las necesidades del maquinado se
estudiaron los materiales, su calidad, su
preparación, el cálculo de piezas por
unidad de materia prima, así como el
cálculo del desperdicio.
De igual manera se estudiaron las
características de la máquina, tales como
su capacidad, sus características de
Control Numérico y sus capacidades de
programación.
tomando como base la capacidad del
torno elegido para la fabricación en alta
producción.
Antes de elaborar la hoja de procesos se
estudiaron, por un lado el herramental de
sujeción, de soporte y posicionamiento, el
de corte estándar, de corte especial, de
medición para alta producción y el LayOut de éste.
Entre las condiciones del maquinado de
una pieza específica, se consideraron, la
velocidad de avance de la herramienta, la
profundidad de corte y las revoluciones
del husillo.
Por último, se diseñó la hoja de procesos
con todos los elementos, con la
información relativa a los procesos para la
programación CNC y CAM, las normas
ISO-9000 y QS-9000 para la certificación
del proceso de maquinado y los aspectos
de seguridad e higiene correspondientes.
En el segundo tema de este capítulo se
determinó la forma de elaborar una hoja
de procesos del maquinado de una pieza,
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
43
AUTOEVALUACIÓN DE CONOCIMIENTOS
1.
¿Cuáles son las condiciones que se deben tomar en cuenta para el
maquinado de una pieza en torno con CNC?
2.
¿Qué tipos de herramental se emplean en un torno con CNC?
3.
¿Cuáles son los elementos que se emplean en un torno con CNC?
44
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
PROGRAMAR LA FABRICACIÓN DE PARTES METÁLICAS EN TORNO
ASISTIDO POR CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO.
Al finalizar el capitulo, el alumno programará la unidad de CNC de un
torno de alta producción de acuerdo con la aplicación del lenguaje de la
programación y especificaciones de la pieza para la fabricación de piezas
en CNC.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
45
MAPA CURRICULAR DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE
MAQUINADO DE PIEZAS EN
TORNO CONTROL NUMERICO
COMPUTARIZADO.
144 HRS.
Módulo
Unidad de
Aprendizaje
1. Diseñar el proceso
para fabricar partes
metálicas en torno
asistido por control
numérico
computarizado.
34 Hrs.
Resultados
de
Aprendizaje
2.
Programar
la
fabricación de partes
metálicas en torno
asistido por control
numérico
computarizado
110 Hrs.
2.1
Controlar
los
movimientos del torno
C. N. C. mediante sus
dispositivos de control y
las
unidades
de
adquisición de datos de
entrada y salida para
programar el proceso
de manufactura de una
pieza.
30 Hrs.
2.2. Programar un torno
de C. N. C. por medio
de
sistemas
de
coordenadas, unidades
de
adquisición,
y
lenguaje
de
programación para la
fabricación
de
una
pieza.
30 Hrs.
2.3. Elaboración de
partes en torno C. N. C.
programando
la
secuencia del proceso y
usando el herramental
apropiado para lograr la
calidad en dimensiones
y acabado que el diseño
indique.
50 Hrs.
46
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
SUMARIO
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
Nombre y Formulas de los Compuestos
Inorgánicos
Iones Monoatómicos Positivos y
Negativos
Iones Poliatómicos
Compuestos Iónicos
Ventajas y desventajas del uso del CNC.
Productividad del CNC.
Características
de
las
máquinas
operables con CNC.
Planeación para el uso del sistema
CNC.
Características del operador de un
torno CNC.
Características de un programador de
CNC.
Elementos de un programa de CNC.
Dispositivos
de
registro
y
acumuladores de memoria.
Display de lectura de los valores de las
coordenadas.
Sistemas de retroalimentación.
Sistemas de control numérico.
Unidad de entrada salida de datos.
Unidad interna de entrada y salida de
datos.
Unidad de cálculos y de enlace con los
elementos mecánicos
Control numérico para Máquinas
herramienta.
Programación manual.
Sistema de coordenadas cartesianas.
Tipos de control en dos ejes.
Control del eje “Z”.
Control de cuatro y cinco posiciones.
Sistemas de incremento.
Sistema absoluto.
Sistema de fijación a cero.
Computadoras para CNC.
Lenguajes de programación para CNC.
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
Programación
automática
del
Herramental APT.
Adaptación del APT.
Programación
automática
del
maquinado (Auto-Map).
Programación Compact II.
Programación general de un proceso
APT.
Manejo de los ejes de un torno CNC.
Operaciones con diámetro interior y
diámetro exterior.
Proporciones en el avance.
Velocidad del Husillo.
Formato de la información.
Interpolación lineal.
Interpolación circular.
Roscado.
Consideraciones del empleo del
herramental.
Herramientas de corte usadas en el
torno CNC
Herramientas
de
ranurado
y
barrenado.
Herramental de corte especial.
Herramental de sujeción
Aditamentos de avance automático.
Verificación de primeras partes
Dimensional.
Acabado superficial.
RESULTADO DE APRENDIZAJE
Controlar los movimientos del
torno
CNC
mediante
sus
dispositivos de control y las
unidades de adquisición de datos
de entrada y salida para programar
el proceso de manufactura de una
pieza.
2.1.
2.1.1
Características de
Sistema C. N. C.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
un
47
El control numérico ha sido empleado en
la industria por alrededor de 40 años. Un
simple control numérico es un método de
operación automática para una máquina
basado en un código de letras, números y
caracteres especiales. Un sistema de
instrucciones codificadas para ejecutar
una operación es llamado un programa. El
programa es transmitido por medio de las
correspondientes señales eléctricas para
activar los motores que mueven a la
máquina. Las máquinas de control
numérico pueden ser programadas
manualmente, si se usa una computadora
para crear un programa, el proceso es
conocido como programación asistida por
computadora. El acceso empleado en este
texto será en forma de programación
manual.
Máquina CN: responde a las señales
programadas por el controlador y de
acuerdo a estas la máquina ejecuta los
movimientos
requeridos
para
manufacturar la parte (encendido o
apagado de la rotación del husillo,
movimiento de la mesa o el husillo de
acuerdo a la programación en las
diferentes direcciones de los ejes, etc.) ver
figura 1.
Tradicionalmente los sistemas de control
numérico están compuestos de los
siguientes componentes:
Perforadora: convierte las instrucciones
escritas a un correspondiente patrón
perforado. El patrón de perforaciones es
perforado a lo largo de la cinta la cual
pasa a través de este dispositivo, muchas
unidades antiguas usan un dispositivo de
tecleado conocido como Flexowriter, los
nuevos
dispositivos
incluyen
una
microcomputadora que se acopla a la
unidad de perforado de cinta.
Lectora: la lectora lee el patrón de
perforaciones de la cinta y lo convierte a
un código de señales eléctricas.
Controlador: recibe el código de señales
eléctricas de la lectora de cinta y
subsecuentemente hace que la máquina
de control numérico responda.
48
Figura 1.Componentes de un sistema
tradicional CN.
Los sistemas de control numérico ofrecen
las siguientes ventajas sobre los métodos
manuales de producción:
1. Mejor control del movimiento de las
herramientas n bajo óptimas condiciones
de corte.
2. Mejoran la calidad de la parte como así
mismo su repetibilidad.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
3. Reducen los costos de herramentado, el
desgaste de herramientas y el tiempo de
puesta a punto de la máquina.
4. Reduce el tiempo de la manufactura de
las partes
5. Se reduce el porcentaje de desperdicio.
6. Se mejora la planeación y distribución
de las operaciones de maquinado por
medio de la ingeniería.
Ya vistas cada una de las ventajas del C. N.
es conveniente definir que es el control
numérico
computarizado
y
sus
componentes.
Una máquina de control numérico
computarizado (CNC) es una máquina de
control numérico a la cual se le ha
agregado la característica de tener una
computadora.
Esta
computadora
es
conocida
comúnmente como la unidad de control
de la máquina o MCU (Machine Control
Unit). Las unidades de control para las
máquinas
de
control
numérico
normalmente
usan
dispositivos
electromagnéticos, esto significa que las
funciones de la máquina son controladas
por elementos físico-electrónicos los
cuales están contenidos en el controlador.
Por otro lado la computadora emplea un
software de tal forma que las funciones de
la máquina se encuentran codificadas
dentro de la computadora en el momento
de la manufactura. La ventaja es que estas
no se borrarán cuando la máquina CNC
sea apagada. La memoria de la
computadora
que
mantiene
dicha
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
información es conocida como ROM (read
only memory). El MCU usualmente tiene
un teclado alfanumérico para adquirir la
información
directa
o
manual
o
programas de partes. Tales programas
son almacenados en la memoria RAM
(random
access
memory)
de
la
computadora. Estos programas pueden
ser repasados editados y procesados por
el control.
Todos los programas que se encuentran
en RAM se pierden cuando la máquina
CNC es apagada, esos programas pueden
ser salvados en algún dispositivo auxiliar
de almacenamiento como puede ser cinta
perforada, cintas magnéticas, o discos
magnéticos. Las más recientes unidades
MCU tienen pantallas gráficas la cuales no
solo pueden mostrar el programa CNC
sino que también se pueden apreciar
también
los
recorridos
de
las
herramientas y los errores generados en el
programa.
Los componentes encontrados en casi
todos los sistemas CNC se muestran en la
ver figura 2.
- Unidad de control de la máquina:
genera,
almacena
y
procesa
los
programas CNC, esta unidad contiene
también el control de movimiento de la
máquina en forma de un programa de
software ejecutable ver figura 3.
- Máquina CN: responde a las señales
programadas por la unidad de control de
maquina y manufactura de parte.
49
Fig. 2. Componentes de un sistema CNC
ofrecidas por otras máquinas CN; estas
son algunas de ellas:
1. Reducción de dispositivos que se tienen
que agregar a l funcionamiento de la
máquina. Las nuevas funciones pueden ser
programadas en el MCU como un
software.
2. Los programas CNC pueden ser escritos,
almacenados y ejecutados directamente
en la máquina CNC.
Figura 3. Unidad de control de máquina
(MCU).
•
Ventajas y desventajas del uso del
CNC.
El control numérico computarizado ha
abierto nuevas posibilidades y ventajas no
50
3. Cualquier parte adquirida de un
programa CNC puede ser mostrado y
editado, y el movimiento de las
herramientas pueden ser electrónicamente
mostrados.
4. Muchos y muy diferentes programas de
NC pueden ser almacenados en el MCU.
5. Muchas máquinas CNC pueden ser
conectadas entre sí a una computadora
principal. Los programas pueden ser
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
cargados en la computadora principal y
posteriormente bajados a cualquier
máquina CNC conectada en la red, esto es
conocido como control numérico directo o
de NC (ver figura 4).
Figura 5. Control numérico distributivo.
•
Productividad del CNC.
Requerimientos especiales para el uso del
c. n. c.
Las máquinas de control numérico
computarizado
pueden
aumentar
dramáticamente la productividad. El
manejo del CNC como sea puede solo
asegurar tales ganancias por medio del
direccionamiento de algunos puntos
críticos, entre estos se encuentran:
1. Se debe asignar el suficiente capital
para comprar un equipo de CNC de buena
calidad.
Figura 4. Control numérico directo.
6. Muchos sistemas de NC pueden
también ser conectados a una red para
formar un gran sistema de control
numérico distributivo (ver figura 5).
2. El equipo de CNC debe ser mantenido
regularmente, esto puede ser logrado
obteniendo un contrato de servicio total ó
en parcial con un proveedor técnico.
3. El personal debe ser minuciosamente
capacitado en la puesta a punto y
operación de las máquinas CNC.
4. La planeación de la producción debe ser
cuidadosamente estudiada, esto es debido
a que el costo por hora de operación de la
máquina CNC es usualmente mucho más
alto que el costo de operación de las
máquinas convencionales.
•
Características de las máquinas
operables con CNC.
Centros de maquinado y centros de
torneado c. n. c.
Los centros de maquinado son el ultimo
desarrollo en la tecnología del CNC, estos
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
51
sistemas
vienen
equipados
con
intercambiadores
automáticos
de
herramientas los cuales tienen la
capacidad de cambiar hasta 90 o mas
herramientas.
figura 8 se muestra un moderno centro de
torneado.
Muchos de ellos están equipados con
contenedores
rectangulares
movibles
llamados pallets.
Estos contenedores son empleados para
cargar y descargar automáticamente las
piezas.
Con una simple puesta a punto los centros
de
maquinado
pueden
efectuar
operaciones
tales
como
fresado,
barrenado, conizado, abocardado y
muchas otras mas.
Adicionalmente los centros de maquinado
pueden utilizar diversos cabezales para
ejecutar diversas tareas en muchas
diferentes caras de la parte y ángulos
específicos.
Figura 6. Centro de maquinado con husillo
vertical.
Los centros de maquinado reducen los
tiempos de producción y los costos debido
a que reducen la necesidad de mover la
parte de una máquina a otra.
Dos tipos de centro de maquinado se
muestran en las figuras 6 y 7
Los centros de torneado con la capacidad
de aceptar cambiadores de herramienta
también dan una fuerte apariencia en los
modernos centros de producción.
Esas máquinas CNC son capaces de
ejecutar muchos diferentes tipos de
operaciones de corte simultáneamente en
una parte que se encuentre girando, en la
52
Figura7. Centro de maquinado con husillo
horizontal, cambiador automático de
herramienta y dos pallets de intercambio.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Figura 8. Centro de torneado CNC
Otros tipos de equipo c. n. c.
Además de los centros de maquinado y de
los centros de torneado la tecnología CNC
también se ha aplicado a muchos otros
tipos de equipos de manufactura, entre
estos se encuentran las máquinas
electroerosionadoras por filamento (wire
EDM) y las máquinas de corte por láser.
Las
máquinas
electroerosionadoras
utilizan un alambre delgado (0.0008 a
0.012 in.) como electrodo; este alambre
está guiado por dos rodillos y corta la
parte como una sierra de cinta, el material
es removido por la erosión causada por
una chispa que se mueve horizontalmente
con el alambre; el CNC es empleado para
controlar los movimientos horizontales de
la mesa.
Estas máquinas son muy usadas para
producir insertos de moldes, dados de
extrusión y herramientas de forma ver
figura 9.
Figura 9. Máquina electroerosionadora
por filamento controlada por CNC.
Las máquinas CNC de corte láser utilizan
un intenso rayo concentrado de luz láser
para cortar la parte, el material bajo el
rayo láser desaparece rápidamente bajo la
alta temperatura y es vaporizado, si el
poder del rayo es suficiente es te puede
penetrar a través del material, debido a
que
no
hay
fuerzas
mecánicas
involucradas las partes cortadas con láser
sufren una mínima distorsión, estas
máquinas han sido muy efectivas en el
barreado de ranuras y agujeros ver figura
10.
Figura 10. Maquinado corta láser por CNC.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
53
Unidades de entrada y almacenamiento
c. n. c.
En
las
unidades
de
entrada
y
almacenamiento c. n. c.
La información necesaria para ejecutar las
operaciones CNC puede ser introducida
manualmente en la unidad de control,
esto es un largo e ineficiente proceso, la
máquina también esta preparada para
elaborar las partes cuando esto ha sido
hecho. Por lo tanto algunos dispositivos
para almacenamiento y carga de
programas han sido desarrollados en los
cuales los programas se elaboran con la
ayuda de una micro computadora o un
servidor. Estos son mostrados en la figura
11.
de Mylar es mucho más cara pero es muy
durable. Esta se sigue empleando aun en
las
industrias
manufactureras
para
almacenar
información
cono
cinta
maestra.
Diferentes tipos de máquinas perforadoras
son usadas para trasladar las instrucciones
del programa para un trabajo en el patrón
correspondiente de perforado en la cinta.
El patrón de perforado es usualmente
leído por una lectora de luz fotoeléctrica;
también ha sido usado para este fin otros
métodos electrónicos y mecánicos (ver
figura 12).
Figura 12. Equipo de perforación de cinta.
Figura 11. Equipo
almacenamiento.
de
entrada
y
Cinta perforada.
Esta cinta perforada de una pulgada de
ancho puede estar hecha de papel o de
Mylar (el Mylar es un plástico duro y
resistente) o de un laminado de Mylar y
aluminio. La cinta de papel es la más
económica, esta está tratada para resistir
agua y aceite y es la más popular. La cinta
54
Cinta magnética.
Esta viene usualmente en forma de
cassette utilizando cinta de ¼ in de ancho.
El programa es almacenado en forma de
un patrón magnético en la cinta, un lector
de cinta lee el patrón y lo convierte al
correspondiente código eléctrico; la
información es recuperada avanzando o
retrocediendo la cinta de manera
secuencial, el mejoramiento en la
protección de la cinta ha incrementado su
uso un poco más.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Diskettes y disk packs.
Estos dispositivos son de forma circula y
almacenan programas en forma de un
patrón magnético. Ellos están hechos para
girar cuando se esta operando y pueda ser
leído por cabezas grabadoras en la unidad
del disco. Los diskettes son también
conocidos como floppy disks. (Discos
suaves) los cuales han llegado a ser el
método más popular de entrada y
almacenamiento, ellos son usados con
microcomputadoras y estaciones de
trabajo (ver fig. 13).
•
Planeación para el uso del sistema
CNC.
Un sistema no es u simplemente una
computadora o una red de computadoras
con su equipo periférico es también un
administrador de procesos que ha sido
automatizado
por
el
uso
de
computadoras. Muchas de las tareas
involucradas en la administración de
operaciones pueden ser hechas por o con
el
soporte
computarizado.
La
administración de procesos involucra el
procesamiento y la comunicación en tres
tipos de información de manufactura:
técnica, logística y administrativa. En este
caso vamos a describir el mayo sistema de
administración usado en manufactura
para manejar esos tipos de información.
Los disk packs son usados para DNC con
servidores de cómputo remotos, la
capacidad de almacenamiento de un disco
es mucho mayor que la capacidad de
almacenamiento de la cinta.
El sistema técnico de información incluya
la generación de planes de proceso y
programas CN a partir de la información
del diseño. Los sistemas logísticos de
información están relacionados con la
planeación y programación de la
producción. Ellos pueden limitar a la
producción y al control de materiales o
cubrir el alcance entero de los recursos
planeando los procesos. Los sistemas de
información administrativa incluyen una
variedad de funciones de soporte. Muchos
de ellos relativos a evaluación del
desempeño de manufactura tales como
calidad, desempeño equipamiento, y
costo de la información.
El disco es un medio de acceso aleatorio,
esto significa que cualquier información
en cualquier posición del disco puede ser
encontrada
y
recuperada
casi
instantáneamente.
Las computadoras pueden también ser
usadas para diseñar la arquitectura de una
línea
de
manufactura,
ambos
la
distribución física de las herramientas y el
flujo de los materiales y el producto.
Figura. 13. Dispositivo para leer
almacenar información de diskettes.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
y
55
Además las computadoras pueden ser una
valiosa herramienta para ayudar a
administrar la optimización de las
operaciones en manufactura. Este puede
incluir balanceo de línea, reducción de
inventario, mejoramiento del ciclo del
tiempo o usar técnicas estadísticas para el
control de proceso.
La planeación técnica del proceso.
La principal tarea de la planeación técnica
para manufacturar es convertir la
información del diseño en información
que pueda ser usada para manufacturar el
producto. Este proceso normalmente
involucra una secuencia de pasos los
cuales empiezan con el diseño del
producto y terminan con la programación
de instrucciones que controlan la
operación del equipo de manufactura (ver
figura 14)
Figura
14.secuencias
de
pasos
programación de instrucciones.
y
Planeación técnica del proceso.
La técnica de la planeación de procesos es
la unión entre el desarrollo y la
manufactura organizados. La información
del diseño del producto es la primera
fuente de información técnica que
manufactura emplea para determinar
como hacer el producto final. Este diseño
o información de ingeniería normalmente
incluye información acerca del producto y
sus partes tal como:
56
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
9 Listas de materiales (listados completos
de las partes que componen el
producto final).
9 Geometría las formas físicas del
producto y sus partes.
o Dimensiones.
o Tolerancias.
o Materiales.
9 Requerimientos especiales (acabados
superficiales o tratamientos térmicos).
Normalmente toda esta información está
contenida e un dibujo de ingeniería el cual
ingeniería de manufactura emplea para
obtener la información que ellos necesitan
para planear los procesos de manufactura.
En la actualidad esta información es a
menudo encontrada en una computadora
dentro del sistema CAD (computer arded
design), esto puede ser almacenado en
forma de diseños de ingeniería o puede
ser incorporado a una computadora como
diseño del producto.
Manufactura usa un sistema para extraer
la información y para procesar esta
información es necesario adema planear y
operar los procesos de manufactura.
El primer paso de la planeación técnica de
procesos es llamado “planeación de
procesos» ingeniería de manufactura o
planeación
de
procesos
usan
la
información del diseño el cual describe al
producto para seleccionar los procesos y
las máquinas que pueden ser usadas para
fabricar y ensamblar las partes. El
planeador trabaja en los detalles de las
herramientas específicas y de los
dispositivos que van a ser requeridos para
controlar los parámetros críticos dentro de
la operación de la máquina.
El resultado final de esta actividad
normalmente toma la forma de un
“ruteo” de manufactura, este describe
enteramente y en detalle los procesos de
manufactura, incluyendo la secuencia de
operaciones y el establecimiento y control
de los límites en cada herramienta. El
siguiente paso es la programación CN; las
actividades de programación involucran la
definición de procesos y parámetros y el
desarrollo específico de instrucciones para
todo el equipo de manufactura controlado
por computadora.
El resultado es un conjunto de programas
computarizados que serán usados para
operar
las
herramientas.
En
las
operaciones de maquinado este paso
involucra la programación del CN para las
partes. En otros tipos de procesos de
manufactura el tipo de información puede
diferir pero la función es básicamente la
misma en la manufactura de productos
eléctricos o electrónicos se deben
desarrollar programa de prueba en la
misma forma.
Discutirá en forma grupal
sobre
las
ventajas
y
desventajas del uso del CNC.
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia tecnológica.
™ Identificar los avances tecnológicos en
los sistemas de C. N. C.
El alumno:
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
57
•
Investigará en internet o en manuales
cuales son los avances que se tienen en
cuanto a sistemas de C. N. C.
Competencia científico-teórica.
™ Identificar
la aplicación de
conceptos
matemáticos
en
maquinas operables de C. N. C.
El alumno:
•
En el maquinado de una pieza en un
torno de C. N. C. identificar en donde
intervienen los algoritmos.
2.1.2
•
los
las
Principio del
funcionamiento de un
CNC.
Conocimientos del
operación CNC.
Mantenimiento
y
Conocimientos generales de programación
y computadores personales.
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
máquinas simultáneamente.
varias
Mejora el ambiente de trabajo.
No se requiere de una gran experiencia.
El programa tiene el control de los
parámetros de corte.
Características del operador de un
torno CNC.
El operador de CNC deberá tener
conocimientos en geometría, álgebra y
trigonometría.
Deberá conocer sobre la selección y diseño
de la Herramienta 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.
Dominar los métodos de sujeción.
Uso de medidores y conocimientos de
metrología.
Un operador experto en MHCN debe
conocer sus prestaciones y los límites
dentro de los que opera. No es suficiente
con amarrar la pieza y manipular el
armario de control. Para obtener los
resultados óptimos en programación CN
se debe de planificar toda la secuencia de
operaciones anticipadamente.
Interpretación de Planos.
•
Conocimientos de la estructura de la
máquina CNC.
Conocimientos
del
proceso
transformación mecánica.
de
Conocimientos de la programación CNC.
58
Características
de
programador de CNC.
un
El
programador
de
CNC
deberá
básicamente cumplir al 100% con los
puntos del párrafo anterior con la
salvedad de que además de todo eso
deberá conocer los lenguajes básicos de
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
programación de máquinas de control
numérico que veremos más adelante.
•
Elementos de un programa de
CNC.
Las aplicaciones de alta velocidad en
máquina herramienta exigen un nivel
mínimo de prestaciones a los CNC’s que
gestionan el proceso de mecanizado, de
modo que sean capaces de controlar las
altas velocidades y aceleraciones de los
ejes con el nivel de precisión requerido.
El procesamiento de los datos en el CNC
comienza por el intérprete del programa,
el cual descifra el programa escrito en
formato ISO de manera que pueda ser
asimilado por sistema de control y
ejecutado en el interpolador. Pero antes
de que los datos lleguen al interpolador es
necesario
realizar
una
serie
de
transformaciones como compensación de
la geometría de la herramienta, escalado,
rotación, cinemática de la máquina, etc.
Después, el interpolador actúa enviando a
los servos las consignas adecuadas.
En aplicaciones de contorneado, la forma
más habitual de especificar las trayectorias
que debe seguir la herramienta está
basada en la generación de una sucesión
de puntos entre los cuales se realizan
interpolaciones lineales.
Cuanta más precisión se exige, mayor es el
número de puntos, y el hecho de tener
que procesar toda esa cantidad de
información con precisión y a gran
velocidad impone la adopción de
soluciones específicas en los controles
numéricos para alta velocidad.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
El CNC tiene que ser capaz de realizar las
operaciones manteniendo los diferentes
errores que se producen dentro de las
tolerancias establecidas. Para el trabajo en
alta velocidad, las exigencias son, como
cabe esperar, más severas debido sobre
todo a los altos valores de avance que se
requieren.
En los siguientes puntos se analizan las
prestaciones que puede disponer un CNC
para trabajar en alta velocidad.
•
Dispositivos
de
registro
acumuladores de memoria.
y
Muchos de los actuales programas
generados por los paquetes CAM para el
mecanizado de piezas en 3D, ocupan
varios megas de memoria debido a la
necesidad de mantener el error cordal a
un valor bajo.
Los actuales CNCs están, cada vez más,
basados en arquitecturas PC, las cuales
proporcionan
discos
duros
con
capacidades de almacenamiento de gigas,
por lo que el problema del espacio que
existía antiguamente ya no es tal. Además,
la conexión a red de los CNCs proporciona
todas las ventajas añadidas que supone
una conexión de este tipo en cuanto a la
transmisión y utilización de cualquier tipo
de información.
Los fabricantes de CNC’s actuales están
apostando cada vez más por los
denominados controles abiertos, los
cuales
básicamente
aprovechan
la
arquitectura PC para permitir al usuario
implementar funciones propias, poniendo
a su alcance muchos recursos internos del
control.
59
La utilización de la arquitectura PC y el
software estándar en dichos sistemas abre
enormemente las posibilidades de los
CNCs actuales. De esta manera, todo el
hardware y software que ha sido
desarrollado para el entorno PC puede
ahora ser utilizado directamente en los
CNCs. Por tanto, la integración con
periféricos, adquisición de datos, etc. se
solucionan fácilmente con sistemas
comerciales de terceros fabricantes,
diferentes de los fabricantes de CNCs.
•
Display de lectura de los valores
de las coordenadas.
El corazón de un sistema CNC es un
ordenador que se encarga de realizar
todos los cálculos necesarios y de las
conexiones lógicas.
Tendiendo a que el sistema CNC es el
puente de unión entre el operador y la
máquina-herramienta se necesitan dos
interfaces (traductores):
La interfaz del operador formado por el
panel de control y varios a él conectados
relacionados
generalmente
con
dispositivos
de
periféricos
almacenamiento
(lectoras
de
cinta
perforada, casete, disqueteras, etc) o
impresión de la información.
La interfaz de control de la máquinaherramienta que esta subdividido en
múltiples conexiones de control y que
afectan los actuadores de ejes, del husillo
principal, etc. hasta llegar al sistema
auxiliar de alimentación de energía.
60
El aspecto externo del panel de control de
las MHCN puede variar considerablemente
en función del fabricante, no obstante, los
componentes que en él aparecen se
pueden agrupar de forma genérica en:
Monitor: que incluye una pantalla CRT o
un panel de texto (en desuso) así como un
conjunto de diales analógicos o digitales,
chivatos e indicadores.
Mandos para el control máquina: Estos
permiten el gobierno manual o directo de
la MHCN en actividades análogas a las
ejecutadas
con
una
convencional
mediante manivelas, interruptores, etc.
Estos controles pueden ser empleados de
forma alternativa durante las operaciones
programadas
para
modificar
puntualmente el proceso.
Controles para la programación:
Generalmente se presentan como teclados
para la edición textual de programas y
datos almacenados. Presentan caracteres
alfabéticos, números e iconos o símbolos
de las funciones que ejecutan.
Para garantizar el funcionamiento correcto
de la MHCN y la aceptación de las
instrucciones por el ordenador, el panel de
control presenta un conmutador del modo
de operación.
Los modos de operación posibles son:
9
9
9
9
Programación (edición y gestión).
Modificación datos herramienta.
Gobierno manual.
Funcionamiento automático.
La selección de los modos se lleva a cabo
mediante un dial rotativo o con una
botonera siendo sencillo el cambio de uno
a otro.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Cuando
un
modo
está
activado
generalmente se constata por una señal
luminosa en el panel o por el un mensaje
de aviso en la pantalla.
Existen cinco formas de automatizar en la
industria moderna, de modo que se
deberá analizar cada situación a fin de
decidir correctamente el esquema más
adecuado.
La pantalla de datos y los indicadores de
un sistema CNC pueden desempeñar las
siguientes funciones:
Los tipos de automatización son:
Programación: Muestran el texto de los
programas CN (actuando como un editor
sencillo) y el listado de nombres de
aquellos que están almacenados en la
memoria del ordenador.
El Procesamiento Electrónico de Datos.
Herramientas: Presentan la configuración
(dimensiones y correctores) de un
conjunto de herramientas almacenadas en
memoria.
La Automatización Flexible.
En algunos casos puede aparecer también
el tiempo de uso remanente (vida
esperada).
Datos
máquina:
Muestran
algunos
parámetros esenciales como, la velocidad
máxima del cabezal y de los avances.
Mecanizado: Es habitual presentar de
forma continua las coordenadas de la
posición actual de la herramienta activa y
los datos cinemáticos en uso (velocidad de
giro y avances) así como otras variables de
status.
Funciones auxiliares: Como por ejemplo la
representación gráfica de la pieza y de las
operaciones
de
mecanizado
y
herramientas.
•
Sistemas de retroalimentación.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Control Automático de Procesos.
La Automatización Fija.
El Control Numérico Computarizado.
El Control Automático de Procesos, se
refiere usualmente al manejo de procesos
caracterizados de diversos tipos de
cambios
(generalmente
químicos
y
físicos); un ejemplo de esto lo podría ser el
proceso de refinación de petróleo.
El
Proceso
Electrónico
de
Datos
frecuentemente es relacionado con los
sistemas de información, centros de
cómputo, etc. Sin embargo en la
actualidad también se considera dentro de
esto la obtención, análisis y registros de
datos
a
través
de
interfaces
y
computadores.
La Automatización Fija, es aquella
asociada al empleo de sistemas lógicos
tales como:
Los sistemas de relevadores y compuertas
lógicas; sin embargo estos sistemas se han
ido flexibilizando al introducir algunos
elementos de programación como en el
caso de los (PLC’S) O Controladores
Lógicos Programables.
61
Un mayor nivel de flexibilidad lo poseen
las máquinas de control numérico
computarizado. Este tipo de control se ha
aplicado con éxito a Máquinas de
Herramientas de Control Numérico
(MHCN). Entre las MHCN podemos
mencionar:
Fresadoras CNC.
Tornos CNC.
Máquinas de Electroerosionado.
Máquinas de Corte por Hilo, etc.
El mayor grado de flexibilidad en cuanto a
automatización se refiere es el de los
Robots industriales que en forma más
genérica se les denomina como «Celdas de
Manufactura Flexible».
•
Sistemas de control numérico.
Desde los orígenes del control numérico
todos los esfuerzos se han encaminado a
incrementar la productividad, precisión,
rapidez y flexibilidad de las máquinasherramienta.
Su uso ha permitido la mecanización de
piezas muy complejas, especialmente en la
industria aeronáutica, que difícilmente se
hubieran podido fabricar de forma
manual.
La utilización de sistemas de control
abiertos aportará considerables beneficios,
no sólo a los fabricantes de control y
fabricantes de máquina-herramienta, sino
también al usuario final.
62
Permitirá la integración de módulos
propios, dando así a una empresa la
posibilidad de implementar, por ejemplo,
su sistema de programación específico
tanto a pie de máquina como en el
departamento de programación. Al
basarse en estándares, la integración en
un entorno CIM será fácil y económica.
También se obtendrán una reducción del
tiempo de desarrollo y un incremento de
la flexibilidad en la adaptación de los
controles a las demandas especiales de las
máquinas-herramienta y células de
producción.
Finalmente, se reducirán los costes de
desarrollo, adaptación, puesta en marcha,
formación,
documentación
y
mantenimiento.
Las maquinas herramienta de control
numérico configuran una tecnología de
fabricación que de la mano de la
microelectrónica, la automática y la
informática industrial ha experimentado
en los últimos años un desarrollo
acelerado y una plena incorporación a los
procesos
productivos,
desplazando
progresivamente
a
las
maquinas
convencionales, su capacidad de trabajo
automático y de integración de los
distintos equipos entre si y con los
sistemas de control, planificación y
gestión de formación, hacen del control
numérico (CN) la base de apoyo a unas
tecnologías de fabricación: el COM.fabricación flexible y el CIM fabricación
integrado por computadora.
Los sistemas de una MHCN, tal y como se
verán, son:
9 Ejes de desplazamiento.
9 Transmisiones.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
9 Dispositivos para la medida de la
posición o desplazamientos.
9 Husillo principal o cabezal.
9 Sistemas para el sujeción de la pieza.
9 Cambiadores de herramientas.
9 Ejes de rotación y desplazamiento
complementarios.
La descripción de los dispositivos se aplica
al torno y a la fresadora, al ser estas dos
máquinas las de mayor difusión en las
empresas de mecanizado.
Realizará un cuadro sinóptico
donde
represente
las
principales características del
programador, elementos de
programa,
dispositivos,
acumuladores de memorias,
sistemas de retroalimentación
y los sistemas de control
numérico.
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia analítica.
™ Plantear nuevos procedimientos para
la
aplicación
de
sistemas
de
coordenadas en la programación de
C. N. C.
El alumno:
•
Elaborará un procedimiento para
aplicar correctamente los sistemas de
coordenadas en el maquinado de
piezas por C. N. C.
™ Desarrollar el habito de la búsqueda
de información para su preparación
personal.
El alumno:
Realizará consulta en bibliografía y
paginas de internet para identificar el
funcionamiento de los sistemas de
retroalimentación.
2.1.3. Características del equipo
de un CNC.
Entrando en la propia arquitectura de los
equipos de control, podemos distinguir
cuatro subconjuntos funcionales:
9 Unidad de entrada-salida de datos.
9 Unidad
de
memorización
e
interpretación de órdenes.
9 Unidad de cálculo.
9 Órganos de enlace con la máquinaherramienta y servomecanismos.
En la figura 15 aparece un diagrama
general simplificado de un control
numérico de contorneo de tres ejes. El
diagrama para un equipo punto a punto y
paraxial
es
algo
más
sencillo,
especialmente en lo concerniente al
bloque de cálculo.
•
Unidad de entrada y salida de
datos.
La unidad de entrada de datos sirve para
introducir los programas de mecanizado
en el equipo de control numérico,
utilizando un lenguaje inteligible para
aquél. Este lenguaje que el control
Competencia de información.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
63
entiende, es el lenguaje máquina del que
trataremos posteriormente.
Figura 15. Diagrama general simplificado
de un control numérico de contorneo de
tres ejes.
En los sistemas antiguos para la
introducción de datos se utilizaron
sistemas tipo ficha (Data Modul) o
preselectores (conmutadores rotativos
codificados). Los grandes inconvenientes
que presentan estos métodos, en
particular cuando el número de bloques
no es muy reducido, han provocado su
práctica eliminación, utilizándose en su
lugar otros métodos.
Posteriormente, los sistemas utilizados
para introducir programas fueron, en
sistemas sencillos, la cinta perforada
(papel, milar o aluminio) o la cinta
magnética en los más complejos.
En estos casos la introducción normal de
datos se efectúa por programa completo
de mecanización de una pieza. En estos
sistemas, por lo tanto, el órgano principal
de entrada de datos es el lector de cinta.
Existen, fundamentalmente, dos tipos de
lectores de cinta: lector electromecánico y
lector fotoeléctrico.
La elección de un tipo u otro depende de
la velocidad de lectura de caracteres y del
coste. La velocidad de lectura de
caracteres está entre 25 y 60 para un
lector mecánico y entre 100 y 1,000 para
uno del tipo fotoeléctrico.
Hoy día y dadas sus indudables ventajas,
prácticamente sólo se usan equipos de
control numérico con lector fotoeléctrico.
64
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Los inconvenientes que presentan los
procesos de perforación, lectura de cintas
y la aparición de técnicas de integración a
gran escala (LSI), han provocado
variaciones sustanciales en los procesos de
entrada salida de datos a un control
numérico.
La primera variación ha surgido de la
aparición del teclado alfanumérico como
órgano básico de entrada de datos.
Actualmente la entrada de un primer
programa de mecanización, así como la
edición e programas directamente sobre la
máquina (eliminar bloques, insertar
bloques, cambiar caracteres, etc.) se
realiza, en la mayoría de los equipo, por
medio de dichos teclados. La cinta
perforada ha quedado como almacén
permanente de los programas que
deberán ser utilizados de nuevo en el
futuro.
El contenido del programa se descarga en
una perforadora de cinta. También se
pueden utilizar medios magnéticos para
almacén de estos programas. Entre estos
medios magnéticos merece citarse el
cassette. El contenido de un programa en
la memoria central se descarga para su
grabación en el cassette bajo el control del
propio equipo de control. En equipos
sencillos, el intercambio de información
entre el control numérico y el cassette se
realiza bajo control de un operario.
Para
grabación-reproducción
de
programas se utilizan cassettes digitales
de características especiales, dado el
ambiente sumamente nocivo en el cual
deberán funcionar.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Aparte de este teclado para introducción
de programas, los equipos de control
numérico poseen otros mandos manuales
para los ajustes preliminares del par piezamáquina. Paras facilitar estos ajustes, los
equipos disponen de sistemas de
visualización
de
cotas
y
de
posicionamiento manual de la máquina.
•
Unidad interna
salida de datos.
de
entrada
y
Unidad de memorización e interpretación
de órdenes
En los equipos que utilizan la cinta
perforada como órgano básico de entrada
de programas, y debido a que ciertas
órdenes deben mantenerse durante un
ciclo completo de mecanizado, se utilizan
registros
que
son
memorias
semiconductoras.
Estas
memorias
normalmente se duplican a fin de
incrementar la velocidad de operación del
sistema (memorias intermedias).
En los equipos actuales que utilizan el
teclado como órgano básico e entrada de
datos, la capacidad de la memoria se
incrementa notablemente, debido a que
en este caso se debe almacenar en
memoria el programa completo. Estos
equipos suelen utilizar memorias no
volátiles de acceso aleatorio ya sean del
tipo
permanente
(ferritas,
semiconductores amorfos , etc.)o casi
permanente (CMOS, CMOS-SOS, MOS
dinámicas etc.) en este último caso, si falla
la red, deberá mantenerse en memoria la
información durante varios días. Para este
fin se utilizan vertías recargables de
níquel-cadmio de pequeña capacidad.
65
En los equipos actuales que poseen
memoria central existen también registros
intermedios dado que se interpretan a la
vez varios bloques de programa.
Un programa finaliza cuando es leída la
orden M30. En caso de tratarse de un
subprograma, en vez de M30 se utiliza la
instrucción M17.
En una utilización normal, una vez
almacenado un programa completo en
memoria, el control numérico inicia su
lectura para posterior ejecución. Los
bloques se van leyendo secuencialmente.
En estos bloques está toda la información
necesaria para la ejecución de una
operación de mecanización (cota a
alcanzar, velocidad, forma de realizar el
trayecto, etc.).
Un registro representa una “línea” del
programa (o subprograma), y se identifica
mediante la letra N seguida de un número
que sirve para diferenciar ese registro de
los demás que componen un programa (o
subprograma).
La misión de la unidad de interpretación
es, a partir del programa, indicar a la
unidad de cálculo qué tipo de operación
de mecanizado se va a realizar y cómo
debe realizarse.
•
Unidad de cálculos y de enlace
con los elementos mecánicos.
1. Principio del programa.
Todo programa debe comenzar con un
número que lo identifica.
Los programas se diferencian entre sí por
su número, pudiendo guardarse varios en
la memoria del control. Este número que
nombra al programa se antecede de la
letra O. Un subprograma también empieza
con la letra O, solo que los números que la
siguen están dentro de cierto rango.
1. Contenido del programa.
La parte central de un programa son los
registros NC, que serán explicados a
continuación. Los registros son las
órdenes que se dan al control para que la
máquina elabore la pieza en cuestión.
2. Final del programa.
66
El control del torno Emcoturn 120 permite
registros entre N0000 y N9999 (10 mil
registros posibles para cada programa,
incluyendo los subprogramas que a él
pertenezcan). El control lee los registros
en orden ascendente, pero no tiene
restricciones en cuanto a la diferencia
numérica de dos registros consecutivos.
Esto quiere decir que es posible numerar
de cinco en cinco o de veinte en veinte (o
una vez aumentar 11 y luego 19). Sin
embargo, en general se recomienda
numerar
(y
así
lo
propone
automáticamente el control) de diez en
diez. Hay dos razones para esto: primero,
se deja la posibilidad de introducir algún
registro posteriormente, ya sea por olvido
o por alguna modificación que se quiera
hacer al programa; segundo, se es
sistemático en la estructuración del
programa y se evita tener que cambiar el
código que el control propondrá
automáticamente. En el caso que se
introduzca un registro al final del
programa cuya numeración ya haya
pasado, el control lo pondrá en el lugar
que corresponda.
Una vez introducido el número
registro, se procede a insertar
“palabras” que correspondan.
del
las
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
•
Control numérico para Máquinas
herramienta.
Las Industrias Modernas exhiben dos tipos
de panorama, en términos del tipo de país
en la cual se ubica. Cuando se trata de
países desarrollados es posible encontrar
las siguientes características:
Cada vez se exige mayor precisión y alto
control de calidad.
Los diseños de los productos son cada vez
más complicados.
La diversidad de productos crea la
necesidad
de
flexibilidad
en
las
maquinarias.
Hay aumento en el tiempo de inspección.
La fecha de entrega de los productos es
cada vez menor.
El costo de fabricación de moldes es
mayor y es necesario minimizar errores.
La formación de instructores es más difícil,
pues
es
necesario
personal,
más
experimentado.
En cuanto al ambiente de trabajo se
observa:
Escasez de la mano de obra calificada.
Producción de múltiples modelos y en
grandes cantidades.
El Ambiente de taller no resulta atractivo.
En el caso de países de menor desarrollo
(subdesarrollados), se puede encontrar
otro panorama con distintos problemas
como por ejemplo:
Notable desactualización.
Baja competitividad.
Organizaciones rígidas.
Debilidad en el recurso humano al no
conocer las nuevas tecnologías.
Lo cual también se acompaña de grandes
necesidades de ayuda tales como:
Programas de gestión tecnológica.
Modelos de cooperación entre empresas.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Programas de cooperación internacional.
Tal como se puede observar el panorama
desde estas dos perspectivas no es igual,
sin embargo a través de una correcta
orientación de planes, es posible ir
escalando
los
niveles
tecnológicos,
adecuándolos cultural y técnicamente a
los objetivos de desarrollo.
Siempre para este tipo de gestión, es
necesario integrar los esfuerzos de la
empresa privada, la Universidades y los
Centros de Formación Profesional, a fin de
encontrar los canales más adecuados de
transferencia tecnológica. Igualmente es
posible trabajar en la actualización de los
recursos humanos y en la generación de
ambientes confiables que fomenten la
consulta de las empresas. Una última
meta común y necesaria podría ser el
desarrollo de la actividad de investigación
que en la actualidad es muy pobre en las
universidades y nula a nivel de las
empresas nacionales.
Como siempre, para emprender este difícil
camino es necesario que exista una
voluntad política ejecutiva. Este aspecto
muchas veces es uno de los más difíciles a
salvar, sin embargo todo depende de que
surja un clima que los impulse. Lo cual
puede darse; cuando los empresarios,
como potenciales beneficiarios directos de
esta gestión desarrollen estrategias para
lograr este clima político impulsor.
Debo aclarar que no tratamos de decir
que la automatización es la única
alternativa de desarrollo. Si no, más bien,
que es necesario definir una línea o un
plan con el cual se logre este desarrollo. La
automatización es sólo una muy buena
alternativa pues su dirección es hacia
delante, la cual es tal vez la mejor
dirección.
67
•
Programación manual.
El lenguaje máquina comprende todo el
conjunto de datos que el control necesita
para la mecanización de la pieza.
Al conjunto de informaciones que
corresponde a una misma fase del
mecanizado se le denomina bloque o
secuencia, que se numeran para facilitar
su
búsqueda.
Este
conjunto
de
informaciones es interpretado por el
intérprete de órdenes.
El programa de mecanizado contiene
todas las instrucciones necesarias para el
proceso de mecanizado.
Una secuencia o bloque de programa
debe contener todas las funciones
geométricas,
funciones
máquina
y
funciones tecnológicas del mecanizado, de
tal modo, un bloque de programa consta
de varias instrucciones.
El comienzo del control numérico ha
estado caracterizado por un desarrollo
anárquico
de
los
códigos
de
programación. Cada constructor utilizaba
el suyo particular.
Posteriormente, se vio la necesidad de
normalizar los códigos de programación
como condición indispensable para que
un mismo programa pudiera servir para
diversas máquinas con tal de que fuesen
del mismo tipo.
Los caracteres más usados comúnmente,
regidos bajo la norma DIN 66024 y 66025
son, entre otros, los siguientes:
N es la dirección correspondiente al
número de bloque o secuencia. Esta
dirección va seguida normalmente de un
número de tres o cuatro cifras. En el caso
del →formato N03, el número máximo de
bloques que pueden programarse es 1000
(N000 N999).
68
X,
Y,
Z
son
las
direcciones
correspondientes a las cotas según los ejes
X, Y, Z de la máquina herramienta. Dichas
cotas se pueden programar en forma
absoluta o relativa, es decir, con respecto
al cero pieza o con respecto a la última
cota respectivamente.
G es la dirección correspondiente a las
funciones preparatorias. Se utilizan para
informar al control de las características
de las funciones de mecanizado, como por
ejemplo, forma de la trayectoria, tipo de
corrección
de
herramienta,
parada
temporizada,
ciclos
automáticos,
programación absoluta y relativa, etc. La
función G va seguida de un número de
dos cifras que permite programar hasta
100 funciones preparatorias diferentes.
Ejemplos:
G00: El trayecto programado se realiza a
la máxima velocidad posible, es decir, a la
velocidad de desplazamiento en rápido.
G01: Los ejes se gobiernan de tal forma
que la herramienta se mueve a lo largo de
una línea recta.
G02: Interpolación lineal en sentido
horario.
G03: Interpolación lineal en sentido
antihorario.
G33: Indica ciclo automático de roscado.
G77: Es un ciclo automático que permite
programar con un único bloque el
torneado de un cilindro, etc.
M es la dirección correspondiente a las
funciones auxiliares o complementarias.
Se usan para indicar a la máquina
herramienta que se deben realizar
operaciones
tales
como:
parada
programada, rotación del husillo a
derechas o a izquierdas, cambio de útil,
etc. La dirección m va seguida de un
número de dos cifras que permite
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
programar hasta 100 funciones auxiliares
diferentes.
Ejemplos:
M00: Provoca una parada incondicional
del programa, detiene el husillo y la
refrigeración.
M02: Indica el fin del programa. Se debe
escribir en el último bloque del programa
y posibilita la parada del control una vez
ejecutadas el resto de las operaciones
contenidas en el mismo bloque.
M03: Permite programar la rotación del
husillo en sentido horario.
M04: Permite programar la rotación del
husillo en sentido antihorario, etc.
F es la dirección correspondiente a la
velocidad de avance. Va seguida de un
número de cuatro cifras que indica la
velocidad de avance en mm/min.
S es la dirección correspondiente a la
velocidad de rotación del husillo principal.
Se programa directamente en revoluciones
por minuto, usando cuatro dígitos.
I, J, K son direcciones utilizadas para
programar arcos de circunferencia.
Cuando la interpolación se realiza en el
plano X-Y, se utilizan las direcciones I y J.
Análogamente, en el plano X-Z, se utilizan
las direcciones I y K, y en el plano Y-Z, las
direcciones J y K.
T es la dirección correspondiente al
número de herramienta. Va seguido de un
número de cuatro cifras en el cual los dos
primeros
indican
el
número
de
herramienta y los dos últimos el número
de corrección de las mismas.
LOS FAMOSOS BLOCKS EN CN
Estructura de Block
Es el modo de dar ordenes a la maquina
para que se los ejecute tiene ciertas
características que se debe cumplir.
La
maquina
ejecuta
las
ordenes
(operaciones) de otra manera por lo que
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
cada orden tiene una estructura definida a
cada orden le denominamos block o
bloque de programa.
De manera general cada block tiene la
siguiente estructura:
a) Numero de operaciones
b) Código de orden de configuración
c) Puntos coordenados o coordenadas
d) Parámetros complementarios
Formato de Block
El modo básico de comunicarse con la
maquina herramienta es a través de los
elementos que forman la estructura de un
block de instrucciones, en donde cada uno
de los caracteres alfanuméricos tienen un
significado y una representación propia.
Introducción a la programación
Para realizar un programa debemos tener
en cuenta varios factores, algunos de ellos
similares a los de las maquinas
convencionales.
Estos
factores
los
podemos dividir en geométricos y
tecnológicos.
Los factores de geometría de la pieza
contienen datos sobre sus dimensiones
(plano de taller); además de:
Tolerancias
Acabado superficial
Origen de movimientos
Superficie de referencia, etc.
Los
factores
tecnológicos
hacen
referencia a:
Material de la pieza a mecanizar
Tipo de mecanizado
Velocidad de corte
Profundidad de pasadas
Revoluciones de la pieza o herramienta
Lubricante
Utillaje, etc.
Así también elaborar un proceso de
trabajo lo mas racional posible.
Equipo necesario para la programación
a) Maquina – Herramienta con C.N.C.
69
b) Manual de programación y operación
del C.N.C. del que disponga la maquina
c) Lector de cinta magnética (disquete)
d) Cinta magnética para grabación en
cassette
e) Ordenador para simular grafica de la
pieza programada
f) Discos de 3 ½" para ordenador, para
activar piezas.
g) Catálogos de materiales y herramientas
de diversos fabricantes.
CICLOS ENLATADOS O REPETITIVOS.
Estos ciclos tienen la particularidad de
trabajar una sola operación en un mismo
sentido
hasta
lograr
el
objetivo
establecido.
G90: Cilindrado
G92: Roscado
G94: Careado – Conicidad
Conicidad G94
X: Es la posición final de corte
Z: Es la posición final de corte
R: Siempre va ha ser negativo (cuadro de
corte –z).
El signo de R depende de la dirección de la
conicidad. La función G94 es un ciclo
enlatado, una línea de información del
programa capacitara a la herramienta
para
ejecutar
cuatro
movimientos
distintos.
R: Distancia incremental del comienzo el
corte a la posición final del corte.
Ciclo de Roscado
El código G92 nos permite realizar la
operación de roscado o cuerda en algún
diseño de pieza. La función de este es de
manera cíclica que se mete contemplando
los factores de importancia. El avance o
paso y la profundidad total de
maquinado. Realizándose solo cuerdas
estándar.
70
1° Punto Previo
2° Velocidad de corte
X: Profundidad del corte
Z: Longitud total de la cuerda
F: Avance (paso)
60° = 0.8660 (0.75) = 0.649
0.649 (2) = 1.299
16/25.4 = 1.587 16 hilos x pulgada
(1.3) (1.587) = 2.063 ® Profundidad
Total.
Si se tiene una medida de 10.0, se le resta
la profundidad total y nos queda una
medida de 7.947
Radios de Curvatura
El código G02 nos permite realizar radios
en sentido derecho o sentido horario (va
conforme a las manecillas del reloj).
El código G03 permite realizar radios en
sentido izquierdo o sentido de horario
Radios de Curvatura Luter Polacion
Circular
Puntos para aplicar el código G02 y G03
Ejecución
1° Punto Previo
2° Punto Inicial del arco
3° Punto Final del arco (va a estar dado
por x_ z_)
4° Sentido en que se debe mover la
herramienta
5° Indicar el radio (R-)
Gargantas
Los nones son herramientas para
exteriores.
Los pares son para interiores.
Sacar la herramienta del plano de trabajo
Paro del husillo
Solicitud de la herramienta
Encendido del husillo
Traer la herramienta al plano de trabajo.
A continuación, y a modo de establecer
algún tipo de comparación, se detallan
dos tipos de controles numéricos, el
primero de la firma SIEMENS (SINUMERIK
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
3T) fabricado en el año 1984 y el segundo
de la firma FAGOR( CNC 8025 Y 8030), de
construcción mucho más reciente.
SINUMERIK 3T
Control
de
contorneo
CNC
con
microprocesador para tornos, con mando
de interconexión programable integrado
(PC) para dos ejes con control de
contorneado en X, Z. Interpolación lineal y
circular.
Características
Entrada/Salida del programa
A través del teclado alfanumérico del
panel del servicio
A través de la interfase RS 232C (V. 24), o
de 20 mA de corriente de línea (TTY) para
conectar una unidad lectora / perforadora
de cinta.
Memoria de programa: Memoria de
semiconductores (RAM, volátiles de
lectura no destructiva; usa tecnología
CMOS) con capacidad de hasta 32000
caracteres de cinta perforada y batería
tampón para 8000 caracteres de cinta
perforada (Aprox. 20 m de cinta).
Programación: Construcción del programa
según norma DIN 66024, 66025
Tiempo de Parada: Entre 0,001 y
99999,999 seg.
Informaciones de Desplazamiento
Para los ejes X, Z (Programables en cotas
absolutas e incrementales).
Parámetros
de
interpolación
I,
K
(Programables en cotas incrementales
para la determinación del centro de la
circunferencia de interpolación circular).
Teach-Inc, Playback: función que permite
la realización del programa durante el
mecanizado de una pieza muestra.
Sistemas de vigilancia: Lectura, formato,
captadores de posición y accionamiento,
perfil de pieza velocidad de giro del
cabezal,
tensión,
temperaturas,
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
microprocesadores, transmisión entre el
panel de servicio y componente lógico de
control, transmisión entre control y PC,
memoria del sistema de programa.
Permite reconocer perturbaciones en el
control, en la interconexión y en la
máquina para impedir daños en la pieza.
Sistema de Diagnóstico: Es un medio de
comprobación
para
personal
de
mantenimiento; muestra el estado de:
Temporizadores del PC, Marcas internas
del PC, señales entre PC y máquina y entre
PC y control.
Protección de datos: Batería tampón
Velocidad de avance: desde 0,01
mm/vuelta hasta 50 mm / vuelta.
Precisión de entrada / salida: de 0,001
mm.
FAGOR CNC 8025
Este CNC está preparado para su uso en
ambientes industriales, concretamente en
tornos. Permite controlar los movimientos
y accionamientos de la máquina.
El control numérico CNC 8025 es un
módulo cerrado y compacto que dispone
en su parte frontal de:
# Un monitor o pantalla CRT de 8"
monocromo, fósforo, ámbar; que se
utiliza para mostrar la información
requerida del sistema.
Un teclado que permite la comunicación
con el CNC, pudiéndose solicitar
información mediante comandos o bien
alterar el estado del CNC mediante la
generación de nuevas instrucciones.
Para ver el gráfico seleccione la opción
¨Bajar trabajo¨ del menú superior
Un panel de mando que contiene las
teclas necesarias para trabajar en modo
manual y los pulsadores de marcha /
parada del ciclo.
71
Realizará un cuadro sinóptico
donde
diferencie
las
principales características de la
unidad de entrada, interna,
unidad de cálculos y de enlace
con los elementos mecánicos.
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia tecnológica.
™ Identificar los avances tecnológicos en
los sistemas de C. N. C.
El alumno:
•
Realizará consulta en internet y
bibliografía acerca de los avances
tecnológicos en unidades de entrada y
salida de datos, unidades de cálculo y
enlace con los elementos mecánicos.
Competencia analítica.
™ Plantear nuevos procedimientos para
la programación manual.
El alumno:
•
Elaborará un procedimiento para la
programación manual de una pieza
resaltando las diferencias con el
propuesto por El PSP.
RESULTADO DE APRENDIZAJE
2.2. Programar un torno CNC por medio
de
sistemas
de
coordenadas,
72
unidades de adquisición, y lenguaje
de programación para la fabricación
de una pieza metal mecánica.
2.2.1
Coordenadas.
Los equipos CNC ejecutan operaciones de
maquinado
efectuando
algunos
movimientos de movimiento lineal y
movimiento rotatorio. El método de
movimiento es diseñado por el fabricante
de la máquina y puede variar de una
máquina a otra. Por ejemplo la mesa
puede moverse en sentido horizontal
plano (movimiento sobre los ejes X,Y) y el
usillo puede moverse en el plano vertical
(movimiento en el eje Z).
•
Sistema
de
cartesianas.
coordenadas
El sistema responderá a un comando que
mueve el usillo solo en ejes +X o +Y y
para mover la mesa en la dirección
opuesta, sobre los ejes –X o Y. Porque la
máquina automáticamente sabe como
moverse en respuesta a un eje de
comando, y por lo tanto el programador
no necesita saber si lo que sé esta
moviendo es el usillo o la mesa.
El principal punto es que al final la
herramienta llegue a la localización
programada. De esta manera los ejes de la
máquina serán definidos en términos del
movimiento del usillo.
Los presentes estándares para los ejes de
la máquina están establecidos de acuerdo
al reporte EIA RS-267 A de acuerdo a los
estándares
industriales,
los
cuales
incluyen:
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
1. Los movimientos primarios en los ejes
de la máquina deberán seguir la regla de
la mano derecha ver figura 16.
2.
El
movimiento
del
usillo
es
primeramente solo en el eje de la Z. El
movimiento hacia el trabajo es solo en el
eje –Z, y el movimiento hacia fuera del
trabajo es solo el eje +Z.
3. En la mayoría de las máquinas de
fresado el movimiento sobre el eje de las X
es el mayor viaje perpendicular a Z. El
movimiento
indicado
por
–X
es
directamente opuesto al indicado para
+X. El eje X es paralelo al trabajo y se
encuentra en el plano horizontal. El eje X
mueve hacia la derecha sobre el plano del
trabajo tal como el operador observa el
plano.
4. Con respecto al movimiento de las
máquinas de fresado el movimiento del
eje Y es el viaje mas corto perpendicular a
Z.
El movimiento indicado por –Y es
directamente opuesto al indicado por +Y.
El eje Y se encuentra en el mismo plano
que el eje X. Viendo al plano, el operador
va a notar que el eje Y es perpendicular al
eje X.
Figura 16. Regla de la mano derecha para
el imaginativo lineal.
La mayoría de las máquinas fresadoras
CNC pueden efectuar movimientos
simultáneos a lo largo de los ejes X, Y y Z
y son llamadas máquinas triaxiales ver
figuras 17 y 18.
Figura 17. Maquinado axial por una
máquina CNC vertical de 3 ejes.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
73
Figura 19. Dispositivo rotatorio para
agregar un cuarto eje de operación a una
máquina CNC.
Figura 18. Maquinado axial por una
máquina CNC horizontal de 3 ejes.
Las máquinas CNC más complejas tienen
la capacidad de ejecutar movimientos
adicionales de rotación como sigue:
La dirección de los movimientos de
rotación también seguirán la regla de la
mano derecha ver figura 20. El cuarto y
quinto eje de estas máquinas es usado
para maquinar partes con superficies
complejas ver figuras 21 y 22.
9 Rotación alrededor de un eje paralelo
al eje de las X o rotación eje-A.
9 Rotación alrededor de un eje paralelo
al eje de las Y o rotación eje-B.
9 Rotación alrededor de un eje paralelo
al eje de las Z o rotación eje-C.
Por ejemplo un centro de maquinado
horizontal de tres ejes el cual esta
equipado con mesa rotatoria será capaz
de moverse alrededor de un cuarto eje o
eje C de rotación. Si el centro de
maquinado tiene la capacidad adicional
de inclinar la mesa o el usillo respecto de
los ejes A o B, entonces se puede
considerar un cuarto y quinto eje.
Figura 20. Reglada la mano derecha para
el movimiento de rotación.
Entonces la máquina es capaz de tener
tres movimientos simultáneos en forma
lineal y dos en forma rotacional ver figura
19.
74
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
•
Control de
posiciones.
cuatro
y
cinco
Direcciones de desplazamiento X y Z: Se
refieren en forma absoluta a un origen de
coordenadas. Z se mide paralelamente al
eje de giro del husillo (Z negativo hacia la
base del husillo), mientras que X es la
medida del diámetro (X positivo por
encima del eje de giro del husillo).
Figura 21. Maquinado axial por una
máquina vertical CNC de seis ejes.
Direcciones de desplazamiento U y W:
Idem X y Z pero los desplazamientos se
miden incrementalmente desde el punto
de
partida
del
movimiento.
Son
desplazamientos relativos. En este caso, U
no representa medidas diametrales, sino
que es la distancia entre el punto inicial y
el final (distancia radial).
Direcciones I y K: Se usan para indicar el
centro del círculo en caso de interpolación
circular. Ver G02 y G03.
Dirección F: Indica avance (G94 y G95) o
pasó de la rosca (G33 y G85).
Figura 22. Operación de maquinado en
cinco ejes.
•
Tipos de control en dos ejes.
Tipos
de
posicionamiento
de
la
herramienta.
Con sistema dado de ejes coordinados
para una máquina un CNC puede ser
programado para localizar la posición de
herramienta en los siguientes modos:
Incremental, absoluto o combinado
(incremental y absoluto).
•
Control del eje “Z”.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Dirección S: Indica velocidad de corte
(G96), velocidad de giro del husillo (G97),
velocidad máxima de giro (G92) o la
posición de paro del husillo (M19).
Dirección T: Se indica herramienta a
seleccionar y datos de la herramienta.
Función M:
dirección.
Ver
detalles
para
cada
Dirección L: Se invocan subprogramas,
repeticiones y destinos de saltos (no
usado) o bien posición de la herramienta
en la torreta revólver (G40, G41, G42)
75
Dirección R: Indica radio de la punta de la
herramienta (G40, G41, G42).
Parámetros P y D: Son propios de cada
ciclo. Ver detalles en ciclos.
Función
G:
Condiciones
del
desplazamiento. Ver cada función en
particular.
Dirección O: Números de programas NC.
Programas principales (O0000 a O6999),
subprogramas (O0080 a O0255) y
programas de polígonos (O7000 a O9999)
•
Sistemas de incremento.
Las máquinas que operan en este modo
localizan cada nueva posición de la
herramienta midiendo la ultima posición
establecida de la herramienta Ver la ver la
figura 23 para ilustrar el posicionamiento
incremental.
Figura 23. Delta de dimensionado para el
posicionamiento
en
el
llenado
incremental.
El posicionamiento incremental tiene
algunos inconvenientes. Él más notable es
que si un movimiento incremental es
erróneo todos los otros movimientos
subsecuentes también estarán incorrectos.
•
Sistema absoluto.
Cuando sé esta operando de este modo, la
máquina determina cada nueva posición
de la herramienta a partir de un origen
especificado (0, 0) ver figura 24.
Muchos controladores modernos tienen la
capacidad de operar en ambos modos de
posicionamiento, el programador puede
cambiar de uno a otro únicamente
introduciendo únicamente un simple
código.
76
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Figura 24. Delta de dimensionamiento
para el posicionamiento en el modo
absoluto.
•
Elaborará en forma grupal un
resumen de los sistemas de
coordenadas y características
del CNC.
Sistema de fijación a cero
Unidades usadas para el posicionamiento
de coordenadas.
En Estados Unidos el posicionamiento de
coordenadas esta especificado en sistema
ingles o en sistema métrico. La mayoría de
los fabricantes fuera de Estados Unidos
usan el sistema métrico, a la fecha las
máquinas CNC están construidas para
aceptar programas elaborados con
cualquiera de los sistemas. Para usar el
sistema métrico, las partes deben estar
dimensionadas en sistema métrico. La
conversión es fácil si las herramientas
también son usadas en sistema métrico. Si
las herramientas son usadas en sistema
ingles sus dimensiones deben ser primero
convertidas a sistema métrico para
asegurar que las coordenadas que se le
están dando a la máquina sean las
apropiadas para el maquinado. Para
mayor seguridad se recomienda a los
programadores que deberán trabajar con
ambos sistemas durante su carrera ya que
deberán entender ambos sistemas ver
figura 25
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia Científica-teórica.
Competencia lógica.
™ Resolver problemas que involucren
razonamiento lógico y matemático.
El alumno:
• Determinará la aplicación del sistema de
coordenadas en el maquinado de una pieza por
C.N.C.
Competencia de información.
™ Desarrollar el habito de la búsqueda de
información para su preparación personal.
El alumno:
•
Realizará consulta en páginas de internet y
bibliografía en donde mas puede aplicarse
aparte de los tornos de C.N.C los tipos de
control en dos ejes, control de eje z, control de
cuatro y cinco posiciones, sistemas de
incremento y sistema de fijación a cero.
2.2.2
Figura 25. Una parte dimensionada en
sistema Ingles y decimal.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
el
Programación CNC.
Normalmente las compañías tienen solo
dos o tres máquinas CN y se ha visto que
ellas necesitan asistencia computacional
para algunos de los trabajos que ellas
hacen. Si ellas no tienen una computadora
ellas pueden rentarlas por tiempo o
alquilar un especialista el cual tenga el
77
conocimiento técnico de programación y
acceso a una computadora.
•
Computadoras para CNC.
Los motivos para usar programas de
computadoras para CNC se mencionan a
continuación:
Ahorro de tiempo.
Las partes maquinadas actualmente en la
industria frecuentemente son complicadas
con muchos barrenos y cortes de fresado y
llega a ser necesario en algunos casos
efectuar algunos otros maquinados mas
semejantes a los existentes que llegan a
formar
patrones
de
maquinado
repetitivos,
esto
podría
consumir
demasiado tiempo para hacer toda la
aritmética, y trigonometría a mano.
Las máquinas más avanzadas CN pueden
hacer patrones repetitivos para efectuar
maquinados similares en diferentes
posiciones de acuerdo a las instrucciones
del programador, esto hará que se
consiga un considerable ahorro de tiempo
en la programación.
Precisión.
Haciendo docenas de cálculos a mano se
incrementa la posibilidad del error
humano.
La computadora puede efectuar muchos y
muchos muy complicados cálculos sin
efectuar errores. Todos los programadores
introducen la información del diseño de la
parte en la computadora para que esta
haga los arreglos y los cálculos necesarios
(patrones) para la localización de los
diversos maquinados que requiera la
pieza.
78
¿Qué pueden hacer las computadoras?.
Matemáticas.
La computadora es una máquina para
calcular a una alta velocidad. Ella puede
localizar las coordenadas de los puntos en
X, Y y Z en un circulo o en una esfera. Ella
puede agregar una serie de dimensiones,
computar los puntos sobre cualquier curva
matemática y efectuar muchos otros tipos
de operaciones de matemáticas.
Estos cálculos se efectúan con una
precisión de 0.000 00 2 mm si es
necesario. Sin embargo la precisión de
0.0025 mm es la suficiente para el trabajo
en CN.
Traducción.
La computadora puede ser programada
para entender y traducir palabras tales
como CIRCLE, TANTO, REV, GOTO, etc., y
usar esas palabras para iniciar sus cálculos.
La computadora puede traducir la palabra
DRIELL a comandos que indican el avance
rápido del usillo, un lento avance y un
rápido retroceso del usillo. Similarmente
puede traducir las palabras MILL, BORE,
etc.
¿Qué clase de computadoras?
En la actualidad hay varios fabricantes de
computadoras, algunas de estas tienen
una capacidad bastante pequeña para
almacenar información, existen otras que
tienen
memorias
y
discos
duros
inmensamente grandes. Muchas de esas
computadoras pueden ser usadas al
menos para efectuar trabajo de control
numérico. Pero los trabajos complicados
requieren
computadoras
de
gran
capacidad.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Si una compañía manufacturera no tiene
una computadora que pueda hacer el
trabajo de CN que ella necesita, tendrá
que acudir a un centro de computo para
comprar tiempo en una mediana o gran
computadora. De esta forma la compañía
manufacturera puede elaborar sus propios
programas y tener la cinta de CN hecha
por ellos en el centro de cómputo.
instrucciones CN en un lenguaje simple.
Esas instrucciones son el programa CN el
cual fue escrito en un lenguaje especial
mas las dimensiones tomadas de los
dibujos.
La
computadora
lee
los
programas y los maneja de acuerdo al
compilador de instrucciones (previamente
cargado) y hace todos los cómputos
necesarios para la cinta CN.
El post procesador.
¿Qué se le puede
computadora?
introducir
a
la
Un conjunto básico de instrucciones, las
computadoras
son
completamente
estúpidas esto es que ellas no pueden
pensar. Cada bit de la computadora tiene
un desempeño sorprendente y este tiene
que ser puesto a trabajar por alguna
persona. Entonces quien realmente tiene
la asombrosa habilidad es realmente la
persona. Cada paso simple que la
máquina
da
en
el
proceso
de
computación, traducción, perforado etc.
Debe ser especificado por el programador
de computo esto puede tomar cientos de
horas de paciente trabajo por gente
altamente adiestrada.
Antes que la computadora pueda efectuar
el control numérico un conjunto de
instrucciones llamadas compilador se le
deben cargar las cuales le van a decir que
hacer cuando los comandos establecidos
por el programador de CN le sean
alimentados.
El programa CN.
Después de que el programa compilador
básico ha sido cargado en la computadora
nosotros podemos escribir nuestras
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Las instrucciones procesadas usualmente
se obtienen de la computadora como
tarjetas perforadas o cinta magnética.
Estas están ahora en un código especial el
cual es frecuentemente en lenguaje
máquina, y este es muy difícil de entender.
Debemos hacer notar que cada modelo de
máquina CN es algo diferente de las otras,
de esta manera los puntos de localización
y otras instrucciones procesadas pueden
ser interpretadas nuevamente después de
que ellas han sido perforadas en la cinta.
Los fabricantes de máquinas herramientas
(o las compañías de cómputo) por lo
tanto
hacen
otro
conjunto
de
instrucciones de compilación las cuales
cambiaran las señales del lenguaje de
cómputo al tipo de codificación que una
máquina CN requiere en particular. Este
conjunto de instrucciones es llamado post
procesador el prefijo post significa
después, existen docenas de post
procesadores uno para cada máquina y así
el progreso está avanzando hacia una
creación más universal de tipos de post
procesadores. Algunas cuantas compañías
han elaborado programas de cómputo
para máquinas CN específicas, pero esos
post procesadores no son necesarios.
79
•
Lenguajes de programación de
CNC.
A la información proporcionada a
máquina CN por medio del programa
la parte determina básicamente
eficiencia y efectividad de la inversión
un CN.
la
de
la
en
Comprar una máquina sin considerar los
requerimientos de programación es como
comprar un Cadillac y olvidar las
necesidades del combustible.
Las funciones de programación del cn.
La programación CN requiere acceso
directo a la información del producto, la
capacidad de ingeniería para proporcionar
la información a manufactura en una
forma accesible sin modificación o
alteración y que requiere poca o ninguna
interpretación entonces esto es de interés
crítico. Esto es verdad si la producción de
programas
CN
involucra
a
un
programador humano o que ha sido
automatizado. Hasta que no se hayan
generado máquinas de control de datos
completamente automatizadas, el efectivo
y eficiente programador humano de
CN deberá seguir las tres C’s del CNC:
comunicación,
coordinación
y
cooperación.
Las
instrucciones
básicas para
la
coordinación de operaciones CN son
proporcionadas por el plan de procesos, la
hoja de ruta, o el listado de operaciones.
El
diseño
de
herramientas,
el
herramentista, el programador de la parte
y la persona que pone a punto deben
comunicarse entre ellos de tal forma que
80
conozcan
las
herramientas
y
los
dispositivos que son usados en un trabajo,
incluyendo la documentación requerida
para asegurar por entero que la operación
pueda ser duplicada en el futuro.
Control de producción debe coordinar la
programación de la operación para que
los materiales herramientas y programas
CN arriben a la máquina correcta en el
tiempo correcto. El programador CN que
trabaja con el operador de la máquina
herramienta debería saber como optimizar
los parámetros de operación de cada
pieza del equipo CN del cual del cual el o
ella es responsable.
Para cerrar el ciclo de información
cualquier cambio hecho a cualquier nivel
debe ser retro alimentado al grupo con el
cual fue iniciada la información. La
productividad del control numérico es un
esfuerzo del equipo.
Métodos de programación CN.
El método de programación CN se debe
dar soporte a la descripción de la
geometría de la parte, esto significa la
relación que debe haber entre las
operaciones de manufactura y la
geometría, y es un medio para especificar
y
crear
la
información
de
las
especificaciones de la máquina. Hay
cuatro métodos de programación CN.
1.Manual (por numero).
2.Digitalizado (por plantillas o patrones).
3.Lenguaje basado en computadora (por
palabras).
4. Gráficas basadas en computadora (por
imágenes).
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
El método de programación manual es
conocido
como
programación
por
números esta requiere trabajar con el
diseño para computar los valores
numéricos precisos para la secuencia de
localizaciones en las cuales la herramienta
va a moverse en las operaciones que va a
efectuar. Esta información es formada
usando la combinación de códigos
apropiados para la unidad de control de
herramientas de la máquina; el método de
entrada (cinta perforada) es preparado y
el programa es checado por medio de un
ciclo en vacío de la máquina o por medio
de una grafica obtenida en el graficador
desde
la
propia
máquina.
La
programación manual esta elaborada a un
nivel de lenguaje máquina, este método
de
programación
es
básicamente
incompatible con la filosofía de operación
CIM, aunque puede ser apropiado para un
pequeño taller que opere CN.
Entrada manual de datos MDI (Manual
Data Imput), los controles numéricos son
frecuentemente
unidades
aparte
incapaces
de
comunicarse
electrónicamente con el mundo exterior.
Algunas ofrecen sofisticadas capacidades
de programación CN, incluyendo graficas,
con estaciones de programación similares
a la unidad de control de máquina.
Algunos de esos sistemas pueden
integrase
horizontalmente
para
la
automatización de la producción pero no
verticalmente con la base de datos de
definición del producto.
Digitalización es la forma más apropiada si
se va a requerir de una forma no
matemática o si se tiene un plano o
patrón a escala de la parte para crear la
información CN.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
El método de Digitalizar implica una
representación digital o numérica de un
objeto o dibujo, esto puede ser hecho
mediante el uso de un mecanismo y un
código de posicionamiento. Un método
alternativo emplea un mecanismo electro
óptico o electromagnético para seguir un
dibujo a escala colocado en la cama de un
digitalizador especial. La información
obtenida
es
procesada
por
una
computadora además de generar la
información
CN.
La
digitalización
proporciona un medio de introducir la
información física a una base de datos
digital.
El método del Lenguaje asistido por
computadora de programación de partes
emplea un alto nivel de lenguaje, el cual
como las herramientas de programación
automática
APT
(automaticalli
programmed tools) o compact II para
escribir un manuscrito o fuente de
programa.
Este programa contiene definiciones de la
pieza a trabajar y de la geometría de la
herramienta de corte una descripción de
los movimientos de la herramienta y la
secuencia de funciones de la máquina.
Entonces estos recursos pueden ser
procesados por la computadora. La cual
puede ser graficada para su verificación.
La información puede ser procesada para
generar el control de la máquina. Si el
lenguaje base de programación es
ampliamente
usado,
este
será
básicamente compatible con CIM que es el
requerimiento para recrear redefinir y
reinterpretar la geometría, más bien que
81
el uso de la información del diseño
almacenado en una base de datos digital.
Algunos sistemas CAD proporcionan una
salida llamada geométrica, la cual permite
al programador usar la base de datos
digital para la descripción geométrica de
la pieza de trabajo. Pero el programador
deberá mantener un programa fuente
para describir la secuencia de las
operaciones de manufactura en relación a
la geometría.
Como quiera que sea el procesador CN
está entonces disponible para integrar la
descripción digital geométrica con los
movimientos
de
la
herramienta
establecidos en el programa fuente.
Se podría presentar un problema si el
programador
de
CN
permite
la
modificación
de
las
definiciones
geométricas, por que se produciría
inconsistencia entre el diseño y la
información de manufactura. Basándose
en
las
limitaciones
de
algunos
procesadores de basa gráfica en algunas
aplicaciones y la experiencia de los
programas fuente CN, el leguaje base de
programación de partes continuará en uso
por muchos años.
El método de Graficas basadas en
computadora de programación de partes
permite la creación de una base de datos
digital en el sistema CAD para ser usada
directamente y crear una base de
herramientas esto permite un máximo
nivel de información. En este método el
programador CN se deberá mantener
siguiendo el plan de procesos para indicar
las operaciones que deben tomar lugar en
cada parte de la geometría de la pieza.
82
La base de datos del CAD y las
aplicaciones asociadas a los programas y
las intercomunicaciones llegan a ser más
inteligentes, la creación automática de la
información
de
la
secuencia
de
manufactura llega a ser realizable esto
incluya
la
integración
con
la
automatización del plan de procesos, la
automatización de la selección de
herramientas y las tablas de condiciones
m de manquinabilidad.
Por cierto,
algunas aplicaciones especiales de los
programas han sido elaboradas para
automatizar el modelo a través de los
procesos
de
manufactura.
Esto
normalmente es usado en familias de
partes o en otras aplicaciones especiales.
Uno de los principales beneficios de la
programación CN por graficas es la
capacidad para reordenar las herramientas
en la geometría de la pieza de trabajo
proveyéndonos de un proceso de
simulación y verificación visual de las
correcciones de la base de datos de las
herramientas y su relación con las
herramientas y dispositivos, los cuales
también deberán ser diseñados por medio
del uso de la definición del producto de la
base de datos. Esto nos da una tremenda
ventaja económica sobre los otros
métodos de programación.
Las descripciones geométricas usadas en
la mayoría de los procesadores gráficos
CN son basadas en un esquema de
alambre y superficie del modelo. Estos
pueden
ser
ambiguos
para
la
computadora. Los
modeladores de
geométricos sólidos proporcionan una
descripción ambigua de la forma
geométrica.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
El modelo geométrico creado en el
sistema
CAD
es
una
descripción
matemática de la parte que va a ser
producida, y esta deberá ser completa y
exacta. Cuando la información debe ser
compartida ingenieros y diseñadores
quienes crean los modelos deben llegar a
ser más sensibles a las necesidades de
manufactura. Las practicas previas de
diseños tales como notas estándar, filetes,
radios y chaflanes a menos que otra cosa
se especifique, deben ser incorporadas
gráficamente
dentro
del
modelo
geométrico. Toda la información deberá
ser introducida a escala total, esto nos
asegura una precisa base de datos
dimensional
que
no
requiere
interpretación ya sea del operador
humano o de un programa automatizado.
El uso de las tolerancias puede crear
algunos problemas serios que pueden
llegar a requerir re dibujar el modelo
poniendo en peligro la integridad del
diseño.
Cuando
la
manufactura
frecuentemente particiona las diferencias
y trabaja tolerancia principal no simétrica
o unilateral es inapropiado para la
información usar el control numérico. Por
ejemplo
si
una
característica
es
dimensionada como 2.000 +.010/ - .000,
el programador
CN definirá esto como 2.005 ± .005
conforme a las practicas normales de
maquinado.
En la base de datos del CAD la
computadora ha calculado y almacenado
la distancia entre esas dos partes de la
geometría como 2.000; en este momento
la tolerancia es esencialmente ignorada
cuando en una programación manual o en
lenguaje basado en computadora es
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
empleado esto no representa un problema
el programador tiene el control para
definir
la
geometría
y
ajustarlo
acordemente. Cuando una base de datos
CAD es la fuente de la geometría, el
programa de CN deberá redibujar la parte
para promediar (2.005) o crear una
geometría auxiliar para compensar la
tolerancia faltante.
Un problema similar se presenta con el
dimensionamiento
máx./min.
Estos
procedimientos pueden causar serios
problemas de actualización cuando un
cambio de ingeniería es incorporado.
Además la información de la parte, los
estándares de ingeniería y las prácticas de
la empresa pueden necesitar ser
reconsideradas y revisadas para ponerlas
acorde con la tecnología digital.
El uso del software ha impedido la
aceptación de graficas por algunas
compañías que han tenido que desarrollar
ya sea de manera formal o informal
sistemas de grupos tecnológicos con un
conjunto de programas de partes con
aplicaciones CN los cuales minimizan la
programación CN y aventajan en tiempo,
pero estos no siempre son integrados al
mundo de la ingeniería. Los programas
son frecuentemente escritos en APT o
compact II; empleando subrutinas las
cuales
no
son
convenientemente
traducibles a programaciones graficas.
Esto puede ser un obstáculo para los
sistemas
CIM,
las
ventajas
de
productividad de los programas probados
pueden presentar necesidades puramente
conceptuales.
Los procedimientos discutidos han sido
concernientes a la programación de
83
operaciones normales de la máquina. Los
sistemas de manufactura llegan a ser más
complejos, otros dispositivos, tales como
los censores y los robots pueden ser
controlados por medio de una conexión
con el MCU. Hay una pequeña
estandarización en cuanto a como esto
puede ser cumplido.
Algunos
dispositivos
pueden
ser
programados fuera de línea.
Algunos robots deberán ser programados
para
ser
direccionados
hacia
los
movimientos
apropiados.
Algunos
censores están pensados para permitirles
censar un patrón correcto.
Por ejemplo una máquina de sistema
visual o acústico se le puede mostrar lo
que ella necesita reconocer. La integración
de esas operaciones en el control de datos
básico de la máquina o el programa de la
parte
puede
ser
procedimientos
embarazosos procedimientos manuales,
los cuales deben ser duplicados si el
programa debe es revisado para introducir
un cambio de ingeniería o si los
requerimientos para el dispositivo de
operaciones cambian.
•
Programación
automática
Herramental APT.
del
El lenguaje APT es muy amplio y está
compuesto por muchas y muy variadas
reglas.
Esta sección no es en ningún caso de
comprensión, aquí solamente se van a
presentar los comandos más básicos del
APT. Para una información más completa
se deberán consultar los manuales de
programación APT.
84
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Figura 29. Parte maquinada empleando
los comandos part, drive y chak surfaces
para guiar los maquinamientos de la
herramienta.
Comandos para Especificar el Movimiento
de la Herramienta.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
85
El programador dirige la herramienta a lo
largo
de
la
geometría
definida
previamente por medio de los comandos
de movimiento de herramienta. La
computadora siempre usa tres superficies
para auxiliar la guía de cortador a lo largo
del conjunto programado. Esas superficies
son identificadas de la siguiente manera:
9 Part surface: guía la herramienta hacia
el fondo
9 Drive surface: guía la herramienta
lateralmente
9 Check surface: detiene el movimiento
de la herramienta a lo largo de los
movimientos anteriores.
•
Programación
automática
maquinado (Auto-Map).
del
Cuando se esta trabajando con el dibujo
de la parte el programador procede a
elaborar el programa requerido en APT; el
programa usualmente consiste en cuatro
partes principales.
9 El establecimiento de parámetros de
referencia describe las operaciones
computacionales y las especificaciones
de maquinado.
9 Establecimiento de las definiciones
geométricas
9 Establecimiento del movimiento de las
herramientas
9 Establecimiento
de
término
de
movimientos
para
regresar
la
herramienta a una posición segura al
inicio de la máquina y prepararla para
el nuevo ciclo.
Los comandos de esta sección son
empleados para especificar información
importante de identificación y maquinado.
Esta información deberá ser introducida
86
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
antes
de
programar
cualquier
especificación del movimiento de las
herramientas
menor grado. Cuando se usa una mayor
relación de términos se establece el tipo
de operación que va a ser efectuado,
cuando se emplea una menor correlación
de términos sé esta definiendo donde o
como va a ser ejecutada la operación.
La menor relación de términos puede
aparecer en cualquier secuencia.
Figura 31. Elaboración del programa APT
para el fresado y barrenado de la pieza.
Comandos para especificar geometría.
Los siguientes comandos son usados para
definir la geometría que va a ser
maquinada.
Compact II permite al usuario establecer
un origen (Origen de la parte) con
respecto al cero absoluto de la máquina.
Los
siguientes
comandos
estarán
referenciados a la base de coordenadas
XB, YB, ZB.
Una fórmula empírica nos indica las
proporciones relativas de los diferentes
átomos de un compuesto.
•
Programación Compact II.
Elementos de programación de lenguaje
del compact II.
El compact II es similar al APT en la
estructura de sus comandos. La sintaxis de
los comandos es compatible con Compact
II sin embargo requiere el uso de una
mayor asociación de términos en mayor o
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
87
Figura 32.
Usa los siguientes comandos para definir
las líneas más trazadas en la Figura 33.
88
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Use los siguientes comandos para definir los círculos mostrados en la figura 34.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
89
Comandos para especificar los parámetros de referencia de inicio.
Hay seis tipos básicos de comando los cuales deben ser introducidos antes que ningún otro
comando de movimiento de herramienta. Esos comandos se describen como sigue:
90
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Comandos para especificar el movimiento de la herramienta.
En esta sección se van a tratar los comandos de movimiento de herramienta más básicos, si
es necesaria una mayor información se recomienda acudir al manual de programación
Compact II.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
91
Elaboración de un programa completo en compact II.
El proceso de elaboración de un programa en Compact II es muy similar al efectuado para
APT. El programador inicia con el diseño de la parte procediendo a establecer la definición
de la geometría y el movimiento de las herramientas.
92
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Figura 37. Elaboración de un programa en compact II para fresado y barrenado de la figura.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
93
94
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
apropiado para lograr la calidad en
dimensiones.
Investigará en forma individual
cuales son las computadoras
para CNC los tipos de lenguaje
que utilizan, la forma en que
se programa el herramental.
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia lógica.
2.3.1 Programación de un torno
CNC.
A continuación trataremos con los
conceptos y parámetros básicos que se
involucran en la programación de las
operaciones de los tornos CNC ver figura
38.
™ Resolver problemas que involucren el
razonamiento lógico y matemático.
El alumno:
•
Determinará de que manera influyen
los
códigos
numéricos
en
la
programación de C.N.C.
Competencia de información.
™ Desarrollar el hábito de la búsqueda
de información para su preparación
personal.
El alumno:
•
Realizará consulta en páginas de
internet y bibliografía para identificar
cuales son los diferentes tipos de
lenguajes de programación y cuales
son sus aplicaciones en el maquinado
de piezas por torno de C. N. C.
RESULTADO DE APRENDIZAJE
2.3
Elaboración de partes en torno CNC
programando la secuencia del
proceso y usando el herramental
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Figura 38. a) Vaciado b) toreado c) Corte
Primeramente serán consideradas las
formas de posicionamiento de la
herramienta; será expuesta en detalle la
información
concerniente
al
establecimiento de los puntos de
referencia, origen de la parte, cambio de
herramienta y salidas de herramienta. La
importancia de los códigos preparatorios
(G), de los códigos misceláneos (M), y de
los códigos para ejecutar las operaciones
del torno los cuales serán listados y
explicados. Adicionalmente serán también
tratados los códigos de avance (F), los
códigos de velocidad (S) y los códigos de
cambio
de
herramientas.
Algunos
ejemplos de operaciones de corte lineal,
95
circular y de ranurado serán también
presentadas y explicados.
•
Manejo de los ejes de un torno
CNC.
de la última posición alcanzada. La
dirección U es usada para indicar el
movimiento incremental en el eje X y la
dirección W es usada para especificar el
movimiento incremental en el eje de la Z.
Establecimiento de localizaciones por
medio de coordenadas cartesianas (tornos
CNC).
El movimiento axial de máquina en los
tornos
CNC
ya
fue
estudiado
anteriormente, en esa ya fue mencionado
que el eje X se establece transversalmente
al movimiento de la máquina, el eje Z se
establece longitudinalmente al viaje de la
herramienta el cual es usado para
especificar las diferentes localizaciones de
esta.
Figura 39. Sistema de coordenadas
cartesianas para tornos CNC.
Tipos de posicionamiento de herramienta
(tornos CNC).
Los programas para el movimiento de las
herramientas para los tornos CNC pueden
ser elaborados de las siguientes formas:
absoluto, incremental, y mixto (una
mezcla de ambos Incremental y absoluto).
Además el eje X puede ser programado en
términos del diámetro o del radio.
Posicionamiento Absoluto.
Cuando se está operando en este modo la
nueva posición de la herramienta esta
especificada por las distancias X y Z
establecidas del inicio o del origen (0,0)
para ilustrar este concepto (ver figura 39).
Posicionamiento Incremental.
En este modo de programación la nueva
localización de la herramienta se
determina midiendo su distancia a partir
96
Figura 40.
absoluto.
Posicionamiento
angulado
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
El movimiento hacia el eje del husillo
sobre el eje de las X está indica do por –U
y el movimiento del centro hacia fuera del
husillo está indicado por +U. El
movimiento hacia el centro del husillo en
el eje de las Z’s está indicado por –W y el
movimiento de centro del husillo hacia
fuera está indicado por +W. Esos
conceptos se encuentran ilustrados en La
figura 41.
Figura 42. Programación del diámetro.
El modo de programación del diámetro
requiere especificar la posición de las
herramientas en X como la distancia de la
línea de centro del husillo. Ver fig. 43.
Figura 41. Posicionamiento en el modo
incremental.
•
Operaciones con el diámetro
interior y diámetro exterior.
El modo de programación del diámetro
requiere especificar la posición de las
herramientas en X como 2 veces la
distancia de la línea de centro del husillo.
Ver fig. 42
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Figura 43. Programación de radio.
Punto de referencia, origen de maquinado
y origen de programa.
Hay tres orígenes importantes o puntos
cero para los tornos CNC C fig. 44). Los
cuales están descritos como:
97
Entonces él ejecutara el movimiento
relativo al origen de maquinado.
Figura 44. Localizaciones importantes para
los tornos CNC.
Punto de referencia (0 de máquina).
Esta es la posición de la torreta cuando los
ejes de la máquina están en cero este
punto es establecido de origen por el
fabricante.
Origen de maquinado (0 de la parte).
El origen de maquinado es un punto
establecido en el programa. Este punto es
establecido al principio del programa por
medio del comando “zero offset”.
Entonces la máquina ejecuta todo los
movimientos programados en X y Z a
partir de este origen relativo.
Origen de programa.
El origen del programa es un punto 0 a
partir de cual todas las dimensiones están
definidas en el programa de la parte. La
persona que lo establece usa los
comandos “Tool Offsets” como un medio
de localización del origen del programa
respecto del origen de maquinado.
Después de recibir la programación de los
movimientos en X y Z respecto de la
programación del origen el controlador
computara
los
movimientos
correspondientes en X y Z relativos al
origen de maquinado.
98
El origen de maquinado esta determinado
de tal forma que cuando la torreta esta en
esta posición de referencia la herramienta
esta al menos 1 in. Alejada de cualquier
superficie. Entonces en esta localización el
control esta en cero absoluto, y la torreta
se correrá al punto de referencia.
Las localizaciones X y Z del origen de la
máquina al punto de referencia serán
recordadas, esos números entonces serán
usados en el comando “zero offset”.
La posición de cambio de herramienta es
la localización de seguridad la que la
máquina retorna cuando se va a
reemplazar una herramienta gastada por
una nueva. Esto usualmente se establece
en el origen de máquina.
El operador puede enviar manualmente la
torreta a este punto presionando el botón
“return to reference” que se encuentra en
el panel.
Este puede ser efectuado, por ejemplo,
cuando la torreta se debe mandar al inicio
debido a que el torno CNC esta siendo
arrancado.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Procedimientos de puesta a punto para los
tornos CNC.
herramienta deberá ser programada como
sigue:
La operación de puesta a punto
normalmente inicia con el aseguramiento
de los requerimientos de diámetro exterior
y diámetro interior de las herramientas en
la torreta. El tocho de material es
instalado en el Chuck. Es muy importante
que la longitud del material sea la
adecuada para ser sujetada por el Chuck.
Si la longitud del sobre-material es
demasiado larga, pueden presentarse
variaciones y vibraciones excesivas al
momento de maquinar la parte, si esta
longitud es demasiado corta entonces
puede suceder que la herramienta choque
con el Chuck o que no haya suficiente
espacio para la operación de corte. La
longitud adecuada del material que se
debe emplear apara la pieza deberá estar
especificada por el programador.
El controlador emplea los tool offset´s
para
convertir
los
movimientos
programados en X y Z relativos al origen
del programa; a el origen de maquinado.
Los valores del “tool offset” deberán ser
determinados e introducidos en la
memoria del controlador. Cada valor
asignado a offset se le deberá asociar un
número en la memoria. Posteriormente el
controlador conocerá estos valores para
cada herramienta cuando al leer el
programa los localice en la memoria.
Durante la puesta a punto, cada
herramienta es movida hacia el tocho de
material manualmente y los valores de la
herramienta para X y Z serán ingresados
en la memoria. Los valores del “tool
offset” determinarán el punto en el cual la
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Esto podrá ser apreciado en el presente
texto, que los valores de offset para el eje
de la X vendrá dado en términos d
diámetro, en la figura 45 se muestran los
tool offset´s.
Figura 45.
Acerca del cambio de herramienta, el
sistema esta instruido para cancelar el tool
offset actual y cuando esto sucede la
torreta cambia rápidamente de posición.
99
100
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Funciones Preparatorias para el Torno (Códigos G.)
Los siguientes códigos G son de marcada importancia cuando se están programando las
operaciones del torno.
Funciones Diversas Importantes para el Torno (Código M)
Las siguientes funciones misceláneas son usadas frecuentemente para iniciar las funciones
de la máquina que no están relacionadas al dimensionamiento o a los movimientos axiales.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
101
Figura 47.
Figura 46.
Comando “ZERO OFFSET”.
Una vez que se ha establecido el origen
del maquinado al principio del programa,
se asume que la torreta se ha corrido a él
origen de maquinado. Además se asume
que él (operador) puesta a punto conoce
las distancias X y Z del programa de
origen a este punto.
•
Figura 48.
Tabla 19.
Proporciones en el avance.
Velocidad de avance (Código F).
El valor numérico seguido de F especifica
la velocidad de avance.
Establezca la velocidad de avance a 10.0
ipm. Usando la figura 47.
Velocidad de giro (Código S)
La velocidad de giro esta especificada por
el código S. Cuando se ha programado
con la función preparatoria G97, ella
indica el giro en rpm.
102
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Tabla 20.
no propiamente indica las rpm del husillo
pero sí especifica la velocidad de corte de
la herramienta.
Elaborar un block de programación para
controlar las rpm del usillo de tal forma
que la velocidad superficial se mantenga
constante a 600 sfm durante el
maquinado.
N0060 G96 S600.
Velocidad de Giro con Control
Constante de Velocidad Superficial.
Hay que recordar que la velocidad de
corte esta dada por la formula:
Velocidad de corte = rpm x D/4
Donde rpm es la velocidad de giro y D es
el diámetro del material.
Como la herramienta remueve el material
del diámetro exterior, el diámetro de la
pieza decrecerá, de esta manera la
velocidad de corte también decrece. Lo
opuesto se presentará para operaciones
interiores, cuando la velocidad de corte se
incrementa de acuerdo al progreso del
maquinado.
Los
proveedores
de
herramientas recomiendan velocidades de
corte para mantener a las herramientas
operando en su óptimo desempeño y para
producir los acabados superficiales
requeridos.
El control puede ser empleado para
ajustar las rpm del husillo a una velocidad
constante
superficial
conforme
el
diámetro de la parte va cambiando. Un
código G96 puede ser programado para
asegurar
la
velocidad
superficial
constante. Una S agregada a este código
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
El controlador ahora esta instruido para
ajustar las revoluciones del husillo
progresivamente si la herramienta se
mueve a un diámetro menor y de
crecientemente si la herramienta avanza a
un diámetro mayor.
Tabla 21.
•
Velocidad del Husillo.
Controles de la Velocidad del Husillo y
Velocidad Superficial para una sujeción
determinada.
El comando G96 ordena al controlador
incrementar o disminuir las rpm del husillo
en intervalos de rpm, esto puede suceder
en situaciones en las que un cierto nivel de
rpm’s no puede ser alcanzado. Esto puede
ocurrir si hay ciertos requerimientos de
sujeción o que la pieza llegue a ser
103
inestable a ciertas rpm’s. Para esas
situaciones es posible asignar un límite
superior en el valor de rpm y que de esta
forma el controlador no lo exceda. Un
código G50 deberá ser empleado en esta
tarea. Cuando el código S se encuentra
con G50 esto indica la velocidad tope en
rpm’s.
Ejemplo: Para la operación de careado
hacia el centro como el mostrado en la
Figura 49 el husillo inicia a 700 rpm y no
deberá exceder las 1500 rpm’s. Escriba el
conjunto de instrucciones para asignar un
control de velocidad superficial bajo estas
condiciones
El controlador continuará incrementando
las revoluciones del husillo de acuerdo al
decrecimiento del diámetro a 1.4. para
diámetro menor que 1.4 las máximas rpm
del husillo serán alcanzadas y el
controlador asignara este valor a las
herramientas de corte cuando más se
acerquen a la línea de centro del husillo.
De esta forma la velocidad superficial va a
ser mantenida de 3D a 1.4D y decrecerá
posteriormente.
Tabla 23.
Figura 49.
La siguiente tabla enlista los valores de las
rpm’s del husillo que el controlador
asignará a la pieza cuando el diámetro
decrece.
Tabla 22.
104
Antes de ejecutar el cambio de
herramienta el programador deberá
introducir un comando para retornar a la
posición de cambio de herramienta y
cancelar los “Tool offset’s” de las
herramientas que se están substituyendo
Ejemplo: Block de códigos para ordenar al
controlador el cambio de herramientas de
la herramienta 1 a la 4. Use la figura 50.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
al final de la primera línea de corte,
segunda línea de corte, tercera línea de
corte y así sucesivamente.
T4-82.
Especifica la velocidad de avance de la
herramienta. Si no está programada el
sistema usará la última velocidad de
avance
programada.
Si
no
está
especificada al inicio del programa el
sistema activará una alarma.
Figura 50.
El control moverá propiamente
herramienta 4 después del cambio
herramienta debido a que él conocerá
posicionamientos correspondientes
cada herramienta.
•
la
de
los
de
Interpolación lineal.
Comandos de Interpolación lineal
(Torno CNC).
Para los tornos CNC la interpolación lineal
involucra el movimiento de la herramienta
a lo largo de una línea recta programada a
una velocidad de avance especificada. La
interpolación lineal es usada para ejecutar
operaciones
tales
como
torneado,
frenteado conizado exterior y conizado
interior.
En la siguiente demostración se asume
que el centro del radio del filo de la
herramienta está programado.
T2-82.
Especifica el modo de interpolación lineal.
T3–82.
Específica las coordenadas absolutas del
centro del radio del filo de la herramienta
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
T5-82.
Nota:
1. Los valores de la coordenada X serán al
doble cuando se use la programación por
diámetro.
2. Si el sistema incremental de
coordenadas
se
está
empleando,
reemplace X con U y Z con W. Entonces
introduzca directamente las distancias del
punto de inicio al punto de término.
Determinación de los Offset’s de corte
para las operaciones del torno CNC.
La técnica de programación a partir del
centro del radio del filo de la herramienta
es idéntica a la programación del centro
del cortador en fresado, las únicas
diferencias son las siguientes:
9 El eje Y (fresado) es reemplazado por el
eje X (torneado).
9 El eje X (fresado) es reemplazado por el
eje Z (torneado).
9 Para la programación del eje X
(torneado) los valores son al doble.
105
Ejemplo: El perfil mostrado en la figura 50
está es para ser torneado. Determine los
requerimientos de X y Z en coordenadas
absolutas a partir del centro de una
herramienta que tiene como radio de filo
0.0625
in.
Asumiendo
que
la
programación del diámetro esta dada.
Figura 50.
106
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Figura 51.
Ejemplo:
Escriba
el
conjunto
de
instrucciones de una interpolación lineal
para mover la herramienta de la posición
1 a la posición 2 en cada caso de
maquinado mostrado en la figura 52.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
107
T3-85.
Especifica las coordenadas absolutas en X
y Z del centro del radio del filo de la
herramienta al final del arco de corte.
T4-85.
Especifica las distancias incrementales en
X y Z con la dirección + ó – del centro del
radio del filo de la herramienta del inicio
del arco al centro del mismo.
T5-85.
Figura 52.
•
Interpolación circular.
Especifica la velocidad de avance de la
herramienta. Si no esta programada, el
sistema usará la última velocidad de
avance que haya sido programada.
Comando de Interpolación Circular
(Torno CNC).
La interpolación circular para las
operaciones de torneado implica el corte
de un arco circular ya sea en el sentido de
las manecillas del reloj o en la dirección
contraria. Los comandos son similares a
los usados en fresado en este caso se
asumen nuevamente que el centro del
radio del filo de la herramienta está
programado.
T1-85.
Especifica la interpolación circular en el
sentido de las manecillas del reloj.
T2-85.
Especifica la interpolación circular el
sentido inverso a las manecillas del reloj.
108
Figura 53.
T6-85.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Especifica la interpolación circular en el
sentido de las manecillas del reloj.
T7-85.
Especifica la interpolación circular el
sentido inverso a las manecillas del reloj.
T8-85.
Especifica las coordenadas absolutas en X
y Z del centro del radio del filo de la
herramienta a el final del arco de corte.
Figura 55.
Nota:
Figura 54.
T1-86.
Especifica la distancia del centro del arco
al centro del radio del filo de la
herramienta.
T2-86.
1. Las variaciones en el sentido de las
manecillas del reloj o en dirección inversa
dependerán de la torreta que sé esta
usando ya sea la trasera (Regla axial de la
mano derecha) o de la frontal (Regla axial
de la mano izquierda).
2. Los valores para la coordenada X son al
doble cuando se está usando la
programación diametral.
3. Si se está empleando el método de
coordenadas
incremental,
X
será
reemplazada por U y Z por W.
Introduciendo directamente las distancias
del punto de partida al punto final.
3. El radio del arco programado puede
ser solamente usado para cortar un
arco menor o igual a 180º.
Especifica la velocidad de avance de la
herramienta. Si no está programada el
sistema usará la última velocidad
programada.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
109
Figura 56.
Ejemplo: Escriba la block de instrucciones
de maquinado para ejecutar la operación
mostrada en la figura 57.
Figura 58.
Figura 57.
Observe las instrucciones para maquinar el
perfil mostrado en la figura 58.
110
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Comandos de Ranuarado.
El ranurado es ejecutado mediante la
programación de un corte lineal con una
especificación
de
profundidad,
la
profundidad es necesaria para hacer que
el diámetro del ranurado se uniforme. La
herramienta se deberá estar detenida en el
fondo de la ranura por al menos una
revolución del husillo.
Comando de
referencial.
Retorno
al
punto
de
El torno CNC puede ser programado para
mover automáticamente la primera
herramienta a un punto intermedio dado
y de ahí a un punto de referencia. Estos
movimientos normalmente son hechos de
forma rápida.
T2-89.
Especifica un movimiento rápido al punto
intermedio y de ahí al punto de referencia.
T3-89.
Ejemplo: Block de instrucciones para
maquinar la ranura que se muestra en la
figura 60.
Figura 60.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Especifica las coordenadas absolutas del
punto intermedio seleccionado.
T4-89.
Nota:
1. La instrucción G28X0Z0 causará una
colisión entre la herramienta y la pieza de
trabajo
y
este
nunca
debe
ser
programado.
2. Por que este comando es usado para el
cambio automática de herramientas
cancela la compensación del diámetro de
corte y a la compensación de la longitud
de la herramienta después de codificar
una instrucción G28.
111
Figura 61.
Figura 62.
Ejemplo: Programación de una instrucción
del desplazamiento automático rápido de
la herramienta al punto de referencia
mediante un punto intermedio como se
muestra en la figura 62.
•
Elaborará en forma individual
un resumen de los principales
aspectos que se deben tomar
en
cuenta
para
la
programación.
Roscado.
N...... Número de registro
G33. Rosca en el registro individual
X,Z. Coordenadas absolutas
U,W. o incrementales del punto de destino
F....... Paso de la rosca
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia lógica.
™ Manejo de lenguajes de programación
para el maquinado de piezas en torno
de C. N. C.
El alumno:
Con G33 se puede hacer una rosca en una
sola pasada. La herramienta efectúa el
desplazamiento que genera la rosca y
vuelve al punto de partida una sola vez. Se
recomienda ver detalladamente G85 para
entender G33, ya que se trata de ciclos
similares.
•
De acuerdo a la maquina a operar y al
tipo de pieza a realizar realizará el
programa de maquinado.
Competencia de información.
™ Desarrollar el habito de la búsqueda
de información para su preparación
112
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
pieza y la herramienta, debilitando la
superficie de la herramienta.
personal
El alumno:
•
De acuerdo a la maquina a operar y al
tipo de pieza a fabricar realizará el
programa de maquinado.
2.3.2.
Herramental
torno de CNC.
para
•
Consideraciones del empleo del
herramental.
En el maquinado de alta velocidad
podemos decir que la herramienta es un
factor clave. El maquinado de alta
velocidad no existiría si no se dispusiera de
herramientas capaces de soportar las
nuevas condiciones de mecanizado, en
especial las elevadas temperaturas de
oxidación. El desgaste y los altos costes de
las herramientas suponen actualmente
una limitación en el mecanizado. Una
limitación que va decreciendo poco a
poco. Pero cuales son las causas más
comunes por las que se desgastan las
herramientas:
Desgaste
por
abrasión:
desgaste
producido por el contacto entre materiales
más duros que la herramienta y la propia
herramienta rayándola y desgastándola.
Desgaste por adhesión: cuando en la zona
de corte debido a las altas temperaturas,
el material de corte y la herramienta se
sueldan y, al separarse, parte de la
herramienta se desprende.
Desgaste por difusión: desgaste producido
por el aumento de la temperatura de la
herramienta, con lo que se produce una
difusión entre las redes cristalinas de la
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Fallas mecánicas: fallas producidas por
estrategias,
condiciones
de
corte,
herramientas, etc. inadecuadas.
El material de la herramienta debe cumplir
con habilidades específicas tales como:
Ser suficientemente dura para resistir el
desgaste y deformación pero tenaz para
resistir los cortes intermitentes e
inclusiones.
Ser químicamente inerte en relación al
material de la pieza de trabajo y estable
para resistir la oxidación, para evitar que
se genere el filo recrecido y desgaste
prematuro.
•
Herramientas de corte usadas en
el torno CNC.
Para realizar el estudio de las herramientas
seleccionaremos los tres campos clave en
una herramienta: material, geometría y
recubrimiento.
Material:
Aceros para trabajos en frío o en caliente No se utilizan en el maquinado de alta
velocidad.
Acero rápido: una aleación de metales que
contiene alrededor de un 20% de
partículas duras. Apenas se utilizan en el
maquinado de alta velocidad.
Carburo cementado o metal duro: hecho
con partículas de carburo unidas por un
aglomerante a través de un proceso de
sinterizado. Los carburos son muy duros y
113
representan de 60% a 95% del volumen
total. Los más comunes son: Carburo de
tungsteno (WC), carburo de titanio (TiC),
carburo de tantalio (TaC), carburo de
niobio (NbC). El aglomerante típico es el
cobalto (Co). Son muy adecuados para el
mecanizado de aluminio y silicio.
Carburo cementado recubierto: la base de
carburo cementado es recubierta con
carburo de titanio (TiC), nitruro de titanio
(TiN), óxido de aluminio (Al2O3) y nitruro
de titanio carbono (TiCN), nitruro de
titanio y aluminio (TiAlN). La adhesión del
recubrimiento
será
mediante
CDV
(deposición química por vapor), PVD
(deposición física por vapor) y MTCVD
(deposición química por vapor a
temperatura media). Buen equilibrio entre
la tenacidad y la resistencia al desgaste.
Cermets (CERamic / METal): Aunque el
nombre es aplicable incluso a las
herramientas de carburo cementado, en
este caso las partículas base son de TiC,
TiCN, TiN en vez de carburo de tungsteno.
El aglomerante es níquel-cobalto. Buena
resistencia al desgaste y formación de
cráteres, alta estabilidad química y dureza
en caliente. Baja tendencia a la oxidación y
a la formación del filo recrecido. Son de
gran dureza y resistencia a la abrasión en
detrimento de su tenacidad. Los cermets
se aplican mejor a aquellos materiales que
producen una viruta dúctil, aceros y las
fundiciones dúctiles.
Los modernos aleados TaNbCy MoC
añadidos incrementan la resistencia de los
cermets ante el choque cíclico propio de la
operación de fresado.
114
Cerámicos: Existen dos tipos básicos de
cerámica: Las basadas en óxido de
aluminio
(Al2O3) y las de nitruro de silicio (Si3N4).
Son duras con alta dureza en caliente, y
no reaccionan químicamente con los
materiales de la pieza. Sin embargo son
muy frágiles. - Ideales para el mecanizado
de piezas en duro y como reemplazo de
las operaciones de rectificado.
Nitruro de Boro Cúbico (CBN): Es uno de
los materiales más duros. Ocupa el
segundo lugar después del diamante.
Dreza extrema en caliente, excelente
resistencia al desgaste y en general buena
estabilidad
química
durante
el
mecanizado. Es frágil, pero más tenaz que
las cerámicas.
Diamante policristalino (PCD): Es casi tan
duro como el diamante natural. Este
diamante sintético tiene una increíble
resistencia al desgaste y una baja
conductividad térmica. Sin embargo, son
muy frágiles. La vida de la herramienta es
hasta cien veces mayor que la del carburo
cementado. Desventajas: las temperaturas
de corte no deben exceder 600 ºC, no
puede ser usado para cortar materiales
ferrosos porque existe afinidad, y no sirve
para cortar para materiales tenaces.
Geometría:
Espiga (cuello) cónica: Con el fin de
mejorar la rigidez.
Alma de gran diámetro: Mayor estabilidad
a la herramienta, reduce las vibraciones y
el riesgo de mellado de los filos. Menor
flexión y una mejor tolerancia de la pieza
mecanizada.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Cuello de la herramienta rebajado: Mayor
alcance en cajeras profundas. Evita el
contacto y los roces. Reduce las
vibraciones.
Mango cilíndrico largo: Para una mejor
sujeción y equilibrio.
Ángulo de desprendimiento negativo (15º):
Mayor estabilidad y resistencia del filo.
Menor tiempo de contacto con la viruta. El
calor se transmite a la viruta. Mínima
tolerancia de radio. Mejor acabado
superficial. Menor necesidad de pulido.
Producto final más próximo a la forma
definitiva.
Canales de evacuación de viruta según el
tipo de material a mecanizar.
Aleaciones ligeras: Arista muy viva para
permitir un corte suave evitando la
adherencia
de
material
al
filo.
Herramientas de pocos labios (2) con
ángulos de hélice de 25º a 30º y paso
largo para facilitar la evacuación de
grandes caudales de viruta.
Materiales duros: Pasos y longitudes de
corte cortos, mayor rigidez. Mucha hélice
para disminuir la resistencia al corte y
mejorar el acabado. Herramientas de
muchos labios (4- 8): Breve contacto con
la viruta - menor absorción de calor, viruta
corta.
Herramientas enterizas y de insertos:
Enterizas: Mayor precisión, rigidez y
equilibrado. Mejor calidad de pieza.
Disposición de herramientas de cualquier
diámetro. Elevado coste. Distintos tipos de
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
material. Dificulta a la hora del afilado:
necesidad de una estrecha relación
proveedor-usuario.
De insertos: Menos rígida: Menor
precisión superficial y dimensional.
Diámetros cercanos a los 8mm. Solo metal
duro para MAV. Normalmente para
desbaste, necesita mucha potencia. Menor
coste. Facilidad de reposición.
Recubrimientos:
Las características principales de los
recubrimientos se resumen en los
siguientes puntos:
Aumentan la dureza en los filos de corte
de la herramienta.
Facilitan la disipación del calor acumulado
en el filo de corte.
Baja conductividad térmica que favorece
la eliminación del calor a través de la
viruta.
Aumentan la resistencia a la abrasión,
disminuyen la afinidad herramienta-pieza
El grosor del recubrimiento varía entre
0.0001”y 0.0005”.
Los recubrimientos se aplican mediante
deposición química de vapor o deposición
física de vapor.
Recubrimientos de TiAlN.
Son los que más se utilizan actualmente, y
poco a poco van dejando atrás los demás.
Los recubrimientos TiAlN multicapa están
remplazando los de TiCN, y los monocapa
a los de TiN.
115
TiAlN (multicapa y monocapa) son
recubrimientos extraduros (PVD) basados
en nitruro de titanio aluminio que
destacan por su dureza, estabilidad
térmica y resistencia a ataques químicos.
Protegen las aristas de corte por abrasión
y adhesión así como por carga térmica.
cuya dureza es superior a los 8.000Vickers,
además de obtener una vida útil más larga
y poder aumentar las velocidades de corte,
disminuyendo así de manera importante el
tiempo de mecanizado, se consigue un
buen acabado de la superficie y una
buena precisión dimensional.
Multicapa: combina la elevada tenacidad
de la estructura multicapa, con su alta
dureza 3.000 (Hv 0.05) y la buena
estabilidad térmica, 800ºC, y química de la
capa TiAlN.
Así protege las herramientas de corte de
acero rápido y metal duro contra el
desgaste prematuro producido por
tensiones severas. Debido a su estabilidad
térmica, permite trabajar en mecanizados
a altas velocidades e incluso en seco o con
mínima cantidad de lubricante.
Recubrimiento WC/C:
Monocapa:
desarrollado
para
su
aplicación en fresas de metal duro
utilizadas en condiciones de mecanizado
severas. Su elevada dureza, 3.500 (Hv
0.05), y notable estabilidad térmica,
800ºc, y química hacen que sea óptimo
para las fresas que se utilizan en el
mecanizado de materiales térmicamente
tratados empleados, como por ejemplo en
moldes, punzones, matrices y utillajes de
forja.
Recubrimiento de diamante.
Se utiliza en herramientas para mecanizar
materiales muy abrasivos como el grafito.
Durante el mecanizado de estos materiales
las
herramientas
se
desgastan
rápidamente y la calidad de las superficies
mecanizadas y la precisión dimensional
son pobres. Con las herramientas
recubiertas de diamante, un recubrimiento
116
Realizado por deposición física al vapor a
temperaturas alrededor de los 200 ºC. Al
realizarse el proceso de recubrimiento en
alto
vacío,
las
propiedades
del
recubrimiento
son
sustancialmente
mejores que las logradas a presión
atmosférica (proyección térmica), o en
gases y baños (nitruración, galvanizado).
Los recubrimientos tienen un espesor de
capa de solo unas micras de espesor y son
la ultima operación dentro de los
componentes
de
precisión.
Este
recubrimiento presenta una combinación
única de características: Bajo coeficiente
de fricción, alta resistencia al desgaste,
una excelente capacidad de carga.
Recubrimientos de TiAlN
combinado con WC/C.
monocapa
Este recubrimiento hace frente a todos
aquellos mecanismos de desgaste que se
dan en la formación y evacuación de
viruta. Este recubrimiento combina la alta
dureza
y
estabilidad
térmica
del
recubrimiento TiAlN con las buenas
propiedades
de
deslizamiento
y
lubricación del recubrimiento WC/C. Se
utiliza sobre todo en taladrados y
roscados.
•
Herramientas
barrenado.
de
ranurado
y
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Las herramientas de ranurado y barrido de
una máquina CNC son normalmente las
mismas que se utilizan en cualquier otra
máquina, sin embargo es muy importante
saber aprovechar las bondades de una
máquina controlada por computadora,
que puede generar altas velocidades en el
husillo, ya que en la actualidad existen
una
cantidad
casi
ilimitada
de
herramientas con recubrimientos o
materiales especiales,
cermets, cerámicas, diamantes, etc., que
son capaces de producir piezas en rangos
de 20,000, 50,000 o hasta 100,000 sin
tener que cambiar la herramienta o
reafilarla, de igual manera para formas de
rasurado caprichosas o para diámetros de
rasurado fuera de cualquier estándar es
relativamente fácil la utilización de
herramientas estándar adecuadas a un
programa especial de maquinado con
rutas especificas o interpolaciones para
generar diámetros.
•
Competencia lógica.
™ Analizar las principales características
que se deben tomar en cuanta para la
selección de las herramientas de
corte.
El alumno:
•
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia científico-teórica.
™ Identificar las estructuras moleculares
de los aceros comunes y los aceros
inoxidables.
El alumno:
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Analizará las propiedades de los
materiales de terminando que tipo de
metal es para asignar un tipo de
herramienta de corte.
2.3.3.
Herramental
tecnología avanzada.
•
Elaborará en forma grupal un
cuadro
sinóptico
de
las
consideraciones y las principales
herramientas que se utilizan en
un torno de CNC.
Investigará
las
propiedades
y
características que deben reunir los
aceros para herramienta y la forma en
que se unen las moléculas para formar
un acero para herramienta.
de
Herramental de corte especial.
Una herramienta completa de MHCN
presenta generalmente las siguientes
partes:
9 acoplamiento.
9 portaherramientas (cuerpo, mango o
portaplaquita).
9 punta herramienta (plaquita).
El acoplamiento es el elemento que inserta
la herramienta en el seno del cabezal de la
MHCN (fresadoras) o en la torreta
(tornos).
La morfología de los mangos y de las
plaquitas es la responsable de las
117
posibilidades de mecanizado y de los
acabados a obtener en las piezas de
trabajo.
El sistema de montaje entre
portaplaquitas y plaquita puede variar:
el
Los portaplaquitas generalmente se fijan
al acoplamiento mediante sujeciones de
montaje rápido: roscas, bridas de apriete,
pasadores, sistemas de inserción tipo
«snap».
En
algunas
ocasiones
el
portaplaquita y el acoplamiento pueden
constituir una única pieza.
Las puntas de las herramientas pueden
estar unidas al mango permanentemente
(soldadas). Sin embargo es más habitual el
uso
de
sistemas
de
plaquitas
intercambiables que se fijan mediante
tornillos, palancas, bridas, etc. Las
plaquitas al disponer de varios filos
pueden alternar, invertir o cambiar
definitivamente cuando sufren cualquier
deterioro.
•
Herramental de sujeción.
Existen diferentes mecanismos para
amarrar la pieza en los tornos CN:
9 Platos universales de dos, tres o cuatro
garras autocentrables.
9 Platos frontales para la colocación de
sargentos para agarre de formas
irregulares.
9 Mandriles autocentrables.
9 Pinzas para la sujeción de piezas
cilíndricas pequeñas.
9 Puntos y contrapuntos con arrastre
para piezas esbeltas.
9 Lunetas escamoteables para apoyo
intermedio.
9 Conos.
118
9 En fresado se emplean las siguientes
formas de sujeción:
9 Sargentos y apoyos con formas
escalonadas, ajustables en altura o
bloques con varias facetas de contacto,
con pernos y resortes de apriete
demontaje-desmontaje rápido.
9 Placas angulares de apoyo.
9 Palancas
de
apriete.
Mordazas
mecánicas autocentrables
9 Platos o mesas magnéticas.
9 Mesas y dispositivos modulares de uso
universal.
9 Apoyos de diseño específico o especial.
9 Los dispositivos de sujeción permiten
asegurar la pieza a la mesa de trabajo
(fresado) o al cabezal (torneado).
El número de funciones controlables que
están relacionadas con estos sistemas
depende de la forma de alimentación de
piezas (manual o automática) y de la
complejidad del sistema de amarre.
En los tornos el plato de garras se puede
abrir y cerrar mediante instrucciones
programadas de CN.
También se puede establecer por
programa la presión de cierre de las
garras. La elección de la fuerza de apriete
depende generalmente de la velocidad de
giro del cabezal; velocidades elevadas
demandan las presiones mayores al
aumentar la acción de la fuerza
centrifuga. Como es habitual que las
MHCN trabajen a velocidades de giro
(corte) elevadas y esto podría suponer
presiones que dañasen la pieza, estas
incorporan mecanismos de compensación
de las fuerzas centrifugas. El diseño de las
mismas se basa de mantener una presión
estable del accionamiento de cierre
hidráulico a velocidades de giro elevadas.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Posicionado transversal.
En fresado las presiones de apriete no
resultan tan críticas. El aspecto más crítico
en la sujeción en estas máquinas es la
rapidez de montaje / desmontaje y la
precisión en el posicionado de la pieza en
la mesa de trabajo.
El sistema de amarre debe permitir una
fácil carga / descarga de la pieza de
trabajo y garantizar la repetibilidad en la
colocación estable y precisa de la misma
en el seno de la MHCN. Compatibilizar
todo ello puede resultar costoso en
tiempo y dinero.
Los sistemas de sujeción específicos
mediante componentes normalizados y
modulares se utilizan frecuentemente.
Estos dispositivos deben permitir el
mecanizado completo sin operaciones de
montaje / desmontaje.
El mecanizado de piezas esbeltas con
torno puede demandar el uso de un
elemento de apoyo en el extremo libre de
la pieza conocido como contrapunto.
Este elemento incorpora dos funciones
adicionales en la programación CN:
Posicionar contrapunto.
Aproximar o retirar contrapunto.
En unión al contrapunto, la estabilización
de la pieza de trabajo puede requerir la
presencia de la luneta de apoyo lateral.
Este mecanismo incorpora las siguientes
funciones:
Abrir luneta.
Aproximación / retirada.
En numerosas ocasiones es conveniente
equipar las fresadoras con un sistema dual
de mesas de trabajo que permite realizar
operaciones de transporte y amarre de
piezas fuera de máquina.
La colocación de la mesa en la posición de
trabajo puede realizarse con funciones CN
específicas, así como las paradas y
comienzo de los bloques de mecanizado
propiamente dichos.
Debido a la gran variedad que existe de
herramientas de mecanizado para MHCN
los acoplamientos para herramientas, ya
sea para su conexión a cabezales o a
torretas, siguen ciertos estándares de
diseño.
Las dimensiones del acoplamiento deben
coincidir de forma exacta con las del
hueco (en el extremo del cabezal o en la
torreta) garantizando rigidez, precisión de
posicionado y fácil extracción.
En herramientas para fresadoras, y en
general para todas las rotativas, se utilizan
acoplamientos cónicos estándar (ISO). Este
método garantiza la rapidez en el cambio
y el autocentrado entre el eje del husillo
principal y la herramienta.
En torneado los acoplamientos están
conformados por bloques roscados
estándar con conexión por «snap» u otro
sistema al portaherramientas. Este diseño
proporciona a la herramienta un plano de
apoyo respecto de la torreta muy estable.
Cerrar luneta.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
119
Las elevadas velocidades de corte que se
recomiendan en el aprovechamiento
óptimo de las MHCN hacen necesaria la
intervención de refrigerantes que, además,
mejoran la lubricación y remoción de la
viruta.
Para la refrigeración precisa de pieza y
herramienta en la zona de contacto se
emplean
convencionalmente
tuberías
flexibles o manguitos que orientan la
aspersión hacia la zona deseada.
Muchas MHCN permiten la refrigeración
directa del mecanizado a través de canales
que incorpora el cuerpo de la herramienta.
Este sistema permite una refrigeración
óptima de las zonas de corte.
Debido a la proyección de las virutas y a
las salpicaduras que conlleva el uso de
refrigerantes es muy común que las MHCN
dispongan de paneles de protección o
carenados que aíslen la zona de trabajo.
•
Aditamentos
automático.
de
avance
Los mandos de control máquina inician o
detienen actividades básicas de la MHCN.
En muchas ocasiones se trata de
interruptores
ON/OFF
asociados
a
funciones individuales (todo / nada) como
por ejemplo: «activar / cortar refrigerante»
o «arranchar parar cabezal».
Es habitual que estas funciones aparezcan
representadas mediante un icono inscrito
en el botón correspondiente.
Existen diversos mandos para desplazar y
controlar el avance de los ejes básicos de
120
la MHCN de forma directa: Botoneras,»
joystick» y ruletas / diales.
Se suele incorporar un botón para cada
sentido
de
avance,
indicando
la
designación normalizada del eje (con su
signo).
El joystick desempeña la misma labor que
los
botones
siendo,
quizás,
más
ergonómico.
La
ruletas
(o
diales
analógicos) se emplean en el caso que el
desplazamiento (+ o -) del eje pueda ser
referido a un movimiento rotativo. La
ruleta suele estar graduada de forma
simétrica y su sentido de giro (horario o
antihorario) produce efecto análogo en la
rotación del eje correspondiente.
Para
poder
modificar
los
valores
programados de avances y giros muchos
paneles incorporan un dial de variación
porcentual de dichos parámetros.
Con este sistema se puede modificar el
avance o la velocidad de giro del cabezal
durante el mecanizado en curso,
indicando el porcentaje deseado respecto
al valor programado (el 100% mantiene el
valor programado, mientras que un 50%
lo reduciría a la mitad).
Los operadores utilizan este mando para
reducir los parámetros cinemáticos de la
MHCN durante la fabricación de la primera
pieza del lote y verificar la correcta marcha
de las operaciones de mecanizado.
Las funciones máquina comandadas desde
el panel generalmente se identifican por
símbolos o iconos. Estos iconos suelen ser
estándar.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
•
Verificación de primeras partes.
La verificación de primeras partes es una
práctica muy común en las empresas
modernas, y gracias a la gran precisión y a
la gran repetibilidad que se puede obtener
de una máquina controlada por CNC, la
confianza de una primera pieza verificada
dentro de especificación, normalmente
garantiza que todas las demás piezas de la
corrida de producción estarán también
dentro de especificación, cuando las
primeras partes verificadas tienen alguna
o
algunas
dimensiones
fuera
de
especificación es obligación del operador
de la máquina saber interpretar los
resultados de las mediciones y corregir lo
necesario en el programa de la máquina
para meter piezas a especificación.
•
Dimensional.
Las distintas longitudes de montaje que
presentan las herramientas al ser fijadas a
la torreta (o al cabezal) supone que, si se
desea mantener una trayectoria de trabajo
dada con herramientas distintas, aquel
elemento debe desplazase verticalmente,
en función de cada herramienta, para
corregir dicha diferencia.
Para garantizar la precisión dimensional
en el mecanizado de una pieza con una
MHCN su UC debe tener noción exacta de
las dimensiones de cada herramienta
empleada.
Las dimensiones básicas de una fresa son
la longitud (L) y el radio de corte (R). En
herramientas de torno dichos parámetros
son la longitud (L) y el decalaje transversal
(Q).
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Las dimensiones básicas de la herramienta
quedan referidas respecto del punto de
montaje del acoplamiento con el hueco
correspondiente del cabezal (o torreta) de
la MHCN.
El establecimiento de las dimensiones
básicas (reglaje) de las herramientas en las
MHCN
Se realiza de dos formas:
Mediante una prueba de mecanizado: En
este caso se almacenan unas dimensiones
aproximadas de la herramienta en la UC.
Después se lleva a cabo una operación de
mecanizado sencilla que es verificada
dimensionalmente. Las desviaciones en las
dimensiones de la operación real sobre las
teóricas se pueden calcular e incorporar
seguidamente, como datos para el reglaje
correcto de útil.
Mediante un equipo de prereglaje
(externo o incorporado a la MHCN): Estos
dispositivos verifican dimensionalmente
las herramientas calculando directamente
sus dimensiones básicas respecto del
punto de montaje.
Los sistemas externos de prereglaje de
herramientas utilizan un sistema de
montaje y fijación idéntico al existente en
la MHCN. Las dimensiones se calculan por
procedimientos ópticos o mecánicos. Los
datos se incorporan dentro de un sistema
informático al que puede conectarse la UC
a través de una pastilla electrónica de
datos o mediante comunicación por cable.
Cuando el prereglaje óptico se verifica en
la MHCN la herramienta se ubica en su
estación de trabajo. Se debe posicionar el
cabezal (o torreta) en un punto tal que
permita la visión correcta del útil por el
121
sistema
de
medida
pasando
la
información dimensional directamente a la
UC que gobierna toda la instalación.
Para determinar las dimensiones básicas
de una herramienta, garantizar que las
asuma
la
UC
e
inicializar
convenientemente la MHCN, se requiere
un conjunto de apoyos externos como
puntos de contacto o patrones de
referencia, paradas de los indicadores de
recorrido, mandriles de centrado, sensores
de medida, etc.
La asignación del «cero de herramienta»
se lleva a cabo de la siguiente forma:
En primer lugar, se hace contacto en una
superficie de la pieza a mecanizar con una
herramienta de referencia o palpador
almacenando la UC la medida obtenida
como la altura «cero» o de referencia.
La elección del método y sistema de
sujeción, así como, a la presión de apriete
requerida.
La determinación de la herramientas y su
forma de actuación (contornos especiales,
internos o externos, etc.).
Un amarre carente de rigidez puede
suponer la aparición de vibraciones o
deflexiones en la pieza (esta es la
justificación del contrapunto o las lunetas
en el torneado, o de algunos amarres
especiales en fresado).
Para
conseguir
buenos
acabados
superficiales se debe garantizar la
formación de viruta favorable (mediante
rompevirutas) y emplear una geometría de
herramienta adecuada para el material. Se
recomienda en este caso además:
9 velocidades de corte elevadas,
9 profundidades de corte bajas,
9 avances reducidos.
A continuación se deberán introducir en la
UC las diferencias entre las alturas de las
herramientas de trabajo y la de referencia.
Durante el mecanizado la UC corrige de
forma automática las trayectorias de cada
herramienta
con
esas
diferencias,
describiendo un recorrido único sobre la
pieza ajustada a la altura de referencia o
«cero».
•
Acabado superficial.
Un programador debe determinar qué
propiedades de la pieza requieren
atención especial a la hora de
confeccionar el programa CN partiendo de
su plano.
El tamaño y la forma de la pieza afectan a:
122
Realiza un mapa conceptual de
las reacciones químicas ideales.
CONTEXTUALIZACIÓN
Competencia lógica.
™ Analizar las principales características
que se deben tomar en cuanta para la
selección de las herramientas de
corte.
El alumno:
•
Analizará las propiedades de los
materiales de terminando que tipo de
metal es para asignar un tipo de
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
herramienta de corte.
Competencia analítica.
™ Comprenderá la función de cada uno
de los dispositivos para la sujeción de
herramientas.
El alumno:
•
comparará y determinará como
influyen las posiciones de cada uno de
los dispositivos para la sujeción de
herramientas.
Competencia ambiental.
™ Crear una cultura del reciclaje de
materiales.
El alumno:
•
Analizará las propiedades de los
materiales que se desechan y
determinará cuales son para reciclar
eligiendo un lugar específico.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
123
PRÁCTICAS Y LISTAS DE COTEJO
de 2
Unidad
aprendizaje:
Práctica número:
Nombre
práctica:
Propósito
práctica:
de
de
3
la Visita al área de Programación CNC de
una empresa industrial.
la Al finalizar la práctica el alumno identificará las ventajas de un torno
con sistema CNC, con respecto de los tornos convencionales
mediante las especificaciones de los proveedores para la toma de
decisiones en el maquinado de piezas.
Escenario:
1) Aula, 2) Empresa
Industrial.
Duración:
14 hrs.
Materiales
•
•
•
•
•
124
Tabla de campo.
Hojas de papel bond.
Lápiz.
Goma.
Las
copias
de
información técnica que
se requieran.
Maquinaria y equipo
•
Herramienta
De seguridad marcado
por la empresa.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Procedimiento
™ Realizar la practica con responsabilidad, limpieza, seguridad y trabajo en equipo.
­ Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
­ Utilizar la ropa y equipo de trabajo.
Para el desarrollo de la práctica se recomiendan grupos de 6 a 8 alumnos.
• Utilizar lentes de seguridad.
• Verificar los elementos y condiciones de seguridad de la maquina antes de iniciar la
practica.
Escenario 1
1. Elegir una empresa que opere tornos de control numéricos.
Escenario 2
2. Acudir con el responsable del área de programación.
3. Observar los diferentes tipos de tornos CNC empleados por la empresa.
4. Hacer un listado de los códigos y comandos más empleados en la programación.
5. Observar los sistemas de control para determinar la introducción de datos.
6. Comentar con el programador sobre las ventajas de un torno con sistema CNC, con
respecto a los convencionales.
7. Observar en el desarrollo de programación de un sistema CNC.
8. Observar el uso de dispositivos de registro y de guardar memoria en un sistema CNC.
9. Localizar los sistemas de retroalimentación y de control de datos.
10. Identificar la unidad de control para el uso de herramentales.
11. Observar los sistemas de alimentación de material.
12. Clasificar las características de programación.
13. Elaborar un reporte de práctica que incluya lo siguiente:
• Resumen de la visita a la empresa industrial.
• Observaciones.
• Conclusiones.
4 Dar tratamiento a los residuos recuperables.
1 Disponer de los desechos biológicos contaminados y materiales utilizados en los
contenedores o depósitos previstos para dicho fin de acuerdo con la NOM-087.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
125
Lista de cotejo de la práctica
número 3:
Visita al área de Programación CNC de una empresa
industrial.
Nombre del alumno:
Instrucciones:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
observación del mismo.
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el
alumno durante su desempeño
Sí
Desarrollo
No
No
Aplica
­ Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la
práctica.
­ Utilizó la ropa y equipo de trabajo.
1. Siguió las medidas de seguridad e higiene de la empresa.
2. Observó los diferentes tipos de tornos CNC empleados por la
empresa.
3. Hizo un listado de los códigos y comandos más empleados en la
programación.
4. Observó los sistemas de control para determinar la introducción
de datos.
5. Comentó con el programador sobre las ventajas de un torno
con sistema CNC, con respecto a los convencionales.
6. Observó en el desarrollo de programación de un sistema CNC.
7. Observó el uso de dispositivos de registro y guardó memoria en
un sistema CNC.
8. Localizó los sistemas de retroalimentación y de control de
datos.
9. Identificó la unidad de control para el uso de herramentales.
10. Observó los sistemas de alimentación de material.
11. Realizó un reporte de la práctica con los requerimientos
solicitados.
4 Separar los residuos recuperables.
1 Dispuso de los desechos biológicos
utilizados.
126
contaminados y materiales
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Observaciones:
PSP:
Hora
inicio:
de
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Hora
de
término:
Evaluación:
127
de 2
Unidad
aprendizaje:
Práctica número:
Nombre
práctica:
Propósito
práctica:
de
de
4
la Programación de un torno CNC.
la Al finalizar la práctica, El alumno programará un torno CNC
mediante la interpretación de especificaciones de la hoja de
procesos para realizar el maquinado de piezas.
Escenario:
Taller de Máquinas
herramientas y CNC
del Plantel
Duración:
26 hrs.
Materiales
•
•
•
•
•
128
Tabla de campo.
Hojas de papel bond.
Lápiz.
Goma.
Croquis de una pieza
acotada.
Maquinaria y equipo
•
Herramienta
Torno de CNC.
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Procedimiento
™ Realizar la practica con responsabilidad, limpieza, seguridad y trabajo en equipo.
­ Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
­ Utilizar la ropa y equipo de trabajo.
•
•
•
•
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Verificar las fuentes de energía.
Utilizar lentes.
Evitar tener alimentos y bebidas en el área de trabajo.
No fumar en el área de trabajo.
Definir las coordenadas de los puntos de maquinado de una pieza.
Emplear los ejes de control de un torno CNC.
Emplear el sistema absoluto de coordenadas.
Emplear el sistema de incremento de coordenadas.
Emplear el sistema de fijación a cero.
Emplear el uso de los lenguajes de programación.
• APT.
• AXAPT.
• COPMCAT II.
• PROMO.
• GTL .
• AFAPT.
7. Efectuar dos o más ciclos para comprobar la programación.
8. Realizar un resumen de la práctica que incluya:
9. Hoja de proceso de la pieza.
10. Programación elaborada para la pieza.
• Observaciones.
• Conclusiones.
4 Dar tratamiento a los residuos recuperables.
1 Disponer de los desechos biológicos contaminados y materiales utilizados en los
contenedores o depósitos previstos para dicho fin de acuerdo con la NOM-087.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
129
Lista de cotejo de la práctica
número 4:
Programación de un torno CNC.
Nombre del alumno:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
observación del mismo.
Instrucciones:
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el
alumno durante su desempeño
Sí
Desarrollo
No
No
Aplica
­ Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la
práctica.
­ Utilizó la ropa y equipo de trabajo.
1. Siguió las medidas de seguridad e higiene del taller.
2. Definió las coordenadas de los puntos de maquinado de una
pieza.
3. Empleó los ejes de control de un torno CNC.
4. Empleó el sistema absoluto de coordenadas.
5. Empleó el sistema de incremento de coordenadas.
6. Empleó el sistema de fijación a cero.
7. Empleó el uso de los lenguajes de programación.
8. Efectuó en vacío dos o más ciclos para comprobar la
programación.
9. Realizó un reporte de la práctica con los requerimientos
solicitados.
4 Separar los residuos recuperables.
1 Dispuso de los desechos biológicos
contaminados y materiales
utilizados
Observaciones:
PSP:
Hora
inicio:
130
de
Hora
de
término:
Evaluación:
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
de 2
Unidad
aprendizaje:
Práctica número:
Nombre
práctica:
Propósito
práctica:
de
de
5
la Fabricación de piezas en torno con CNC.
la Al finalizar la práctica, El alumno fabricará piezas en tornos con CNC
verificando las especificaciones de la hoja de procesos para su uso
industrial.
Escenario:
Taller de Máquinas
herramienta y CNC
del plantel
Duración:
38 hrs.
Materiales
•
•
•
•
•
•
•
Tabla de campo.
Hojas de papel bond.
Lápiz.
Goma.
Hoja de proceso de
programación.
Dibujo de una pieza
acotada.
Material que indique el
diseño.
Maquinaria y equipo
•
•
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
Torno CNC.
Equipo de seguridad
indicado
por
el
reglamento de taller.
Herramienta
•
•
De sujeción, indicada
para el proceso.
De corte, indicada para
el proceso.
131
Procedimiento
™ Realizar la practica con responsabilidad, limpieza, seguridad y trabajo en equipo.
­ Aplicar las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica.
­ Utilizar la ropa y equipo de trabajo.
• Verificar las fuentes de energía.
• Utilizar lentes
• Evitar tener alimentos y bebidas en el área de trabajo.
• No fumar en el área de trabajo.
1. Efectuar un estudio de las necesidades de maquinado de la pieza a fabricar en torno
CNC.
2. Efectuar un estudio de la capacidad de maquinado en un torno CNC.
3. Efectuar una selección del material a emplear.
4. Efectuar una selección del herramental de corte y sujeción de acuerdo al Lay-Out del
proceso.
5. Efectuar el desarrollo de la programación en un torno CNC.
6. Efectuar varios ciclos en vacío del programa para verificar su funcionamiento.
7. Colocar el material específico del proceso de fabricación.
8. Realizar ciclo de maquinado.
9. Observar ciclo de maquinado y cotejar contra la programación.
10. Verificar pieza maquinada de acuerdo con el diseño y proceso de fabricación.
11. Obtener un reporte dimensional de la pieza.
12. Repetir esta práctica para piezas diferentes, si el tiempo lo permite.
13. Realizar un reporte de la práctica que incluya lo siguiente:
• Hoja de procesos.
• Programa del ciclo de operación del torno CNC.
• Reporte dimensional de la pieza resultante.
• Observaciones.
• Conclusiones.
4 Dar tratamiento a los residuos recuperables.
1 Disponer de los desechos biológicos contaminados y materiales utilizados en los
contenedores o depósitos previstos para dicho fin de acuerdo con la NOM-087.
132
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Lista de cotejo de la práctica
número 5:
Fabricación de piezas en torno con CNC.
Nombre del alumno:
A continuación se presentan los criterios que van a ser
verificados en el desempeño del alumno mediante la
observación del mismo.
Instrucciones:
De la siguiente lista marque con una 9 aquellas
observaciones que hayan sido cumplidas por el
alumno durante su desempeño
Sí
Desarrollo
No
No
Aplica
­ Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la
práctica.
­ Utilizó la ropa y equipo de trabajo.
1. Siguió las medidas de seguridad e higiene del taller.
2. Efectuó un estudio de las necesidades de maquinado de la
pieza a fabricar en torno CNC.
3. Efectuó un estudio de la capacidad de maquinado en un torno
CNC.
4. Efectuó una selección del material a emplear.
5. Efectuó una selección del herramental de corte y sujeción de
acuerdo al Lay-Out del proceso.
6. Efectuó el desarrollo de la programación en un torno CNC.
7. Efectuó varios ciclos en vacío del programa, para verificar su
funcionamiento.
8. Colocó el material específico del proceso de fabricación.
9. Realizó el ciclo de maquinado.
10. Observó el ciclo de maquinado
y cotejó contra la
programación.
11.
Realizó un reporte de la práctica con los requerimientos
solicitados.
4 Separar los residuos recuperables.
1 Dispuso de los desechos biológicos
contaminados y materiales
utilizados.
Observaciones:
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
133
PSP:
Hora
inicio:
134
de
Hora
de
término:
Evaluación:
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
RESUMEN
En este capítulo se abordó la forma como
se deben controlar los movimientos del
torno
de
Control
Numérico
Computarizado (CNC) mediante sus
dispositivos, así como las unidades de
adquisición de datos de entrada y salida
para
programar
el
proceso
de
manufactura de una pieza.
Para esto, se estudiaron las características
de un sistema ce CNC, viendo las ventajas
y desventajas de su uso, su productividad,
así como las características de las
máquinas operables con CNC, y la
planeación para el uso del CNC.
Posteriormente se estudió el principio de
funcionamiento
de
un
CNC,
las
características del operador de un torno
CNC,
las
características
de
un
programador de CNC, los elementos de un
programa de CNC, los dispositivos de
registro y acumuladores de memoria, el
display de lectura de valores de las
coordenadas,
los
sistemas
de
retroalimentación y los sistemas de control
numérico.
Al término de este primer tema se vieron
las características del equipo de un CNC,
sus unidades de entrada-salida de datos,
la interna de entrada-salida de datos, la de
cálculos y de enlace con los elementos
mecánicos, y, el control numérico para
máquinas herramienta y la programación
manual.
En el segundo tema de este capítulo se
estudió cómo programar un torno CNC
por medio de sistemas de coordenadas,
unidades de adquisición y lenguaje de
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
programación para la fabricación de una
pieza metal mecánica.
Los sistemas de coordenadas estudiados
fueron los de coordenadas cartesianas, los
tipos de control en dos ejes, el control del
eje “Z”, el control de cuatro y cinco
posiciones, los sistemas de incremento, el
sistema absoluto y el sistema de fijación a
cero.
Se estudió la programación CNC,
contemplando para ello las computadoras
y los lenguajes para CNC, la programación
automática del herramental APT, la
adaptación del APT, la programación
automática
del
maquinado,
la
programación
Compact
II
y
la
programación general de un proceso APT.
En el tercer tema se pusieron las bases
para la elaboración de partes en torno
CNC programando la secuencia del
proceso y usando el herramental
apropiado para lograr la calidad en
dimensiones.
Primeramente se consideró el programado
de un torno CNC, para lo cual se trató del
manejo de los ejes, de las operaciones con
diámetro interior y con diámetro exterior,
de las proporciones en el avance, de la
velocidad del Husillo, del formato de la
información, de la interpolación lineal y
circular y del roscado.
Después se consideró lo relativo al
herramental,
sobre
todo
las
consideraciones del empleo, de las
herramientas de corte usadas en el torno
CNC, de las herramientas de ranurado y
barrenado.
135
Por último, en este capítulo se trató del
herramental de tecnología avanzada, en
particular el relativo a corte especial y de
sujeción, así como los aditamentos de
avance automático, la verificación de
primeras partes, el dimensional y aquel
relativo al acabado superficial.
136
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
AUTOEVALUACIÓN DE CONOCIMIENTOS
1. ¿Cuáles son los sistemas empleados en un sistema CNC?
2. Mencione cuatro tipos de lenguajes de programación empleados en un sistema CNC
3. ¿Cuál es la ventaja de un torno con CNC.?
4. ¿Qué elementos se toman en cuenta para la programación de un torno con CNC?
5. Mencione tres tipos de sistemas de control numérico.
6. ¿Cuáles son las condicione que se deben tomar en cuenta para una operación con
Diámetro Exterior y con Diámetro Interior para un torno con CNC?
7. Mencione que condiciones deben tomarse en cuenta para la verificación de primeras
partes en una máquina herramienta con CNC
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
137
GLOSARIO DE TÉRMINOS
Elemento de la herramienta especial de corte que inserta la
herramienta en el seno del cabezal de la MHCN (fresadora) o en la
torreta (torno).
El ángulo de corte es aquel ángulo que ayuda a direccional las
Ángulo de corte
virutas y a proteger a la herramienta del calentamiento excesivo y
la acción abrasiva en general ;en el ángulo positivo de corte los
esfuerzos de la herramienta de corte tienden a decrecer y en el
ángulo negativo se incrementa la fuerza de corte.
Componente del torno que soporta todos los componentes, tales
Bancada
como el cabezal delantero, el chuck, la torreta y el cabezal trasero
listados y tiene un contenedor para recibir las virutas que caen.
Nomenclatura de herramienta que consiste en el ángulo al cual
BR: ( back Rake)
está inclinada la herramienta para poder direccional
adecuadamente las rebabas que surgen del corte. Este ángulo
está formado por la cara superior del inserto de carburo y la línea
principal de la superficie del porte herramientas.
Componente del torno CNC en el que se encuentra la flecha que
Cabezal delantero
transmite el movimiento al husillo.
Componente del torno que sirve de soporte a la punta derecha de
Cabezal trasero
la pieza de trabajo.
CAD
(computer Diseño asistido por computadora.
aided
design)
Carburo cementado Material para los insertos fabricado usando carburo de tungsteno
sintetizado en una matriz de cobalto. Algunos de estos carburos
contienen carburo de titanio, carburo de tantalio u otros
materiales aditivos
Carburo recubierto Material usado para los insertos cuya resistencia al desgaste
puede ser mejorada de un 200% a un 500% empleando
recubrimientos de materiales resistentes al desgaste. Los
materiales empleados en estos recubrimientos pueden ser,
carburo de titanio y óxido de aluminio (cerámica). Ambos
recubiertos ofrecen un excelente desempeño en aceros, fundición
gris, y materiales no ferrosos.
Acoplamiento
138
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
Centro
maquinado
de El centro de maquinado es el ultimo desarrollo en la tecnología
del CNC; este sistema viene equipado con intercambiadores
automáticos de herramientas los cuales tienen la capacidad de
cambiar hasta 90 o mas herramientas. Muchos de ellos están
equipados con contenedores rectangulares movibles llamados
pallets. Estos contenedores son empleados para cargar y
descargar automáticamente las piezas. Con una simple puesta a
punto el centro de maquinado puede efectuar operaciones tales
como fresado, barrenado, conizado abocardado y muchas otras
mas. Adicionalmente el centro de maquinado puede utilizar
diversos cabezales para ejecutar diversas tareas en muchas
diferentes caras de la parte y ángulos específicos. El centro de
maquinado reduce los tiempos de producción y los costos debido
a que reduce la necesidad de mover la parte de una máquina a
otra.
Centro de torneado Máquina de CNC capaz de ejecutar muchos diferentes tipos de
operaciones de corte simultáneamente en una parte que se
encuentre girando. Tienen también la capacidad de aceptar
cambiadores de herramienta.
Cerámica
Cinta de Mylar
Una cerámica es un material muy duro formado sin metal. Este
material se caracteriza por su excepcional resistencia al desgaste y
al calor. El material más popular para elaborar la cerámica es él
oxido de aluminio. Frecuentemente se emplea un aditivo como
óxido de titanio o carburo de titanio. La principal desventaja con
la cerámica es que ésta tiene muy baja resistencia a los golpes y al
impacto, de tal forma que la cerámica solamente puede ser usada
en operaciones donde los impactos son bajos.
Es una cinta perforada de una pulgada de ancho y puede estar
hecha de papel o de Mylar (el Mylar es un plástico duro y
resistente) o de un laminado de Mylar y aluminio. La cinta
de papel es la más económica, ésta está tratada para resistir al
agua y al aceite y es la más popular. La cinta de Mylar es mucho
más cara pero es muy durable. Ésta se sigue empleando aún en
las industrias manufactureras para almacenar información como
cinta maestra.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
139
Cinta magnética
Controlador
Control numérico
Chuck
Diamante
Cinta que viene usualmente en forma de cassette utilizando cinta
de ¼ in de ancho. El programa es almacenado en forma de un
patrón magnético en la cinta; un lector de cinta lee el patrón y lo
convierte al correspondiente código eléctrico; la información es
recuperada avanzando o retrocediendo la cinta de manera
secuencial, el mejoramiento en la protección de la cinta ha
incrementado su uso un poco más.
Componente del sistema de control numérico que recibe el
código de señales eléctricas de la lectora de cinta y
subsecuentemente hace que la máquina de control numérico
responda.
El control numérico es un método de operación automática para
una máquina basado en un código de letras, números y
caracteres especiales y que ha sido empleado en la industria por
alrededor de 40 años.
Componente del torno que conecta al husillo y sujeta la pieza de
trabajo
Material del que existen dos tipos, uno que es cristal natural
obtenido de los diamantes con una alta resistencia al desgaste,
pero muy baja resistencia al impacto; el otro consiste en
pequeños cristales de diamantes sintéticos unidos entre ellos a
altas temperaturas y presiones en un sustrato de carburo. Este
material fue desarrollado por General Electric bajo el nombre de
Compacx. Este tipo de material muestra muy buena resistencia al
choque.
Diskette
Dispositivo en forma circular que sirve para almacenar programas
en forma de un patrón magnético; está hecho para girar cuando
se está operando y puede ser leído por cabezas grabadoras en la
unidad del disco. Se conoce también como floppy disk (disco
suave)el cual ha llegado a ser el método más popular de entrada y
almacenamiento y es usado con microcomputadoras y estaciones
de trabajo.
Disk pack
Es usado para DNC con servidores de cómputo remotos; la
capacidad de almacenamiento de un disco es mucho mayor que
la capacidad de almacenamiento de la cinta. El disco es un medio
de acceso aleatorio. Esto significa que cualquier información en
cualquier posición del disco puede ser encontrada y recuperada
casi instantáneamente.
140
Maquinado de Piezas en Torno C. N. C.
ECEA: (end cutting Nomenclatura de herramienta que significa el ángulo que sirve
para mantener un claro entre la herramienta y la superficie de
edge
trabajo durante una operación de corte interna o externa.
angle)
EC: (end clearance Nomenclatura de herramienta que significa el ángulo que nos
permite que el final de la herramienta no interfiera en el corte.
angle)
EIA
Frenteado
(Electronic Industries Association): Asociación de Industrias
Electrónicas.
Operación básica del torno en la que se efectúa el corte del final
de la pieza resultando un extremo perpendicular o a escuadra con
respecto de la línea del centro de la pieza. Al efectuar esta
operación se deberá producir una superficie plana y de acabado
suave. Para esta operación la herramienta recorre la pieza en
dirección perpendicular a su línea de centro.
Herramental
sujeción
en fresas
de Las formas de sujeción de la pieza en la fresa son a través de
sargentos y apoyos con formas escalonadas, ajustables en altura o
bloques con varias facetas de contacto, con pernos y resortes de
apriete de montaje-desmontaje rápido; con placas angulares de
apoyo; con palancas de apriete; con mordazas mecánicas
autocentrables; con platos o mesas magnéticas; con mesas y
dispositivos modulares de uso universal; con apoyos de diseño
específico o especial.
Herramental
sujeción
en tornos
de La forma de sujetar la pieza en los tornos de control numérico, es
a través de platos universales de dos, tres o cuatro garras
autocentrables; platos frontales para la colocación de sargentos
para agarre de formas irregulares; mandriles autocentrables;
pinzas apara sujetar piezas cilíndricas pequeñas; puntos y
contrapuntos con arrastres para piezas esbeltas; lunetas
escamoteables para apoyo intermedio y conos.
Herramienta
MHCN
de Es una herramienta de corte especial que generalmente presenta
las siguientes partes: acoplamiento, portaherramientas (cuerpo,
mango o portaplaquita) y punta herramienta (plaquita).
ISO
(International Standarization Organization): Organización
Internacional para estandarizar.
Lectora
Componente del sistema de control numérico que lee el patrón de
perforaciones de la cinta y lo convierte a un código de señales
eléctricas.
Maquinado de Piezas en Torno de C. N. C.
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Máquina de Control Numérico que responde a las señales
programadas por el controlador y de acuerdo a éstas la máquina
ejecuta los movimientos requeridos para manufacturar la parte (
encendido o apagado de la rotación del husillo, movimiento de la
mesa o el husillo de acuerdo a la programación en las diferentes
direcciones de los ejes, etc.).
La máquina de control numérico computarizado (CNC) es una
Máquina de CNC
(Control Numérico máquina de control numérico a la cual se le ha agregado la
característica de tener una computadora. Esta computadora es
Computarizado)
conocida comúnmente como la unidad de control de la máquina
o MCU (Machine Control Unit).
Máquina de corte Es una máquina de CNC (de control numérico computarizado)
que utiliza un intenso rayo concentrado de luz láser para cortar la
por
parte; el material bajo el rayo láser desaparece rápidamente bajo
laser
la alta temperatura y es vaporizado; si el poder del rayo es
suficiente éste puede penetrar a través del material. Debido a que
no hay fuerzas mecánicas involucradas las partes cortadas con
láser sufren una mínima distorsión. Esta máquina ha sido muy
efectiva en el barrenado de ranuras y agujeros.
Equipo de manufactura en el que se aplica la tecnología CNC (de
Máquina
electroerosionadora control numérico computarizado) y que utiliza un alambre
delgado (0.0008 a 0.012 in.) como electrodo; este alambre está
por
filamento
(wire guiado por dos rodillos y corta la parte como una sierra de cinta,
el material es removido por la erosión causada por una chispa que
EDM)
se mueve horizontalmente con el alambre; el CNC es empleado
para controlar los movimientos horizontales de la mesa. Esta
máquina es muy usada para producir insertos de moldes, dados
de estrucción y herramientas de forma.
Computadora usada para almacenar y procesar los programas
MCU
CNC adquiridos. Esta computadora es conocida comúnmente
como la unidad de control de la máquina o MCU (Machine
Control Unit). El MCU usualmente tiene un teclado alfanumérico
para adquirir la información directa o manual o programas de
partes.
Máquina CN
Método
Conversacional
(no estandarizado)
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Método alternativo de programación y consiste en usar el
controlador conversacional de CNC. Este método puede ser usado
para producción de partes simples, pero para piezas más
complejas.
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Método
digitalización
de El método de Digitalizar implica una representación digital o
numérica de un objeto o dibujo; esto puede ser hecho mediante
el uso de un mecanismo y un código de posicionamiento. Un
método alternativo emplea un mecanismo electro óptico o
electromagnético para seguir un dibujo a escala colocado en la
cama de un digitalizador especial. La información obtenida es
procesada por una computadora además de generar la
información CN. La digitalización proporciona un medio de
introducir la información física a una base de datos digital.
Método de gráficas
basadas
en
computadora
de
programación
de
partes.
El método de Graficas basadas en computadora de programación
de partes es un método que permite la creación de una base de
datos digital en el sistema CAD para ser usada directamente y
crear una base de herramientas esto permite un máximo nivel de
información. En este método el programador CN se deberá
mantener siguiendo el plan de procesos para indicar las
operaciones que deben tomar lugar en cada parte de la
geometría de la pieza.
Método
del
lenguaje
asistido
por
computadora
de programación de
partes.
El método del Lenguaje asistido por computadora de
programación de partes es un método que emplea un alto nivel
de lenguaje, el cual como las herramientas de programación
automática APT (automatically programmed tools) o compact II
para escribir un manuscrito o fuente de programa. Este programa
contiene definiciones de la pieza a trabajar y de la geometría de la
herramienta de corte una descripción de los movimientos de la
herramienta y la secuencia de funciones de la máquina. Entonces
estos recursos pueden ser procesados por la computadora. La cual
puede ser graficada para su verificación. La información puede ser
procesada para generar el control de la máquina.
Si el lenguaje base de programación es ampliamente usado, este
será básicamente compatible con CIM que es el requerimiento
para recrear redefinir y reinterpretar la geometría, más bien que el
uso de la información del diseño almacenado en una base de
datos digital.
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Método
programación
CN manual.
Perforadora.
Planeación
procesos.
de El método de programación manual es conocido como
programación por números; esta requiere trabajar con el diseño
para computar los valores numéricos precisos para la secuencia de
localizaciones en las cuales la herramienta va a moverse en las
operaciones que va a efectuar. Esta información es formada
usando la combinación de códigos apropiados para la unidad de
control de herramientas de la máquina; el método de entrada
(cinta perforada) es preparado y el programa es checado por
medio de un ciclo en vacío de la máquina o por medio de una
grafica obtenida en el graficador desde la propia máquina. La
programación manual está elaborada a un nivel de lenguaje
máquina. Este método de programación es básicamente
incompatible con la filosofía de operación CIM, aunque puede ser
apropiado para un pequeño taller que opere CN.
Componente del sistema de control numérico que convierte las
instrucciones escritas a un correspondiente patrón perforado. Este
patrón de perforaciones es perforado a lo largo de la cinta la cual
pasa a través de este dispositivo; muchas unidades antiguas usan
un dispositivo de tecleado conocido como flexowriter; los nuevos
dispositivos incluyen una microcomputadora que se acopla a la
unidad de perforado de cinta.
de Es el primer paso de la planeación técnica de procesos y también
se llama ingeniería de manufactura; para ello se usa la
información del diseño el cual describe al producto para
seleccionar los procesos y las máquinas que pueden ser usadas
para fabricar y ensamblar las partes; se trabaja en los detalles de
las herramientas especificas y de los dispositivos que van a ser
requeridos para controlar los parámetros críticos dentro de la
operación de la máquina.
Plaquita o punta Elemento de la herramienta especial de corte que puede estar
unida al mango de manera permanente o soldada; sin embargo,
herramienta.
es más usual el uso de plaquitas intercambiables fijadas mediante
tornillos, palancas, bridas u otros medios.
Portaplaquitas.
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Elemento de la herramienta especial de corte que generalmente
se fija al acoplamiento mediante sujeciones de montaje rápido:
roscas, bridas de apriete, pazsadores, sistemas de inserción tipo
“snap”.
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Precisión
Dimensional.
Es la precisión de dimensiones de una pieza mecanizada en una
máquina herramienta de control numérico; en una fresa las
dimensiones básicas son la longitud (L) y el radio de corte (R); en
el torno los parámetros son la longitud (L) y el decalaje transversal
(Q).
Reglaje.
Consiste en el establecimiento de las dimensiones básicas de las
herramientas en la máquina de control numérico, lo cual se
realiza de dos formas: mediante una prueba de mecanizado, para
lo cual se lleva a cabo una prueba de mecanizado sencillo y se
verifica dimensionalmente; y, mediante un equipo de prereglaje,
mediante el cual se verifica dimensionalmente las herramientas
calculando sus dimensiones básicas respecto del punto de
montaje.
Programa.
Es un sistema de instrucciones codificadas para ejecutar una
operación. El programa es transmitido por medio de las
correspondientes señales eléctricas para activar los motores que
mueven a la máquina. Las máquinas de control numérico pueden
ser programadas manualmente; si se usa una computadora para
crear un programa, el proceso es conocido como programación
asistida por computadora.
Programación CN.
Consiste en la actividad de programación que involucra la
definición de procesos y parámetros y el desarrollo específico de
instrucciones para todo el equipo de manufactura controlado por
computadora. El resultado es un conjunto de programas
computarizados que serán usados para operar las herramientas.
En las operaciones de maquinado este paso involucra la
programación del CN para las partes. En otros tipos de procesos
de manufactura el tipo de información puede diferir pero la
función es básicamente la misma. En la manufactura de
productos eléctricos o electrónicos se deben desarrollar programa
de prueba en la misma forma.
Rasurado.
Maquinado que es ejecutado mediante la programación de un
corte lineal con una especificación de profundidad; la
profundidad es necesaria para hacer que el diámetro del ranurado
se uniforme. La herramienta deberá estar detenida en el fondo de
la ranura por al menos una revolución del husillo.
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Ruteo
manufactura.
de Es el resultado final de la planeación de procesos, y describe
enteramente y en detalle los procesos de manufactura,
incluyendo la secuencia de operaciones y el establecimiento y
control de los límites en cada herramienta.
SCEA (side cutting Nomenclatura de herramienta que significa el ángulo que nos
ayuda a mejorar el corte produciendo pequeñas virutas en la
edge
operación de torneado.
angle).
SC: (side clearance
angle).
Este es el ángulo que permite que la parte lateral de la
herramienta no interfiera en el corte .
SR:
(side
angle).
rake Nomenclatura de herramienta que consiste en el ángulo que nos
sirve para direccionar las virutas hacia un lado de la herramienta y
este ángulo se encuentra formado por la cara superficial del
inserto
y
la
superficie
transversal
del
cuerpo
del
portaherramientas.
TNR:
(tool
radio).
nose Nomenclatura de herramienta que significa radio del filo,y nos
sirve para producir un acabado superficial aceptable y alargar la
vida de la herramienta.
Torneado.
Operación básica del torno que sirve para remover el material de
la parte exterior de la pieza que se encuentra girando o rotando.
Diferentes perfiles y formas pueden ser creadas durante esta
operación tales como: conos, contornos y bordes. Usualmente el
primer paso es un corte grueso o de desbaste, y los siguientes
pueden ser uno o más cortes Finos.
Torno CNC.
Es una máquina herramientas diseñada para remover material de
la pieza que es sujetada y girada en su propio eje. Los modernos
tornos CNC utilizan torretas para sostener rígidamente y para
mover las herramientas de corte, así como para reemplazar
rápidamente una herramienta desgastada por una herramienta
nueva y moverla a la posición de corte.
Torreta.
Componente del torno que sujeta las herramientas de corte y
reemplaza las herramientas desgastadas por herramientas nuevas
durante un cambio de herramienta.
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Unidad de control Componente del sistema CNC que genera, almacena y procesa los
programas CNC; esta unidad contiene también el control de
de la máquina.
movimiento de la máquina en forma de un programa de software
ejecutable.
Verificación
de Es una práctica muy común en las empresas modernas que
consiste en verificar que dentro de una corrida de producción, la
primeras partes.
primera pieza cumpla con los parámetros de especificación; esto
garantizará que las demás piezas también; de otra forma se hacen
las correcciones pertinentes.
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BIBLIOGRAFÍA
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Producción,España Marcombo, 1993.
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Prentice Hall, 1991.
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EMCOTRONIC TM02 Manual de programación torneado.
148
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