Módulo Control Numérico Computarizado

MÓDULO
CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO
FABIÁN BOLÍVAR MARÍN
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
CCAV NEIVA
2012
1
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN
OBJETIVO GENERAL
EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA UNIDAD 1
UNIDAD 1
FUNDAMENTOS BÁSICOS E INTRODUCCIÓN AL CONTROL NUMÉRICO
COMPUTARIZADO
Objetivos específicos
1.
Definiciones básicas y fundamentos del Control
Computarizado
1.1 Definición de Control Numérico Computarizado.
1.2 ¿Cómo funciona el CNC?
1.3 Ventajas del CNC.
1.4 Cualidades del CNC.
1.5 Reseña histórica de la industria y del CNC.
Numérico
2.
Generalidades del Control Numérico Computarizado
2.1 CNC: Una nueva alternativa.
2.2 El ambiente de trabajo.
2.3 Tipos de automatización.
2.4 ¿Cuándo emplear el Control Numérico Computarizado?
2.5 ¿Cómo seleccionar un centro de mecanizado CNC?
3.
Clasificación y características de las máquinas herramienta
3.1 Definición y clasificación de máquinas herramienta.
3.2 Arquitectura general de una máquina herramienta de CNC
3.3 Descripción de las principales máquinas herramienta.
3.4 El torno.
3.5 La fresadora.
AUTOEVALUACIÓN UNIDAD 1
REALIMENTACIÓN AUTOEVALUACIÓN UNIDAD 1
2
EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA UNIDAD 2
UNIDAD 2
PROGRAMACIÓN EN CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO
Objetivos específicos
4.
Conceptos y definiciones fundamentales en la programación CNC
4.1 Aspectos generales en programación CNC.
4.2 Programación manual de una máquina CNC
4.3 El texto previo.
4.4 Programa de mecanizado.
4.5 Conceptos básicos de programación CNC.
5.
Programación en CNC con WinUnisoft
5.1 WinUnisoft: Simulador de CNC.
5.2 Estructura de ficheros en WinUnisoft.
5.3 Formato de bloque de un programa CNC.
5.4 Descripción de la función G en WinUnisoft
5.5 Funciones complementarias del WinUnisoft
6.
Ejemplos de programación CNC
6.1 Ejemplo 1 para torno.
6.2 Ejemplo 2 para torno.
6.3 Ejemplo 3 para torno.
6.4 Ejemplo 1 para fresadora.
6.5 Ejemplo 2 para fresadora.
AUTOEVALUACIÓN UNIDAD 2
FUENTES DOCUMENTALES
3
INTRODUCCIÓN
En el presente módulo, el estudiante encontrará las características principales del
Control Numérico Computarizado y su aplicación en la industria de hoy.
Básicamente, el módulo inicia con una introducción a la historia de la industria y su
evolución con la automatización de procesos, destacando las principales
máquinas herramientas utilizadas en la fabricación de productos como tornos,
fresadoras, cepillos, rectificadoras y taladros. Además, se establece un concepto
básico acerca del CNC.
Con esta preparación inicial, el estudiante ya podrá abordar la arquitectura,
programación y descripción de cada uno de los componentes de una máquina
herramienta para que conozca su funcionamiento y los identifique en un contexto
real, con el objetivo de entrar en el mundo de la programación de máquinas, que le
permitirán al estudiante analizar y corregir fallas en sistemas de Control Numérico
Computarizado.
Entremos, pues, en este maravilloso mundo del Control Numérico Computarizado,
y apliquémoslo en nuestro entorno con el fin de mejorar las condiciones de
producción.
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OBJETIVO GENERAL
Este módulo ha sido diseñado con el propósito que el estudiante identifique y
analice sistemas de Control Numérico Computarizado, a través del estudio de
máquinas herramienta con diversas arquitecturas, conociendo e identificando cada
uno de sus componentes y su funcionamiento con el fin de programar y
automatizar procesos que anteriormente se realizaban de forma manual.
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EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA UNIDAD 1
Antes de iniciar el estudio del Control Numérico Computarizado, es necesario que
el estudiante retome algunos aspectos básicos del control electrónico y se
cuestione sobre lo que conoce del tema que va a abordar. Para ello, es importante
que se de respuesta a las siguientes preguntas antes de entrar en materia.
1. ¿Cuáles son las características más importantes en el campo del Control?
2. ¿Cómo define una máquina herramienta, para su concepto?
3. ¿Qué diferencias encuentra ente los equipos utilizados en la industria antigua y
la de hoy?
4. ¿Qué significa la palabra automatización?
5. ¿Considera importante la aplicación de la Electrónica en el campo de la
industria para la fabricación de productos? ¿Por qué?
6. Defina con sus palabras lo que cree que sea Control Numérico Computarizado
Dando respuesta a estas inquietudes, el estudiante podrá abordar con más
seguridad el nuevo tema a tratar en este módulo (Control Numérico
Computarizado)
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UNIDAD 1
FUNDAMENTOS BÁSICOS E INTRODUCCIÓN
AL CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO
7
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•
Que el estudiante comprenda el concepto de Control
Computarizado y lo identifique en el contexto cotidiano.
•
Que el estudiante adopte una nueva terminología en el ámbito de la
producción y en la industrialización y automatización de los procesos.
•
Que el estudiante reconozca los diferentes tipos de automatización y su
aplicación en los procesos de fabricación y estandarización de productos.
•
Que el estudiante identifique las partes de una máquina herramienta de
control numérico.
Numérico
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CAPÍTULO 1: DEFINICIONES BÁSICAS Y FUNDAMENTOS DEL
CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO
1.1 DEFINICIÓN DE CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO
El Control Numérico por Computador, también llamado CNC (en inglés Computer
Numerical Control), es todo aquel dispositivo que pueda contar con la
capacidad de dirigir el posicionamiento en diferentes planos de un dispositivo
mecánico, que resulta ser móvil por medio de órdenes elaboradas y
predeterminadas para cumplir un trabajo específico por medio de la interacción
de un lenguaje de programación y un ordenador o computador (ver Figura 1).
Figura 1. Definición ilustrativa del CNC
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1.2 ¿CÓMO FUNCIONA EL CNC?
Para cumplir una tarea o trabajo, el sistema de control numérico
computarizado utiliza una serie de órdenes, generadas por un software de
control, que serán simuladas, identificadas y codificadas y puestas en marcha
para luego ser asumidas por la máquina, utilizando movimientos en un sistema
de coordenadas de referencia que especificarán el movimiento del dispositivo
o de la herramienta que hace la operación.
Generalmente el Control Numérico Computarizado es utilizado en operaciones
específicas de maquinado como son las de torneado y de fresado, cortado,
doblado ó especialmente cuando la industria necesita producir objetos o
productos que cumplan con las características de normalización e igualdad de
productos exigidas por un mercado, tomando como ejemplo el mercado de
repuestos y auto partes; este sistema ha revolucionado la fabricación de todo
tipo de objetos, en la industria metalúrgica.
El mercado y la competencia han hecho surgir el desarrollo de nuevas tecnologías
en las cuales se busca la economía de materia prima y la obtención de productos
utilizando una fracción del tiempo utilizado en los métodos tradicionales de
fabricación. De allí surge la necesidad de adecuar nuestras industrias a fin de
que puedan ser competentes en reto de los próximos años.
Una opción o alternativa clara frente a la competencia de tecnologías es la
conversión de las industrias a elementos como el de la automatización por medio
del CNC.
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1.3 VENTAJAS DEL CNC
Las máquinas y herramientas de Control Numérico Computarizado, brindan
algunas ventajas adicionales como:
•
Amplia capacidad de operaciones de trabajo.
•
Seguridad. El control numérico es especialmente recomendable para el
trabajo con productos peligrosos o de alto riesgo.
•
Amplia capacidad de diseño. Las máquinas o herramientas de control
numérico computarizado cuentan con una amplia y abierta capacidad
para realizar diseños desde básicos hasta complejos.
•
Disposición de varios lenguajes de programación, aunque es muy
común encontrar diferentes fabricantes de máquinas o herramientas de
control numérico computarizado donde cada uno asume un software
actual para el desarrollo de las operaciones de la máquina, pero que
generalmente suelen ser compatibles entre sus versiones.
•
Control y normalización de sus productos. Por medio del uso de esta
tecnología, se ejerce mayor control en las empresas sobre el uso
adecuado de materias primas, puesto que según una producción, se
pueden estimar las dimensiones de la materia prima.
•
Precisión. Mayor precisión de la máquina herramienta de control numérico
respecto de las maquinas tradicionales, puesto que la máquina realiza
avances programados totalmente asistidos por computador.
•
Un solo operador para varias máquinas. Con el uso de esta tecnología un
operario puede sincronizar varias máquinas para que trabajen al mismo
tiempo, ahorrando el uso de mano de obra calificada.
•
Mayor exactitud en sus operaciones. Aunque el margen de error que se
maneja es muy pequeño, la máquina cuenta con un sistema de auto
calibraciones periódicas para evitar errores.
•
Mínimas pérdidas de materia prima.
•
Mayor capacidad en cuanto a la programación y puesta en marcha.
•
Competitividad frente a las máquinas tradicionales.
11
•
Mayor rendimiento y menores costos.
•
Amplia representación de mantenimiento y repuestos por parte del
fabricante.
El control numérico computarizado se ha planteado un objetivo y es el de
incrementar la productividad, precisión, rapidez, menor uso de talento humano,
mayor autonomía para el uso de máquinas y herramientas. Su uso ha permitido la
mecanización de piezas que antes se podrían considerar como muy complejas,
especialmente en la industria metalmecánica, y procedimientos de exactitud como
en la industria militar, que anteriormente no se concebían en un diseño desde los
métodos de fabricación tradicional.
La tecnología da un gran paso con la implementación del control numérico
computarizado, que aporta principios funcionales y operacionales a la robótica, y
genera nuevas expectativas que apuntan a la fabricación autónoma del trabajo
con productos metal mecánicos, resinas, y polietilenos con mayor uso en las
diferentes utilidades en la industria.
La competitividad y el acelerado mundo de lo comercial, económico y político, los
cuales afectan directamente las sociedades como la nuestra (países en desarrollo)
crean una oportunidad creciente para el desarrollo de nuevas tecnologías y mayor
producción.
Las nuevas políticas mundiales de mercados abiertos y globalización apuntan
hacia esta competencia y surge la necesidad inmediata de adecuar nuestras
industrias a fin de que puedan ser competentes. Una opción es la introducción de
la automatización.
Uno de los factores que impiden la adquisición de estos recursos (Máquinas de
Herramientas de Control Numérico Computarizado), es la alta inversión contra la
amplia capacidad de producción.
Algunos de los problemas en la industria que podemos mencionar hoy son:
•
Existe cada vez una mayor exigencia en la precisión y normalización.
•
Los diseños son cada vez más complejos, diversos y multipropósitos.
•
Los altos costos de fabricación hacen necesario minimizar errores.
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•
El tiempo de entrega de los productos tiende a ser cada vez más corto para
ser competente en un mercado.
13
1.4 CUALIDADES DEL CNC
Una máquina herramienta CNC es un equipo de trabajo que permite manufacturar
piezas de distintos materiales a través de sus sistemas. Este equipo se diferencia
de una herramienta convencional porque es posible programar la secuencia de
fabricación de una pieza, trabajo que tardaría mucho más tiempo en un equipo
tradicional.
Esto significa que el operador de la máquina herramienta sólo hace una vez el
trabajo de definir cómo hacer una pieza (trabajo de programación) y el control de
la máquina produce la cantidad de piezas que se necesite con un mínimo de
errores. A diferencia de un equipo convencional, el CNC se compone
especialmente de dos cuerpos principales: el control y la herramienta misma.
El control de todo el procedimiento lo ejerce un computador, que procesa y
ejecuta la información guardada por el operador de la máquina. Luego vendría la
simulación de todo el proceso por parte del operador; si el programa se ejecuta
correctamente, se procedería a montar en la máquina herramienta la materia
prima a ser trabajada, luego se le daría luz verde a la ejecución del mismo cuando
el control comunica a la máquina herramienta (mediante señales o pulsos
eléctricos) para luego realizar las trayectorias y elaborar la pieza deseada.
Esto caracteriza las máquinas CNC. Una sola persona puede operar muchas
máquinas simultáneamente ofreciendo con esto bajos costos en cuanto a la mano
de obra calificada, mientras que en el sistema tradicional es necesario localizar
muchas coordenadas por medio de un plano a medidas y con el dimensionamiento
para la ejecución de un proyecto que dará como fruto un solo producto.
En cuanto a la máquina herramienta CNC, el operario cuenta con el programa,
tiene todo el control de los parámetros a medidas y con el dimensionamiento para
ser ejecutado n número de veces, luego que se ejecuta el programa virtualmente,
se realiza cualquier trabajo.
El siguiente cuadro muestra las características que un operador de una máquina
sistematizada por Control Numérico Computarizado debe tener:
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Habilidades
El operador de CNC deberá tener
conocimientos en geometría, álgebra
y trigonometría.
Deberá conocer sobre la selección y
diseño de la herramienta de corte.
Dominar los métodos de sujeción
especialmente metal mecánicos.
Uso de medidores y conocimientos de
metrología.
Fortalezas
Conocimientos de la estructura de la
máquina CNC.
Conocimientos del
proceso de
transformación mecánica.
Conocimientos de la programación
CNC.
Conocimientos del mantenimiento y
operación CNC.
El programa tiene el control de los No se requiere de una gran
parámetros de corte.
experiencia para realizar proyectos.
Interpretación de planos.
Gozar de toda la interacción
de
recursos tanto físicos como virtuales
para la ejecución exitosa de un
proyecto y su multiplicación continua
sin que se ofrezcan ninguna clase de
pérdidas por temas relacionados con
dimensionamiento y normalización.
Mejora el ambiente de trabajo.
Desarrollo de una nueva cultura en
cuanto al trabajo, puesto que se
programa una sola vez para n numero
de operaciones.
Cuadro 1. Características de un operario de CNC
15
1.5 RESEÑA HISTÓRICA DE LA INDUSTRIA Y DEL CNC
El Control Numérico por Computador, nace de la necesidad que tiene el
hombre de ahorrar procesos, tiempo, y la búsqueda de homogenizar el
producto terminado buscando su normalización en el mercado.
Este desarrollo se produjo gracias al avance significativo que ha tenido la
tecnología, buscando solucionar las problemáticas cotidianas del hombre,
especialmente desarrollado por la problemática generada en las empresas
manufactureras de repuestos que trabajaban manualmente, en donde se
realizaban productos que solían presentar una serie de errores sobre todo por
mediciones incorrectas. Por tal motivo, ésta se considera como la propuesta
inicial para el desarrollo de esta tecnología.
La segunda propuesta de interés para el desarrollo de esta tecnología la
aportan los industriales que necesitaban ahorrar tiempo de manufactura y
mano de obra calificada que resultaba muy costosa.
La tercera propuesta de interés para el desarrollo de esta tecnología se reflejó
en las grandes inversiones que se deberían realizar para adquirir múltiples
equipos de trabajo para con esto poder dar cobertura a una producción
sostenible.
A partir de dichas problemáticas, se planteó la necesidad de contar con una
tecnología más compacta, que aportara significativamente al planteamiento de
las inquietudes plasmadas.
Estas son algunas de las referencias históricas generadas a partir del
desarrollo de esta tecnología durante el proceso de revolución tecnológica que
ha tenido el mundo.
•
(1725) Máquinas de tejer construidas en Inglaterra, controladas por tarjetas
perforadas con agujeros.
•
(1863) M. Forneaux - primer piano que tocó automáticamente por medio de
tarjetas perforadas con agujeros.
•
(1870-1890) Eli Whitney - desarrollo de plantillas y dispositivos de escritura
y lectura.
•
(1880) Introducción de una variedad de herramientas para el maquinado de
diferentes materiales.
16
•
(1940) Introducción de los controles hidráulicos, neumáticos y electrónicos.
•
(1945) Comienzo de la investigación y desarrollo del control numérico.
•
(1945) Comienzo de los experimentos de producción a gran escala
•
(1947) John Parsons empezó a experimentar con la idea de generar los
datos y posiciones en factores X, y Y, de un plano y sus curvas, usarlos
para controlar los movimientos direccionándolos dentro del potencial de
trabajo que puede tener una máquina herramienta.
•
En (1949) se otorgó un contrato a la Parsons Corporación para encontrar
un método rápido de producción que garantizara autonomía, alto
desempeño y normalización de productos generados por una máquina
herramienta.
•
En (1952) el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) demostró
exitosamente un modelo de máquina con control numérico que presentaba
una opción clara y confiable para la introducción de esta tecnología. La
máquina produjo exitosamente partes y productos, con movimientos
simultáneos generados a partir de plasmar unas magnitudes en los ejes de
movimiento de las herramientas de corte, de allí se introdujo el término
"control numérico".
•
En (1955) los modelos introductorios comerciales de las máquinas de CNC
se exhibieron ante el público y se empezaron a masificar en el mundo
aunque aun presentaban limitantes en cuanto a su desempeño.
•
En (1957) el CNC es aceptado por la industria y reconocido como máquinas
de alto desempeño, acreditándose así en el mercado instalándose con
muchas de estas máquinas. A partir de esta fecha se incorpora el uso del
PC como una herramienta adicional al diseño de partes que configura
amplia maniobrabilidad y mayor disposición de recursos.
17
Figura 2. Evolución en los telares
18
CAPÍTULO 2: GENERALIDADES DEL CONTROL NUMÉRICO
COMPUTARIZADO
2.1 CNC: UNA NUEVA ALTERNATIVA
“Actualmente existe un ambiente de grandes expectativas e incertidumbre en
cuanto al desarrollo de nuevas tecnologías. Mucho de esto se da por los
rápidos cambios de la tecnología actual, pues éstos no permiten asimilarla en
forma adecuada de modo que es muy difícil sacar su mejor provecho. También
surgen cambios rápidos en el orden económico y político los cuales en
sociedades como la nuestra (países en desarrollo) inhiben el surgimiento de
soluciones autóctonas o propias para nuestros problemas más fundamentales.
Entre todos estos cambios, uno de los de mayor influencia lo será sin duda el
desarrollo de las nuevas políticas mundiales de mercados abiertos y
globalización, lo que implica una libre competencia y surge la necesidad de
adecuar nuestras industrias a fin de que puedan satisfacer el reto de los años
venideros. Una opción o alternativa frente a esto es la reconversión de las
industrias introduciendo el elemento de la automatización. Sin embargo, se
debe hacerse en la forma más adecuada de modo que se pueda absorber
gradualmente la nueva tecnología en un tiempo adecuado; todo esto sin
olvidar los factores de rendimiento de la inversión y capacidad de producción.
Uno de los elementos importantes dentro de este resurgir de la automatización
son las máquinas de herramientas del Control Numérico Computarizado, las
cuales brindan algunas ventajas adicionales que son de importancia considerar
detenidamente”.
Tomado de El Control Numérico Computarizado en el Desarrollo Industrial,
autoría del Ing. Lino Ruiz.
Los países de mayor desarrollo en el mundo, poseen una gran experiencia en
cuanto a automatización y el manejo de los recursos que, entre otros,
demuestran problemas industriales dentro de los cuales cabe mencionar:
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•
Existe cada vez una mayor exigencia en la precisión y normalización en
cuanto al uso permanente de normas de calidad.
•
Se hace necesario minimizar errores en cuanto a la productividad y el
tiempo de entrega de los productos tiende a ser cada vez más corto
para ser competente y poder sostener una línea de productos en un
mercado.
•
Los diseños a desarrollar en metalurgia son cada vez más complejos,
exigen diversidad de procesos y su nivel de complejidad es alto.
•
Menor utilización de mano de obra calificada, puesto que este factor
incrementa en un buen porcentaje el valor del producto terminado.
•
Disponibilidad de herramientas que puedan realizar diversos procesos
bajo la utilización de una sola maquina.
•
Implementación de constante seguimiento del uso de la maquinaria, hoja
de vida, horas de utilización, cantidad de mantenimientos preventivos y
correctivos.
•
Estándar de planificación en cuanto a la producción general de la
máquina, esto puesto que en el mundo de hoy se subcontrata y arrienda
maquinaria frecuentemente en la industria
20
2.2 EL AMBIENTE DE TRABAJO
El entorno del ambiente industrial
situaciones tales como:
se
encuentra frecuentemente con
•
Escasez de mano de obra calificada.
•
Producción masiva de múltiples modelos de un mismo producto.
•
Ambiente de producción y taller poco atractivo.
Estos aspectos son más fáciles de encontrar en sociedades industriales, que
en países subdesarrollados.
Tomado de El Control Numérico Computarizado en el Desarrollo Industrial,
autoría del Ing. Lino Ruiz.
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2.3 TIPOS DE AUTOMATIZACIÓN
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.
Los tipos de automatización son:
•
Control automático de procesos.
•
Procesamiento electrónico de datos.
•
Automatización fija.
•
Control Numérico Computarizado.
•
Automatización flexible.
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 podría ser el proceso de refinación del petróleo.
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 este tipo de automatización la obtención,
análisis y registros de datos a través de interfases y computadores.
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 es el caso de los PLC o Controladores Lógicos
Programables.
Un mayor nivel de flexibilidad lo poseen las máquinas de control numérico
computarizado. Este tipo de control se ha aplicado con éxito a máquinas
herramienta de control numérico (MHCN) como lo son las fresadoras, los
tornos, las troqueladoras y herramientas de corte.
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".
22
2.4 ¿CUÁNDO EMPLEAR EL CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO?
La decisión sobre cuándo es necesario utilizar máquinas o herramientas de
control numérico computarizado, muchas veces se resuelve en base a un
análisis de producción y rentabilidad. Sin embargo, en nuestros países
subdesarrollados, muchas veces existe un factor inercial que impide a los
empresarios realizar el salto tecnológico en la medida que estas personas se
motiven a acercarse a estas tecnologías.
Por otro lado, una vez tomado este camino se dará una rápida transferencia
tecnológica a nivel de las empresas incrementando el nivel técnico.
Fenómenos como éstos no son raros, pues se dan muchas veces en nuestros
países al nivel de consumidores. Somos consumidores de productos de alta
tecnología y nos adaptamos rápidamente a los cambios que se dan en
productos tales como automóviles, equipos de comunicación, computadores,
etc.
Entonces, cómo se decide la alternativa de usar o no Control Numérico
Computarizado en términos de producción:
•
Cuando se tienen altos volúmenes de producción.
•
Cuando la frecuencia de producción de un mismo artículo no es muy
alta.
•
Cuando el grado de complejidad de los artículos producidos es alto.
•
Cuando se realizan cambios en un artículo a fin de darle actualidad o
brindar una variedad de modelos.
•
Cuando es necesario un alto grado de precisión.
23
2.5 ¿CÓMO SELECCIONAR UN CENTRO DE MECANIZADO CNC?
La racionalización de la producción en las pequeñas y medianas empresas, es un
proceso que se desarrolla día a día y en el que la adquisición de nuevas máquinas
y sistemas de trabajo asistidos por computador, juegan un papel preponderante.
Gracias a la mejora del ratio precio/prestaciones, los centros de mecanizado a
control numérico son hoy en día una opción válida en muchos casos y permite una
gran flexibilidad, versatilidad y precisión.
Gracias a la demanda de este tipo de máquinas, se ha desarrollado el software
que permite un manejo de las mismas sin necesidad de grandes conocimientos de
programación (sistemas CAD-CAM), y reduce el tiempo necesario para el mismo,
lo que sin duda los hace aún más interesantes. Además, la reducción de los
niveles de precios de los equipos informáticos y el aumento de sus prestaciones
influyen de forma positiva en la introducción de estas tecnologías dentro de las
empresas.
Los beneficios de este tipo de máquinas son varios y se podrían enumerar en los
siguientes:
•
Reducción del ciclo de fabricación; es decir, menor tiempo de preparación,
de mecanizado y de espera en taller.
•
Ahorro de medios de fabricación.
•
Reducción de tiempos de preparación de máquinas: en una misma puesta
en máquina se pueden realizar varias operaciones que de otro modo
necesitarían varias máquinas convencionales, lo que implica reducción de
tiempo de preparación y eliminación del tiempo de ajuste. Excepto el
posicionamiento del sistema de amarre y situación de la pieza en el punto
adecuado, las demás operaciones de puesta a punto lo realiza la propia
máquina mediante el programa. Una vez realizado el programa para una
pieza, se pueden ejecutar tantas veces como se requiera siempre que
tengamos un almacén de herramientas lo suficientemente dotado para
eliminar sus tiempos de colocación.
•
Reducción de tiempos de mecanizado: como se comentó anteriormente, en
la misma máquina se pueden realizar más de una operación, lo que permite
una reducción del tiempo total de mecanizado. La calidad y precisión de los
mecanizados son mucho mejores con menores tiempos de mecanizado, y
por ello se pueden eliminar las mediciones y comprobaciones entre proceso
24
y proceso. Se elimina la mano de obra de todas estas máquinas y las
velocidades de trabajo que permiten estas máquinas son mucho mayores y
se pueden optimizar.
•
Reducción de tiempos muertos: al realizar diferentes mecanizaciones en
una misma máquina, se eliminan los tiempos en espera entre máquina y
máquina. Se elimina la mano de obra necesaria para realizar estos
transportes internos. La pieza recorre menos metros por dentro del taller.
•
Ahorro en costos de fabricación: se mantiene una sola máquina, aunque su
coste puede ser mayor. Se requiere menos mano de obra. Se evita el daño
de las pieza durante el transporte interno y en stocks intermedios. Se
reduce stocks en curso. Se obtienen calidades de acabado mayores que en
muchos casos facilitan procesos posteriores. Se obtiene mayor calidad y
repetitividad de las piezas, eliminando tiempos de ajuste, reprocesamientos
y costos de no calidad.
•
Otros beneficios como: independencia de la situación anímica del operario
tanto en las comprobaciones de calidad, dimensiones, como en las relativas
al propio mecanizado, permitiendo tiempos conocidos y más estables de las
piezas. Menor manejo de las piezas por parte de los operarios. Posibilidad
de hacer mecanizados que con máquinas convencionales no se pueden
realizar de forma adecuada. Más seguridad para el operario al no estar en
contacto con las herramientas de corte de una forma directa en el proceso
de mecanizado. Mayor flexibilidad en la producción, mejor servicio, más
uniformidad en el tiempo de mecanizado, etc.
Los primeros aspectos que se han de tener en cuenta, han de ser los relativos al
análisis de los mecanizados que han de ser realizados en la máquina: geometría y
dimensiones de las piezas, número de piezas, tanto a corto como a largo plazo.
Este último punto es muy importante porque esta máquina tiene un costo muy
elevado y es necesario saber lo que se le exige ahora y lo que se le puede exigir a
medio plazo y de esta forma, adquirir un equipo que permita adecuarla a sus
necesidades a medio plazo.
Hay que analizar los materiales de trabajo (potencia de motores, tipos de
herramientas), mecanizados a realizar (número de grupos que ha de incluir el
centro de trabajo como taladros, peines, taladros horizontales, sierras orientables,
fresadoras, número de herramientas a tener en el almacén, etc) y geometría de las
piezas; es decir, dimensiones de la mesa de trabajo y número de ejes necesarios
para mecanizarlos, características de cada uno de ellos como giros y un largo
número de opciones.
25
Además de este análisis, se pueden deducir aspectos como sistemas de amarre a
utilizar, dimensiones de pórtico, número de cabezales, sistema de la mesa y otras
características de la máquina tales como el sistema de posicionamiento cero-cero,
sistemas que faciliten la puesta a punto y otras innovaciones que ofrece el
mercado.
Por lo que respecta al número de piezas, estas deben agruparse por tipologías, lo
cual permitirá deducir la capacidad a instalar una vez se determinen los tiempos
de mecanizado para cada uno de ellos y los turnos necesarios para realizarlos,
aspectos necesarios para un correcto análisis de la inversión. Este análisis es de
suma importancia, dado que un centro de trabajo permite aglutinar en un mismo
tiempo de preparación de la pieza una serie de operaciones que anteriormente se
venían haciendo en diferentes máquinas, y por ello es interesante determinar el
número máximo de operaciones a realizar, y que por supuesto sea rentable
realizarlos.
Una vez analizados estos aspectos, ya se tiene una idea exacta de las
necesidades, y por ello es el momento de buscar en el mercado algo que satisfaga
las mismas para realizar una evaluación del costo de la inversión. Es en este
punto cuando hay que mirar el mercado y qué mejor oportunidad que la
celebración de una feria en la que se tiene toda la oferta en un mismo recinto y se
puede maximizar el beneficio obtenido en la búsqueda. Existen tres ferias a nivel
europeo que suelen ser una referente en temas de maquinarias, por un lado la
Feria FIMMA-Maderalia que se celebra de forma bianual en Valencia; por otro
lado, la Feria LIGNA que se celebra también de forma bianual en Hannover
(Alemania), y por último INTERBIMALL, también bianual y que se celebra en Milán
(Italia).
Como es lógico y dada la gran importancia que el factor mantenimiento y servicio
van a tener en la elección de la máquina, es de gran importancia visitar la feria del
país de destino de la máquina, dado que aquí se puede verificar si la empresa
fabricante de la máquina dispone de una estructura sólida en la zona en que se
encuentre ubicada la empresa.
Otro punto muy importante es la versatilidad del equipo y la facilidad de
programación, por lo que habrá que tener muy en cuenta las facilidades ofertadas
por los distintos fabricantes y sus costos asociados.
26
CAPÍTULO 3: CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LAS
MÁQUINAS HERRAMIENTA
3.1 DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE MÁQUINAS HERRAMIENTA
Se conoce con el nombre de máquina - herramienta a toda máquina que por
procedimientos mecánicos, hace funcionar una herramienta, sustituyendo la mano
del hombre. Una máquina herramienta tiene por objetivo principal sustituir el
trabajo manual por el trabajo mecánico, en la fabricación de piezas.
Esquemáticamente, el proceso que se desarrolla en una máquina herramienta
puede representarse así: Un producto semielaborado (preforma) penetra en la
máquina y, después de sufrir pérdida de material, sale con las dimensiones y
formas deseadas; todo gracias al movimiento y posición relativos de pieza y
herramienta.
Como el arranque de material supone vencer las tensiones que se oponen a este
proceso, hay implícito en ello un trabajo que vendrá determinado por diversos
factores, según las condiciones en que se realice: avance, profundidad de corte,
sección de viruta, volumen de viruta arrancada, velocidad de corte, esfuerzo de
corte, y potencia absorbida en el mismo.
27
CLASIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS HERRAMIENTA
La siguiente, es una clasificación de las máquinas herramienta, de acuerdo a las
transformaciones que sufre el material manipulado.
Máquinas herramienta por arranque del material
Este tipo de máquinas se clasifican en:
•
Arranque de grandes porciones de material:
- Cizalla.
- Tijera.
- Guillotina.
•
Arranque de pequeñas porciones de material:
- Tornos: Tornos revólver y automáticos. Tornos especiales.
- Fresadoras.
- Mandrinadoras y mandrinadoras fresadoras.
- Taladros.
- Máquinas para la fabricación de engranes.
- Roscadoras.
- Cepilladoras, limadoras y mortajas.
- Brochadoras.
- Centros de mecanizado (con almacén y cambio automático de herramienta).
- Máquinas de serrar y tronzadoras.
- Unidades de mecanizado y máquinas especiales.
•
Arranque de finas porciones de material:
- Rectificadoras.
28
- Pulidoras, esmeriladoras y rebarbadoras.
- Máquinas de rodar y lapeadoras.
•
Máquinas de mecanizado por procesos físico-químicos
•
Máquinas herramienta que trabajan por deformación.
Máquinas herramienta por deformación del material
Este tipo de máquinas se clasifican en:
- Prensas mecánicas, hidráulicas y neumáticas.
- Máquinas para forjar.
- Máquinas para el trabajo de chapas y bandas.
- Máquinas para el trabajo de barras y perfiles.
- Máquinas para el trabajo de tubos.
- Máquinas para el trabajo del alambre.
- Máquinas para fabricar bulones, tornillos, tuercas y remaches.
29
3.2 ARQUITECTURA GENERAL DE UNA MÁQUINA HERRAMIENTA DE CNC
A continuación, estudiaremos la arquitectura general de una máquina herramienta
de control numérico computarizado, identificando sus partes y funcionamiento de
cada una de ellas.
Figura 3. Arquitectura general de una máquina herramienta de control numérico
30
UNIDAD DE ENTRADA Y SALIDA DE DATOS
Sirve para cargar los programas de mecanizado en el equipo de control numérico,
utilizando un lenguaje específico para esto. En los sistemas antiguos se utilizaron
para la introducción de datos, métodos rudimentarios que presentaban grandes
inconvenientes, sobre todo en programas extensos, provocando su total
eliminación.
Posteriormente, se utilizó para la programación de la máquina una cinta perforada
de papel o aluminio, por lo que el lector de cinta se constituía en el órgano
principal de entrada de datos. Se denominaba tarjeta de órdenes. Dicha cinta era
previamente perforada utilizando un perforador de cinta o un teletipo. Estos
agujeros planteaban un recorrido para la máquina CNC. El número de agujeros
máximo por cada carácter era de ocho (cinta de ocho canales). Además, existía
otro agujero de menor tamaño, ubicado entre los canales 3 y 4 que permitía el
arrastre de la cinta sobre el aparato lector.
Los primeros lectores de cinta fueron electromecánicos, los cuales utilizaban un
sistema de agujas palpadoras, que determinaban la existencia de agujeros o no en
cada canal de la cinta. Luego, esto actuaba sobre un sistema conmutable cuyos
contactos se abren o cierran dependiendo de la existencia o no de dichos agujeros
y de esta manera se realizaba el trabajo.
Luego, con la utilización de lectores de cinta fotoeléctricos, los cuales permitían
una velocidad de lectura muy superior, se mejoró el proceso de lectura de las
cintas. Estos constaban de células fotoeléctricas, fotodiodos o fototransistores
como elementos sensores. Estos elementos sensibles a la luz, se ubicaban bajo
cada canal de la cinta o el canal de arrastre, de tal manera que cada sensor
producía una señal indicando la presencia o no de un agujero que sería
amplificada y suministrada al equipo de control como datos de entrada, quien
emitía estos datos como un lenguaje.
Otro medio que se incorporó para la entrada de datos era el cassette, grueso y
pequeño, que era más fácil de utilizar, guardar y transportar que la cinta, siendo
óptima su utilización en medios complejos. Su capacidad variaba entre 1 y 5 MB,
pero no duró mucho tiempo hasta la llegada del diskette, cuya principal
característica era la de tener acceso aleatorio lo que permitía acceder a cualquier
parte del disco en menos de medio segundo.
Con la aparición del teclado como órgano de entrada de datos en los
computadores, se solucionó el problema de la modificación del programa para
su posterior ejecución, que no podía realizarse con la cinta perforada, además
31
de una rápida edición de programas y una cómoda inserción y borrado de
bloques, mayor autonomía de trabajo según la memoria del computador.
UNIDAD DE MEMORIA INTERNA E INTERPRETACIÓN DE ÓRDENES
En las máquinas que poseían sólo cinta perforada como entrada de datos, se
utilizaban memorias buffer. Luego, con el surgimiento del teclado y la
necesidad de ampliar significativamente la capacidad, se comenzaron a usar
memorias no volátiles ya que su información permanece almacenada aunque
desaparezca la fuente de potencia del circuito.
Una vez almacenado el programa en memoria, inicia su lectura para su
posterior ejecución, identificando bloques que se van leyendo secuencialmente
y la información necesaria para la ejecución de una operación de mecanizado
de la máquina.
UNIDAD DE CÁLCULO
Una vez interpretado un bloque de información en el cual se han depositado
los datos numéricos del desplazamiento de una herramienta, esta unidad se
encarga de crear el conjunto de órdenes que serán utilizadas para gobernar la
máquina herramienta y dar correcta autonomía al desempeño del proyecto
utilizado.
Por lo tanto, una vez el programa se encuentre en la memoria del computador,
se inicia su ejecución aunque el operador puede disponer de parar este
proceso en cualquier paso de la operación. El control lee un número de
órdenes necesario para la realización de un ciclo de trabajo de un proyecto.
Estas ordenes del programa son interpretados por el control de computador,
que identifica inicialmente las trayectorias a recorrer según un sistema de
ordenadas semejantes al x,y,z, de un plano cartesiano a tres dimensiones.
Es así como se configura la trayectoria a alcanzar x, y, z de un punto en el
caso de un equipo de tres ejes, el avance y su velocidad se configura
anteriormente con la que se realizará la trayectoria. Dentro de este programa
también encontramos otras informaciones como compensación y cambio de
herramientas, cambio de utilidad, rotación o movimientos específicos del
mismo, refrigeración de la operación efectuada. Y finalmente el camino a
recorrer según las dimensiones y el recorrido en tres ejes.
32
SERVOMECANISMOS
La función principal de un control numérico es gobernar los motores
(servomotores) de una máquina herramienta, los cuales provocan un
desplazamiento relativo entre el útil y la pieza situada sobre la mesa. Si
consideramos un desplazamiento en el plano, será necesario accionar dos
motores, en el espacio o tres motores si se trata de tres ejes y así
sucesivamente.
Para el control de los motores de la máquina herramienta se pueden utilizar
dos tipos de servomecanismos, a lazo abierto y a lazo cerrado.
En los de lazo abierto, las órdenes a los motores se envían a partir de la
información suministrada por la unidad de cálculo, y el servomecanismo no
recibe ninguna información ni de la posición real de la herramienta ni de su
velocidad. No así en un sistema de lazo cerrado, donde las órdenes
suministradas a los motores dependen a la vez de las informaciones enviadas
por la unidad de cálculo y de las informaciones suministradas por un sistema
de medidas de la posición real por medio de un captador de posición
(generalmente un encoder), y uno de medida de la velocidad real (tacómetro),
montados ambos sobre la máquina
33
3.3 DESCRIPCIÓN DE LAS PRINCIPALES MÁQUINAS HERRAMIENTA
Máquina
Trabajo Realizado
Se denomina torno a un conjunto de máquinas
herramienta que permiten mecanizar piezas de forma
geométrica de revolución. Estas máquinas-herramienta
operan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el
cabezal o fijada entre los puntos de centraje) mientras
Tornos CNC.
una o varias herramientas de corte son empujadas en
un movimiento regulado de avance contra la superficie
de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las
condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas.
Desde el inicio de la Revolución industrial, el torno se
ha convertido en una máquina básica en el proceso
industrial de mecanizado.
Una fresadora es una máquina-herramienta utilizada
para dar formas complejas a piezas de metal u otros
Fresadora CNC
materiales. También se le conoce como "ruteadora",
palabra derivada del anglicismo "router", pero su
traducción correcta al español es "caladora". Son
máquinas que pueden ejecutar una gran cantidad de
operaciones de mecanizado complejas, como cortes de
ranuras,
planificación,
perforaciones,
encaminado,
etcétera.
34
Dependiendo de la complejidad de la fresadora, ésta
puede,
o
no,
tener
un
control
numérico
por
computadora (CNC) el cual sea capaz de recibir
instrucciones para su operación automática.
Los movimientos en el trabajo realizado con una
fresadora
observan
el
dictado
de
los
planos
cartesianos; pues en un caso sencillo, dígase de una
fresadora manual, la acción será la de una vertical o
una horizontal, mas en una máquina más sofisticada, la
dirección de movimientos puede ser combinada, aún en
mayor cantidad de movimientos axiales, los cuales se
subscriben a la regla de la mano derecha.
Sistemas electrónicos de tres y cuatro ejes motorizados
con mandriles de potencia variable para grabado y
Máquinas de
Pantógrafo CNC
corte sobre diversas superficies. Disponemos de una
amplia
gama
de
modelos
para
todo
tipo
de
aplicaciones, grabado de letras en superficies muy
duras, desde pequeños y económicos pantógrafos.
En estos equipos, una fuente láser que incide sobre el
material
Máquinas de Corte
por Hilo CNC
sustituye
a
la
herramienta.
Según
las
aplicaciones –marcado, corte o mecanizado- y el tipo
de materiales que se desee utilizar, existen diversas
opciones y tipos de láser. Fundamentalmente, láser
CO2 para materiales orgánicos y láser para metales y
plásticos.
Cuadro 2. Características de principales máquinas herramienta
35
3.4 EL TORNO
En esta máquina, el arranque de viruta se produce al acercar la herramienta a la
pieza en rotación, mediante el movimiento de ajuste. Al terminar una revolución
completa, si no hubiera otros movimientos, debería interrumpirse la formación de
viruta; pero como el mecanizado se ha de realizar, además de en profundidad
(según la dirección de ajuste), y en longitud (según el eje de rotación de la pieza),
la herramienta deberá llevar un movimiento de avance. Según sea éste paralelo o
no al eje de giro se obtendrán superficies cilíndricas o cónicas respectivamente.
Se deduce de aquí que las partes esenciales del torno serán, aparte de la
bancada, las que proporcionen los tres movimientos, de ajuste, avance y corte.
El torno más corriente es el llamado torno paralelo; los otros se consideran como
especiales.
•
Partes principales del torno paralelo:
El torno paralelo se compone de las siguientes partes principales:
Figura 4. Torno Paralelo
A) Bancada: Es un zócalo de fundición soportado por uno o más pies, que sirve de
apoyo y guía a las demás partes principales del torno. La fundición debe ser de la
mejor calidad; debe tener dimensiones apropiadas y suficientes para soportar las
fuerzas que se originan durante el trabajo, sin experimentar deformación
36
apreciable, aún en los casos más desfavorables. Para facilitar la resistencia suele
llevar unos nervios centrales.
Las guías han de servir de perfecto asiento y permitir un deslizamiento suave y sin
juego al carro y contracabezal. Deben estar perfectamente rectificadas. Es común
que hayan recibido un tratamiento de temple superficial, para resistir el desgaste.
A veces, las guías se hacen postizas, de acero templado y rectificado.
B) Cabezal: Es una caja fijada al extremo de la bancada por medio de tornillos o
bridas. En ella va alojado el eje principal, que es el que proporciona el movimiento
a la pieza. En su interior suele ir alojado el mecanismo para lograr las distintas
velocidades, que se seleccionan por medio de mandos adecuados, desde el
exterior.
El mecanismo que más se emplea para lograr las distintas velocidades es por
medio de trenes de engranajes. Los principales sistemas empleados en los
cabezales de los tornos son:
•
Cabezal monopolea: El movimiento proviene de un eje, movido por una
polea única. Las distintas velocidades o marchas se obtienen por
desplazamiento de engranajes.
•
Transmisión directa por motor: En lugar de recibir el movimiento a través de
una polea, lo pueden recibir directamente desde un motor. En este tipo de
montaje es normal colocar un embrague, para evitar el cambio brusco del
motor, al parar o invertir el sentido de la marcha. La potencia al transmitir es
más directa, pues se evitan pérdidas por deslizamiento de correas.
•
Caja de cambios: Otra disposición muy frecuente es la colocación de una
caja o cambio, situada en la base del torno; desde allí se transmite el
movimiento hasta el cabezal por medio de correas. Este sistema se presta
muy bien para tornos rápidos y, sobre todo, de precisión. El eje principal
queda descargado de tensiones, haciendo que la polea apoye en soportes
adecuados.
C) Eje principal: Es el órgano que más esfuerzos realiza durante el trabajo. Por
consiguiente, debe ser robusto y estar perfectamente guiado por los rodamientos,
para que no haya desviaciones ni vibraciones. Para facilitar el trabajo en barras
largas suele ser hueco. En la parte anterior lleva un cono interior, perfectamente
rectificado, para poder recibir el punto y servir de apoyo a las piezas que se han
de tornear entre puntos. En el mismo extremo, y por su parte exterior, debe llevar
un sistema para poder colocar un plato portapiezas.
D) Contracabezal o cabeza móvil: El contracabezal o cabezal móvil, llamado
impropiamente contrapunta, consta de dos piezas de fundición, de las cuales una
se desliza sobre la bancada y la otra puede moverse transversalmente sobre la
primera, mediante uno o dos tornillos. Ambas pueden fijarse en cualquier punto de
37
la bancada mediante una tuerca y un tornillo de cabeza de grandes dimensiones
que se desliza por la parte inferior de la bancada. La superior tiene un agujero
cilíndrico perfectamente paralelo a la bancada y a igual altura que el eje del
cabezal. En dicho agujero entra suavemente un manguito cuyo hueco termina, por
un extremo en un cono Morse y, por el otro, en una tuerca. En esta tuerca entra un
tornillo que puede girar mediante una manivela; como este tornillo no puede
moverse axialmente, al girar el tornillo el manguito tiene que entrar o salir de su
alojamiento. Para que este manguito no pueda girar, hay una ranura en toda su
longitud en la que ajusta una chaveta. El manguito puede fijarse en cualquier parte
de su recorrido mediante otro tornillo. En el cono Morse puede colocarse una
punta semejante a la del cabezal o bien una broca, escariador, etc. Para evitar el
roce se emplean mucho los puntos giratorios. Además de la forma común, estos
puntos giratorios pueden estar adaptados para recibir diversos accesorios según
las piezas que se hayan de tornear.
E) Carros: En el torno, la herramienta cortante se fija en el conjunto denominado
carro. La herramienta debe poder acercarse a la pieza, para lograr la profundidad
adecuada y, también, poder moverse con el movimiento de avance para lograr la
superficie deseada. Las superficies que se pueden obtener son todas las de
revolución: cilindros y conos, llegando al límite de superficie plana. Por tanto, la
herramienta debe poder seguir las direcciones de la generatriz de estas
superficies. Esto se logra por medio del carro principal, del carro transversal y del
carro orientable.
E.1) Carro principal: Consta de dos partes, una de las cuales se desliza sobre la
bancada y la otra, llamada delantal, está atornillada a la primera y desciende por la
parte anterior. El delantal lleva en su parte interna los dispositivos para obtener los
movimientos automáticos y manuales de la herramienta, mediante ellos, efectuar
las operaciones de roscar, cilindrar y refrentar.
•
Dispositivo para roscar: El dispositivo para roscar consiste en una tuerca en
dos mitades, las cuales por medio de una manivela pueden aproximarse
hasta engranar con el tornillo patrón o eje de roscar. El paso que se
construye variará según la relación del número de revoluciones de la pieza
que se trabaja y del tornillo patrón.
•
Dispositivo para cilindrar y refrentar: El mismo dispositivo empleado para
roscar podría servir para cilindrar, con tal de que el paso sea
suficientemente pequeño. Sin embargo, se obtiene siempre con otro
mecanismo diferente. Sobre el eje de cilindrar va enchavetado un tornillo
sin fin que engrana con una rueda, la cual, mediante un tren basculante,
puede transmitir su movimiento a un piñón que engrana en una cremallera
fija en la bancada o a otro piñón en el tornillo transversal. El tren basculante
puede también dejarse en posición neutra. En el primer caso se mueve todo
el carro y, por tanto, el torno cilindrará; en el segundo, se moverá solamente
el carro transversal y el torno refrentará; en el tercer caso, el carro no
38
tendrá ningún movimiento automático. Los movimientos del tren basculante
se obtienen por medio de una manivela exterior. El carro puede moverse a
mano, a lo largo de la bancada, por medio de una manivela o un volante.
E.2) Carro transversal: El carro principal lleva una guía perpendicular a los de la
bancada y sobre ella se desliza el carro transversal. Puede moverse a mano, para
dar la profundidad de pasada o acercar la herramienta a la pieza, o bien se puede
mover automáticamente para refrentar con el mecanismo ya explicado.
Para saber el giro que se da al husillo y, con ello, apreciar el desplazamiento del
carro transversal y la profundidad de la pasada, lleva el husillo junto al volante de
accionamiento un tambor graduado que puede girar loco o fijarse en una posición
determinada. Este tambor es de gran utilidad para las operaciones de cilindrado y
roscado, como se verá más adelante.
E.3) Carro orientable: El carro orientable, llamado también carro
portaherramientas, está apoyado sobre una pieza llamada plataforma giratoria,
que puede girar alrededor de un eje central y fijarse en cualquier posición al carro
transversal por medio de cuatro tornillos. Un círculo o limbo graduado indica en
cualquier posición el ángulo que el carro portaherramientas forma con la bancada.
Esta pieza lleva una guía en forma de cola de milano en la que se desliza el carro
orientable. El movimiento no suele ser automático, sino a mano, mediante un
husillo que se da vueltas por medio de una manivela o un pequeño volante. Lleva
el husillo un tambor similar al del husillo del carro transversal.
Los trabajos característicos que se hacen en el torno paralelo son:
Cilindrado exterior: Es una operación para dar forma y dimensiones a la
superficie lateral de un cilindro recto de revolución. Se emplea siempre la
herramienta adecuada, recta o curvada, de acuerdo con la operación de desbaste
o de acabado. La posición debe ser correcta para que se pueda realizar toda la
longitud de la pasada sin interrupciones. Hay que asegurarse de que no estorban:
el perro, las garras del plato, la contrapunta, las lunetas, etc.
Así como en el desbaste lo fundamental no es ni la rugosidad ni la precisión, sino
el rendimiento en la cantidad de viruta cortada, en el acabado, dentro de las
limitaciones del torno, lo fundamental es la precisión en las medidas y la
rugosidad, que deben ser pedidas en los dibujos de taller. Se realiza maniobrando
de igual modo que en el cilindrado de desbaste, pero variando los elementos de
corte, como son la velocidad, el avance y la profundidad de pasada, así como la
herramienta.
Refrentado: Se llama así a la realización de superficies planas en el torno. El
refrentado puede ser completo, en toda la superficie libre, o parcial, en superficies
limitadas. También existe el refrentado interior.
39
Torneado de conos exteriores: En líneas generales, es muy parecido al
torneado de cilindros. Pero presenta algunas peculiaridades. El torneado de conos
puede hacerse de varias maneras:
- Con inclinación del carro orientable.
- Con aparato copiador.
- Entre puntos con desplazamiento del cabezal.
El torno que se ha utilizado para la descripción general de sus diferentes
mecanismos es el torno paralelo o cilíndrico. La índole de las piezas, el número de
ellas o los trabajos especiales, han impuesto la necesidad de otros tipos que se
diferencian, principalmente, por el modo de sujetar la pieza o el trabajo que
realizan. Los más importantes son:
Tornos revolver: Se distinguen de los cilíndricos en que no llevan contrapunto y
el cabezal móvil se sustituye por una torre giratoria alrededor de un árbol
horizontal o vertical. La torre lleva diversos portaherramientas, lo cual permite
ejecutar mecanizados consecutivos son sólo girar la torre.
Figura 5. Torno revólver
Tornos al aire: Se utilizan para el mecanizado de piezas de gran plato, en el eje
principal. El avance lo proporciona una cadena que es difícil de fijar en dos puntos.
Entonces se fija la pieza sobre un gran plato en el eje principal. El avance lo
proporciona una cadena que transmite, por un mecanismo de trinquete, el
movimiento al husillo, el cual hace avanzar al portaherramientas.
40
Figura 6. Torno al aire
Tornos verticales: Los inconvenientes apuntados para los tornos al aire se evitan
haciendo que el eje de giro sea vertical. La pieza se coloca sobre el plato
horizontal, que soporta directamente el peso de aquella. Las herramientas van
sobre carros que pueden desplazarse vertical y transversalmente.
41
Figura 7. Torno vertical
Tornos automáticos: Son tornos revolver en que pueden realizarse
automáticamente los movimientos de la torre así como el avance de la barra.
Suelen usarse para la fabricación en serie de pequeñas piezas.
Figura 8. Torno automático
42
3.5 LA FRESADORA
La fresadora es una máquina-herramienta con movimiento de corte circular en el
que la herramienta (fresa) presenta corte múltiple. El trabajo en ella se caracteriza
porque el material cambia continuamente de forma durante el mismo y el contacto
de la herramienta con la pieza es intermitente. Esto supone que las virutas
arrancadas son cortas y el contacto de la cuchilla con el material, breve; como el
movimiento de la herramienta es circular, hay un intervalo en que ésta gira en
vacío, sin cortar, hasta que toma su puesto la cuchilla inmediata, lo cual supone
que en ese tiempo puede refrigerarse y el calentamiento es menor. Se puede, por
tanto, trabajar con mayores velocidades de corte.
El movimiento principal o de corte lo realiza la fresa, mientras que los de avance y
penetración, en general, la pieza. De estos tres movimientos, los de corte y
avance son realizados por la máquina. Por fresado pueden obtenerse piezas muy
diversas: superficies planas y curvas, roscas, ranuras, dientes de engranajes, etc.
La gran variedad de fresadoras existentes puede reducirse a cuatro tipos
principales:
•
Fresadora horizontal: Esencialmente consta de una bancada vertical,
llamada cuerpo de la fresadora, a lo largo de una de cuyas caras se desliza
una escuadra llamada ménsula, o consola, sobre la cual, a su vez, se
mueve un carro portamesa que soporta la mesa de trabajo, en la que se fija
la pieza que se ha de fresar. En la parte superior de la bancada están
alojados los cojinetes, sobre los que gira el árbol o eje principal, que puede
ir prolongado por un eje portafresas.
•
Fresadora universal: cuando la mesa de trabajo puede girar alrededor de un
eje vertical y recibir movimiento automático en sentido vertical, longitudinal
y transversal, o al menos en sentido longitudinal.
•
Fresadora vertical: Así se llama la fresadora cuyo eje portafresas es
vertical. En general es monopolea y tiene la mesa con movimiento
automático en sentido vertical, longitudinal y transversal.
•
Fresadora mixta: En esta fresadora el husillo portafresas es orientable en
cualquier sentido; su posición se determina por medio de dos círculos
graduados.
Las partes principales de la fresadora universal son las siguientes:
A) Cuerpo: La fresadora universal debe tener la forma y dimensiones necesarias
para alcanzar la máxima rigidez. Su cuerpo va apoyado en una base, que también
ha de ser suficientemente rígida. En él se encuentran, normalmente, el motor de
accionamiento y la mayoría de mecanismos y sistemas de engrase y refrigeración.
43
B) Puente: Llamado vulgarmente en algunos lugares carnero, es simplemente un
elemento de soporte, que suele correr sobre el cuerpo, por unas guías cilíndricas o
en forma de cola de milano, que se pueden bloquear fuertemente. En el puente
van los soportes del eje portafresas provistos de cojinetes de bronce ajustables y
con un sistema de engrase conveniente.
C) Conjunto de la mesa: Consta de mesa, carro portamesa y ménsula. Sobre la
bancada, por unas guías verticales con regletas de ajuste, corre un bastidor
llamado ménsula. Sobre la ménsula, en dirección perpendicular al plano de las
guías de la ménsula, y horizontalmente, corre un carro portamesa, también sobre
unas guías ajustables y, por último, sobre dicho carro, en dirección transversal,
corre la mesa propiamente dicha. Si la fresadora es universal, existe entre el carro
portamesa y la mesa un soporte giratorio para permitir las diversas posiciones.
Una clasificación elemental de los tipos de fresado sería la siguiente:
Fresado plano o planeado: Es la operación por la cual se hace plana la
superficie de una pieza por medio de una fresa. Se realiza con una fresa cilíndrica,
preferiblemente con dientes helicoidales interrumpidos, o bien con fresa frontal.
Cuando la superficie se estrecha, hasta ser menor que el ancho de la fresa, da
buen resultado la fresa cilíndrica.
Ranurado: El ranurado, o ejecución de ranuras, puede ser:
a) Ranurado simple o fresado de ranuras abiertas: Se emplean fresas de tres
cortes. El ancho de la ranura simple resultará algo mayor que el de la fresa
empleada, debido al cabeceo o descentramiento lateral. Por tanto, en los trabajos
de precisión se cuidará mucho el centrado de la fresa.
b) Fresado de ranuras T: De acuerdo con el número de piezas a construir pueden
ser varios los métodos empleados para realizar esta clase de ranuras:
- Con aparato vertical: Se fresa la parte recta de la ranura, con fresa cilíndrica de
mango; después, con fresa especial, la parte ancha de la misma sin mover la
pieza.
- Sin aparato vertical: Se fresa la ranura recta, con fresa de tres cortes; luego se
coloca la pieza a 90º y se elabora la T con la fresa correspondiente, ajustada
directamente sobre el husillo de la fresadora.
- Método mixto: Se hace la ranura inicial, como en el caso anterior, con la fresa de
tres cortes y eje normal. Se desmonta la fresa y se coloca el aparato vertical, con
la fresa especial para la ranura de T.
c) Ranurado equidistante: Este ranurado puede darse en piezas planas o en
piezas redondas. Para las primeras, se emplean divisores lineales o los tambores
de la mesa; para las segundas, los divisores circulares.
44
Fresado de chaveteros: Los chaveteros pueden ser abiertos o cerrados luego
tendremos:
a) De chavetero abierto: Es un trabajo similar al de cualquier ranura simple. Se
elige una fresa de tres cortes y de ancho adecuado; si no está perfectamente
centrada lateralmente, se corre peligro de que el ancho resulte mayor del tolerado.
Si se trata de una sola ranura, se puede emplear una fresa algo más estrecha y
dar dos pasadas; sin embargo, para varias ranuras, no sería rentable. En todo
chavetero es primordial, además del ancho, el centrado lateral, para el buen
funcionamiento de las chavetas.
b) De chavetero cerrado: La fresa empleada es frontal de vástago, con mango
cilíndrico o cónico, con dos o más dientes.
Corte con sierra circular: Se puede considerar como un ranurado de gran
profundidad y pequeña anchura. Las fresas sierras de disco son herramientas
delicadas. Por ello debe tenerse en cuenta:
- Que giren bien centradas y montadas entre dos platos de igual diámetro.
- Que se afilen con frecuencia.
- Que se utilicen las del número apropiado de dientes (dientes finos para
materiales duros).
- Que la pieza esté bien sujeta.
- Una causa frecuente de rotura es el exceso de profundidad de pasada, con las
fresas de pequeños dientes, debido a que la viruta, al no tener salida, tiene que
acumularse en el hueco del diente. Si el volumen arrancado en cada pasada es
mayor que el hueco, se producirá la rotura. La acumulación de la viruta, de
sucesivas pasadas, puede dar lugar a igual resultado si queda adherida a la sierra.
Para evitar estas roturas, no hay más remedio que reducir la pasada y emplear
lubricante no pegajoso, con un chorro abundante y fuerte, para lograr una limpieza
completa.
- La fijación de la pieza también es importante. Al ir llegando al final del corte, las
partes separadas no deben tender a cerrarse contra la fresa, aprisionándola.
Fresado de perfiles: El fresado de un perfil especial se puede conseguir: a) con
una combinación apropiada de fresas sobre el mismo eje y b) con una sola fresa
de forma conveniente y dientes destalonados. La primera solución se utiliza para
perfiles quebrados y la segunda para perfiles curvos.
Fresado de polígonos: Si el polígono que se ha de fresar está convenientemente
torneado, como sucede en la mayoría de los casos, se puede emplear una fresa
plana y un eje portafresas normal. Cuando el trabajo propuesto no permita la
salida de la fresa cilíndrica, se emplea el aparato vertical y fresa frontal.
45
Figura 9. Fresadora universal
Figura 11. Fresadora vertical
Figura 10. Fresadora horizontal
Figura 12. Fresadora mixta
46
HERRAMIENTAS DE CORTE PARA TORNO
En el mundo de la metalurgia y el trabajo de torneado con equipos de Control
Numérico Computarizado es muy común encontrar cuchillas de corte que son
denominadas como buriles, el buril es cuchilla porque cumple con la función de
cortar otros metales apoyado en la velocidad de rotación que entrega el eje del
torno.
BURIL: Se denomina buril a una herramienta manual de corte o marcado formada
por una barra prismática, terminada en una punta de forma variada de acero
templado con un mango en forma de pomo que sirve fundamentalmente para
cortar, ranurar o desbastar material en frío mediante el golpeo a que se somete al
buril con martillo adecuado, o mediante presión.
Para que el buril corte perfectamente otro material es necesario que este cuente
con una inclinación específica en grados, según la tarea que se esté pensando
realizar, un ejemplo claro de esto es: torneado de desbaste, torneado fino o de
terminación, ajustado, roscado etc.
El buril está construido en un acero rápido. Para algunas aplicaciones específicas
es conveniente utilizar aceros que cuenten con mayor dureza y resistencia al
desgaste.
PORTAHERRAMIENTA CON PUNTA DE CORTE: La ventaja de esta es que le
permite montar y desmontar indeterminado número de veces las puntas de corte.
Generalmente el uso de un buril o cuchilla de corte está totalmente limitado a la
utilidad específica que se plantee desarrollar, esto también determina la
complejidad de la misma en cuento a su diseño y operación. El buril más utilizado
en el torno es el denominado como universal, es decir el que se puede utilizar
universalmente para algunas aplicaciones de trabajo cotidiano. Con esta
herramienta se pueden hacer diferentes operaciones como desbastado, ajustado,
terminado de la pieza.
Un corte recto en un material cilíndrico que gira a algunas revoluciones es fácil
realizarlo, pero cuando entrega parámetros específicos como profundidad de
avance y los ángulos marcados por este mismo corte podemos aseverar que
entran en juego otros parámetros que son específicos de las cuchillas de corte,
por esta razón su importancia dentro de su trabajo.
47
Figura 13. Ejemplos de torneado exterior
48
HERRAMIENTAS DE CORTE PARA FRESADORA
Las fresas son herramientas diseñadas para cortar generalmente metales,
corresponden a un diseño y cada una realiza un trabajo específico, como
desbastado, taladrado, pulido y terminado.
Generalmente las fresas se rediseñan para trabajos pesados, en donde
permanentemente se corta y se realiza bombeo permanente de líquido refrigerante
para evitar el desgaste de la herramienta, y bajar las altas temperaturas
generadas por el rozamiento de metales.
La fresa es supremamente dura en cuanto a la composición del acero utilizado en
el diseño y trabajo de la herramienta, generalmente en aceros de corte con
aleaciones que resultan ser muy durables y esto le amplía la proyección de utilidad
de la herramienta.
Figura 14. Ejemplos de fresas
49
Actividad para realizar en grupo colaborativo
Visitar en la ciudad tres fábricas donde implementen máquinas herramienta e
identificar dentro de ellas un torno y una fresadora y elaborar el siguiente cuadro:
Nombre
fábrica
Marca
del
Torno
Potencia
Tipo de
Torno
Marca de
la
fresadora
Potencia
Tipo de
fresadora
50
AUTOEVALUACIÓN UNIDAD 1
Selecciona entre las opciones de respuesta, sólo una correcta
1. Una máquina herramienta es:
A. Un computador
B.Toda máquina que por procedimientos mecánicos hace funcionar una
herramienta
C. Cualquier herramienta controlada por computador.
D. Una máquina que controla al hombre
2. La sigla CNC traduce:
A. Comisión Nacional de Computación
B. Consejo Nacional de Computación
C. Control Numérico Computarizado
D. Cálculo Numérico Computarizado
3. Una de las ventajas del CNC es:
A. Seguridad. El control numérico es especialmente recomendable para el trabajo
con productos peligrosos o de alto riesgo
B. No se puede controlar la producción
C. Las herramientas controlan directamente los computadores.
D. Ninguna de las anteriores.
4. Una de las siguientes máquinas, pertenece al grupo de máquinas por
deformación del material:
A. Máquinas para el trabajo de tubos.
B. Rectificadoras.
C. Taladros
D. Pulidoras
5. Una de las siguientes máquinas, pertenece al grupo de máquinas por arranque
de pequeñas porciones de material:
A. Máquinas para el trabajo de tubos.
B. Rectificadoras.
C. Guillotina
D. Fresadoras
6. El Control Numérico Computarizado se define como:
A. Un programa que diseña controles automáticos.
B. Toda máquina que por procedimientos mecánicos hace funcionar una
herramienta.
51
C. Todo aquel dispositivo capaz de dirigir el posicionamiento de un dispositivo
mecánico móvil por medio de órdenes elaboradas y predeterminadas para cumplir
con un trabajo específico.
D. Un computador con herramienta.
7. El CNC surgió debido a:
A. No había fábricas en el mundo.
B. La necesidad de reducir costos de producción y producir en cantidad de forma
secuencial.
C. Reducir el costo del personal calificado para comprar más computadores.
D. El alto índice del desempleo.
8. Un torno se define como:
A. Un conjunto de máquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de forma
geométrica de revolución.
B. Una máquina-herramienta utilizada para dar formas complejas a piezas de
metal u otros materiales.
C. Conjunto de sistemas electrónicos de tres y cuatro ejes motorizados con
mandriles de potencia variable para grabado y corte sobre diversas superficies.
D. Una fuente láser que incide sobre el material sustituyendo a la herramienta.
9. Una fresadora se define como:
A. Un conjunto de máquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de forma
geométrica de revolución.
B. Una máquina-herramienta utilizada para dar formas complejas a piezas de
metal u otros materiales.
C. Conjunto de sistemas electrónicos de tres y cuatro ejes motorizados con
mandriles de potencia variable para grabado y corte sobre diversas superficies.
D. Una fuente láser que incide sobre el material sustituyendo a la herramienta.
10. Una máquina de pantógrafo es:
A. Un conjunto de máquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de forma
geométrica de revolución.
B. Una máquina-herramienta utilizada para dar formas complejas a piezas de
metal u otros materiales.
C. Conjunto de sistemas electrónicos de tres y cuatro ejes motorizados con
mandriles de potencia variable para grabado y corte sobre diversas superficies.
D. Una fuente láser que incide sobre el material sustituyendo a la herramienta.
52
REALIMENTACIÓN AUTOEVALUACIÓN UNIDAD 1
• Pregunta 1 (Opción B)
Recordemos que una máquina herramienta es diseñada con el fin de manipular
una herramienta a través de procedimientos mecánicos reduciendo así la
manipulación directa de la misma.
• Pregunta 2 ( Opción C)
La sigla CNC traduce Control Numérico Computarizado
• Pregunta 3 ( Opción A)
El CNC proporciona un alto grado de seguridad al reducir el riesgo de
manipular herramientas que podrían ser muy peligrosas para el hombre.
• Pregunta 4 ( Opción A)
La rectificadora, la pulidora y el taladro son máquinas por arranque del material,
por consiguiente las máquinas para el trabajo con tubos corresponde al grupo
de máquinas por deformación del material.
• Pregunta 5 ( Opción D)
Dentro de las máquinas mencionadas, la única que pertenece al grupo de
máquinas por arranque de pequeñas porciones del material es la fresadora.
• Pregunta 6 ( Opción C)
Todo aquel dispositivo capaz de dirigir el posicionamiento de un dispositivo
mecánico móvil por medio de órdenes elaboradas y predeterminadas para
cumplir con un trabajo específico es un Control Numérico Computarizado.
• Pregunta 7 ( Opción B)
La dificultad más grande que tenía la industria era producir material en
cantidad y que todos los productos obtenidos tuvieran las mismas normas de
estandarización. Además, con el CNC se redujo la necesidad de personal
calificado, ya que ahora una sola persona puede manejar una cantidad
considerable de herramientas.
• Pregunta 8 ( Opción A)
Un torno es un conjunto de máquinas herramienta que permiten mecanizar
piezas de forma geométrica de revolución.
53
• Pregunta 9 ( Opción B)
Una fresadora es una máquina-herramienta utilizada para dar formas
complejas a piezas de metal u otros materiales.
• Pregunta 10 ( Opción C)
Una máquina de pantógrafo es un conjunto de sistemas electrónicos de tres y
cuatro ejes motorizados con mandriles de potencia variable para grabado y
corte sobre diversas superficies
54
EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA UNIDAD 2
Una vez abordados los conceptos generales del Control Numérico Computarizado,
y conociendo el funcionamiento básico de las máquinas herramienta más
convencionales, el estudiante se debe preparar para abordar el tema más
fundamental, como lo es la programación. Para eso, es importante que se
cuestione sobre este aspecto, contestando las siguientes preguntas:
1. ¿En el campo de los computadores, qué se conoce como programación?
2. ¿Maneja lenguajes de programación. Cuáles?
3. ¿Cuál sería la ventaja que usted encuentra en el manejo de herramienta a
través de computadores programados con respecto a las herramientas operadas
de forma manual?
4. ¿Conoce software simulador de Control Numérico Computarizado?
Dando respuesta a estas inquietudes, el estudiante podrá abordar con más
seguridad el nuevo tema a tratar en esta unidad (Programación en Control
Numérico Computarizado)
55
UNIDAD 2
PROGRAMACIÓN EN CONTROL NUMÉRICO
COMPUTARIZADO
56
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•
Que el estudiante comprenda el concepto de programación en Control
Numérico Computarizado.
•
Que el estudiante identifique las variables a programar en una máquina
herramienta.
•
Que el estudiante conozca el funcionamiento y la estructura del programa
WinUnisoft utilizado en Control Numérico Computarizado.
•
Que el estudiante conozca y maneje software de simulación para Control
Numérico Computarizado.
57
CAPÍTULO 4: CONCEPTOS Y DEFINICIONES FUNDAMENTALES
EN LA PROGRAMACIÓN CNC
4.1 ASPECTOS GENERALES EN PROGRAMACIÓN CNC
Para programar una máquina de Control Numérico Computarizado,
inicialmente se debe partir de una gráfica de la pieza final a entregar, para lo
cual es necesario contar con todas las coordenadas y medidas que deben ser
calculadas previamente respecto al material a ser maquinado con sus
respectivas medidas.
Posteriormente, se pueden utilizar dos métodos tradicionales para el desarrollo
de un proyecto, los cuales son:
PROGRAMACIÓN MANUAL EN LENGUAJE DE MÁQUINA
En este caso, el operario de la máquina debe realizar una serie de cálculos
consecutivos para cumplir con el objetivo propuesto y luego pasar al proceso
de mecanizado.
PROGRAMACIÓN AUTOMÁTICA
Para este tipo de programación, los cálculos se hacen desde un computador,
el cual cumple con el propósito de cargar el programa para luego generar una
salida del mismo en lenguaje de máquina.
Dicho lenguaje de máquina es asumido por la herramienta a ser controlada de
forma autónoma; es por esto que el Control Numérico Computarizado recibe
también el nombre de asistido por computador.
58
4.2 PROGRAMACIÓN MANUAL DE UNA MÁQUINA CNC
Para realizar una programación manual, se parte del conjunto de datos que el
control necesita para ejercer la mecanización de la pieza.
El conjunto de órdenes de ejecución de movimientos de corte es denominado
como bloque de secuencia. Este conjunto frecuentemente son enumerados
para facilitar su búsqueda y ambiente de trabajo.
Dichas órdenes, son decodificadas por un intérprete de órdenes. La
información dentro de cada bloque está caracterizada por un formato y éste a
su vez puede ser fijo o variable.
Se puede definir como formato fijo a aquél que utiliza caracteres y números
más comunes; es decir, se utilizan caracteres de la a hasta la z y números en
dígitos desde el 0 hasta el 9, sin utilizar caracteres o formatos diferentes.
Cada instrucción se compone de una letra llamada dirección, y una parte
numérica constituida por un cierto número de cifras decimales. Las partes
decimales pueden indicar la profundidad de un desplazamiento, las
velocidades de avance, o indicaciones auxiliares para el control.
El formato de programación de un equipo de Control Numérico Computarizado
suministra al programador reglas de juego; es decir, la forma por la cual se
debe hacer la programación en el lenguaje de máquina empleado.
59
4.3 EL TEXTO PREVIO
El texto previo se utiliza como opcional y contiene las indicaciones técnicas de
la fabricación y datos, los cuales pueden indicar el número del programa, el
número de piezas, e inclusive otros comentarios del operador de la máquina.
PRINCIPO DE PROGRAMA
Este utiliza el símbolo LF, en (ISO) y CR en (E1A).
60
4.4 PROGRAMA DE MECANIZADO
Este contiene todas las indicaciones necesarias para el proceso de
mecanizado. Para su escritura, es necesario regirse al formato del equipo de
control con el cual se esté trabajando.
Las direcciones, el programa las asume como las coordenadas de los ejes x, y,
z de un sistema de coordenadas tridimensional para una máquina herramienta.
Figura 15. Programación de máquinas CNC
61
4.5 CONCEPTOS BÁSICOS DE PROGRAMACIÓN CNC
Al principio, la elaboración de un programa de maquinado resultaba muy difícil
y tedioso, pues se debía planear e indicarle manualmente a la máquina, cada
uno de los movimientos que tenía que ejecutar. Era un proceso que podía
durar horas, días, o tal vez, semanas. Sin embargo, era un proceso económico
de tiempo comparado con los métodos convencionales.
En la actualidad, podemos encontrar muchas máquinas modernas que trabajan
con lo que se conoce como lenguaje conversacional, en el cual el programador
selecciona la operación que desea y la máquina le pregunta los datos que
requiere. Cada instrucción en este lenguaje conversacional, puede representar
decenas de códigos numéricos. Por ejemplo, el maquinado de una cavidad
completa, se puede hacer con una sola instrucción que especifica el largo, alto,
profundidad, posición, radios de las esquinas, entre otros muchos datos.
Algunos controles incluso cuentan con simuladores gráficos en pantalla y
funciones de ayuda geométrica. Todo esto hace que la programación sea, hoy
en día, mucho más sencilla y rápida.
Para entender mejor los términos empleados en la programación CNC, es
indispensable conocer la definición de algunos más utilizados y/o recordar
algunos conceptos básicos de geometría tales como:
•
Ángulo Recto: Es un ángulo formado por dos líneas perpendiculares
entre sí. La esquina de una hoja de papel, por ejemplo, es un ángulo
recto.
Figura 16. Ángulo recto
62
•
Asociación
de Industrias
Electrónicas
(Electronics
Industries
Association): Organización que se encarga de dictar las normas para las
industrias tecnológicas.
•
Centro de Maquinado (Machining Center): Una sofisticada máquina de
CNC que puede realizar múltiples operaciones de maquinado en el
mismo lugar con varias herramientas.
•
Centro de Torneado (Turning Center): Una sofisticada máquina de CNC
que se especializa en operaciones de torneado, mandrilado, taladrado y
roscado; todas en la misma máquina.
•
Cero Máquina (Machine Zero): La posición ubicada a la mayor distancia
posible en una dirección positiva a lo largo de los ejes x, y , z. Esta
posición está predeterminada de manera permanente para cada
máquina de CNC.
•
Cero Pieza (Program Zero): La posición que actúa como origen para el
programa de una pieza de trabajo en particular. Esta posición es única
para el diseño de cada pieza de trabajo y es seleccionada por el
programador.
•
Contorneado (Contouring): Movimiento de la herramienta a lo largo de
dos o más ejes a la vez.
•
Control Numérico Computarizado (Computer Numerical Control): Un tipo
de sistema de control programable, dirigido por medio de datos
matemáticos, el cual usa microcomputadores para realizar variadas
operaciones de maquinado.
•
Coordenadas Absolutas (Absolute Coordinates): Una serie de
posiciones numéricas que se calculan a partir de un punto de origen fijo.
•
Coordenadas Incrementales (Incremental Coordinates): Una serie de
posiciones numéricas que usan la posición anterior como punto de
origen.
•
Eje A (A-axis): Un eje rotativo que describe el movimiento alrededor del
eje x.
63
•
Eje B (B-axis): Un eje rotativo que describe el movimiento alrededor del
eje y.
•
Eje C (C-axis): Un eje rotativo que describe el movimiento alrededor del
eje z.
•
Eje X (X-axis): El eje lineal que representa los movimientos y las
posiciones que recorren la distancia más larga de forma paralela a la
mesa de trabajo.
•
Eje Y (Y-axis): El eje lineal que representa los movimientos y las
posiciones que recorren la distancia más corta de forma paralela a la
mesa de trabajo.
•
Eje Z (Z-axis): El eje lineal que representa los movimientos y las
posiciones perpendiculares a la mesa de trabajo. El eje z siempre es
paralelo al husillo.
•
Ejes (Axes): Una línea imaginaria que pasa a través del centro de un
objeto. Los ejes se utilizan para medir las distancias de los objetos en el
sistema de coordenadas cartesianas.
•
Ejes Rotativos (Rotational Axes): Los ejes que describen movimientos
giratorios o de vuelta.
•
Fresadora horizontal (Horizontal Milling Machine): Fresadora con husillo
paralelo al suelo y una mesa de trabajo dispuesta verticalmente.
•
Fresadora vertical (Vertical Milling Machine): Fresadora con una mesa
de trabajo paralela al suelo y un husillo ubicado de manera vertical.
•
Husillo (Spindle): La parte de la máquina herramienta que gira. En el
centro de maquinado, el husillo sujeta una herramienta de corte. En el
centro de torneado, el husillo sujeta la pieza de trabajo.
•
Interpolación Lineal (Linear Interpolation): Un movimiento a lo largo de
dos o más ejes de manera simultánea, el cual crea una línea recta.
64
•
Mesa de Trabajo (Worktable): La mesa en la cual se apoya una pieza de
trabajo durante la operación de fabricación.
•
Origen (Origin): El punto central fijo en el sistema de coordenadas
cartesianas. El origen tiene un valor numérico de cero.
•
Pieza de Trabajo (Workpiece): Una pieza en la que se está trabajando.
Puede estar sujeta a operaciones de corte, soldadura, forma, etc.
•
Programa de Pieza (Part Program): Serie de instrucciones numéricas
usadas por la máquina de CNC para realizar la secuencia necesaria de
operaciones para maquinar una pieza de trabajo determinada.
•
Regla de la mano derecha (Right-Hand Rule): Referencia rápida para los
ejes x, y, z. Una persona extiende su mano derecha, de la cual los
primeros tres dedos desde la derecha representan los ejes x, y, z
respectivamente.
Figura 17. Regla de la mano derecha
•
Sistema de Coordenadas Cartesianas (Cartesian Coordinate System): El
sistema numérico que describe la ubicación de un objeto al expresar
numéricamente su distancia a partir de una posición fija a lo largo de
tres ejes lineales.
65
CAPÍTULO 5: PROGRAMACIÓN EN CNC CON WINUNISOFT
5.1 WINUNISOFT: SIMULADOR DE CNC
Winunisoft, es un programa que permite el aprendizaje y ejercitación de la
programación de los controles numéricos Fagor (fabricante de tecnología CNC),
ampliamente extendidos en el entorno industrial.
Gracias a este programa, se pueden poner en uso los conocimientos básicos que
pueden ser aplicados en la mayoría de los controles industriales.
El programa está dotado de un editor y un simulador para programas en código
ISO de torno y fresadora, así como un gestor de datos de herramientas, orígenes,
puntos, máquinas, etc, necesarios para definir un mecanizado.
Las opciones principales de Winunisoft son:
•
La edición de programas de CNC con ayuda gráfica para cada una de las
funciones ISO programables, así como el análisis sintáctico y semántico de
cada bloque editado.
•
La simulación en 3D de programas de CNC, permitiendo visualizar
diferentes planos y puntos de vista. La simulación puede realizarse
visualizando la trayectoria de la herramienta sobre el sólido o mostrando la
trayectoria seguida por la punta de la herramienta. La verificación de
dimensiones permite analizar si la programación es correcta.
•
La definición de todos los parámetros necesarios para la configuración de la
máquina, así como del punto de partida y las herramientas a utilizar. Todos
los datos necesarios para definir el mecanizado de una pieza y su
verificación en el simulador son gestionados de forma sencilla en el gestor
del programa.
66
5.2 ESTRUCTURA DE FICHEROS EN WINUNISOFT
En Winunisoft, un proyecto está formado por ficheros y extensiones que
corresponden a los siguientes:
•
El plano de la pieza (opcional) (fichero .wmf)
•
El proceso de mecanizado (opcional) (fichero .txt)
•
El programa CNC (fichero .nc)
•
Los datos de la máquina donde se mecanizará (fichero .prj)
•
El tipo y dimensiones (fichero .prj)
•
Las herramientas para el mecanizado (fichero .prj)
•
Los orígenes del programa (origen de la pieza) (fichero .prj)
•
Notas o comentarios al proyecto (fichero .prj)
Figura 18. Simulador Winunisoft
67
5.3 FORMATO DE BLOQUE DE UN PROGRAMA CNC
La edición de programas de control numérico computarizado se realiza en
forma de bloques. Cada código se encuentra separado de otro por un espacio
y cada uno de estos bloques forma una línea de trabajo para el control.
Generalmente, estos bloques son consecutivos; es decir, pueden ir de diez en
diez, o como se desee enumerar. Lo importante es que entre un número y otro
exista por lo menos una diferencia de nueve posibilidades de colocar bloques
adicionales, con el fin de hacer modificaciones a programas ya establecidos.
Por ejemplo:
N0010
N0011
N0012
N0013
N0014
N0015
N0016
N0017
N0018
N0019
N0020
N0021
G74
G75
Observemos que entre el bloque G74 y el bloque G75 existen 10 posibilidades
de colocar líneas de programación adicionales en caso de una modificación al
programa original.
Cuando se desee incluir comentarios, éstos van entre paréntesis, con un
máximo de 43 caracteres generalmente.
68
5.4 DESCRIPCIÓN DE LA FUNCIÓN G EN WINUNISOFT
LA FUNCIÓN G EN TORNOS Y FRESADORAS CNC
La función G00, correspondiente a posicionamiento rápido, se utiliza para
ubicar la herramienta en un punto cualquiera de la pieza a maquinar.
El código G00 nos brinda un desplazamiento al aire de la herramienta. No se
debe tocar la pieza. Se debe introducir el comando G00 seguido del valor X, Y
oZ
Figura 19. Posicionamiento rápido (G00)
69
La función G01, correspondiente a la interpolación lineal, es similar a la G00,
con la diferencia que los desplazamientos se ejecutan dependiendo del avance
programado.
El comando G01 responde a un movimiento de la herramienta con propósito de
maquinar la pieza. Se introduce el comando G01 seguido del valor del
desplazamiento en X, Y o Z.
Figura 20. Interpolación lineal (G01)
La función G02, sirve para hacer mecanizados de redondeos de cualquier
radio. El comando G02 responde a un movimiento circular basado en el punto
al cual se quiere llegar (cotas Xp y Zp) y en el radio en X(I) y en Z(k).
Previamente se debe ubicar la herramienta en el punto de inicio a la izquierda
de la curva.
70
Figura 21. Interpolación circular a derecha (G02)
La función G03, prácticamente funciona como la anterior. Se diferencian en
que un código es cóncavo y el otro convexo.
El comando G03 responde a un movimiento circular basado en el punto al cual
se quiere llegar (cotas Xp y Zp) y en el radio en X(I) y en Z(k). Previamente se
debe ubicar la herramienta en el punto de inicio a la derecha de la curva
Figura 22. Interpolación circular a izquierdas (G03)
71
La función G04 se utiliza para temporizar un ciclo de maquinado.
Figura 23. Temporización (G04)
La función G05 reemplaza las aristas de 90 grados por unos redondeos de
radio muy pequeño.
Figura 24. Trabajo en arista matada (G05)
La utilidad de la función G06 es muy poca, pero se emplea para posicionar las
cotas desde un origen y no desde un arco.
Este comando nos permite usar los comandos G02 y G03 de otra forma, usando el
punto de origen y el valor absoluto de los radios I y K. Primero se introduce el
72
comando G06 seguido del comando G02 o G03, el punto de origen y el valor
absoluto de los radios.
Figura 25. Interpolación circular con programación del centro en absolutas G06
La función G07 sirve para dejar en un mecanizado algunas aristas a 90 grados.
Figura 26. Trabajo en arista viva (G07)
73
Por medio de la función G08, podemos hacer ciclos de mecanizado con curvas.
Se define una trayectoria circular al momento de la elaboración de una pieza.
Después de haber realizado una trayectoria circular se puede continuar con otra
fácilmente insertando la función G08 seguida de las coordenadas del centro de
trayectoria circular.
Figura 27. Trayectoria circular tangente a la trayectoria anterior (G08)
La función G09 se emplea para definir una trayectoria circular (arco),
programando el punto final (P) y un punto intermedio (I), donde el punto inicial
del arco es el punto de partida del movimiento.
Con este comando se puede programar parte de una curva insertando el comando
G09 seguido de las coordenadas del punto final XP y ZP, y de las coordenadas del
punto intermedio de la curva I y K, estando previamente ubicada la herramienta en
el punto de inicio del arco.
La función G10 es la anulación de las funciones de imagen espejo; es decir,
mediante esta función se anula las funciones G11, G12 y G13 dependiendo de
cual de ellas esté activa.
74
Figura 28. Trayectoria circular definida mediante 3 puntos (G09)
Figura 29. Anulación imagen espejo (G10)
75
La función G11 es la que se programa con el fin de repetir los pasos anteriores
coordenados sólo del eje X aunque el programa cambie el signo.
La función G12 es la que programamos con el fin de repetir los pasos anteriores
coordenados sólo del eje Y aunque el programa nos cambia el signo.
La función G13 es la que programamos con el fin de repetir los pasos anteriores
coordenados sólo del eje Z aunque el programa nos cambia el signo
Figura 30. Imagen espejo en el eje X (G11)
Figura 31. Imagen espejo en el eje Y (G12)
76
Figura 32. Imagen espejo en el eje Z (G13)
La función G14 se emplea para activar un plano con algún grado en especial
Figura 33. Activación del eje C en grados (G14)
77
Con la función G15 se puede realizar un mecanizado sobre una superficie
cilíndrica de la pieza.
Figura 34. Mecanización de la superficie cilíndrica de la pieza (G15)
La función G16 permite realizar un mecanizado de una cara frontal de la pieza.
Figura 35. Mecanización de la superficie frontal de la pieza (G16)
78
La función G17 selecciona el plano XY como plano de trabajo. Su uso dentro del
programa es necesario cuando vamos a realizar trabajos de achaflanado,
redondeo de aristas, interpolaciones circulares entre otros.
Figura 36. Selección del plano XY (G17)
La función G18 selecciona el plano XZ como plano de trabajo. Su uso dentro del
programa es necesario cuando vamos a realizar trabajos de achaflanado,
redondeo de aristas, interpolaciones circulares entre otros.
Figura 37. Selección del plano XZ (G18)
79
La función G19 selecciona el plano YZ como plano de trabajo. Su uso dentro del
programa es necesario cuando vamos a realizar trabajos de achaflanado,
redondeo de aristas, interpolaciones circulares entre otros.
Figura 38. Selección del plano YZ (G19)
80
La función G20 se utiliza como un hipervínculo para relacionar un bloque con
otro. Además, se puede utilizar para vincular una función de otro bloque.
Esta función nos permite utilizar (llamar) una subrutina previamente definida
bajo el comando G22, el cual se explicará más adelante.
Como se observa en la figura 39, esta ventana pregunta por el número de la
subrutina que se desee llamar y por el número de veces que se desea que la
subrutina se repita.
Figura 39. Llamada a subrutina estándar (G20)
La función G21 llama a una subrutina paramétrica desde cualquier punto del
programa.
81
Figura 40. Llamada a subrutina paramétrica (G21)
La función G22 es empleada para programar una subrutina, al igual que las
funciones anteriores salvo que al colocar la función, ya no se puede añadir
nada más.
Esta función permite definir un bloque de comandos. Ej: Si queremos
programar un cambio de herramienta y un aumento en la velocidad de corte,
que vamos a utilizar repetitivamente a lo largo de toda la programación de una
pieza definida, se coloca el comando G22 en la parte superior del bloque de la
subrutina. Como se puede observar en la figura 41, la ventana correspondiente
solicita un número de subrutina, de tal forma que podamos utilizarla (llamarla)
en el momento en que se necesite.
82
Figura 41. Definición de subrutina estándar (G22)
Para definir el inicio de una subrutina paramétrica, se debe programar la
función G23. En este bloque no se puede programar otra función.
Opera de forma similar a la función G22, pero en este caso se define una
subrutina de funciones paramétricas.
El fin de utilizar una parametrización, es realizar cambios sencillos en la
programación y obtener un resultado rápido.
Para utilizar esta función lo primero que se debe hacer es asignar los valores
paramétricos.
Ejemplo:
N0060 (P1=75); radio entre agujeros
N0070 (P2=12); número de agujeros
N0080 (P3=18); profundidad de taladrado
83
Figura 42. Asignación de valores en paramétricas
Una vez asignados los valores paramétricos, definimos la operación a realizar.
Ejemplo:
N0090 (P4=360F4P2); grados entre agujeros
Figura 43. Programación de operaciones en paramétricas
84
Una vez definida la subrutina paramétrica, se ubica el comando G23 en la
parte superior del bloque de la subrutina mencionada y el cuadro de diálogo
solicitará el número de la subrutina, para ser llamada en cualquier parte del
programa, como se puede observar en la figura 44.
Figura 44. Definición de subrutina paramétrica (G23)
La función G24 se utiliza conjuntamente con G22 y G23 y define la finalización
de una subrutina.
Figura 45. Fin de subrutina (G24)
85
En conclusión, con los comandos G22 y G23, se da inicio a la subrutina, y con
el comando G24 se establece el final de la misma. Ejemplo:
N0350 G22 N2
N0360 G53 X0 Z14
N0370 G53
N0380 G90
N0390 T1.1
N0400 G97 S2000 M03
N0410 G24
Las siguientes figuras, ilustran el funcionamiento de otras funciones tipo G.
Figura 46. Salto o llamada incondicional (G25)
86
Figura 47. Salto o llamada condicional si es igual a 0 (G26)
Figura 48. Salto o llamada condicional si no es igual a 0 (G27)
87
Figura 49. Salto o llamada condicional si es menor (G28)
Figura 50. Salto o llamada condicional si es igual o mayor (G29)
88
Con la función G30, se puede visualizar un error de programación.
Figura 51. Visualización de código de error (G30)
La función G31 guarda el punto o plano de origen que se trabaja. Es muy útil
cuando se quiere o se necesite trabajar con diferentes planos con orígenes
diferentes
Figura 52. Guardar origen coordenadas actuales (G31)
89
La función G32 es modal a G31; esto quiere decir que se necesita haber guardado
un plano de origen con anterioridad para poder usarla. Este comando carga el
plano guardado y lo deja como vigente.
Figura 53. Recuperar origen coordenadas guardado mediante G31 (G32)
El comando G33 se utiliza para elaborar roscas sencillas insertando el comando
seguido del punto final de la rosca y el paso de ésta. La herramienta debe estar
ubicada previamente en el punto inicial de la rosca.
90
Figura 54. Roscado electrónico (G33)
La función G36 se denomina redondeo controlado de aristas. Para realizar este
redondeo sencillamente inserta el comando GO1 seguido de G06 con su
respectivo radio y las coordenadas del punto de inicio. También se puede realizar
usando los comandos G02 o G03 seguido del G36, el radio y las coordenadas del
punto de inicio.
Figura 55. Redondeo controlado de aristas (G36)
91
Con el comando G37 se realiza una unión ente dos trayectorias cerradas. Se debe
dar el código GO1 que nos indica hacia dónde debemos dirigirnos seguido del
G37 con su radio que nos indica cómo debemos dirigirnos, en este caso hace una
trayectoria circular.
Figura 56. Entrada tangencial (G37)
Con la función G38, se realiza una unión ente dos trayectorias abiertas. Se debe
dar el código GO1 que nos indica hacia a donde debemos dirigirnos seguido del
G37 con su radio que nos indica cómo debemos dirigirnos, en este caso hace una
trayectoria circular.
92
Figura 57. Salida tangencial (G38)
Con el comando G39 se puede lograr un chaflán entre dos aristas simplemente
insertando las coordenadas del punto de inicio con el GO1 y el radio del chaflán
con el G39.
Figura 58. Achaflanado controlado de arista (G39)
93
Mediante la función G40 podemos realizar una operación muy sencilla, la cual nos
anula la compensación de un radio indicado; pero esta opción del programa
únicamente se puede realizar siempre y cuando en el bloque utilizado se
encuentre un movimiento en línea recta.
Figura 59. Anulación de compensación de radio (G40)
La función o el código G41 en la compensación de herramientas, permite
programar directamente el contorno de la pieza sin tener en cuenta las
dimensiones de la herramienta. Mediante esta función G41, se activa una
compensación de radio a izquierdas lo que conlleva a que la herramienta quede
en el lado izquierdo de la pieza en la cual estemos trabajando y dependiendo del
sentido del mecanizado.
94
Figura 60. Compensación de radio a izquierdas (G41)
95
La función G42 se utiliza en CNC para que en el torno se trabaje una
compensación de herramientas a derecha. El CNC calcula automáticamente la
trayectoria que realiza la herramienta basándose en un contorno entre la pieza y
los valores del radio dados. G42 lo que hace es activar una compensación radial
en la derecha de la pieza, es decir, que la herramienta quedará en el costado
derecho de la nombrada pieza dependiendo del sentido del mecanizado
Figura 61. Compensación de radio a derechas (G42)
La función G43 busca compensar las probables diferencias que surjan entre la
máquina y la herramienta, o entre la herramienta programada y herramienta a
utilizar. Estas compensaciones se realizan de acuerdo con el valor en la tabla de
herramientas. Es decir, es muy probable que la herramienta a utilizar o de la que
96
se disponga no sea exactamente igual a la seleccionada en el programa, por eso
se hace indispensable usar esta función.
Figura 62. Compensación de longitud (G43)
La función G44 anula la compensación de longitud, es decir; anula la función
anterior.
Figura 63. Anulación de compensación de longitud (G44)
La función G47 programa a la máquina para que realice el proceso bloque a
bloque; es decir, realiza las operaciones bloque por bloque deteniéndose al
finalizar la ejecución del mismo.
97
Figura 64. Tratamiento de bloque único (G47)
La función G48 anula la función G47 y nos dirige a la continuidad del programa
realizando el proceso en forma normal.
Figura 65. Anulación de tratamiento de bloque único (G48)
La función G49 nos permite programar la velocidad de avance F en porcentaje.
La función G50 nos permite dar dimensiones de la herramienta y cargarlas a la
tabla de herramientas. Cuando es incrementada, simplemente nos modifica una
de las herramientas seleccionadas de la tabla.
98
Figura 66. Feed-Rate programable (G49)
Figura 67. Carga de dimensiones de herramienta en la tabla (G50)
99
Las funciones desde G53 hasta G59 se utilizan para trasladar el origen de
coordenadas a otro punto de la pieza. El formato utilizado para cualquiera de
estas funciones es G53 X+/-4.4 Y+/-4.4 Z+/-4.4 y así con cada comando
mencionado.
Figura 68. Traslado de origen (G53)
Figura 69. Traslados de origen (G56)
100
Con la función G68, se puede programar el torno para que realice varias
pasadas con respecto al eje X; por lo tanto, no disminuye el diámetro sino la
longitud.
Figura 70. Ciclo fijo de desbastado en el eje X (G68)
Con la función G69, se puede programar el torno para que realice varias
pasadas con respecto al eje Z, disminuyendo la longitud mas no el diámetro.
101
Figura 71. Ciclo fijo de desbastado en el eje Z (G69)
La función G70 es empleada para cambiar el sistema de medidas. Pasa de
trabajar en milímetros a pulgadas y por lo tanto, todas las medidas que se
hayan puesto las supone en pulgadas, pero no realiza la conversión de
milímetros a pulgadas.
102
Figura 72. Programación en pulgadas (G70)
La función G71 es empleada para cambiar el sistema de medidas. Pasa de
trabajar en pulgadas a milímetros y por lo tanto, todas las medidas que se
hayan puesto las supone en milímetros, pero no realiza la conversión de
pulgadas a milímetros.
Figura 73. Programación en milímetros (G71)
103
La función G72 sirve para ampliar o disminuir las medidas que se encuentran
dadas o estipuladas. Tienden a trabajarse a escala 1.5 (la cual amplía 0.5
veces la medida), a escala 0.5 (la cual disminuye 0.5 veces la medida) o
simplemente a escala de 1 (la cual es la medida real).
Figura 74. Factor de escala (G72)
La función G74, búsqueda automática de referencia máquina: al programar en un
bloque G74, el CNC desplaza los ejes hasta el punto de referencia de la máquina.
Si se programa sólo G74, se realiza la búsqueda de referencia en todos los ejes.
Si se desea efectuar la búsqueda de cero máquina de uno o más ejes en un orden
determinado, se programa G74 y a continuación los ejes deseados en orden. En
un bloque que se ha programado G74 no se puede programar ninguna otra
función.
104
Con la función G81, se realizan cilindrados por medio de ciclos.
Figura 75. Ciclo fijo de torneado de tramos rectos (G81)
Con la función G86, se realizan roscados por medio de ciclos.
Figura 76. Ciclo fijo de roscado longitudinal (G86)
105
Con G92, preselección de cotas, se puede preseleccionar cualquier valor en los
ejes del CNC; esto supone poder realizar traslados del origen de coordenadas.
Cuando se programa la función G92, no se efectúa ningún movimiento de los ejes,
y el CNC acepta los valores de los ejes programados a continuación de G92,
como nuevas cotas de dichos ejes. Su formato es G92 X+/-4.4 Y+/-4.4 Z+/-4.4.
La preselección de cota mediante G92 se refiere siempre a la posición teórica en
que están los ejes.
Figura 77. Preselección de cotas (G92)
Con G93, preselección de origen de coordenadas polares, se puede
preseleccionar cualquier punto de un plano (XY, XZ, YZ), como origen de
coordenadas polares. Hay dos formas de preseleccionar un origen de
coordenadas polares: programando los valores del origen de coordenadas i, j o
tomando la posición actual como nuevo origen polar. Formato G93 i+/-4.3 j+/-4.3.
Si se programan los valores del origen polar no se admite más información en el
mismo bloque. Si se programa en un bloque cualquiera con más funciones, antes
de efectuarse el movimiento que el bloque conlleva, el origen polar pasará a ser el
punto en el que en ese momento se halle la maquina.
106
Con G94, se programa la velocidad de avance por minuto de la herramienta.
Se activa a la vez con una función F (que más adelante se explicará), y es
requisito para el inicio del código G95, el cual indica velocidad de avance en
mm/revolución
Figura 78. Velocidad de avance F en mm/minuto (G94)
Figura 79. Velocidad de avance F en mm/revolución (G95)
107
Las funciones G96, que es velocidad de avance superficial constante y G97, que
significa velocidad de avance del centro de la herramienta constante, son
respectivamente el avance longitudinal y el avance transversal respecto a la pieza
de trabajo.
Figura 80. Velocidad de corte constante, S en mt/minuto (G96)
Figura 81. Velocidad de avance del centro de la herramienta constante (G97)
En las tablas que se muestran a continuación, se identifican las funciones ISO que
se simulan en Winunisoft, así como su correspondiente código estándar en la
norma. La columna Inicio indica la función activa al encender el control y Modal si
se mantiene después de programarla o hay que programarla cada vez.
108
Las anteriores imágenes para la función G, fueron tomadas del software de
simulación CNC WinUnisoft.
Figura 82. Funciones ISO
109
5.5 FUNCIONES COMPLEMENTARIAS DEL WINUNISOFT
LA FUNCIÓN F
La función “F” define la velocidad de avance del usillo, ya sea de forma
horizontal o vertical. Esta función es necesario definirla si queremos tener
acabados finos o acabados de desbaste y debe ir acompañada de una función
G, que defina sus dimensiones ya sea en milímetros por minuto con G94 o
milímetros por revoluciones con G95.
Su reprogramación se puede realizar en cualquier momento de acuerdo a las
necesidades.
LA FUNCIÓN S
Esta función nos define la velocidad de giro del cabezal en RPM. Del mismo
modo se puede variar para conseguir mayor retiro de material o mejorar el
acabado superficial.
Al igual que la función F, la magnitud de este valor está dado por la función
antecesora G, con G97. Se dan las revoluciones por minuto y con G96 se
trabaja en metros por minuto.
LA FUNCIÓN T
La función T se emplea para seleccionar la herramienta a trabajar o para
realizar un cambio de herramienta. Es necesario identificar en el gestor del
programa, las herramientas existentes. Al realizar un cambio de herramienta,
hay que realizar una parada, la cual se consigue con la función M. Es prudente,
antes de realizar el cambio de herramienta, posicionarse lejos de la pieza de
trabajo.
110
LA FUNCIÓN M
Esta función se programa para realizar paradas auxiliares o de finalización del
programa y para realizar reposicionamiento según la necesidad.
El comando M00 sirve para realizar una función de parada; interrumpe el
programa cuando necesitamos que lo haga, luego es necesario darle marcha de
nuevo, para poder ver el programa haciendo el trabajo que le hemos asignado.
El comando M01 tiene la misma función del comando M00 solo que frena el
programa, si hemos activado la parada opcional.
El código M02 sirve para terminar. Como condición inicial, sirve para salirse del
programa que estamos elaborando. También sirve para frenar el cabezal; es
necesario programarla para que trabaje al final del bloque o renglón en que esté
programada.
El código M03 ayuda para darle la orientación de giro del arranque del cabezal.
El comando M04 tiene la misma función del comando M03, solo que el giro del
arranque del cabezal lo da en sentido contrario, es decir, hacia la izquierda.
El comando M05 sirve para frenar el cabezal, sirve cuando tenemos que cambiar
la herramienta, o cuando hagamos una operación con la torreta y necesitemos que
el cabezal este quieto.
El comando M08 es muy importante ya que si no se refrigera la pieza, hay
pérdidas de energía, rayado de la pieza o se puede quemar la herramienta entre
otras, dañando el trabajo que deseamos realizar.
El comando M09 sirve para cortar la salida de refrigerante, cuando ya no es
necesario.
El comando M10 sirve para abrir la puerta de la máquina, como por ejemplo,
cuando se ha terminado el proceso de torneado de la puerta, es necesario que el
cabezal esté quieto pues pueden ocurrir accidentes o daños en la maquina.
El código M11 sirve para cerrar la puerta de la máquina, para mecanizar es
necesario que la puerta esté cerrada ya que la máquina no funciona si la puerta
está abierta.
El código M17 abre el plato de la garra cuando necesitamos poner la pieza o
sacarla de la maquina.
111
El código M18 cierra las garras del plato cuando necesitemos empezar a maquinar
la pieza; si no está cerrado puede ocurrir un accidente, con la máquina o el
operario.
El comando M19 sirve cuando se necesita detener el cabezal orientado por medio
de la máquina.
El comando M30 sirve para darle fin al programa saliendo y volviendo al inicio del
mismo. También sirve para detener el giro del cabezal.
112
CAPÍTULO 6: EJEMPLOS DE PROGRAMACIÓN CNC
6.1 EJEMPLO 1 PARA TORNO
Elaboración de una pieza de diámetro 35mm (X) y longitud de 92mm (Z).
•
N0010 G90 G94 G97 X49 Z95 F100 S120 T2.2 M3
Se programa el torno para que trabaje en metros. Con G94, se da la velocidad en
milímetros por minuto y con el G97 se especifica que esta velocidad permanezca
constante. Las coordenadas iníciales del husillo se dan en base en x y z. La
velocidad de avance se especifica con F y 100 es el número de revoluciones por
minuto. La velocidad del husillo con S120 y la herramienta con T y el 2.2 indica el
número y además se indica el tipo de herramienta que se escogió con la cual se
desea trabajar y el sentido en el cual se quiere trabajar; en este caso se tomó M3
así que se iniciará en sentido horario.
Figura 83. Ejemplo 1, línea N0010 torno
113
•
N0020 G1 X0 Z92
En esta fila, con G1 que es una interpolación lineal, se le da la orden de iniciar su
recorrido en forma lineal siguiendo las coordenadas dadas por los ejes X0 y Z92.
Figura 84. Ejemplo1, línea N0020 torno
•
N0030 G3 X32 Z76 R16
En esta fila se trabajó con el G3 que es una interpolación circular en sentido
antihorario, la cual es muy utilizada para hacer arcos o circunferencias en el plano.
En este caso es utilizado para formar un arco, por esto se tienen que dar las
coordenadas en X y Z y el respectivo radio que se le quiera dar representado con
una R.
114
Figura 85. Ejemplo 1, línea N0030 torno
•
N0040 G2 X24 Z68 R8
Con el G2 se da una interpolación lineal corta cerrando la cúpula con las
coordenadas dadas en los ejes.
Figura 86. Ejemplo 1, línea N0040 torno
115
•
N0050 G1 Z62
Se da una instrucción básica para que el usillo permanezca en una posición en el
eje z, no es necesario utilizar el G1.
Figura 87. Ejemplo 1, línea N0050 torno
•
N0060 X33.66 Z59.17
Aunque el G1 se utiliza para una interpolación lineal no es necesario colocarlo,
solo se tienen que colocar las coordenadas correctas.
Figura 88. Ejemplo 1, línea N0060 torno
116
•
•
•
N0070 X28 Z56.34
N0080 X33.66 Z53.51
N0090 X28 Z50.69
En estas filas es igual que la anterior
Figura 89. Ejemplo1, líneas N0070 a N0090 torno
•
•
•
•
N0100 X33.66 Z47.84
N0110 X28 Z45.03
N0120 G2 X49 Z21.66 R30
N0130 G1 X49 Z15.66
Se utilizan estas coordenadas para hacer dos interpolaciones lineales; una vertical
y otra horizontal
•
•
•
•
•
N0140 X44 Z20
N0150 X49 Z30
N0160 Z30
N0170 X90 Z100
N0180 M30
Se utilizan estas coordenadas para hacer un segundo escalón subiendo el usillo
con X y moviéndolo horizontalmente con Z.
117
Figura 90. Ejemplo 1, líneas N0100 hasta N0180 torno
El programa completo quedaría de la siguiente forma:
•
•
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N0010 G90 G94 G97 X49 Z95 F100 S120 T2.2 M3
N0020 G1 X0 Z92
N0030 G3 X32 Z76 R16
N0040 G2 X24 Z68 R8
N0050 G1 Z62
N0060 X33.66 Z59.17
N0070 X28 Z56.34
N0080 X33.66 Z53.51
N0090 X28 Z50.69
N0100 X33.66 Z47.84
N0110 X28 Z45.03
N0120 G2 X49 Z21.66 R30
118
•
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•
•
N0130 G1 X49 Z15.66
N0140 X44 Z20
N0150 X49 Z30
N0160 Z30
N0170 X90 Z100
N0180 M30
119
6.2 EJEMPLO 2 PARA TORNO
•
N0010 G0 X61 Z120 S120 T2.2 M3
Primera orden, la cual posiciona la herramienta T2.2 que es un buril universal de
desbaste a unas 120 rpm y giro del cabezal a la derecha.
Figura 91. Ejemplo 2, línea N0010 torno
•
N0015 G92 X61 Z120
Posicionamiento de herramienta en la pieza para comenzar el desbaste.
•
N0020 G1 X60 Z120 F0.05
Con el G01 se ordena que inicie el desbaste y quite un milímetro hasta x 60 .
•
N0025 G1 X60 Z20
Le quita el milímetro a lo largo hasta z 20; es decir, de 1.20 a 20
Figura 92. Ejemplo 2, líneas N0015 a N0025 torno
120
N0030 G00 X60 Z30
Se vuelve a posicionar la herramienta.
N0035 G3 X60 Z35 R5
Esta orden es para hacer una curva en la pieza con radio 5 mm
Figura 93. Ejemplo 2, líneas N0030 a N0035 torno
N0040 G0 X60 Z38
Posicionar de nuevo la herramienta.
N0045 G1 X55 Z38
Orden para desbastar en x.
N0050 G1 X55 Z120
Desbastar desde z 38 hasta z 120.
Figura 94. Ejemplo 2, líneas N0040 a N0050 torno
121
N0055 G0 X55 Z88
G0 para posicionar de nuevo la herramienta.
N0060 G1 X50 Z88
G1 para ordenar que corte hasta x 50.
N0065 G1 X50 Z120
G1 para ordenar que corte desde z 88 hasta Z 120.
Figura 95. Ejemplo 2, líneas N0055 a N0065 torno
N0070 G0 X50 Z88
G0 para posicionar de nuevo la herramienta.
N0075 G1 X45 Z88
G1 para desbastar hasta x45.
N0080 G1 X45 Z120
G1 para desbastar desde z88 hasta z 120.
Figura 96. Ejemplo 2, líneas N0070 a N0080 torno
122
N0085 G00 X45 Z88
Posicionar herramienta de nuevo a x45 z 88.
N0090 G1 X40 Z88
Desbastar hasta x 40.
N0095 G1 X40 Z120
Desbastar luego desde z 88 hasta z 120.
N0100 G0 X60 Z120
Posicionar de nuevo.
N0105 G0 X60 Z38
Posicionar de nuevo para entrar a hacer arco.
N0110 G3 X40 Z88 R55
Orden para hacer un arco en la pieza de radio 55 mm.
Figura 97. Ejemplo 2, líneas N0085 a N0110 torno
123
•
N0115 G0 X40 Z88
Posicionar de nuevo el buril.
•
N0120 G1 X40 Z91
•
N0125 G1 X30 Z94
Desbastar en x desde z 91 hasta z 94.
•
N0130 G0 X40 Z120
Posicionar de nuevo la herramienta.
•
N0135 G1 X30 Z120
Desbastar hasta x 30.
•
N0140 G1 X30 Z115
Ahora hacer escalón desde z 120 hasta z 115
Figura 98. Ejemplo 2, líneas N0115 a N0140 torno
•
N0145 G0 X30 Z120
Posicionar de nuevo.
124
•
N0150 G1 X25 Z120
Desbastar hasta x 25.
•
N0155 G1 X25 Z115
Desbastar de nuevo desde z 120 hasta z 115.
•
N0160 G0 X25 Z120
Posicionar de nuevo.
•
N0165 G1 X20 Z120
Desbastar hasta x 20.
•
N0170 G1 X20 Z115
Desbastar desde z 120 hasta z 115.
•
N0175 G0 X20 Z120
Posicionar de nuevo.
•
N0180 G1 X15 Z120
Desbastar de nuevo hasta x 15.
•
N0185 G1 X15 Z115
Ahora de nuevo desbastar de z 120 hasta 115
Figura 99. Ejemplo 2, líneas N0145 a N0185 torno
125
•
N0190 G0 X15 Z120
Posicionamiento de nuevo del buril.
•
N0195 G1 X10 Z120
Desbaste hasta x10.
•
N0200 G1 X10 Z115
Desbaste luego de z120 hasta z 115.
•
N0205 G0 X40 Z115
Posicionamiento de nuevo.
•
N0210 G3 X30 Z 94 R 19.57
Un G3 para hacer un radio final de 19.57mm.
•
N0215 M30
Parada del proceso.
Figura 100. Ejemplo 2, líneas N0190 a N0215 torno
Así queda la pieza; finalmente, el buril fuera se abre las mordazas y se obtiene
completamente la pieza.
126
6.3 EJEMPLO 3 PARA TORNO
Las dimensiones del material serán: 40mm de diámetro(x) y 186mm de longitud(z).
•
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•
N1 G90 G71
N2 G97 S900 T1.1
N3 G95 F0.15 M3
N4 G0 X38 Z186
En los primeros bloques de la programación se encuentra el sistema de ejes
coordenados que se va a utilizar (G90-coordenadas desde el origen 0.0.0 del
programa-), las unidades (G71-milímetros-; G97-velocidad del cabezal S en
rev/min- y G95-velocidad de avance F en mm/rev-).
En el bloque N4 se posiciona la herramienta con el código G0 seguido de las
coordenadas a donde se desea llevar el buril, en este caso en 38 mm en el eje X y
186 mm en el eje Z.
Figura 101. Ejemplo3, líneas N1 a N4 torno
127
•
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•
N5 G81 P0=K36 P1=K184 P2=K36 P3=K-15 P5=K0.5 P7=K0.2 P8=K0.2
P9=K100
N6 G0 X40 Z188
N7 G81 P0=K15 P1=K184 P2=K15 P3=K166 P5=K0.5 P7=K0.2 P8=K0.2
P9=K100
N8 G0 X38 Z168
N9 G81 P0=K15 P1=K166 P2=K36 P3=K161 P5=K0.5 P7=K0.2 P8=K0.2
P9=K100
En estos bloques se muestran tres ciclos fijos de torneado G81: el primero, N5, se
encargará de dejar la pieza de 36mm de diámetro, el segundo N7 reducirá un
extremo de la pieza a un diámetro de 15mm y el tercero N9 dará un ángulo en la
pieza. Nótese que cada ciclo fijo va seguido de un nuevo posicionamiento de la
herramienta G0 para preparar la siguiente operación.
Figura 102. Ejemplo 3, líneas N5 a N9 torno
•
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N10 T7.7
N11 G0 X38 Z109
N12 G1 X15
N13 G0 X38
N14 G0 Z113
N15 G1 X15
N16 G0 X38
N17 G0 Z117
N18 G1 X15
128
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N19 G0 X38
N20 G0 Z121
N21 G1 X15
N22 G0 X38
En el bloque N10 se hace un cambio de herramienta, se pasa de la herramienta
T1.1 – cilindrado refrentado de exteriores-, a una T7.7 –tronzado-. Luego del
cambio de herramienta, del bloque N11 al bloque N22, se realiza un
desplazamiento con G0 y G1, teniendo en cuenta que G1 se utiliza cuando en el
desplazamiento de la herramienta se está desbastando material. En este caso se
está realizando un tipo de ranurado, lo cual es apreciable con las coordenadas
que se dan luego de cada posicionamiento.
Figura 103. Ejemplo 3, líneas N10 a N22 torno
•
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N23 T1.1
N24 G0 X15 Z166
N25 G2 X20 Z161 R5
N26 G0 Z165
N27 G0 X40
N28 G0 X40 Z112
N29 G81 P0=K16 P1=K110 P2=K36 P3=K105 P5=K0.5 P7=K0.2 P8=K0.2
P9=K100
N30 G0 X38
129
Figura 104. Trayectoria de la herramienta
Ya se ha mencionado la utilidad de los códigos con T, G0 y G81, pero aparece el
G2, este código en el bloque N25 describe una trayectoria de corte curva, es decir,
serviría como un G1 pero describe una trayectoria circular, en este caso entre lo
puntos X15 Z166 a X20 Z161, luego del código G2 y la posición de llegada del
buril se denota el radio de la trayectoria, en este caso R5. Es muy importante que
el radio y los puntos de posicionamiento previo y posterior al G2 coincidan con la
trayectoria circular
Figura 105. Ejemplo 3, líneas N23 a N30 torno
130
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N31 T2.2
N32 G0 X38 Z123
N33 G81 P0=K16 P1=K126 P2=K36 P3=K131 P5=K0.5 P7=K0.2 P8=K0.2
P9=K100
N34 G0 Z126
N35 G0 X38
N36 T2.2
N37 G0 X38 Z126
N38 G0 X16 Z126
N39 G3 X21 Z131 R5
N40 G0 X38 Z128
En esta sección aparece el código G3 en el bloque N39; para facilitar su
entendimiento, se puede decir que el código G3 actúa como un código G2 en
sentido de trayectoria contraria, por ejemplo, para este caso, se obtuvo un
redondeo opuesto al creado anteriormente con el código G2.
Figura 106. Ejemplo 3, líneas N31 a N40 torno
131
6.4 EJEMPLO 1 PARA FRESADORA
Elaborar una pieza con 120 mm de largo, 50 mm de ancho y 50 mm de alto.
A continuación se muestran los códigos del ejemplo de la llave realizado en
fresadora. En la primera parte de la programación, se insertan los códigos
referentes a la preparación previa de la herramienta.
•
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•
N0005 F100 S100 T1.1
N0006 M6
N0010 G0 G90 G43 X10 Y40 Z15 M3
N0020 G92 X10 Y10
En este caso se tiene un avance de 100 mm/min (F100), velocidad de avance de
100 rev/min (S100) y se seleccionó la herramienta T1.1
En el segundo bloque se presenta la acción física del cambio de herramienta (M6)
En el bloque N0010 se tiene el posicionamiento de la herramienta (G0) en 10mm
en el eje X, 40mm en Y y 15mm en Z. El sistema de referencia (G90), indica que
los valores de X, Y y Z se tomarán desde el origen de coordenadas del programa
0.0.0. El código G43 representa la compensación de la herramienta, es decir, ya
que al trabajar la herramienta puede perder su dimensión original, este código le
permite al programa calcular esa pérdida en cuanto a longitud se refiere y ajustarla
a la trayectoria para que el maquinado siempre coincida con las medidas
deseadas. En la última parte de este bloque se encuentra el sentido de giro de la
herramienta, en este caso a derechas (M3). Pasando al bloque N0020, se tiene un
cambio de origen de coordenadas (G92), es decir, los datos de cotas que se
inserten posteriormente a este código se tomarán desde el punto dado por el G92.
Figura 107. Ejemplo 1, líneas N0005 a N0020 fresadora
132
•
•
N0030 G1 Z5.5 F150
N0040 G93 I0 J10
El código G1 representa el cambio de posición que va a realizar la fresa, difiere del
G0, ya que el G1 se utiliza cuando se está quitando material, mientras que el G0
es sólo para posicionar la herramienta. En este caso, se hace un agujero bajando
la herramienta 5.5 mm con una velocidad de avance F de 150 mm/min. El código
G93 indica que en un punto I,J seleccionado en el plano X,Y, en este caso 0.0,
será tomado como origen de coordenadas polares, es decir, luego de este código
se podrán escribir las medidas de posicionamiento y desplazamiento ya no como
X y Y, sino como ángulo y distancia.
Figura 108. Ejemplo 1, líneas N0030 a N0040 fresadora
•
N0050 G5 G2 A0 F280
En N0050, el código G5 hace que el proceso que esté en ese mismo bloque
comience poco tiempo antes de terminar la orden del bloque inmediatamente
anterior; esto genera simultaneidad y una combinación en las trayectorias
descritas en las órdenes de los dos bloques en cuestión. El código G2 describe un
arco de ángulo A a una velocidad de avance F de 280
Figura 109. Ejemplo 1, línea N0050 fresadora
133
•
•
N0060 G1 G36 R4 Y3
N0070 G1 X86
En N0060 hay una trayectoria dada por G1, dicha trayectoria no llega al punto
final, sino que realiza un redondeo de radio R gracias al código G36.
Figura 110. Ejemplo 1, líneas N0060 a N0070 fresadora
Con la repetición de los códigos ya mencionados, variando los valores de X, Y, Z,
A, R, etc., se obtiene la siguiente lista de bloques para formar un tipo de molde de
llave que se presentará a continuación:
•
•
•
•
•
N0080 G92 X0 Y3
N0090 G2 Y3 I0 J3
N0100 G1 X2
N0110 Y12
N0120 G91 X3
134
•
•
•
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•
•
•
•
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•
•
•
•
•
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•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
N0130 Y4
N0140 X3
N0150 Y2
N0160 X3
N0170 Y2
N0180 X3
N0190 Y4
N0200 X3
N0210 G90 Y3
N0220 G92 X69 Y3
N0230 G36 R4 X10
N0240 G1 Y10
N0250 G93 I0 J10
N0260 G2 A180
N0270 G1 Y10
N0280 G0 G7 Z5
N0290 X6
N0300 G1 Z5.5 F150
N0310 G93 I0 J10
N0320 G2 G5 A0 F280
N0330 G1 Y10
N0340 G93 I0 J10
N0350 G2 A180
N0360 G1 Y10
N0370 G0 G7 Z5
N0380 X20 Y30
N0390 G92 X0 Y0
N0400 M30
En el último bloque de la programación, por lo general, se encuentra un M30, que
significa el fin del proceso y la preparación para uno nuevo, retornando a los
valores previos al primer bloque.
Figura 111. Pieza terminada
135
6.5 EJEMPLO 2 PARA FRESADORA
Dimensiones del material:
Largo = 100 mm
Ancho = 100 mm
Alto = 50 mm
• N0010 T1.1 D1
Se programa cambio de herramienta
• N0020 M6
Cambio de herramienta
• N0030 G0 G90 G17 G43 X0 Y0 Z10 F100 S2000 M3
Cotas absolutas, elección del plano XY, compensación de longitud, programación
de avance y velocidad de giro del cabezal y su sentido
• N0040 G88 G99 X50 Y50 Z2 I-6 J-15 B3 C5 D2 H120 L1.5 F180
Ciclo fijo de cajera circular y sus propiedades, con vuelta al plano de referencia al
final del ciclo2
• N0050 G80
Anulación de ciclo fijo
• N0060 G0 X50 Y50
Posicionamiento rápido
• N0070 Z-3
• N0080 G1 X90 F160
Interpolación lineal
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
N0090 G0 Z2
N0100 X50 Y50
N0110 Z-3
N0120 G1 Y90
N0130 G0 Z2
N0140 X50 Y50
N0150 Z-3
N0160 G1 Y10
N0170 G0 Z2
N0180 X50 Y50
136
• N0190 Z-3
• N0200 G1 X10
• N0210 G0 Z2
• N0220 G88 G99 G0 G90 X25 Y25 Z2 I-6 J-12.5 B3 C5 D2 H120 L1.5 F180
• N0230 G88 G99 G0 G90 X75 Y25 Z2 I-6 J-12.5 B3 C5 D2 H120 L1.5 F180
• N0240 G88 G99 G0 G90 X25 Y75 Z2 I-6 J-12.5 B3 C5 D2 H120 L1.5 F180
• N0250 G88 G99 G0 G90 X75 Y75 Z2 I-6 J-12.5 B3 C5 D2 H120 L1.5 F180
Ciclo fijo de cajera circular y sus propiedades, con vuelta al plano de referencia al
final del ciclo
• N0260 G91 N3
Programación de cotas incrementales
• N0270 G0 G80 G90 X50 Y50 Z2
Anulación de ciclo fijo y programación en cotas absolutas
• N0280 G0 X0 Y-2
• N0290 Z-2
• N0300 G1 X102
• N0310 Y102
• N0320 X-2
• N0330 Y-2
• N0340 G0 Z2
• N0350 G88 G99 G0 G90 X25 Y25 Z2 I-10 J-6 B3 C5 D2 H120 L1.5 F180
• N0360 G88 G99 G0 G90 X75 Y25 Z2 I-10 J-6 B3 C5 D2 H120 L1.5 F180
• N0370 G88 G99 G0 G90 X25 Y75 Z2 I-10 J-6 B3 C5 D2 H120 L1.5 F180
• N0380 G88 G99 G0 G90 X75 Y75 Z2 I-10 J-6 B3 C5 D2 H120 L1.5 F180
Ciclo fijo de cajera circular y sus propiedades, con vuelta al plano de referencia al
final del ciclo
• N0390 G88 G99 X50 Y50 Z2 I-8 J-10 B3 C5 D2 H120 L1.5 F180
Ciclo fijo de cajera circular y sus propiedades, con vuelta al plano de referencia al
final del ciclo
• N0400 G80
Anulación de ciclo fijo
• N0410 T2.2
Se programa cambio de herramienta
• N0420 M06
Cambio de herramienta
137
• N0430 G0 X50 Y50
• N0440 Z-8
• N0450 G1 X90 F160
Interpolación lineal
• N0460 G0 Z2
Posicionamiento rápido
• N0470 X50 Y50
• N0480 Z-8
• N0490 G1 Y90
• N0500 G0 Z2
• N0510 X50 Y50
• N0520 Z-8
• N0530 G1 Y10
• N0540 G0 Z2
• N0550 X50 Y50
• N0560 Z-8
• N0570 G1 X10
• N0580 G0 Z2
• N0590 M30
Termina el programa
138
Figura 112. Procedimiento y simulación del programa
139
AUTOEVALUACIÓN UNIDAD 2
1. ¿Cuál considera que es la principal ventaja de la programación en CNC?
2. Haga una descripción breve de las funciones de programación del software
WinUnisoft
3. ¿Por qué las funciones F, S, T y M son complementarias a la función G?
4. Elabore un programa con WinUnisoft para elaborar una pieza de 35 mm de
ancho, 45 mm de largo y 30 mm de alto.
140
REALIMENTACIÓN AUTOEVALUACIÓN UNIDAD 2
1. La principal ventaja del Control Numérico Computarizado es que se trata de un
procedimiento automatizado a través de computador, que disminuye el grado de
dificultad que posee el realizar y elaborar una pieza de forma manual. Además,
otra ventaja es que, debido a la programación, se pueden ejecutar y elaborar
piezas a gran velocidad y en serie aumentando la productividad de una empresa.
2. La función principal en WinUnisoft es la función G, pues es la que indica la
posición, movimientos, giros y traslaciones que la máquina herramienta deberá
realizar. Luego vienen la función F que indica la velocidad de avance del usillo de
la máquina, la función S que da la velocidad de giro del cabezal, la función T que
selecciona la máquina a usar y la función M que ofrece paradas auxiliares.
3. Las funciones F, S, M y T son complementarias a la G ya que esta última es la
más precisa en cuanto a posición y movimiento, mientras que las otras definen
parámetros estáticos y básicos.
4. El código fuente quedaría:
•
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•
•
•
•
N0090 G0 Z2
N0100 X35 Y45
N0110 Z-3
N0120 G1 Y90
N0130 G0 Z2
N0140 X50 Y50
N0150 Z-3
N0160 G1 Y10
N0170 G0 Z2
N0180 X50 Y40
141
FUENTES DOCUMENTALES
•
DOCUMENTOS IMPRESOS
DORF, Richard y BISHOP, Robert (2005). Sistemas de control moderno. Madrid:
Pearson Prentice-Hall
KUO, Benjamin (1996). Sistemas de control automático. México DF: Prentice-Hall
Hispanoamericana S.A.
•
DIRECCIONES DE SITIOS WEB
http://www.monografias.com/trabajos14/manufaccomput/manufaccomput.shtml
http://html.rincondelvago.com/control-numerico-computarizado.html
http://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_mecanica/controlnumericocnc/
http://www.profesores.frc.utn.edu.ar/industrial/sistemasinteligentes/FFlexible/EL_C
ONTROL_NUMERICO_COMPUTARIZADO_EN_EL_DESARROLLO_INDUSTRIA
L.pdf
142
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
OGATA, Katsuhiko (1998). Ingeniería de control moderna. México D.F: PrenticeHall Hispanoamericana S.A
RUIZ, Lino (2006). El control numérico computarizado en el desarrollo industrial.
México D.F: Prentice-Hall Hispanoamericana S.A
BOON, G.K (1991). Automatización flexible en la industria. Noriega: Limusa
143