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PAC- Performance-centered Adaptive Curriculum for Employment Needs
Programa ERASMUS: Acci&oacute;n Multilateral - 517742-LLP-1-2011-1-BG-ERASMUS-ECUE
MASTER DEGREE:
Industrial Systems Engineering
ASIGNATURA ISE6:
M&Oacute;DULO 2:
TAREA 1:
CNC – Componentes, estructura y programaci&oacute;n
Contenido
TAREA 1: .................................................................................................................................... 3
1. INTRODUCCI&Oacute;N Y OBJETIVOS ................................................................................. 3
2. CONTENIDO..................................................................................................................... 3
2.1 Introducci&oacute;n e historia de los CNC .................................................................. 3
2.2
Caracter&iacute;sticas y tipos de sistemas CNC ................................................... 4
2.3
Programaci&oacute;n de los CNC ................................................................................ 8
3. CONCLUSIONES ........................................................................................................... 19
4. BIBLIOGRAF&Iacute;A Y/O REFERENCIAS ....................................................................... 20
5. ENLACES DE INTER&Eacute;S ............................................................................................... 20
&Iacute;ndice de figuras
Figura 1: M&aacute;quina de punzonado para escritura de programas CN ...... &iexcl;Error! Marcador no
definido.
Figura 2: Sistema CNC directo ......................................................................................................................................5
Figura 3: Sistema CNC distribuido ..............................................................................................................................5
Figura 4: Sistema CNC H&iacute;brido .....................................................................................................................................6
Figura 5: Arquitectura general de un sistema CNC .......................................................................................7
Figura 6: Ejes coordenados en una m&aacute;quina CNC .....................................................................................12
Figura 7: Programaci&oacute;n en coordenadas absolutas o incrementales ............................................13
Figura 8: Puntos de medida absolutos en una m&aacute;quina CNC ...........................................................14
Figura 9: Selecci&oacute;n de planos para trayectorias en CNC ......................................................................14
Figura 10: Rotaciones y direcciones en CNC ..................................................................................................15
Figura 11: M&aacute;quina de corte l&aacute;ser CNC .............................................................................................................17
Figura 12: Par&aacute;metros de fresado en sistema CAM ..................................................................................18
2
TAREA 1:
1. INTRODUCCI&Oacute;N Y OBJETIVOS
Vamos a mostrar los tipos de controladores CNC, su composici&oacute;n y
arquitectura para terminar con los principios de programaci&oacute;n de sistemas
CNC.
El objetivo es entender el funcionamiento de estos controladores
espec&iacute;ficos
para
poder
aprovechar
todo
su
potencial
en
aplicaciones
industriales de producci&oacute;n como son el mecanizado de piezas.
2. CONTENIDO
2.1 Introducci&oacute;n e historia de los CNC
El control num&eacute;rico es un sistema de automatizaci&oacute;n de m&aacute;quinas,
instalaciones o unidades de producci&oacute;n que llevan a cabo un conjunto de
de
control.
Estas
instrucciones
son
&oacute;rdenes
directas
para
los
distintos
actuadores de las m&aacute;quinas herramienta y que dan como resultado una pieza
de un proceso de producci&oacute;n.
Adem&aacute;s de automatizar las operaciones tecnol&oacute;gicas de producci&oacute;n, el
control num&eacute;rico computarizado (CNC) sirve de soporte para el resto de fases
del proyecto como son el dise&ntilde;o, preparaci&oacute;n para la fabricaci&oacute;n y control de
medidas.
Los primeros sistemas de control num&eacute;rico se construyeron en la
d&eacute;cada de 1940 y 1950, pero no eran computarizados sino que pose&iacute;an
circuitos integrados con esquemas fijos de peque&ntilde;a y mediana escala de
(ver figura1).
3
Figura 1: M&aacute;quina de punzonado para escritura de programas CN
El avance de la electr&oacute;nica digital propici&oacute; la aparici&oacute;n y abaratamiento
de microprocesadores que se fueron implantando en los sistemas de control
de
m&aacute;quinas
simplificaba
el
herramienta.
dise&ntilde;o
de
Este
la
hecho
revolucion&oacute;
automatizaci&oacute;n
porque
la
industria
permit&iacute;a
ya
que
realizar
la
programaci&oacute;n en un software espec&iacute;fico almacenado en la memoria del
etc… dando gran flexibilidad a la fabricaci&oacute;n.
Los sistemas CNC se utilizan sobre todo en unidades de producci&oacute;n
con m&aacute;quinas herramienta de mecanizado de piezas, sobre todo en los
sectores de la metalurgia y en la madera. Estas m&aacute;quinas se caracterizan por
usar un sistema de coordenadas de referencia para especificar el movimiento
del sistema de la herramienta de corte, en el cu&aacute;l se basa el programa de
control. Normalmente en los tornos y fresadoras se utilizan dos o tres ejes
para el mecanizado de las piezas, posicionando la m&aacute;quina de corte con sus
respectivos servomotores en cada eje, aunque hay m&aacute;quinas que utilizan un
mayor n&uacute;mero de ejes. Gracias a los CNC se ha conseguido aumentar la
precisi&oacute;n y calidad en la fabricaci&oacute;n de piezas a la par que abaratar los
costes de producci&oacute;n.
2.2
Caracter&iacute;sticas y tipos de sistemas CNC
Hay distintas formas de guardar y ejecutar los programas de control de
una unidad de producci&oacute;n con CNC por parte de uno o m&aacute;s computadores.
4
La transferencia de un programa de control desde el computador al
sistema CNC es conocido tambi&eacute;n como DNC (Control Num&eacute;rico Directo). La
ejecuci&oacute;n de este programa se puede realizar de dos maneras:
1. El programa se carga completamente en la memoria del sistema CNC
2. El programa permanece en la memoria del computador y es transferido
para ejecuci&oacute;n paso a paso en un modo de conexi&oacute;n continua entre el
Adem&aacute;s del programa de control, el sistema DNC puede transferir datos,
como correcciones de herramientas, par&aacute;metros, im&aacute;genes digitalizadas de las
piezas, etc. El sistema DNC tambi&eacute;n permite controlar m&aacute;s de una m&aacute;quina
con CNC a partir de uno o m&aacute;s computadores, a la vez que controlar otros
dispositivos tecnol&oacute;gicos, como robots, manipuladores, veh&iacute;culos-robot, etc...
computador base, el sistema se suele llamar PCNC.
En cuanto a la organizaci&oacute;n de las unidades CNC en los centros de
trabajo y sus comunicaciones con los computadores centrales los sistemas
pueden ser directos (figura 2) donde un computador controla una unidad de
producci&oacute;n con una o varias m&aacute;quinas, o distribuidos (figura 3), mediante
redes de computadores conectados a distancia, que a su vez pueden ser
locales o globales (internet).
Figura 2: Sistema CNC directo
Figura 3: Sistema CNC distribuido
5
Existen sistemas h&iacute;bridos en los que se controla el control manual con
control autom&aacute;tico-digital, que son usados para producir piezas singulares o
peque&ntilde;os lotes de piezas (Figura 4).
Figura 4: Sistema CNC H&iacute;brido
En estos sistemas el operador proporciona comandos manuales mediante
controles manuales precisos para el mecanizado de la pieza que comandan
los motores de movimiento en cada uno de los ejes. Una vez finalizada la
pieza la secuencia de movimientos y otra informaci&oacute;n es guardada
digitalmente por el sistema para poder ser reproducida en posteriores
producciones.
En los modernos sistemas CNC el proceso de desarrollo de cualquier
proyecto ser&iacute;a el siguiente:
1) Bas&aacute;ndose en el dise&ntilde;o se escribe el programa de control num&eacute;rico
para realizar esa pieza en una m&aacute;quina determinada.
2) El programa se carga en una memoria de la unidad de control de la
m&aacute;quina
3) En tiempo de ejecuci&oacute;n la unidad de control env&iacute;a las instrucciones del
programa a los actuadores de la m&aacute;quina seg&uacute;n la secuencia
4) La pieza es manufacturada, cualquier desviaci&oacute;n respecto al dise&ntilde;o
original se informar&iacute;a en un proceso de realimentaci&oacute;n para mejorar el
programa de control o el dise&ntilde;o original.
Internamente el CNC debe realizar operaciones para que las instrucciones
del programa de control acaben con un mecanizado satisfactorio de la pieza,
como son:
6
•
•
•
•
•
•
•
•
Interpolaci&oacute;n del movimiento entre dos puntos marcados
Control de los movimientos de alimentaci&oacute;n del material en bruto
Correcci&oacute;n de las dimensiones de las herramientas.
Control l&oacute;gico para operaciones como cambio de herramientas
Control del movimiento principal de la herramienta de mecanizado
Correcci&oacute;n de los errores del mecanismo y medida de dispositivos.
Diagn&oacute;stico y recolecci&oacute;n de datos estad&iacute;sticos.
La arquitectura general de un sistema CNC puede ser observada en la
figura 5, donde hay dos bloques diferenciados, el dispositivo de control CNC y
la m&aacute;quina de procesado o servicio tecnol&oacute;gico.
Figura 5: Arquitectura general de un sistema CNC
El bloque CNC dispone de un dispositivo de entrada que recibe las
instrucciones del programa de control, y las traduce para ser enviadas al
dispositivo de control que es el que se encarga de la ejecuci&oacute;n de la
secuencia de fabricaci&oacute;n en funci&oacute;n de las instrucciones y de otra informaci&oacute;n
sincronizaci&oacute;n
a
trav&eacute;s
informa
de
sensores
sobre
las
en
se&ntilde;ales
la
m&aacute;quina.
recibidas
de
El
los
dispositivo
de
sensores
de
l&oacute;gicos como pueden ser el tipo de herramienta con la que se trabaja en
alimentaci&oacute;n,
de
rotaci&oacute;n,
etc.
Con
toda
esta
informaci&oacute;n
el
dispositivo de control env&iacute;a &oacute;rdenes tanto a la unidad l&oacute;gica, para trabajar de
una manera determinada, como a la unidad de control de movimientos, para
proceder al mecanizado de la pieza. La unidad de control de movimientos es
la que se comunica directamente con los servomotores que posicionan la
herramienta para el mecanizado de la pieza.
7
Los sistemas CNC son una parte esencial de los sistemas de fabricaci&oacute;n
flexible (FMS), donde se controlan todos los pasos de una secuencia de
fabricaci&oacute;n.
2.3
Programaci&oacute;n de los CNC
El lenguaje y forma de programaci&oacute;n de los CNC es muy espec&iacute;fico
debido a las singulares caracter&iacute;sticas de las m&aacute;quinas de mecanizado u otros
servicios
tecnol&oacute;gicos
que
gobiernan.
Esta
se
basa
en
el
y otra serie de par&aacute;metros relacionados con accesorios de la m&aacute;quina como
herramientas, refrigeraci&oacute;n, etc.
As&iacute; se ha extendido la programaci&oacute;n param&eacute;trica, muy utilizada en la
pr&aacute;ctica,
aunque
est&aacute;
ganando
terreno
la
programaci&oacute;n
asistida
por
partir de un dise&ntilde;o digital se traducen las geometr&iacute;as de la pieza a la
secuencia de instrucciones de mecanizado del programa de control del CNC.
Se pueden utilizar dos m&eacute;todos, para programar un CNC, la programaci&oacute;n
manual y la programaci&oacute;n autom&aacute;tica.
Programaci&oacute;n manual
El programa de control se escribe &uacute;nicamente por medio de razonamientos
y c&aacute;lculos que realiza un operario para mecanizar la pieza. Antes de comenzar
con
la
programaci&oacute;n
CNC
ser&aacute;
necesario
disponer
de
la
informaci&oacute;n
geom&eacute;trica y la informaci&oacute;n tecnol&oacute;gica tanto de la pieza como de las
m&aacute;quinas y utillaje disponible. As&iacute; se podr&aacute;n realizar tanto las elecciones de
los modos de mecanizado, tipo de herramientas que se van a utilizar,
trayectorias y velocidades a seguir por la herramienta. Toda la informaci&oacute;n se
traduce a un lenguaje que pueda entender la m&aacute;quina CNC.
La programaci&oacute;n de una m&aacute;quina CNC moderna ofrece muchas opciones
tecnol&oacute;gicas entre las que se pueden destacar:
•
Tipo de control: punto a punto, paraxial o contorneado
•
Varios de ejes controlados simult&aacute;neamente, principales y auxiliares
•
Interpolaci&oacute;n: lineal, circular, 3D, c&oacute;nica, c&uacute;bica, etc…
8
•
Velocidad de avance: m&iacute;nima, m&aacute;xima, resoluci&oacute;n
•
•
Sistemas de unidades m&eacute;trico o ingl&eacute;s
•
Sistema de medida absoluto o incremental
•
Funciones auxiliares preparatorias y tecnol&oacute;gicas programables
•
•
•
Comunicaciones
•
Introducci&oacute;n de programas en c&oacute;digos ISO, EIA o ASCII
•
•
Temporizaci&oacute;n programable
•
Posicionamiento suave en el contorno
•
Programaci&oacute;n param&eacute;trica
•
Saltos de programa condicionales e incondicionales
•
Operaciones matem&aacute;ticas y l&oacute;gicas
•
Interfaz de usuario
•
Simulaci&oacute;n gr&aacute;fica para la depuraci&oacute;n de los programas
•
Modos de operaci&oacute;n: autom&aacute;tico, bloque a bloque, manual, en vac&iacute;o
•
Correcci&oacute;n de herramienta seg&uacute;n geometr&iacute;a y desgaste
•
Compensaci&oacute;n del juego mec&aacute;nico de cada eje y de paso de
husillos
En los comienzos del control num&eacute;rico cada constructor de m&aacute;quinas
utilizaba
su
propio
c&oacute;digo
de
programaci&oacute;n.
Posteriormente,
se
vio
la
necesidad de normalizar los c&oacute;digos de programaci&oacute;n para que un mismo
programa pudiera servir para diversas m&aacute;quinas del mismo tipo. As&iacute; la
programaci&oacute;n se ha estandarizado con las normas ISO 6983 y EIA RS 274 que
Los programas de mecanizado distintas piezas se van almacenando en
memoria del sistema CNC identificados con una palabra que consta de la letra
O seguida de varios d&iacute;gitos num&eacute;ricos. Cada programa constar&aacute; de una
cabecera con la numeraci&oacute;n y comentarios de informaci&oacute;n oportunos, un
programa de mecanizado y un final de programa donde se especifica si el
programa vuelve al bloque inicial o no y se desactivan todas las funciones
preparatorias.
Como el mecanizado se divide en varias fases, el programa de control
tambi&eacute;n se dividir&aacute; en bloques o secuencias de programa, que estar&aacute;n
9
todas las funciones geom&eacute;tricas, funciones m&aacute;quina y funciones tecnol&oacute;gicas
del mecanizado, escritas por medios de palabras con c&oacute;digo alfanum&eacute;rico.
Este
conjunto
de
informaciones
ser&aacute;
posteriormente
por
el
int&eacute;rprete de &oacute;rdenes para comunicarse con los actuadores de la m&aacute;quina.
Las palabras del c&oacute;digo se componen de un car&aacute;cter que informa de la
direcci&oacute;n seguido de un n&uacute;mero que da las distintas opciones de cada
direcci&oacute;n. Las principales direcciones son las siguientes:
N: es la direcci&oacute;n correspondiente al n&uacute;mero de bloque, secuencia o frame.
Esta direcci&oacute;n va seguida normalmente de un n&uacute;mero de tres o cuatro cifras.
En el caso del formato N03, el n&uacute;mero m&aacute;ximo de bloques que pueden
programarse es 1000 (N000 hasta N999).
X, Y, Z: son las direcciones correspondientes a las cotas seg&uacute;n los ejes X,
Y, Z de la m&aacute;quina herramienta (Y planos cartesianos). Dichas cotas se
pueden programar en forma absoluta o relativa, es decir, con respecto al cero
pieza o con respecto a la &uacute;ltima cota respectivamente.
I, J, K, A: son direcciones auxiliares utilizadas para programar arcos de
circunferencia. I se corresponde con giro en el eje X, J en el Y y K en el Z.
La A se programa en grados.
G: es la direcci&oacute;n correspondiente a las funciones preparatorias. Se utilizan
para informar al control de las caracter&iacute;sticas de las funciones de mecanizado,
como por ejemplo, forma de la trayectoria, tipo de correcci&oacute;n de herramienta,
La funci&oacute;n G va seguida de un n&uacute;mero de dos cifras que permite programar
hasta 100 funciones preparatorias diferentes. Se pueden citar como ejemplos
de instrucciones con direcci&oacute;n G:
-
-
G01: Los ejes se gobiernan de tal forma que la herramienta se mueve a
lo largo de una l&iacute;nea recta (interpolaci&oacute;n lineal).
-
G02: Interpolaci&oacute;n circular en sentido horario.
-
G03: Interpolaci&oacute;n circular en sentido anti horario.
-
G04: Temporizaci&oacute;n a la espera de bloques.
-
G06: Interpolaci&oacute;n parab&oacute;lica.
-
G17: Selecci&oacute;n de plano XY
10
-
G18: Selecci&oacute;n de plano XZ
-
G19: Selecci&oacute;n de plano YZ
-
G33: Indica ciclo autom&aacute;tico de roscado para tornos.
-
-
-
G40: Cancela compensaci&oacute;n.
-
G41: Compensaci&oacute;n de corte hacia la izquierda.
-
G42: Compensaci&oacute;n de corte a la derecha.
-
G70: Programaci&oacute;n de trayectorias en pulgadas.
-
G71: Programaci&oacute;n de trayectorias en mm.
-
G77: Es un ciclo autom&aacute;tico que permite programar con un &uacute;nico
bloque el torneado de un cilindro, etc.
-
G79 a G89: Ciclos de mecanizado fijos que programan un conjunto de
operaciones en un solo bloque, que solo difieren en la profundidad de
-
-
-
G96: velocidad de corte superficial constante
M:
es
la
direcci&oacute;n
correspondiente
a
las
funciones
auxiliares
o
complementarias. Se usan para indicar a la m&aacute;quina herramienta que se deben
derechas o a izquierdas, cambio de &uacute;til, etc. La direcci&oacute;n m va seguida de un
n&uacute;mero de dos cifras que permite programar hasta 100 funciones auxiliares
diferentes. Se pueden citar algunas de estas funciones:
-
M00: Provoca una parada incondicional del programa, detiene el husillo
y la refrigeraci&oacute;n.
-
-
M02: Indica el fin del programa. Se debe escribir en el &uacute;ltimo bloque
del programa y posibilita la parada del control una vez ejecutadas el
resto de las operaciones contenidas en el mismo bloque.
-
M03: Activa la rotaci&oacute;n del husillo en sentido horario.
-
M04: Activa la rotaci&oacute;n del husillo en sentido anti horario, etc.
-
M05: Parada del cabezal sin orientaci&oacute;n
-
M06: cambio de herramienta. En las m&aacute;quinas de cambio autom&aacute;tico no
-
M07 y M08: Control del refrigerante
11
-
-
-
M40 a M45: funciones de caja de cambios
-
Funciones complementarias libres
F: es la direcci&oacute;n correspondiente a la velocidad de avance, tambi&eacute;n
llamada de alimentaci&oacute;n. Va seguida de un n&uacute;mero de cuatro cifras que indica
la velocidad de avance en mm/min.
S: es la direcci&oacute;n correspondiente a la velocidad de rotaci&oacute;n del husillo
principal. Se programa directamente en revoluciones por minuto, usando cuatro
y movimiento de avance permite una adaptaci&oacute;n &oacute;ptima del programa a la
m&aacute;quina, material de la pieza y herramienta.
T: es la direcci&oacute;n correspondiente al n&uacute;mero de herramienta. Va seguido
de un n&uacute;mero de cuatro cifras en el cual los dos primeros indican el n&uacute;mero
de herramienta y los dos &uacute;ltimos el n&uacute;mero de correcci&oacute;n de las mismas.
Seg&uacute;n las normas sint&aacute;cticas los bloques de programaci&oacute;n comenzar&aacute;n en
su primera l&iacute;nea por una direcci&oacute;n N, desde N000 hasta N999. Se recomienda
numerarlos de 10 en 10 para poder insertar nuevos bloques intermedios sin
tener que reenumerar los posteriores. Cada bloque contendr&aacute; un n&uacute;mero de
palabras, con un l&iacute;mite m&aacute;ximo de 4 l&iacute;neas. Despu&eacute;s de la direcci&oacute;n N se
escribe una direcci&oacute;n G para definir el tipo de movimiento que llevar&aacute; el
las direcciones correspondientes a los ejes (ver figura 6) , que podr&aacute;
programado en valores absolutos o relativos.
Figura 6: Ejes coordenados en una m&aacute;quina CNC
12
-
Movimiento en valores absolutos: N005 G01 X50 Z25 …… G01 indica
interpolaci&oacute;n lineal as&iacute; que el cabezal ir&aacute; en l&iacute;nea recta desde la
posici&oacute;n actual, conseguida despu&eacute;s de ejecutar el bloque N004,
hasta las coordenadas 50 en eje X y 25 en eje Z, medidas respecto
al sistema de referencia absoluto de la m&aacute;quina.
-
Movimiento en valores relativos: N005 G01 U10 W5 …… Ahora las
letras U (movimiento relativo en eje X) y W (movimiento relativo en
eje Z) indican que el cabezal debe avanzar 10 unidades en el eje X
y 5 unidades en el eje Y desde respecto a la anterior posici&oacute;n.
-
Movimiento mixto: N005 G01 U10 W5 …… Ahora las letras U
(movimiento relativo en eje X) y W (movimiento relativo en eje Z)
indican que el cabezal debe avanzar 10 unidades en el eje X y 5
unidades en el eje Y desde respecto a la anterior posici&oacute;n.
Tambi&eacute;n se puede indicar si el movimiento es absoluto o incremental
declarando las direcciones G-90 (absoluto) o G-91 (relativo) en el bloque
anterior al que queremos programar, como se puede observar en la figura 7.
Figura 7: Programaci&oacute;n en coordenadas absolutas o incrementales
Las coordenadas absolutas de los distintos elementos de la m&aacute;quina se
calculan respecto a varios puntos fijos (ver figura 8)
13
Figura 8: Puntos de medida absolutos en una m&aacute;quina CNC
-
Punto M: es la referencia 0 de la m&aacute;quina y est&aacute; en el eje de rotaci&oacute;n.
Es determinado por el fabricante y no se puede modificar.
-
Punto N: es el punto de referencia de montaje de la herramienta de
corte.
-
Punto W: es la referencia 0 de trabajo de la pieza. Se puede elegir
arbitrariamente por el programador y puede variar durante el proceso
Se pueden trazar trayectorias circulares, el&iacute;pticas, etc. pero para ello hemos
debido
seleccionar
con
declarando
las
direcciones
G
correspondientes, el plano en el que vamos a trabajar (figura 9), que es muy
importante tener en cuenta ya que influir&aacute; adem&aacute;s en la direcci&oacute;n de los
arcos, signo del movimiento angular y signo de los movimientos axiales (figura
10).
Figura 9: Selecci&oacute;n de planos para trayectorias en CNC
14
Figura 10: Rotaciones y direcciones en CNC
El primer bloque de cada programa normalmente es una posici&oacute;n de
comienzo segura en la que se puede cambiar la herramienta. En &eacute;l se suele
especificar las unidades de trabajo (por ejemplo mm), el modo de operaci&oacute;n
(por ejemplo movimiento absoluto), el tipo de movimiento (por ejemplo r&aacute;pido)
y para cancelar todas las funciones auxiliares (offset de herramienta, eje y
refrigeraci&oacute;n). Seg&uacute;n este ejemplo ser&iacute;a:
G71 G90 G0 X0 Z0 T0 M5
Los siguientes bloques llamar&aacute;n a la herramienta que se va a utilizar,
arrancar&aacute;n la refrigeraci&oacute;n, y har&aacute;n el movimiento inicial hacia la pieza.
El resto de los ciclos declarar&aacute;n las trayectorias, ciclos de trabajo y
cambios de herramienta necesarias para la mecanizaci&oacute;n de la pieza.
Para finalizar el trabajo el bloque final devolver&aacute; el cabezal a la
posici&oacute;n de cambio de herramienta, apagar&aacute; todas las funciones auxiliares y
finalizar&aacute; el programa. Un ejemplo ser&iacute;a:
M5
G0 T0 X0 Y0 Z0 M9
M2
Para facilitar la programaci&oacute;n las direcciones preparatorias (G)
y de
en una l&iacute;nea de un bloque. De esta manera, si por ejemplo declaramos en el
bloque
N0010
interpolaci&oacute;n
lineal
(G01),
se
mantendr&iacute;a
este
modo
de
funcionamiento hasta que no declaremos otro tipo de interpolaci&oacute;n como la
circular horaria (G02) en otro bloque como el N0120.
15
Las dimensiones de cada herramienta afectan al sistema de medida del
trabajo, as&iacute; que se debe ajustar con unos par&aacute;metros llamados offset de
herramienta. Tambi&eacute;n conviene comprobar que el programa y los ajustes de
offset est&aacute;n bien sintonizados en el primer ciclo de mecanizado, mediante un
modo de ejecuci&oacute;n paso a paso que va ejecutando el programa bloque a
bloque. Cuando todo est&aacute; correcto se pasar&aacute; a modo autom&aacute;tico para correr
secuencialmente el programa.
Se puede realizar programaci&oacute;n param&eacute;trica, para asignar distintos
valores num&eacute;ricos a una direcci&oacute;n del programa y que se puede ajustar por el
usuario para varios empleos similares, variando por ejemplo la velocidad de
avance o la velocidad de rotaci&oacute;n para distintos materiales.
Tambi&eacute;n existen opciones avanzadas de programaci&oacute;n como declaraci&oacute;n
de variables de sistema, operaciones l&oacute;gicas y matem&aacute;ticas, macros, estados
condicionales, saltos y llamadas condicionales e incondicionales, bucles, etc.
Antes de poner en marcha un programa por primera vez conviene
comprobar su funcionamiento en modo de simulaci&oacute;n para depurar errores
que pudieran ser perjudiciales para los equipos o personas, adem&aacute;s de
comprobar la calidad y dimensiones finales de la pieza.
Programaci&oacute;n autom&aacute;tica
La realizaci&oacute;n de una pieza con CNC y programaci&oacute;n manual puede ser
muy dif&iacute;cil y tedioso, ya que hay que planear e indicar manualmente a la
m&aacute;quina cada uno de los movimientos que tiene que hacer y realizar las
correcciones oportunas. Es un proceso largo, pero m&aacute;s rentable que la
realizaci&oacute;n artesanal. Con el desarrollo de las plataformas digitales de
fabricaci&oacute;n asistida, se ha simplificado todo este proceso.
Los primeros prototipos de sistemas de programaci&oacute;n fueron los APT
(Herramientas de Programaci&oacute;n Autom&aacute;tica), cuya utilizaci&oacute;n es resultaba muy
pesada por la rigidez de sus reglas, provocando errores. Actualmente se han
dotaron al sistema la capacidad de recoger informaci&oacute;n gr&aacute;fica de la propia
geometr&iacute;a de la pieza. Debe precisarse que el CAM es un concepto mucho
m&aacute;s amplio que la simple programaci&oacute;n CNC asistida por ordenador. Incluye la
programaci&oacute;n de robots, de m&aacute;quinas de medici&oacute;n por coordenadas,
simulaci&oacute;n de procesos de fabricaci&oacute;n, planificaci&oacute;n de procesos, etc.
16
Los sistemas CAM pueden utilizarse para diferentes tecnolog&iacute;as que,
punzonado, corte por LASER (figura 11), oxicorte, etc. Gracias a estos sistemas
se pueden desarrollar programas CN para geometr&iacute;as muy complejas, con
Figura 11: M&aacute;quina de corte l&aacute;ser CNC
El hecho de que el sistema CAD-CAM desarrolle el programa en un
computador externo a la m&aacute;quina CNC permite realizar los programas sin
interrumpir la m&aacute;quina, adem&aacute;s de poder simular la ejecuci&oacute;n de los mismos
en el ordenador, minimizando los posibles errores y colisiones, aumentando el
rendimiento de la m&aacute;quina y la calidad de las piezas mecanizadas, etc.
En el CAM hay un m&oacute;dulo de dise&ntilde;o y dibujo que genera toda la
geometr&iacute;a de la pieza y mediante otro m&oacute;dulo CNC se define la trayectoria de
la herramienta.
Un sistema CAM puede realizar las siguientes operaciones:
•
Descomponer el mecanizado en operaciones elementales y definir su
orden
•
Calcular correcciones de herramientas
•
Determinar condiciones de corte
•
Definir las curvas y superficies de mecanizado
•
Escribir el programa en un c&oacute;digo CN correcto
•
Introducir el programa de control en la m&aacute;quina
Durante el proceso de desarrollo de un producto, es muy frecuente que
se fabriquen maquetas o prototipos para la aprobaci&oacute;n inicial. Si estas
maquetas se manufacturan mediante CAM en base a un modelo CAD, la pieza
final ser&aacute; id&eacute;ntica a la maqueta aprobada. En este caso, se utiliza el modelo
17
para
informar
de
la
geometr&iacute;a
de
la
pieza
a
los
m&oacute;dulos
de
programaci&oacute;n interactiva del mecanizado. Estos m&oacute;dulos CAM disponen de
librer&iacute;as de herramientas disponibles (existencias del taller) para elegir el modo
de mecanizaci&oacute;n y funciones auxiliares (ver figura 12). El programa permite la
visualizaci&oacute;n de las trayectorias paso a paso y correcci&oacute;n de errores. El
resultado del dise&ntilde;o ser&aacute; el programa de control del CNC en un lenguaje de
Figura 12: Par&aacute;metros de fresado en sistema CAM
Otra variante de programaci&oacute;n asistida por computador en CNC es la
programaci&oacute;n conversacional. En esta modalidad el software va guiando al
dise&ntilde;ador en el proceso de dise&ntilde;o del programa de control en sucesivas fases
donde se proponen distintas opciones, de cuya elecci&oacute;n depender&aacute;n las
siguientes opciones para continuar con la programaci&oacute;n.
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3. CONCLUSIONES
La evoluci&oacute;n en el dise&ntilde;o y fabricaci&oacute;n de piezas y componentes con la
ayuda de maquinaria se ha transformado desde los comienzos de la
revoluci&oacute;n industrial hasta nuestros d&iacute;as. Hasta hace bien poco la metodolog&iacute;a
era manual, tanto en la fase de concepci&oacute;n y dise&ntilde;o como en la fase de
prototipo y producci&oacute;n en serie. Los ajustes de la maquinaria, herramientas y
secuencia del mecanizado se hac&iacute;an mediante comandos y control manual. La
modernizaci&oacute;n de la maquinaria y el desarrollo de la tecnolog&iacute;a de dise&ntilde;o y
control digital han permitido automatizar en gran medida todas las fases de
producci&oacute;n.
otros sistemas de producci&oacute;n.
El control autom&aacute;tico por computador (CNC) ha permitido que el
dise&ntilde;ador solo tenga que intervenir en la fabricaci&oacute;n de la pieza en la fase de
programaci&oacute;n de un c&oacute;digo que queda grabado en el sistema y que la
m&aacute;quina va traduciendo para utilizar las distintas funciones tecnol&oacute;gicas y
movimientos disponibles para realizar dicha pieza. En un principio esta fase de
transcribir la informaci&oacute;n geom&eacute;trica de la pieza y las opciones tecnol&oacute;gicas
disponibles para escribir el programa. Hoy en d&iacute;a tambi&eacute;n se ha automatizado
esta fase en gran medida gracias a los programas de fabricaci&oacute;n asistida por
computador que recogen directamente la informaci&oacute;n geom&eacute;trica del dise&ntilde;o en
facilitando y acelerando su traducci&oacute;n a un lenguaje de instrucciones que
entiende la m&aacute;quina.
La revoluci&oacute;n llega a&uacute;n m&aacute;s all&aacute; con el avance de las comunicaciones
industriales, pudiendo controlar muchas m&aacute;quinas o unidades de producci&oacute;n
CNC desde un computador central presente en el lugar f&iacute;sico o incluso tener
varios centros productivos coordinados a distancia por redes locales o
internet, disponiendo en todo momento de informaci&oacute;n actualizada de todas
las operaciones y pudiendo programar y modificar su producci&oacute;n.
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4. BIBLIOGRAF&Iacute;A Y/O REFERENCIAS
[1] CONTROL NUM&Eacute;RICO Y PROGRAMACION 2 (2&ordf; EDICION); Cruz Teruel,
Francisco; EDITORIAL MARCOMBO S.A.
5. ENLACES DE INTER&Eacute;S
. http://es.wikipedia.org/wiki/Control_num%C3%A9rico
. http://es.wikipedia.org/wiki/Torno_control_num%C3%A9rico