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Electromecánica Septiembre 2013 Ing. José de Jesús Reyes González
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Historia del Control Numérico.
En 1943 se estaba desarrollando un nuevo procedimiento de trabajo
revolucionario. El matrimonio de científicos rusos Lazarenko, anuncia su
descubrimiento y pone en marcha los primeros dispositivos que permitieron
posteriormente el mecanizado por electroerosión. Hacia 1950 aparecieron las
primeras máquinas, en las que básicamente se utilizaban elementos de otras
convencionales a las que se incorporaba un generador, un tanque para el
dieléctrico, electrodo con la forma del molde a mecanizar, etc. En 1955 aparecen
en Estados Unidos las primeras máquinas de electroerosión concebidas como
tales para realizar mecanizados por penetración; revolucionando el difícil y costoso
sistema de fabricación de moldes y estampas. Muchos años más tarde,
apoyándose en el control numérico, se desarrolla la electroerosión por hilo, que
permite el corte de perfiles complicados y precisos mediante un electrodo
constituido por un alambre muy delgado y una trayectoria de pieza controlada por
control numérico.
La primera máquina-herramienta fabricada en España: la prensa tipo Thonelier, construida por "La Maquinista
Terrestre y Marítima" en 1863 para la Casa de la Moneda de Madrid. Fabricó las primeras pesetas, ahora
desaparecidas.
La electrónica y la informática que está soportada por la primera - han provocado
una nueva revolución industrial. El punto de partida hay que situarlo en 1945,
cuando dos científicos de la Universidad de Pensilvania, John W. Manclhy y J.
Presper Ecker crearon la primera computadora electrónica digital que ha
funcionado realmente en el mundo. Se denominó ENAC, era voluminosa,
consumía mucha energía y era difícil de programar, pero funcionaba.
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En 1948, John Parson inicia la aplicación del control numérico a la máquina-
herramienta, con el objeto de resolver el problema del fresado de superficies
complejas tridimensionales para la aeronáutica. En 1949 Parson contrató con el
Instituto Tecnológico de Massachusetts el diseño de los servomecanismos de
control para una fresadora. En 1952 funcionaba un control experimental, aplicado
a una fresadora Cincinnati. La programación utilizaba un código binario sobre cinta
perforada, y la máquina ejecutaba movimientos simultáneos coordinados sobre
tres ejes. En 1955 se presentan unas pocas máquinas en la Feria de Chicago,
gobernadas por tarjetas y cintas perforadas La U.S. Air Force se interesa por el
sistema y formula un pedido de 170 máquinas-herramienta por valor de cincuenta
millones de dólares, beneficiándose del mismo varios prestigiosos fabricantes
americanos. Pero los modelos desarrollados durante los años cincuenta y sesenta
fueron poco eficaces y resultaron muy caros.
Instalación de una maquina controlada por computadora.
Fue a partir de los años setenta, con el desarrollo de la microelectrónica, cuando
el CN pasa a ser control numérico por computadora (CNC) por la integración de
una computadora en el sistema.
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Pero definitivamente fue durante los años ochenta cuando se produce la
aplicación generalizada del CNC, debido al desarrollo de la electrónica y la
informática, provocando una revolución dentro de la cual todavía estamos
inmersos.
Además de su incorporación a las fresadoras, la aplicación del control numérico se
extendió a mandriladoras, tornos y taladros. Pero rápidamente se comprobó que
existía un potencial de automatización superior al que podía obtenerse sobre
máquinas clásicas y surgió un nuevo concepto de máquina: el llamado centro de
mecanizado. Nace así una máquina-herramienta capaz de fresar, taladrar, roscar,
mandrilar, etc., que incluye un almacén de herramientas y un sistema de cambio
automático de las mismas, de forma que el control numérico ordena las posiciones
y trayectorias de las piezas y herramientas, velocidades de avance, giro de
herramientas y selección de las mismas.
El avance tecnológico del CN ha constituido el aspecto dominante, afectando a
todas las máquinas-herramienta, incluso a las universales. En cierto aspecto, las
máquinas se han convertido en más simples, porque ciertas funciones han sido
transferidas del sistema mecánico al electrónico. Se ha logrado el control
simultaneo de varios ejes, como es el caso de los centros de mecanizado, de los
tornos, etc., lo cual no era posible hasta la aplicación del CNC.
De la denominación de máquina-herramienta se ha pasado al término de máquina-
herramienta avanzada, que se refiere a la máquina con mando numérico,
concibiéndose buen número de ellas según criterios modulares que permiten la
intercambiabilidad y la complementariedad, pudiéndose integrar en células o
sistemas de fabricación flexible posibilitando una automatización a la vez integrada
y flexible.
Desarrollo Histórico del Control Numérico.
Los primeros equipos de CN con electrónica de válvulas, relés y cableados, tenían
un volumen mayor que las propias máquinas-herramientas, con una programación
manual en lenguajes máquina muy complejo y muy lenta de programar. Puede
hablarse de cuatro generaciones de máquinas de control numérico de acuerdo con
la evolución de la electrónica utilizada.
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Primeros centros de maquinado
Puede hablarse de cuatro generaciones de máquinas de control numérico de
acuerdo con la evolución de la electrónica utilizada.
1) Válvulas electrónicas y relés (1950).
2) Transistores (1960).
3) Circuitos integrados (1965).
4) Microprocesadores (1975).
A principios de los setentas se empezó a aplicar más el control numérico
apareciendo así el CNC (Control Numérico Computarizado), que permite que un
mismo control numérico pueda aplicarse a varios tipos de máquinas distintas sin
más que programar las funciones de control para cada máquina en particular.
A finales de los sesentas nace el control numérico por ordenador. Las funciones
de control se realizaban mediante programas en la memoria del ordenador de
forma que pueden adaptarse fácilmente con solo modificar el programa. En esta
época los ordenadores eran todavía muy grandes y costosos, la única solución
práctica para el CN era disponer de un ordenador central conectado a varias
máquinas-herramientas que desarrollaban a tiempo compartido todas las
funciones de control de las mismas.
Esta tecnología se conoce con las siglas DNC (Direct Numerical Control – Control
Numérico Directo). A principios de los setentas se empezó a aplicar más pequeño
y económico apareciendo así el CNC (Control Numérico Computarizado), que
permite que un mismo control numérico pueda aplicarse a varios tipos de
máquinas distintas sin más que programar las funciones de control para cada
máquina en particular.
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Principio de programación para un centro de maquinado
Un programa
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Maquinas CNC más comunes en la industria.
Se hace referencia al maquinado de partes idénticas en alto volumen cuando las
operaciones son realizadas consecutivamente o simultáneamente permitiendo
completar el maquinado de la pieza en un solo paso. Torneado, cortado, fresado y
otras operaciones que típicamente se realizan en máquinas separadas para
requerimientos de producciones de bajo volumen pueden ser ejecutadas en
máquinas multifunciones cuando los requerimientos de producción de alto
volumen tengan un costo efectivo.
Centros de mecanizado:
Un centro de mecanizado es una estación simple controlada por CNC, una
máquina herramienta capaz de fresar, taladrar, escariar, etc. Estas máquinas
herramientas son usualmente equipadas con un cambiador automático de
herramientas y diseñadas para realizar operaciones sobre distintas superficies de
piezas sobre una tabla rotante. Por lo tanto, luego de una operación en particular,
la pieza no tiene que ser removida y llevada a otra máquina para una
transformación posterior. Los almacenadores de los intercambiadores de
herramientas ocultan las herramientas y las intercambia en los husillos según los
comandos del programa que asegura velocidades óptimas y almacenamiento tan
bien como las coordenadas de los espacios necesarios para maquinar la pieza.
Un centro de mecanizado puede estar equipado con más de 200 herramientas. Es
capaz de manufacturar grandes y complejas partes eficientemente y con gran
exactitud.
El alto nivel de flexibilidad de los centros de mecanizado se encuentra
íntimamente relacionado con el alto nivel de automatización que poseen. Los
últimos desarrollos en los centros de mecanizado incluyen dispositivos de cambio
de plataformas, cambiadores principales que perforan y cambiadores del
compartimiento de la herramienta.
Tipos de centros de mecanizado.
Existen varias designaciones para los centros de mecanizado, los dos tipos
básicos de centros de mecanizado son de husillo horizontal y de husillo vertical;
algunos de los centros de mecanizado pueden usar ambos tipos de husillos.
Los centros de mecanizado con husillo vertical son recomendados para realizar
operaciones de mecanizado sobre superficies lisas con cavidades profundas.
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Producen partes con una muy buena tolerancia dimensional. Son generalmente
menos costosos que los de husillo horizontal.
Los centros de mecanizado con husillo horizontal son recomendados para grandes
piezas que requieren que varias de sus superficies sean mecanizadas.
La mesa de trabajo puede rotar sobre varios ejes. Otra categoría de las maquinas
con husillo horizontal son los centros de torneado, los cuales son tornos
controlados por computadora con varias características.
Los centros de mecanizado universales son desarrollos más recientes y están
equipados con ambos tipos de husillos: horizontal y vertical. Poseen una gran
variedad de características y son capaces de mecanizar todas las superficies de
una pieza, de allí el término universal.
Centro de mecanizado CNC.
Tornos CNC:
Torno de control numérico o torno CNC se refiere a una máquina herramienta del
tipo torno que se utiliza para mecanizar piezas de revolución mediante un software
de computadora que utiliza datos alfa-numéricos, siguiendo los ejes cartesianos
X,Y,Z. Se utiliza para producir en cantidades y con precisión porque la
computadora que lleva incorporado controla la ejecución de la pieza.
Un torno CNC puede hacer todos los trabajos que normalmente se realizan
mediante diferentes tipos de torno como paralelos, copiadores, revólver,
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automáticos e incluso los verticales. Su rentabilidad depende del tipo de pieza que
se mecanice y de la cantidad de piezas que se tengan que mecanizar en una
serie.
Torno CNC
Ejemplo de máquinas CNC usadas en la industria y especificaciones.
a) OKUMA MX 45 VAE
Longitud de la tabla: 1000 mm
Ancho de la tabla: 430 mm
Recorrido Longitudinal (eje X) 760 mm
Recorrido Transversal (eje Y) 460 mm
Recorrido Vertical (eje Z) 450 mm
Cambio de herramientas:
Numero de herramientas 20
Nariz de husillo SK 40
Velocidad del husillo:
Paso inferior
de 50 rpm
hasta 7000 rpm
Rango de Alimentación 1 - 20.000 mm
/ min
Marcha rápida de 36 m / min
Voltaje 50 Hz 3x 380 Volt
Máquina de peso de aproximadamente
6000 kg
Dimensiones totales de la máquina:
Largo 2380 mm
Ancho 2200 mm
Altura 2650 mm
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b) DAEWOO Puma 200MS
c) QT 20 N / Mazatrol T 2
Año: 1997
Tamaño de Mandril (Chuck): 8 " /
203.2 mm
Capacidad de la Barra: 2 " / 50.8 mm
# Ejes: 4
Potencia: 20 hp / 14.9 kW
RPM: 4500 rpm
Diámetro de Volteo: 8.300 " / 210.8
mm
Contrapunto (Sí/No): No
Dimensiones: 148" x 58" x 73"
Peso: 10,000 lbs.
Control: Fanuc 18i-T
Diámetro de giro 510 mm
girando longitud 1000 mm
control Mazatrol T 2
greates pasar ronda sobre la cama de
510 mm
recorrido eje x 265 mm
recorrido eje z 1020 mm
velocidad rápida 30 m / min
rango de velocidades girando desde 45
hasta 4500 U / min
torreta de herramientas 8 fach
taladro del husillo 64 mm
vela en contrapunto pluma de MK 4
caña del contrapunto 80 mm de
diámetro
caña del contrapunto carrera 130 mm
Capacidad de potencia de 15 KW
tensión 380 V / 50 Hz
potencia total requisito 31,5 KVA
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d) Rectificadora CNC
La rectificadora es una máquina utilizada para realizar mecanizados por abrasión,
con mayor precisión dimensional y menores rugosidades que en el mecanizado
por arranque de viruta.
Las piezas que se rectifican son principalmente de acero endurecido mediante
tratamiento térmico. Para el rectificado se utilizan discos abrasivos robustos,
llamados muelas. El rectificado se aplica luego que la pieza ha sido sometida a
otras máquinas herramientas que han quitado las impurezas mayores, dejando
solamente un pequeño excedente de material para ser eliminado por la
rectificadora con precisión. A veces a una operación de rectificado le siguen otras
de pulido y lapeado, como por ejemplo en la fabricación de cristales para lentes.
e) Fresadora CNC
Una fresadora es una máquina herramienta de fabricación por arranque de viruta.
Elimina material de un material bruto de partida utilizando cuchillas que rotan en
torno a un eje, mientras que la pieza se mueve en las 3 direcciones del espacio
(X-Y-Z). Esta combinación de movimientos (rotación y desplazamiento) crean la
forma de la pieza deseada.
Modelo | FSG-1640AD |
Rectificado | 20"x40" |
longitud del cuadro de viaje | 41-5/16" |
viaje de las mesa | 16" |
motor de la piedra | 5hp |
Velocidad del eje | 3450 fpm |
controlador | anilam wizard 211 |
tolerancia | 0.0001 |
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f) Máquinas EDM.
Una Máquina de Descarga Eléctrica (Electrical Discharge Machine, EDM) usa
chispas eléctricas para hacer una cavidad en una pieza de metal. este proceso
requiere de un electrodo, una fuente de poder, un tanque, y enfriador. La pieza de
trabajo se conecta a un lado de la fuente de poder y se coloca en el tanque. El
electrodo, construido en la forma de la cavidad deseada, se conecta al otro lado
de la fuente de poder. El tanque se llena con enfriador. este enfriador es un
material dieléctrico. Un dieléctrico opone una resistencia al flujo de la electricidad.
Se baja el electrodo hasta que una chispa salta entre el electrodo y la pieza de
trabajo. Cuando la chispa salta, la calidad dieléctrica del enfriador ha sido
superada. La chispa libera pequeñas partículas de material que son eliminadas
por el enfriador. Se crea una cavidad de la misma forma que el electrodo. Se baja
el electrodo al ritmo que se fabrica la cavidad y hasta que se logra la profundidad
apropiada.
Control CNC GSK-983M
Programable 3 ejes
Tamaño de mesa 10" X 54"
Max. peso permitido sobre la mesa 400kg
Carrera longitudinal 26.5"
Carrera transversal 15"
Carrera vertical (programable) 4.25"
Carrera vertical (consola) 15.75"
Cabezal de velocidad programable 70-3600 rpm
Motor principal 5 HP (220V) 3 fases
Peso aproximado 1590 kg.
Dimensiones de la máquina 1750mm X 1500mm x
2300mm
Husillos embalados X, Y, Z
Modelo: robofil 290
serie : 335007
capacidad eje x : 618 mm.
Capacidad eje y: 386 mm.
Capacidad eje z: 310 mm.
Capacidad eje u: 400 mm.
Capacidad eje v: 250 mm.
Capacidad de peso: 550 kgs.
Diámetro de alambre: 0.010"
Equipado con:
chiller agua/glycol
comunicación: RS 232
Monitor: 14" color/graficas
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g) Centro de Maquinado CNC
Un centro de mecanizado es una máquina altamente automatizada capaz de
realizar múltiples operaciones de maquinado en una instalación bajo CNC con la
mínima intervención humana. Las operaciones típicas son aquellas que usan
herramientas de cortes rotatorios como cortadores y brocos.
Además en el centro de maquinado se pueden realizar maquinados de fresado,
taladrado y mandrinado en operaciones continua sin parar la máquina para
cambiar las herramientas, pero permitiendo el cambio de las herramientas
automáticamente.
Diferentes maquinas-herramientas de control numérico hicieron su aparición para
trabajos de maquinado automáticos mediante la conversión de máquinas
herramientas convencionales a maquinas controladas numéricamente, tales como
los tornos CN y las maquina CN, una sola unidad de máquinas-herramienta tal
como un centro de maquinado puede realizar varias clases de maquinado bajo el
nuevo concepto de maquinado de control numérico, algo que las maquinas-
herramientas convencionales no podían realizar.
Superficie de la mesa de trabajo (12 x
22)"
Peso máximo a maquinar 330 lbs.
Desplazamiento en los 3 ejes (eje x,
17.8"), (eje y, 11.8"), (eje z, 13.8")
Cambiador automático de herramienta.
carrousel bi- direccional de 10
herramientas
Distancia: mesa - naríz husillo (4-17.8)"
Distancia: centro husillo - frente
columna 12.8"
Servomotores de corriente alterna sin
escobillas (brushless motors) con
servoamp en circuito cerrado con el cnc.
no utiliza motores de corriente continua
con escobillas
Movimiento transversal rápido 1400
inch/min Conicidad eje ó husillo principal cat 40 Velocidad del husillo infinitamente variable y programable por el cnc con inversor electrónico con rango de 60-9000 rpm
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(a) (a)
Intercambio de Maquinas herramientas convencionales(a), por un centro de maquinado (b)
Debido a la aplicación de los centros de maquinado es muy variada y versátil, las máquinas de taladrado CN y las máquinas de mandrinado CN, están siendo desplazadas gradualmente por los centros de maquinado, ya que estas máquinas solo realizan una función simple de maquinado.
División de las maquinas-herramientas de
CN, por tipo (Año 2000)
(b)
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Servomotores de eje Y
Componentes básicos de los centros de maquinado
Los centros de maquinados están clasificados rigurosamente en dos tipos, de acuerdo a la dirección del husillo principal, llamado de tipo vertical y el de tipo horizontal. En la siguiente figura se muestra un centro de maquinado tipo Vertical que tiene el husillo principal vertical.
Centro de maquina tipo Vertical y Horizontal
Husillo principal.
Panel de control
principal
Columna
Cama
Mesa Soporte
Cabezal
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Husillo principal de tipo
horizontal
Partes del husillo de tipo vertical
El husillo.- Es el que produce el movimiento giratorio de las herramienta; por lo
regular, los centros de maquinado CNC disponen de un motor de corriente alterna
que actúa directamente sobre éste, a través de una transmisión por poleas.
Estos motores proporcionan velocidades variables que van desde cero hasta un
número máximo, las cuales se guardan en el programa de ejecución de cada
pieza.
A diferencia de los tornos CNC, los convencionales utilizan, en vez de un motor,
una caja de engranajes para hacer girar el husillo, se trata de una combinación de
palancas, en las que el operario indica las velocidades según una tabla ya
estipulada por la industria. Este sistema demanda mayores tiempos de
producción.
Husillo principal
Husillo principal de tipo vertical
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Mesa de trabajo.- Tiene superficie maquinada con mucha precisión sobre cual
puede agarrarse la pieza a trabajar o ser soportada en un tornillo o sostén
adecuado.
Mesa de trabajo
Porta herramientas.- Un portaherramientas es un dispositivo de sujeción de la
herramienta de corte de una máquina herramienta. Hay muchas herramientas de
corte diferentes en cuanto a forma y tamaño. El tipo de portaherramientas debe
ser elegido en función de la máquina y de la herramienta a utilizar. En las
máquinas modernas de control numérico por computadora ([CNC), la elección de
un portaherramientas adecuado es importante para asegurar un mecanizado
preciso con productividad.
Porta herramienta para 4 cambios
Porta herramienta de carrusel para 12 cambios
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Herramienta para corte cónico lineal
Tipos de cortes
Porta herramienta para cambios automáticos
Herramientas.- Es el elemento que se sujeta en el portaherramientas, este
dispositivo es el en cargado de realzar un cierto tipo de mecanizado, acorde a sus
características, modo de uso y al material con el que se va a operar.
Constan de dos partes: el mango y la cabeza o punta.
Ambos pueden ser: con cuchilla fija en un soporte o con cuchilla recubierta
superficialmente de metal duro o plaquita fija en un soporte.
Herramientas con cuchillas con filo.
Herramienta de careado con porta insertos.
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CPU.- La UCP o CPU es el cerebro de cálculo de la máquina, gracias al
microprocesador que incorpora. La potencia de cálculo de la máquina la determina
el microprocesador instalado. A cada máquina se le puede instalar cualquiera de
las UCP que hay en el mercado, por ejemplo: FAGOR, FANUC, SIEMENS, etc. Lo
normal es que el cliente elige las características de la máquina que desea y luego
elige la UCP que más le convenga por prestaciones, precio, servicio, etc.
Circuitos de control y CPU de un centro de maquinado
Accesorios y periféricos.-Se conocen como accesorios de una máquina aquellos
equipamientos que formando parte de la misma son adquiridos a un proveedor
externo, porque son de aplicación universal para ese tipo de máquina. Por ejemplo
la batería de un automóvil es un accesorio de mismo.
Todas las máquinas que tienen incorporado su funcionamiento CNC, necesitan
una serie de accesorios que en el caso de un torno se concretan en los siguientes:
UCP (Unidad de Control de Proceso)
Gráficos dinámicos de sólidos y de trayectoria
Editor de perfiles
Periféricos de salida.
Periféricos de entrada. (Teaching Box)
Teaching box
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Periféricos intercambiables.
Lubricantes.-También llamados fluidos de corte y líquidos refrigerantes, estos son usados ampliamente en las operaciones de mecanizado para:
Reducir la fricción y desgaste, mejorando la vida de la herramienta y la terminación superficial.
Reducir las fuerzas y el consumo de energía.
Enfriar la zona de corte, reduciendo la temperatura de la pieza, la distorsión y mejorando la vida de la herramienta.
Arrastrar lejos la viruta de la zona de corte.
Proteger la reciente superficie mecanizada de la corrosión ambiental.
Manguera de conexión de refrigerante
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Existen varios métodos de suministro de refrigerante, como se describen a continuación.
Método de refrigeración por boquilla: Es un método de suministro de refrigerante por boquilla de cierre para la nariz del mandril.
Método de refrigeración interno: Es un método de suministro de refrigeración a través del interior del mandril principal y del interior de la herramienta.
Método de refrigeración por baño: Es un método de suministro de refrigerante a la herramienta completa y a la pieza de trabajo.
Refrigerante por baño.
Método de refrigeración por niebla: Es un método de suministro de refrigerante estando mezclado con aire en forma de niebla.
Refrigerante por niebla.
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Herramienta de acoplamiento y extractor de espigas. Las herramientas de
acoplamiento son instalaciones fijas para sostener y asegurar las herramientas a
los husillos principales. Hay acoplamientos de tipo cónicos y de tipo recto
dependiendo de la forma de la nariz del husillo. Los extractores de espigas son
instalaciones fijas auxiliares de acoplamiento y fijación de las herramientas a los
husillos principales.
El acoplamiento de la herramienta es asegurado al husillo pericial de una forma tal
que el extractor de espigas es desacoplado hacia el cabezal de husillo principal
mediante el mecanismo de grapa, y la parte afilada de acoplador está firmemente
asegurada en el agujero del husillo principal.
La asociación de constructores de máquinas-herramientas en Japón tienen
estándares, los cuales incluyen normas para las herramientas de acoplamiento y
extractor de espigas. Estilo de porta herramienta. Pinza de sujeción manual. Arbol
de Sujeción roscada. Porta herramienta conico. Sujeción de vástago simple.
Sujeción presión manual.
Pinza de sujeción manual
Árbol de Sujeción roscada
Porta herramienta cónico
Sujeción de vástago simple
Sujeción presión manual.
Estilo de porta herramienta.
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Los acopladores de herramientas y extractores de espigas son necesarios para la
colocación de las herramientas en el husillo principal y estos deben ser
seleccionados, ya que sus formas y dimensiones pueden variar de acuerdo a la
especificación de las máquinas.
Espigas cónicas porta herramientas
Boquillas para sujeción de herramientas
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Fijación de trabajo.
Las piezas de trabajo son aseguradas en la mesa
correctamente, mediante varios fijadores. Lo
anterior influye bastante en la exactitud y
eficiencia del maquinado con o sin pieza de
trabajo. Por lo tanto., el fijador de torre es el más
recomendables para ser seleccionado o diseñado
tomando en cuenta las dimensiones, formas,
condiciones de corete y método de maquinado
para las piezas de trabajo.
Prensa de sujeción de piezas cuadradas, con palanca manual.
Prensa de sujeción de piezas cuadradas, con tornillo de ajuste manual.
Prensa de sujeción de piezas cuadradas, con ajuste hidráulico.
Prensa de sujeción de piezas cuadradas, con ajuste neumático.
Prensa de sujeción de piezas cuadradas, con ajuste neumático e
inclinación universal
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Puntos importantes de los fijadores son la exactitud de posicionamiento y
respetabilidad. Aunque para propósitos de fijación especial como plantillas para
posicionar o alinear han sido usadas en el pasado, sujetadores de propósito
general que utilizan pernos y tuercas.
Las condiciones que los sujetadores deben reunir son las siguientes:
El posicionamiento y el apriete deben ser fácil.
La instalación no debe requerir de mano de obra especializada.
Debe tener suficiente rigidez para soportar fuerzas de corte.
La remoción de chips y limpieza deben ser fácil.
No debe interferir con las herramientas de corte.
Deberá ser asegurada la intercambiabilidad y la estandarización.
Existen aún en el mercado sujetadores que requieren de una instalación
minuciosa para ser utilizada, esto en nuestros días no es viable ya que se pierde
tiempo y exactitud en los maquinados en serie.
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Instrumento de medición automático de la pieza de trabajo.
El instrumento de medición automático de la pieza de
trabajo es un dispositivo o palpador que compensa
automáticamente las diferencias, entre los valores
programados y los valores medidos por medio de
mediciones de superficies de referencia, diferencias de
altura, diámetro del agujero y posición del agujero de la
pieza de trabajo y de la posición de contacto entre el
cabezal medidor del palpador y la pieza de trabajo,
mediante el toque adecuado del sensor.
El sensor del palpador debe tocar las cuatro aristas de la
pieza de trabajo para dimensionarla linealmente.
Palpador dimensionando pieza de trabajo
Además de dimensionar linealmente, la pieza si es el caso se debe dimensionarse
profundidades o cavidades, para considerar superficies de contacto en la pieza. Si
la pieza tiene diferentes ángulos, longitudes o profundidades es necesario también
dimensionarlas con el palpador y proporcionar a la maquina el tipo de pieza a
trabajar.
Palpador dimensionado cavidades Palpador dimensionado pieza con
ángulos y profundidades diferentes.
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Tipos de herramientas utilizadas en los centros de maquinado
Es una herramienta utilizada para realizar cortes por arranque de una viruta
mediante el movimiento de herramientas rotativas de varios filos de corte
denominada fresa, mediante el fresado es posible mecanizar los más diversos
materiales como madera, acero, fundición de hierro, metales no férricos y materias
sintéticos.
Fresa integral. Broca de plaquita intercambiable. Fresa de chaflanar y avellanar. Fresas helicoidales de ranurado y contorneado. Fresa de copiar. Fresa de disco. Fresa de planear. Cortador o fresa CoroMill Plura.
Cortador o fresa CoroMill 316. Cortador o fresa CoroDrill Delta-C R840.
Cortador o fresa CoroDrill Delta-C. Cortador o fresa CoroDrill® 880. Herramienta faceMill CoroMill 170. Herramienta faceMill o CoroMill 176.
Herramienta FaceMill o CoroMill 245. Herramienta faceMill o CoroMill 331. Herramienta faceMill o CoroMill 490.
Herramienta faceMill o CoroMill 490
CoroMill® 490 es la primera fresa que produce un corte
real a 90º sin escalones pronunciados. Utiliza plaquitas
de 4 filos con una acción de corte ligera, resultado de una
geometría de plaquita innovadora combinada con la
nueva generación de calidades de alto rendimiento. Las
plaquitas requieren menos fuerza para realizar el corte y generan un perfil más
homogéneo que precisa menos acabado.
Ventajas
Una herramienta de fresado estándar que permite reducir el coste de herramientas e inventario.
Gran versatilidad, alta precisión y buena tolerancia.
Corte ligero y silencioso con fuerzas bajas.
Alta productividad con excelente geometría de plaquita y nuevas calidades.
Líneas de filo agudo y sin rebabas, perfiles más uniformes.
El producto queda acabado con una sola pasada.
Corte real a 90 grados sin escalones pronunciados.
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Características
Rendimiento de corte ligero que se traduce en una utilización óptima de máquinas-herramientas de menor potencia. Esta característica facilita asimismo la utilización de la fresa en conjuntos de herramientas ampliados
Los mangos infra dimensionados para fresas de gran diámetro, que utilizan plaquitas de 8 mm (0.315 pulg.), permiten que estas encajen en portaherramientas de dimensiones más reducidas
Las versiones sobredimensionadas de CoroMill 490 optimizan la accesibilidad y proporcionan una incidencia natural en fijaciones estrechas
Aplicación
Fresado en escuadra.
Repetición de escuadras.
Interpolación circular.
Planeado.
Gama de diámetros
Fresa de ranurar y planear en escuadra: 20-84 mm (0.750-3.000 pulgadas.)
Fresa de planear en escuadra: 20-250 mm (0.750-10.000 pulgadas.)
Herramienta faceMill o CoroMill 331
CoroMill® 331 es una fresa de tres cortes y planear multiusos
capaz de trabajar con gran precisión en numerosas
operaciones. Se trata de la fresa más productiva de su tipo
para realizar ranuras y cortes. Montando varias fresas
CoroMill en grupo, pueden obtenerse ranuras anchas.
Ventajas
Gran variedad de opciones de montaje.
Alojamientos abiertos.
Flexibilidad.
Buena evacuación de viruta.
Bloqueo de cartucho tipo cuña.
Precisión, seguridad y estabilidad gracias al dentado.
Características
Fácil configuración para el ancho deseado.
Opciones de plaquita redonda y gran variedad de radios de punta.
Plaquitas con ocho filos para operaciones de refrentado. Ángulo de posición 88°.
Geometrías y calidades de plaquita para todo tipo de materiales.
Cartucho accionado por muelle.
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Seguridad con margen de ajuste controlado por espiga.
Aplicación
Ranurado.
Tronzado.
Fresado lateral doble.
Fresado en escuadra.
Planeado.
Retro planeado.
Fresado múltiple.
Mecanizado en rampa circular.
Herramienta FaceMill o CoroMill 245
Fresas para arranque de viruta elevado y acabado espejo.
Esta fresa está fabricada con esquinas mejoradas para
reducir la formación de rebabas y la micro-rotura del
componente.
Ventajas
Uso sencillo y alta productividad
Corte ligero con bajo consumo de potencia
Tolerancia estrecha, en combinación con la plaquita wiper para un excelente acabado superficial
Amplia gama de calidades y geometrías, incluidas calidades CBN y cerámicas
Características
Fresa de planear de 45º
Desde desbaste exigente hasta acabado espejo
Acción de corte ligero y suave para fuerzas de corte bajas
Cuatro filos de corte por plaquita
Plaquitas wiper para acabado con avance elevado
Montaje de árbol, árbol CIS, eje cilíndrico, Whistle notch/Weldon
También disponible en sistema de cartucho intercambiable, un concepto para desbaste y semi-acabado de acero
Aplicación
Aplicaciones de planeado en todo tipo de materiales
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Herramienta faceMill o CoroMill 176
Innovadora fresa de plaquitas intercambiables para un
mecanizado de engranajes productivo. CoroMill 176 es
una alternativa más rentable que las herramientas
HSS (acero rápido) reafilables y está diseñada para
engranajes de la gama de módulos 4 a 8. Su
capacidad de alcanzar velocidades de corte más altas, combinada con un cambio
de plaquitas fácil de realizar, reduce la duración de los ciclos; lo que la convierte
en la opción ideal para el fresado de engranajes de alta productividad.
Ventajas
Menor coste total por engranaje en comparación con las herramientas HSS
Velocidades de corte altas
Vida útil de la herramienta más prolongada, menos tiempo de inactividad
Intercambio y manipulación sencillos y repetibles de las herramientas
Sin coste adicional de reafilado o recubrimiento
Características
Calidad clase B de acuerdo con DIN 3968
Elevado número de dientes eficaces que reduce el tiempo de mecanizado por cada engranaje
Acoplamiento de plaquita iLock, mayor precisión y alta tolerancia
Procedimiento de intercambio de plaquitas fácil de realizar
Aplicación
Engranajes para transmisiones industriales, vehículos pesados, energía eólica
Desbaste, semi acabado, acabado
Perfiles de engranaje según DIN 3972-2
Gama de módulos: 4–8
Máquinas con fresas madre, máquinas multitarea, máquinas de 5 ejes
Herramienta faceMill CoroMill 170.
CoroMill® 170 es una fresa de alto rendimiento para
engranajes grandes de la gama de módulos 12-22. Si se
combina con nuestras calidades más recientes, CoroMill
170 reduce los tiempos de mecanizado de engranajes y
deja una tolerancia mínima y uniforme para las
operaciones posteriores. Ideal para tareas de desbaste
de engranajes interiores y exteriores que requieran precisión y fiabilidad.
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Ventajas
Productividad de calidades de rendimiento elevado
Perfil de desbaste cerca del perfil de rueda dentada final
Corte limpio de raíz, sin desviaciones
Características
Perfiles de ruedas dentadas conformes a DIN 867 y tolerancia de ajuste conforme a DIN 3972-4
Cuerpo de la fresa y asientos de plaquita de alta precisión
Sujeción segura de las plaquitas
Calidades de plaquita de alto rendimiento seleccionadas para ISO P
Hechas a medida para perfiles de engranajes específicos
Aplicación
Gama de módulos 12 – 22
Desbaste de engranajes interiores y exteriores
Coronas de orientación
Engranajes planetarios
Cortador o fresa CoroDrill® 880
Una broca intercambiable diseñada con un cuerpo robusto y plaquitas
centrales y periféricas con Step Technology™ para equilibrar a la
perfección las fuerzas de corte. CoroDrill® 880 consigue un
elevado rendimiento en todos los materiales.
Ventajas
Mayor productividad, hasta un 100%.
Tolerancia de agujero más estrecha y mejor acabado superficial.
4 filos reales con Wiper.
Características
Geometría Wiper para mejorar el acabado superficial o incrementar el avance.
Desahogos de viruta optimizados para acelerar la evacuación de la viruta.
Fácil identificación gracias al marcado con láser de los códigos de la broca, la plaquita y el tornillo sobre el mango de la broca.
2 o 4 filos.
Geometría optimizada que garantiza un rendimiento elevado en todos los materiales.
Calidades mejoradas que garantizan una vida útil de la herramienta y la plaquita más prolongada.
Opciones Taylor Made disponible.
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Aplicación
Taladrado general
Taladrado de superficies en ángulo/curvadas
Taladrado de superficies cóncavas/convexas
Taladrado en "plunge"/agujeros cruzados
Interpolación helicoidal
Cortador o fresa CoroDrill Delta-C
CoroDrill® Delta-C es una familia de brocas enterizas
de metal duro para mecanizar agujeros con una
elevada productividad. Cada broca está diseñada para
un área de taladrado específica: desde la broca R840
de uso general y la R840 para mecanizar piezas
pequeñas, hasta brocas optimizadas en función del
material.
Ventajas
Brocas muy productivas con una desviación mínima.
Tolerancias estrechas del agujero.
Amplia gama de herramientas para todos los materiales y aplicaciones.
Aplicación
Geometrías y calidades para todo tipo de materiales.
Taladrado convencional, taladrado de paquetes, escalones y chaflanes, superficies inclinadas, agujeros cruzados y agujeros roscados.
Cortador o fresa CoroDrill Delta-C R840
Broca de uso general para todos los materiales, acero
templado hasta 60 HRC incluido.
Disponible a partir de 20 mm (0.787 pulg.) de
diámetro para mecanizado general, hasta
0.30 mm (0.012 pulg.) para mecanizado de piezas
pequeñas.
Opciones para agujeros profundos.
Con o sin refrigerante a través de la broca.
Reafilables.
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Cortador o fresa CoroMill 316
Versátil en el sentido más amplio de la palabra, CoroMill®
316 se puede utilizar para el planeado con avance
elevado, el fresado de ranuras, la interpolación helicoidal,
el fresado en escuadra, el fresado de perfiles y el fresado
de chaflanes en componentes de todos los grupos de
materiales, desde ISO P hasta ISO S.
CoroMill® 316 permite a los talleres de mecanizado
cambiar de forma rápida, fácil y precisa entre varias operaciones: tipo de fresa,
variación de radio, número de dientes, geometría y calidad. Las fresas de ranurar
CoroMill® 316 son adecuadas incluso para fresar flancos en cinco ejes que
normalmente requieren herramientas cónicas para obtener estabilidad con
alcances de herramienta más largos.
Ventajas
CoroMill 316 es un sistema de fresado de cabeza intercambiable que aumenta la versatilidad y mejora la productividad, a la vez que reduce los costes de herramientas e inventario.
El robusto adaptador entre la cabeza y el mango proporciona gran estabilidad en operaciones de desbaste y rigidez para operaciones de acabado.
Su elevada rigidez y resistencia a la flexión hacen posible el mecanizado de grandes voladizos y cavidades profundas, y también consigue mayor precisión en operaciones de acabado.
Características
El acoplamiento de fresado de cabeza intercambiable garantiza la fiabilidad y la
precisión entre la cabeza y el mango de la herramienta para ofrecer un
mecanizado de primer nivel. Es fácil de utilizar y de manejar, y la cabeza se
cambia en cuestión de segundos, sin quitar el mango de la herramienta y sin
ningún otro ajuste previo del filo de corte. Esto permite que las máquinas pasen
menos tiempo paradas al cambiar la cabeza.
Contacto total con la superficie axial y con la superficie radial cónica para una estabilidad óptima
Acoplamiento patentado, diseñado para minimizar el doblado
Geometrías optimizadas para desbaste, acabado, perfilado y achaflanado
Calidades para la mayor parte de materiales
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Aplicación
FRESADO
DE RANURAS
INTERPOLACIÓN
HELICOIDAL
FRESADO
EN ESCUADRA
FRESADO
DE PERFILES
PLANEADO
CON AVANCE
ELEVADO
FRESADO DE
CHAFLANES
Cortador o fresa CoroMill Plura
En nuestra extensa gama de fresas enterizas de ranurar
duro CoroMill® Plura encontrará siempre su elección,
tanto si necesita una herramienta optimizada para un
material específico como si busca una que ofrezca un
buen rendimiento en varios materiales.
La gama de herramientas incluye soluciones de alto
rendimiento para mecanizado a alta velocidad (HSM), fabricación de matrices y
mecanizado con alto avance (HFM): desde desbaste hasta súper acabado en la
mayoría de materiales, tanto en materiales difíciles de cortar como en aceros muy
duros, hasta HRc 63.
Ventajas
Serie 2: geometrías y calidades optimizadas para un material y/o aplicación específicos, maximizando el rendimiento de la producción en sus tiempos de mecanizado.
Serie 1: herramientas diseñadas para ofrecer rendimiento elevado y mecanizado seguro en distintas aplicaciones, tamaños, formas y materiales de pieza, aprovechando al máximo la máquina.
Características
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Calidades optimizadas para todos los materiales y condiciones.
Diseño de desahogo de profundidad variable (VFD, por sus siglas en inglés) para obtener una rigidez del núcleo y un espacio de viruta óptimos.
Concepto de hélice irregular, máxima estabilidad.
Amplia gama de productos disponibles como oferta estándar, con la opción de pedir nuestras soluciones especiales a través de nuestro concepto Tailor Made.
La ranura espiral iLock del mango para fresas CoroMill Plura está diseñada para tirar de la herramienta hacia el interior del porta y conseguir así una fijación completamente segura.
Chavetas de accionamiento en el interior del adaptador de ajuste por contracción que guían y bloquean la fresa en su posición.
Sujeción de ajuste por contracción muy precisa, desviación de la herramienta ≤5 μm (200 μpulg.) con 3×D.
Aplicación
Completa gama para desbaste, acabado, súper acabado, perfilado, achaflanado y roscado.
La gama de fresas de ranurar de metal duro CoroMill Plura incluye formas de herramienta para la mayor parte de operaciones, en una gama de diámetros entre 0.1 y 25 mm (0.004 - 0.984 pulg.).
Gama de fresas pequeñas de punta esférica CoroMill Plura para aplicaciones de perfilado en acero de dureza media y alta, 35-63 HRc. Sus diámetros pequeños de hasta 0.1 mm (0.004 pulg.) las hacen adecuadas para la fabricación de todo tipo de matrices y moldes pequeños donde la alta precisión es tan importante.
La fresa de roscar CoroMill Plura está diseñada para tamaños de rosca pequeños
con diámetros de hasta 3.2 mm (0.126 pulg.) y está disponible en dos calidades
optimizadas: mejor rendimiento con o sin refrigerante. Las roscas se fresan en una
sola pasada y esta herramienta multipunto proporciona una forma de rosca
métrica de 60° con perfil completo y real. Se encuentran disponibles de forma
opcional UNC/UNF y NPT/NPTF. Se encuentran disponibles tanto roscas a
derecha como a izquierda.
Fresa de planear
Se suelen llamar platos de cuchillas por su forma, con fresas normalmente de gran diámetro y que están diseñadas para la realización de caras planas y perpendiculares al eje de la herramienta.
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Fresa de disco
Fresas empleadas en la realización de ranuras estrechas y profundas, la mayoría de ellas disponen de tres simultáneos. Este tipo de fresas son difícil de trabajar porque producen vibraciones, sobre todo cuando son estrechas, por lo que la pasada que se le asigne a la misma, tiene que ser proporcional a su anchura y diámetro.
Fresa de copiar.
Para el fresado en copiado se utilizan fresas con el perfil de plaquita redondo a fin de poder realizar operaciones de mecanizado en orografías y perfiles de caras cambiantes.
Fresas helicoidales de ranurado y contorneado
Son fresas diseñadas para grandes cargas de trabajo, por lo que tiene una estructura de corte en forma de hélice, con plaquitas escalonadas estratégicamente, para entrar una después de la otra conseguir así una carga en el filo de corte más suave.
Fresa de chaflanar y avellanar.
Estas fresas prácticamente se utilizan solo para su propósito que es avellanar, tanto es agujeros como en chaflanes de aristas rectas. Tiene gran ventaja, de no producir vibraciones gracias a su estructura y rigidez, consiguiendo así unos acabados prácticamente perfectos.
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Broca de plaquita intercambiable.
La estructura de estas herramientas esta estudiada de forma que con la situación y estructura de las plaquitas, taladre sin necesidad de taladro previo, además algunas de ellas tienen plaquitas diseñadas de tal, manera que la propia plaquita labra un surco que le sirve de auto centraje.
Fresa integral.
Son las fresas típicas usadas en las maquinas convencionales llamadas fresolines, normalmente construidas con acero rápidos o especiales. Se suelen utilizar en CNC de las de pequeños diámetros.
Su uso en máquinas requieren la sujeción por sistemas de porta pinzas y pinzas, no siendo recomendable usar otros sistemas como porta broca o similares.
Forma de sujetar la herramienta en la espiga y al husillo
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Describir las partes externas de un centro de maquinado de cnc
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Puerta.- Parte de un centro de maquinado fundamental en la seguridad para el operario en centros de maquinado sofisticados se abre y cierra a distancia con un interruptor ubicado en el panel de control
Espacio de trabajo
Contrapunto y
mordazas.
Elementos de
operación y
pantalla.
Transportador
de virutas.
Indicador de
refrigerante o
lubricante.
Interruptor de pie por
medio de sujeción.
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Panel de control.- Este panel se emplea para realizar modificaciones. Sobre los programas introducidos previamente en memoria, para programar a pie de máquina y para controlar y verificar el funcionamiento de la máquina-herramienta. Básicamente, en la programación a pie de' máquina se trata de introducir el programa a través de un teclado funcional incorporado en el equipo o conectado al mismo de modo que su uso pueda ser compartido por varios CN. El inconveniente que presenta la programación a pie de máquina es que se consume tiempo-máquina en el tecleo (entre 20 y 30 minutos normalmente) y que se suelen producir errores. Tales inconvenientes han quedado solucionados en parte por la posibilidad de que disfrutan los CN modernos de introducción de programas mientras la máquina está trabajando (modo "background") y la de detección automática de errores de sintaxis y geométricos en los datos
Panel de control con botones de doble funcion
Almacén de refrigerante.- Tanque donde se almacena el refrigerante ya que muchos procesos de mecanizado es necesario la refrigeración debido al frote de dos metales el cual produce mucho calor, si no se tiene un control correcto del refrigerante puede ser destructivo para la herramienta.
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Controlador de Interface: Se encuentra ubicado en el armario de conexiones, se utiliza para proporcionar los requerimientos de potencias eléctricas elevadas necesarias para muchas de las funciones de la máquina y que el control mismo no puede entregar. Las conexiones las realiza a través de contactores.
Tarjeta de interfaz con los sistemas de control de máquinas CN.
Taco-generadores: Los taco-generadores montados en los motores de avance, miden la velocidad de giro de éstos y emiten la señal al sistema de control.
Servomotores de para movimientos de máquinas CN.
Accionamiento del Avance: Cada eje de carro y husillo principal está provisto de su propio motor, por lo que se pueden mover simultáneamente. Cada motor posee un amplificador del movimiento ubicados en el armario de conexiones. El amplificador suministra la potencia eléctrica necesaria para que el motor arranque sin retardos.
Mecanismo de avances de máquinas CN.
Cambiador de paletas automático: Sujeta una pieza en bruto mientras la máquina mecaniza otra. Tan pronto como una pieza está acabada, se cambian las paletas y comienza de nuevo la ejecución del programa.
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Seleccionador de herramientas automático
Fijación de piezas de trabajo.
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Ventajas de utilizar maquinas CNC.
Existen muchas ventajas que ofrece al trabajar con maquinaria CN, ya sean de maquinados únicos o maquinaria de mayor aplicación como los centros de maquinado, algunas de están ventajas se describen a continuación:
Poco personal para la fabricación de una o varias pieza
Poco o ningún esfuerzo humano
Gran producción en poco tiempo
Mayor uniformidad en los productos producidos.
Tiene un fácil control de calidad.
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Alto nivel de seguridad para los operarios.
Mínimo o nulo en el error en el maquinado.
Flexibilidad de la máquina puede producir cierta pieza seguido por otras con diferentes formas
Maquinación sencilla en piezas aparentemente complicadas.
Mínima cantidad de desechos
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Desventajas de utilizar maquinas CNC.
Elevados costos de accesorios y maquinarias
Es rentable solo para volúmenes grandes de piezas o si la geometría de la pieza es muy complicada
Las fallas en la maquinaria son muy costosas ya que el sistema y funcionamiento del sistema es muy complicado lo que genera la necesidad de personal de servicio y mantenimiento con grandes niveles de preparación.
Necesidad de cálculos, programación y preparación de forma correcta para un eficiente funcionamiento
Pocas alternativas en caso de falla
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Gran número de accesorios a alto precio
Alto consumo de energía eléctrica comparándola con maquinaria manual.
Necesidad de alto nivel de programación de mecanizado en la primera pieza.
La primera pieza requiere un gran nivel de inspección.
Nivel de desgaste rápido debido a una mala programación.
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46
Tipos de centros de maquinado
De acuerdo a la dirección del husillo los centros de maquinado se clasifican en dos tipos: Centro de maquinado Vertical y Horizontal. La elección de uno de estos dependerá del tipo de pieza a maquinar. Los centros de maquinado pueden ser clasificados además de acuerdo a la composición de tres ejes (X, Y, y Z).
Los centros de maquinado de tipo horizontal son recomendables para maquinados de cara múltiples de piezas de trabajo tipo de caja, tales como: cajas de engranes. Por tanto, estos ahorran energía debido a la eficiencia de la descarga de la viruta, refrigerante y a la plataforma de intercambio automático, además son usados a menudo para sistemas de producción de alto nivel.
Los centros de maquinado de tipo vertical son recomendables para maquinados de superficies, ranuras, agujeros de lámina perfilada y pieza de trabajo redondas, que son caracterizados por la facilidad de la preparación del trabajo, buena operatividad y accesibilidad de herramientas.
Clasificación
Por la dirección del Husillo
Por la composición de ejes
Unidades de mando Comentarios
Eje X Eje Y Eje Z
Cen
tro
de
ma
qu
inad
o t
ipo
ho
rizo
nta
l
Tipo Plancha Mesa Cabezal
de husillo Mesa
Muchos centros de
maquinado de tamaño
medio y pequeños son
de este tipo
Tipo Columna
viajera
Columna Cabezal
de husillo Columna
La mesa esta asegurada
y las herramientas son
movidas e n 3
direcciones X, Y y Z.
Recomendable para
sistemas de maquinado
de producción en serie
Columna Cabezal
de husillo
Cabezal
de husillo
tipo
carnero
Mesa Cabezal
del husillo Columna
La máquina tiene la
estructura independiente
de los ejes X, Y y Z, sin
inclinación hacia
adelante, contraria al
movimiento de las
unidades de mando.
Comparativamente
muchos de los centros
de maquinado de tamaño
medio y grande son de
este tipo.
Columna Cabezal
de husillo Mesa
Tipo Carnero Mesa Cabezal
de husillo
Cabezal
de husillo
tipo
carnero
Tipo rótula Mesa Rótula Cabezal Este tipo de centros de
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47
de husillo
tipo
carnero
maquinado son muy
raros y hay pocos de
tamaño pequeño.
Cen
tro
de
ma
qu
inad
o t
ipo
ver
tica
l.
Tipo plancha Mesa Mesa
Cabezal
del
husillo
Este tipo es el principal
de los centros de
maquinado y es
considerado como el
mas ortodoxo.
Tipo columna
Verde
Mesa Columna
Cabezal
del
husillo
Este tipo tiene la
estructura independiente
de los ejes sin
inclinación hacia
adelante contraria al
movimiento de las
unidades de mando.
Comparativamente
muchos de los centros
de maquinado de tamaño
medio y grande son de
este tipo.
Columna Columna
Cabezal
del
husillo
La mesa está asegurada
y las herramientas son
movidas en 3
direcciones X, Y y Z.
Hay pocos centros de
maquinado de este tipo.
Tipo puerta Mesa
Cabezal
del
husillo
Cabezal
de husillo
tipo
carnero
Este es un centro d
maquinado vertical del
tipo plano miller, pero es
clasificado del tipo
puerta.
Tabla con la clasificación de centros de maquinado
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48
Centro de maquinado Vertical
con husillo deslizable.
Centro de maquinado Vertical con
husillo y mesa desplazable.
Centro de maquinado
horizontal con husillo
deslizable
Centro de maquinado Vertical con mesa desplazable.
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Movimientos y ejes de control de la máquina.
Los centros de maquinado se pueden clasificar en vertical y horizontal, y por la estructura de sus ejes, como se ha comentado. Sin embargo los eje de control fundamentales son tres, X, Y y Z, Estos tres ejes son básicamente estructurados en el sistema de coordenadas rectangulares de la mano derecha, indicado el con el dedo índice al eje Y y con el dedo medio al eje Z, como se muestra en la figura siguiente.
Estructura de la mano derecha en un torno horizontal
Cuando se preparan programas para el centro de maquinado, el sistema de coordenadas se forma, pensando que la pieza de trabajo esta fija y la herramienta es la que se mueve sobre la base de un sistema de coordenadas rectangulares de la mano derecha. Para esto son establecidas las direcciones positivas y negativas de los ejes X, Y y Z, y los programas pueden ser preparados independientemente del tipo de clase y estructura de ejes del centro de maquinado.
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Asignación de los ejes por movimiento X,Y y Z.
+
-
+
-
-
+
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51
Procedimiento para el Encendido del centro de
maquinado vertical VDL-600A.
Encendido del centro de maquinado vertical VDL-600A.
Localizar y abrir el tablero principal de electricidad del laboratorio de manufactura.
Colocar en ON las pastillas No. 5 y 9 del mismo tablero.
Energizar el interruptor de cuchillas (subir la palanca simple) del centro de maquinado vertical VDL-600A que se encuentran en la parte de atrás del mismo.
Colocar la perilla del compresor en la posición de auto
Verificar la presión de trabajo en el manómetro del centro de maquinado a 0.7 MPa en la unidad de mantenimiento (colocado en la parte trasera del centro de maquinado).
Verificar el nivel de aceite de lubricación, en el rango adecuado (nunca por debajo de Low – L -).
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52
Verificar el nivel de aceite de lubricación, en el rango adecuado (nunca por debajo de Low – L -).
Nota: en caso de estar el nivel por debajo de L, no se deberá continuar y, deberá de reportarse de inmediato.
Colocar la perilla negra de la parte lateral derecha del centro de maquinado en ON.
En el tablero del centro de maquinado vertical VDL-600A presionar el botón POWER ON (botón verde).
Esperar a que dé lectura la máquina “configuración del sistema”.
Aparecerá la leyenda EMERGENCE ALARM.
Bastara con girar el botón (de enclavamiento) del paro emergencia en el sentido que indican las flechas para desactivar dicha alarma.
Revisar que no tenga la alarma AIR LOW, si es así esperar a que cargue el compresor.
Presionar la tecla WORK LIGHT para encender la luz.
Oprimir el botón de RESET.
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53
Procedimiento para un cambio de herramienta del centro de maquinado vertical CNC
Seleccionar el modo de operación MDI .
Oprimir el botón PROGRAM
Proceso para cambiar herramienta.
Proceso para cambiar herramienta.
Imagen Instrucción Observación.
T01 Se escribe.
M06 Se escribe.
INSERT Se oprime.
Verificar que se haya seleccionado en pantalla al inicio de la instrucción.
Sí se cumple esta condición pasar al No 5. De esta misma tabla.
M06;
.
T01;
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Posicionarse como en la figura anterior con estas teclas.
CYCLE START.
Se oprime.
Seleccionar algún modo de operación manual
HANDLE
JOG
INC
REF
Sujetar con la mano izquierda la herramienta
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Sin soltar la herramienta con la M. I. Se debe de oprimir el botón verde de liberación de herramienta.
Quitar la herramienta.
No quitar la mano antes de retirar la herramienta.
Colocar las herramientas con mucho cuidado sobre una(s) mesa(s), previamente clasificadas.
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Quitar todas las herramientas de los conos, apoyándose en su base de los conos.
.
Quitar los pernos de sujeción de los conos con una llave española de 19mm
Colocar nuevamente los pernos de sujeción en los conos, manualmente y dar un ligero apretón al perno de sujeción con una llave española de 19mm.
Poner un poco de grasa en el perno de sujeción. Seleccionar el modo de operación MDI
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57
Colocación de prensa y sujeción de material a maquinar en el centro de maquinado vertical.
Encender la máquina, dejándola en home, en sus tres ejes.
Colocar la perilla de operación en HANDLE.
Tomar el GENERADOR MANUAL DE PULSOS.
Seleccionar el eje X.
Dar vuelta a la perilla en dirección positiva. Detenerse, cuando el área de trabajo esté al frente de la puerta.
Colocar con las dos manos la prensa, sobre el área de trabajo del CNC (con su tornillo al frente).
Presentar los tornillos a un costado de la prensa.
Recargar hacia el frente la prensa para que se alinee, levantándola hacia arriba la parte que da hacia nuestro cuerpo.
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58
Colocar tuercas a los tornillos (utilizando una llave española de 15/16”).
Colocar la pieza a maquinar sobre las paralelas.
Colocar la palanca de la prensa.
Dar vuelta al tornillo de la prensa al llegue de la pieza.
Con el mazo de hule pegarle a la pieza, para que asiente bien.
Apretar la prensa.
Verificar que las paralelas no tengan movimiento.
Retirar la palanca de la prensa.
Seleccionar el eje Y en el mando de HANDLE.
Y por último dar vuelta a la perilla en la dirección negativa. Detenerse, cuando el área de trabajo este debajo del husillo.
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Ventajas de utilizar una máquina de CNC en la fábrica de
piezas mecánicas.
Ventaja Imagen.
1. Fabricación de piezas muy difíciles o complicadas de hacer como superficies tridimensionales necesarias para los aviones.
2. Tiene una mayor precisión.
3. Seguridad para trabajar con productos peligrosos.
4. Reducción de controles de calidad y desechos.
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5. Aumento de productividad de las maquinas.
6. Son muy rápidas
7. Un operario puede operar varias máquinas a la vez.
8. Flexibilidad para el cambio de diseños.
9. Fácil control con el programa de producción.
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10. Permite simular el proceso de corte.
Desventajas de utilizar una máquina de CNC en la fábrica
de piezas mecánicas
Ventaja Imagen.
1. Alto costo de la máquina.
2. Falta de opciones o alternativas en caso de fallas.
3. Necesario programar en forma correcta la selección de herramientas.
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4. Los costos de mantenimiento aumentan.
5. Es necesario un gran volumen de producción para costear gastos.
6. Porcentaje de piezas rechazadas.
7. Los diseños son cada vez más complejos.
8. Las fallas o roturas son muy costosas.
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63
9. Se necesita personal con bastante experiencia.
10. Verificación de medidas entre operaciones.
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Clasificación de los sistemas de control de los C.N.
Se puede diferenciar tres tipos de C.N. basándose fundamentalmente en su posibilidad de seguir o no una trayectoria continua durante el mecanizado:
1) Control numérico Punto a Punto
Este sistema controla el posicionamiento de la herramienta o pieza en los sucesivos puntos donde deba producirse una o más operaciones de mecanizado. La trayectoria a seguir para trasladarse de un punto a otro no tiene importancia, ya que el mecanizado lo hará recién al llegar al punto deseado. Se utiliza principalmente en puntear, barrenar, punzonadoras, etc
2) Control Numérico Paraxial
En este sistema, hoy ya en desuso, se puede controlar no solo la posición sino también la trayectoria de desplazamiento, siempre que sea paralela a alguno de los ejes coordenados. Una aplicación sería una barrenar - fresadora pero recordando que sus trayectorias de mecanizado deben ser paralelas a los ejes, lo que la limita bastante
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Clasificación de los controles en función de la retroalimentación:
El CN de un móvil sirve para conducirlo automáticamente a una posición determinada, siguiendo una trayectoria rectilínea o curvilínea. Al emitirse una orden, es necesario saber si la maquina la ha cumplido satisfactoriamente; para saberlo se emplean 2 sistemas diferentes, a saber:
a) Sistema de bucle o lazo abierto. b) Sistema de bucle o lazo cerrado. a) Sistema de lazo abierto:
En ellos se manda colocar la herramienta en una posición y no existe constancia de su correcto posicionamiento. No existe mecanismo de realimentación (feedback).
No están dotados de una realimentación que permita comprobar el correcto posicionamiento dela herramienta. Son típicos los sistemas dotados con movimientos incrementales, en los que la posición se alcanza de acuerdo al número de señales de entrada, por ejemplo, motores paso a paso.
El esquema de una maquina CN con sistema de bucle abierto es el siguiente:
Entre el generador de impulsos y el motor se ha colocado un sistema de apertura y cierre (PUERTA), que es comandado por el contador, quien determina la cantidad de impulsos que debe dejar pasar la puerta; en base a la orden de desplazamiento que recibió, emitida por la consola de mando
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b) Sistema de lazo cerrado:
En ellos existe una continua realimentación en posición y velocidad, con el fin de ajustarse a un contorno determinado con la mayor precisión. El valor de la señal de entrada se contrasta continuamente con el valor medido mediante un captador de posición. El control debe minimizar la diferencia entre la posición deseada y la real, conocida mediante este mecanismo de realimentación. El típico lazo de control por eje de un C.N. incluye realimentación de posición y velocidad, ya que al irse acercando a la posición deseada, disminuye la velocidad para lograr mayor precisión. Los actuadores empleados en las máquinas que poseen estos controles deben ser aquellos que permitan movimientos diferenciales (motores de C.C, motores de C.A, motores hidráulicos), aunque también pueden utilizarse en algunos casos actuadores incrementales
Si la posición no es la correcta, se enviara una señal al motor que será la diferencia entre la orden y la posición actual. Para medir la posición actual se utilizan captadores de posición de diversos tipos, que veremos más adelante. Las máquinas que emplean este sistema de bucle cerrado, normalmente trabajan con 2 lazos de retorno de información: uno referente a la posición del móvil y otro de la velocidad de desplazamiento, ya que al irse acercando a la posición deseada, disminuye la velocidad para tener más precisión.
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Si bien el sistema de lazo cerrado, debido a la realimentación, puede continuamente corregir suposición y velocidad, bajo ciertas condiciones, se puede producir una oscilación no deseada alrededor de la posición buscada. Por ejemplo, en una guía lineal sobre la que se desplaza un carro de alta inercia con paradas bruscas, es probable la aparición de subamortiguamiento u oscilaciones. La estrategia de control, debe pues, intentar minimizar esta inestabilidad con las ganancias y amortiguamientos adecuados. Las técnicas utilizadas para solucionar estos problemas son las tradicionales P.I.D. (proporcional, integral y derivativo) y las modernas de control digital.
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Ejemplo de los ejes de los centros de maquinado
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Códigos de Programación
Los códigos para el CNC fueron creados para Máquinas Industriales, los que vimos anteriormente, salieron de esta tabla, que ya está un poco más completa, y cada máquina toma la parte de código que le interesa, el resto lo deja de lado, (si tienes una máquina que trabaja en 2D. Para qué te sirven las instrucciones de otra que trabaja en 3D?)
Comando Descripción
N Número de Secuencia
G Funciones Preparatorias
X Comando para el Eje X
Y Comando para el Eje Y
Z Comando para el Eje Z
R Radio desde el Centro Especificado
A Ángulo contra los Punteros del Reloj desde el Vector +X
I Desplazamiento del Centro del Arco del Eje X
J Desplazamiento del Centro del Arco del Eje Y
K Desplazamiento del Centro del Arco del Eje Z
F Tasa de Alimentación
S Velocidad de Giro
T Número de Herramienta
M Funciones Misceláneas
Número de Secuencia (N)
Tal como dice el título, Es el número de secuencia que identifica una línea de código de trazado, mira cómo quedaría el código.
N0000
N0010
N0020
N0030
N0040
N0050
N0060
N0070
N0080
N0090
N0100
N0110
N0120
M48
%
T01
X+01400Y+01600
X+01800Y+01600
X+02200Y+01600
X+02300Y+01600
X+01400Y+02000
X+01800Y+02000
T02
X+02100Y+02000
X+02300Y+02000
M30
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Esto es sólo un ejemplo para que veas el uso que tiene. Para quienes se dedican a la programación, es importante saber en qué línea de código se encuentra una determinada instrucción, esto es con el fin de no perderse cuando se trata de un código demasiado extenso, pues esa es la única función que cumple, esto significa que no es de vital importancia para la máquina, sino para quien programa.
Por otro lado, también suele utilizarse como un puntero, es decir, una vez termine el trazado puede volver a repetir una parte de éste, sólo indicándole en que línea de código debe comenzar, y hasta donde debe hacerlo, y aquí sí que cobra importancia. Por supuesto esto queda a criterio de cada uno.
Comandos para los Ejes X,Y y Z
Se agruparon a los tres Ejes porque siguen, por así decirlo, la misma sintaxis, por ejemplo... X50 Y40
Se indica primero el eje en el cual se desplaza y luego un valor numérico, que puede indicar la cantidad de puntos a desplazarse, en nuestro caso, la orden sería: "desplázate 50 puntos hacia el lado positivo de las X, y 40 puntos hacia el lado positivo de las Y".
Pero está el otro caso, podría significar lo siguiente.
"Desplázate hacia el punto X=50, Y=40"
Por si no notas la diferencia, en el primer caso te indica cuantos puntos debes desplazarte, mientras que en el segundo, te indica hacia qué punto (coordenada) debes ir.
X50 Y40 X-110 X-130 Y60 Y-220 Estos son desplazamientos en los ejes X,Y... Debes recordar que en un sistema de ejes cartesianos, (como dicen los profes de matemáticas) tienes signos positivos y negativos, aquí los signos indican eso justamente, hacía que lado ir, Algunos máquinas requieren que se precisen los signos positivos, otras no, y como siempre, todo dependerá de la máquina.
Para el eje Z ocurre lo mismo
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Otras observaciones, como verás, el comando para cada eje, va separado por un espacio, otros suelen utilizar una coma (,) y otros, ni si quiera eso., directamente se toma como separador, la letra que identifica a la instrucción.
En la segunda línea del ejemplo anterior, se indica el comando para el eje X, pero nada para el eje Y, y es porque el eje Y debe permanecer donde está (es decir, no habrá desplazamiento en ese eje), algo muy similar ocurre en la última línea, sólo que en este caso es respecto al eje Y. Igual que antes, algunas máquinas requieren sí o sí, que se le indique el par de comandos, y en otras no es necesario. En el siguiente ejemplo, podrás ver que se indican los valores para cada comando, anteponiendo ceros a cada número, la cantidad de ceros depende de la cantidad máxima de puntos que la máquina puede trazar (sería en realidad la resolución de la máquina, algo así como... Puntos por Pulgada).
X+01800 Y+00200
Otra vez, todo dependerá de la forma en que la máquina realiza la lectura de estos comandos, para algunas será necesario, para otras no. Veamos otras instrucciones.
Tasa de Alimentación feedrate(F)
Este término podría tener varias acepciones, yo lo tomé como "Mantener velocidad" en lugar de Tasa de alimentación, ya que es eso lo que hace.
Algunos comandos, lo utilizan sin necesidad de especificarlo, es como que la máquina tiene un registro en su memoria en donde se almacena este valor, y cuando el comando se ejecuta, automáticamente toma este valor de la memoria, y cambia o mantiene la velocidad indicada en ese registro.
Esta velocidad se refiere al desplazamiento, es la velocidad con que la máquina recorrerá la Pieza que está grabando, sería más que nada respecto a los desplazamientos en los tres ejes, nada que ver con el giro de la Herramienta.
Velocidad de Giro (S)
Está referido al Husillo, la velocidad de giro de la fresadora, dependerá por lo general del material de la pieza que estés tallando, grabando o fresando, no es lo mismo calar madera que cobre o acero por ejemplo, la primera puede hacerse más rápido que la segunda y la tercera.
El valor que acompañe a la instrucción S seguramente será un número entero, ahora, la cuestión es, cómo manejará la máquina estos valores? si lo hará en
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revoluciones por minutos, cantidad de pasos por minuto, o por segundo, y sí, también depende de cada máquina, o del fabricante de la máquina.
Número de Herramienta (T)
Por lo que sé, las máquinas industriales poseen un cabezal que les permite
cambiar de herramienta automáticamente, bueno según la instrucción o comando
que se ejecute, el valor que acompañe a T apuntará a una Herramienta en especial, y sólo a ella, por ejemplo, podría ser algo así:
T02 <-- .0394
Estos valores están dados en Pulgadas o unidades Inglesas, hay una tabla muy interesante en la Web www.apcircuits.com que puedes bajarte, incluso se encuentra la forma en que se calculan estos diámetros.
Ahora, vamos a lo nuestro, podrías asignarle el diámetro que se quiera a cada valor de T, y así tienes tu propia equivalencia, por ejemplo podría ser algo así:
T01 <-- 0.50 mm
T02 <-- 0.75 mm
T03 <-- 1.00 mm
Funciones Misceláneas o Funciones de la Maquina (M)
Estos código, son utilizados para todo aquello que antes no se había tenido en cuenta, algunos códigos controlan el flujo del programa, otros sin embargo, tienen funciones muy especiales, por ejemplo, el encendido de la máquina, el calibrado cuando ésta se enciende, el sentido de giro del mandril, el inicio o la repetición de un bloque de códigos, el control del rociador para el enfriamiento de la herramienta y la pieza que se está trabajando, etc.
Comando Descripción
M03 Inicio de la rotación del mandril en la dirección de las agujas del reloj.
M04 Inicio de la rotación del mandril en la dirección contraria a las agujas del reloj.
M05 Detención de la rotación del mandril.
M07 Conexión del aporte de rocío del enfriador.
M30 Detención y rebobinado del programa. Detención de la rotación del mandril, del movimiento de la herramienta y desconexión del flujo del enfriador; el control se prepara a comenzar la lectura del inicio del programa una vez más. Todas las funciones de la máquina
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(preparatorias, misceláneas, etc) vuelven a su estado por defecto (la condición en la cual se encuentra la máquina al encenderla por primera vez.)
M99 Retorno desde la subrutina al programa principal
Códigos para CNC - Funciones Preparatorias (G)
Las funciones preparatorias, también conocidas como G-Codes o Códigos G, son las más importantes en la programación CNC, ya que controlan el modo en que la máquina va a realizar un trazado, o el modo en que va a desplazarse sobre la superficie de la pieza que está trabajando.
Los posibles valores que acompañan a este comando, van de 00 a 99, y cada uno tiene una función determinada, no voy a describirlos a todos, sino a los más importantes, o al menos aquellos que considero de vital importancia, y que se pueden ver en la tabla siguiente:
Comando Descripción G00 Interpolación Lineal Rápida. G01 Interpolación lineal a la velocidad programada en el
registro F. G02 Movimiento Circular en el sentido horario Feedrate. G03 Movimiento Circular en el sentido anti-horario Feedrate. G04 Es una demora o una pausa con un tiempo específico. G17 Selección del Plano X-Y G18 Selección del Plano X-Z G19 Selección del Plano Y-Z G40 Compensación anulada, o al centro de la línea de
desplazamiento. G41 Compensación a la Izquierda de la línea de desplazamiento. G42 Compensación a la Derecha de la línea de desplazamiento. G70 Unidad de Datos expresados en Pulgadas. G71 Unidad de Datos expresados en Milímetros. G90 Desplazamiento en Modo Absoluto. G91 Desplazamiento en Modo Incremental o Relativo.
Interpolaciones Lineales (G00 y G01)
Interpolación es el proceso mediante el cual, conocidos los valores que toma una función en dos puntos (A,B), se determina con cierto grado de exactitud los valores de un tercer punto (C) comprendido entre A y B. Si conoces la ubicación del extremo (A) de una línea, y conoces la ubicación del otro extremo (B), entonces es posible conocer cada punto (C) por los cuales debes pasar para llegar desde A hasta B.
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Ahora que ya se sabe lo que significa interpolación, podemos comenzar con la descripción de estos comandos. Si bien ambos son interpolaciones lineales o movimientos lineales, la diferencia se encuentra en la velocidad de desplazamiento.
G00 es un movimiento rápido, en este caso no existe contacto entre la herramienta y la pieza de trabajo, es decir se desplaza sin realizar corte alguno.
G01 es un movimiento lineal pero cortando el material, es decir que se está graficando, para ello utiliza la velocidad programada en el registro F, el cual ya describimos anteriormente.
Interpolaciones Circulares o Movimientos Circulares (G02 y G03)
Lo único que indican estos comando es que el movimiento será circular, G02 en sentido Horario, y G03 en sentido Anti-horario, y que el movimiento debe mantenerse constante a la velocidad programada en el registro F. Hay dos formas de realizar un Arco o un círculo, una es utilizando el Radio (R) y otra es indicando el centro u origen de la curva por las coordenadas (I,J,K)
Trazado de Arcos Utilizando el Radio (R):
Si el comando es G03 significa que el arco se trazará en sentido anti-horario, y si el centro de la curva está dado por el Radio (R), hay dos posibilidades, -R o +R.
Si el Radio es Negativo, el centro del Radio se encuentra del lado Izquierdo de la línea imaginaria que une los puntos Inicial y Final de la curva:
(figura 1)
El centro del arco
está del lado
izquierdo
(figura 2)
La ubicación exacta se obtiene por
Pitágoras
(figura 3)
Animación que
muestra el trazado
del arco con -R
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Si el Radio es Positivo, el centro del Radio se encuentra del lado Derecho de la línea imaginaria que une los puntos Inicial y Final de la curva, mira la diferencia:
Animación que muestra el trazado del arco con +R
NOTA 1: En los dos ejemplos vistos anteriormente, el valor de R, es el mismo, lo único que cambia es el signo, y fíjate que las curvas obtenidas son distintas.
NOTA 2: Estos Arcos fueron trazados con el comando G03, es decir, se trazó en sentido anti-horario. Si el comando fuese G02, el arco se trazaría al revés, esto es, el arco que ves en la figura 3 se trazaría para el otro lado, y quedaría un arco similar al de la figura 4, pero al revés, y el de la figura 4 quedaría igual al de la figura 3 pero y también al revés, es sólo una cuestión de interpretación.
Bien, aquí terminamos con el trazado de la curva haciendo uso del comando R, ahora vamos a ver otra forma de trazar una curva, pero con los comandos I,J y K
Trazado de Arcos Utilizando los comando I,J y K:
El comando K se utiliza cuando tu máquina trabaja en 3D, que no es nuestro caso, pero también es válido lo que veremos para los otros dos.
Si conoces la ubicación del punto inicial y el punto final, lo único que necesitas para trazar una curva es la ubicación del centro del radio, cuando utilizamos anteriormente el comando R la ubicación del centro la obtenías por cálculo.
En este caso, la ubicación del radio está dada por las coordenadas I,J. El valor numérico que acompañe a la letra I será la ubicación respecto del eje X, mientras que el valor que acompañe a J será la ubicación respecto del eje Y.
Como verás, en este caso te estás ahorrando el cálculo para encontrar el centro de la curva, por lo que ví, esta es la más utilizada.
Selección del Plano (G17, G18, G19)
Cuando tu máquina trabaja en 3D, es obvio que tendrás tres vistas o caras de trabajo, es decir, estás trabajando en los tres ejes, aquí es importante conocer de qué lado te encuentras, en la siguiente imagen podrás verlo con más claridad.
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Cuando trabajes en 2D, los planos X-Z (G18), Y-Z (G19) no existirán, sólo te quedarás con el plano X-Y (G17).
Funciones Preparatorias - Compensaciones (G40, G41, G42)
La compensación, no es otra cosa que un pequeño desplazamiento de la herramienta sobre la línea de corte, es decir, puedes cortar justo por el centro de la línea (G40), o bien a un lado (Derecha (G42) o Izquierda (G41)). Aquí tienes una imagen en donde se ven las tres compensaciones posibles.
A estos tres comandos, no les acompaña ningún valor que le indique de cuanto será la compensación, sin embargo la máquina debe tener la capacidad suficiente para reconocer el diámetro de la herramienta con la que está trabajando en el momento de aplicarla y así calcular, de cuanto será la compensación, si recuerdas, anteriormente, habíamos visto los comando del tipo T00, T01, T02, bueno, pues justamente este valor está cargado en la memoria de la máquina, es decir, sabe perfectamente el diámetro de la herramienta que está utilizando, o al menos debería saberlo.
Unidad de Datos (G70, G71)
Internamente una máquina trabaja con puntos, y la resolución de la misma estará
dada en Puntos por Pulgada (G70), o bien Puntos por Milímetros (G71), de allí
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surgirá una equivalencia que luego será traducida en las dimensiones de las piezas que se estén trabajando.
Según la información que encontré, estas son las dos medidas más utilizadas y estandarizadas para las fresadoras, tornos, taladros etc., y creería que son las que deberíamos adoptar para nuestra máquina, pero bueno, igual que antes, esto dependerá de cada fabricante.
Modos de Desplazamiento (G90, G91)
Es muy importante que comprendas estos dos comandos, ya que de ellos dependerá el modo en que la máquina deberá desplazarse sobre cada eje. Recuerdas cuando hablamos de los comando X,Y y Z, bueno los valores que acompañan a cada comando son los desplazamientos sobre cada eje, ahora, la máquina debe tener siempre un punto de referencia. Por lo general, el punto de referencia es la coordenada 0,0 también conocida como punto de origen, o Punto Cero.
El comando G90 indica Modo Absoluto, es decir que todos los valores de las coordenadas X,Y, serán referidos a ese punto de origen.
El comando G91 indica Modo Incremental o Relativo, o sea, utilizará el PuntoCero sólo cuando comience el trazado, de allí en más, el último punto, se convertirá en punto de origen para el próximo desplazamiento.
A pesar de que se trata del mismo, las instrucciones de trazado serán distintas, en un caso lo haremos en Modo Absoluto (G90), y en el otro lo haremos en Modo Incremental o Relativo (G91).
Desplazamiento Absoluto Desplazamiento Incremental
N0000 G90 G00 X4 Y-7
N0010 G01 X9
N0020 X13 Y-11
N0030 G00 X0 Y0
N0000 G91 G00 X4 Y-7
N0010 G01 X5
N0020 X4 Y-4
N0030 G00 X-13 Y11
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Desplazamiento en Modo Absoluto:
N0000 Dice algo así: G90 (los desplazamientos que siguen serán referidos al punto 0,0); G00 (el desplazamiento será rápido, sin realizar cortes); se debe dirigir al punto X=4,Y=7 (a).
N0010 Dice algo así: G01 (el movimiento es realizando corte); se debe dirigir hasta el punto X=9 (b).
N0020 Dice algo así: Continúa cortando hasta el punto X=13,Y=11 (c).
N0030 Dice algo así: G00 (Movimiento sin corte y rápido); desplazarse hasta el punto X=0,Y=0 (Regresa al punto de origen 0,0)
Desplazamiento en Modo Incremental o Relativo:
N0000 Dice algo así: G91 (los desplazamiento que siguen serán en modo incremental); G00 (el desplazamiento será rápido, sin realizar cortes); se debe mover 4 puntos en el Eje X, y 7 puntos en el Eje Y, (llega al punto a)
N0010 Dice algo así: G01 (el movimiento es realizando corte); debe moverse 5 puntos en el Eje X, (alcanza el punto b)
N0020 Dice algo así: Desplazarse 4 puntos en el Eje X, y 4 puntos en el Eje Y (llega al punto c)
N0030 Dice algo así: G00 (el desplazamiento será rápido, sin realizar cortes); Desplazarse 13 puntos hacia atrás en el Eje X, y 11 puntos hacia atrás en el Eje Y (Regresa al punto de origen 0,0)
Funciones Preparatorias
Las Funciones Preparatorias son los códigos G. Los Códigos G son indicados por la letra G y un número de 2 dígitos. Estos códigos son las funciones más importantes en programación CNC debido a que dirigen el sistema CNC para el procesamiento de los datos de coordenadas en una manera particular. Algunos ejemplos son: transversal rápido, interpolación circular, interpolación lineal, y taladrado. Los códigos son algo casi estandarizado en la industria.
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Lista de Códigos G
G00 El código Transversal Rápido se utiliza para mover los ejes rápidamente entre los cortes, cambios de herramienta, etc.
G01 El código de Interpolación Lineal se usa para eliminar material mediante el movimiento de los ejes en direcciones rectas a lo largo o a través del material. Para el corte se deben especificar la velocidad del mandril, la partida del mandril y la tasa de alimentación antes de ejecutar este código.
G02 Movimiento Circular de la herramienta en el sentido de los punteros del reloj.
G03 Movimiento Circular de la herramienta en el sentido contrario de los punteros del reloj.
G04 Un retardo o detención temporal en el movimiento de la herramienta.
G05 Una detención permanente del movimiento de la herramienta. Es cancelado por el operador de la máquina.
G08 Aceleración suave hasta la tasa de alimentación especificada mientras continúan las otras funciones de la máquina (antes de que la herramienta entre en contacto con la pieza de trabajo).
G09 La detención exacta del movimiento de una herramienta antes de que la máquina vaya a la siguiente (no modal).
G17 Elección del plano X-Y (sobre centros de maquinado).
G18 Elección del plano X-Z ( sobre centros de maquinado).
G19 Elección del plano Y-Z (sobre centros de maquinado).
G20 Datos de entrada en pulgadas.
G21 Datos de entrada en milímetros.
G22 Activación de los límites de viaje almacenados, usados para establecer una frontera segura.
G23 Desactivación de los límites de viaje almacenados.
G27 Regreso a la posición de inicio de la máquina mediante un punto intermedio programado (un punto en algún lugar entre la ubicación actual de la herramienta y la posición de inicio de la máquina.) El control de la máquina calculará automáticamente la distancia a la posición de inicio una vez que la herramienta ha alcanzado esta posición intermedia.
G28 Cualquier punto nuevo o antiguo sobre la pieza de trabajo o fijación puede ser programado, pero la herramienta deberá ir primero al punto intermedio antes de llegar allí.
G29 Regreso a la pieza de trabajo o fijación desde la posición de inicio de la máquina a través del punto intermedio que fue programado en el bloque que contiene el código
G32, G33
Cadena de corte con una punta constante. Si se hace una cadena de un punto con múltiples pasadas, este comando sincronizará la partida de cada pasada en exactamente el mismo punto cada vez,
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para evitar la posibilidad de hacer una cadena doble en la pieza de trabajo.
G34 Cadena de corte con una punta creciente.
G35 Cadena de corte con una punta decreciente.
G40 Cancelación de cualquier compensación de radio de la herramienta previamente programado (mejor conocido como compensación del radio del cortador, o CRC).
G41 Aplicación de la compensación del radio del cortador a la izquierda de la pieza de trabajo con respecto a la dirección de viaje de la herramienta. Esta característica permite que la superficie terminada de la pieza de trabajo sea el camino del cortador programado, y la herramienta será automáticamente desplazada a la izquierda de este camino por una distancia igual a su radio. Sobre un centro de maquinación, se usa G41 para un fresado con inclinación.
G42 Aplicación de la compensación del radio del cortador a la derecha de la pieza de trabajo con respecto a la dirección de viaje de la herramienta. Sobre un centro de maquinación, se usa G42 en el fresado convencional.
G43 Activación de la compensación de la longitud de la herramienta en la misma dirección del valor de desplazamiento (como está almacenado en la memoria del control.) Si la dimensión almacenada en el registro del desplazamiento tiene un valor negativo, la compensación de la longitud de la herramienta será aplicada en la dirección negativa del eje. Si la dimensión almacenada en el registro del desplazamiento tiene un valor positivo, la compensación de la longitud de la herramienta será aplicada en la dirección positiva del eje.
G44 Activación de la compensación de la longitud de la herramienta en la dirección opuesta del valor de desplazamiento (como está almacenado en la memoria del control.) Si la dimensión almacenada en el registro del desplazamiento tiene un valor negativo, la compensación de la longitud de la herramienta será aplicada en la dirección positiva del eje. Si la dimensión almacenada en el registro del desplazamiento tiene un valor positivo, la compensación de la longitud de la herramienta será aplicada en la dirección negativa del eje.
G50 Establecimiento del Punto Cero (cero absoluto) en referencia a la posición actual de la herramienta. Este comando es comúnmente usado en algunas máquinas CNC torneadoras en lugar del código G92.
G53 Indicación de que todo los datos de posicionamiento están referidos a la posición de inicio de la máquina. Esto provoca que el control temporalmente ignore la posición de cero flotante (usado en programación absoluta.)
G54, G55,
Indicación de que todos los datos de posición están referidos a la posición del cero flotante sobre una fijación particular en una
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G56, G57
operación de maquinación. Por ejemplo, G54 debería provocar que todas las dimensiones se refieran al cero flotante sobre la primera fijación, G55 debería causar que todas las dimensiones se refieran al cero flotante sobre la segunda fijación, y así (usado en programación absoluta).
G59 Reposicionamiento del cero flotante. La nueva ubicación es programada incrementalmente a partir de la actual posición de cero.
G60 Una detención exacta del movimiento de una herramienta antes de que la máquina pase al siguiente (Modal).
G63 Cancelación de la tasa de alimentación preestablecida. Usado en operaciones de punteado e hilado (en programación de pulgadas-por-minuto) en donde la tasa de alimentación programada debe mantenerse en relación a la velocidad de giro.
G64 Cancelación de G60. Permite un ligero traslape de los distintos movimientos de la herramienta de modo que se originará una suave mezcla de superficies contorneadas. Al usar G60, la herramienta dejará una marca permanente en la intersección de los movimientos
G70 Datos de entrada en pulgadas (máquinas americanas).
Ciclo grabado para la terminación de un giro en un torno (máquinas no americanas).
G71 Datos de entrada métricos (en máquinas americanas.)
Ciclo grabado para múltiples pasadas de giros en un torno (máquinas no americanas).
G72 Ciclo grabado para múltiples pasadas de frontales en un torno (máquinas no americanas).
G73 Ciclo grabado para la repetición de un patrón en múltiples pasadas sobre un torno (máquinas no americanas.)
G74 Ciclo grabado para picar en el eje Z en un torno (máquina no americana).
G75 Ciclo grabado para picar en el eje X en un torno (máquina no americana.)
G76 Ciclo grabado para el punteado simple (un punto) en múltiples pasadas en un torno (máquinas no americanas).
G80 Cancelación de ciclos grabados sobre un centro de maquinado.
G81 Ciclo grabado para taladrado básico en un centro de maquinado. Provoca la alimentación de entrada automática y una salida rápida.
G82 Ciclo grabado para taladrar con una marca permanente sobre un centro de maquinado. Provoca la alimentación de entrada automática, una marca permanente en la base y una salida rápida.
G83 Ciclo grabado para taladrar a golpes sobre un centro de maquinado. Provoca la alimentación de entrada en múltiples golpes y una salida rápida.
G84 Ciclo grabado para punteado básico en un centro de maquinado. Provoca la alimentación automática, la inversión de la rotación del mandril y la salida de la pieza.
G85 Ciclo grabado para la ampliación básica (de un agujero) en un
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centro de maquinado. Provoca la alimentación y salida automática (del material).
G86 Ciclo grabado para la ampliación alternada en un centro de maquinado. Provoca la alimentación automática, la detención de la rotación del mandril y la salida rápida.
G87 Ciclo grabado para la ampliación alternada sobre un centro de maquinado. Provoca la alimentación automática y la detención de la rotación del mandril. El operador de la máquina retira manualmente entonces la herramienta del agujero.
G88 Ciclo grabado para la ampliación alternada de un centro de maquinado. Provoca la alimentación, una marca permanente en la base, y la detención del mandril. El operador de la máquina retira manualmente entonces la herramienta del agujero.
G89 Ciclo grabado para la ampliación alternada de un centro de maquinado. Provoca la alimentación automática, una marca en la base y el retiro del material.
G90 Ciclo grabado para un giro de una pasada en un torno (máquina no americana).
G91 Posicionamiento incremental. Todos los datos de posicionamiento estarán referidos a la actual posición de la herramienta (modal).
G92 Ciclo grabado para el encadenado en una pasada en un torno (máquina no americana).
G94 Programación de la tasa de alimentación en pulgadas por minuto.
G95 Programación de la tasa de alimentación en pulgadas por vuelta del mandril
G96 Programación de velocidad de superficie constante. En tanto el diámetro girado en un torno es cada vez menor, la velocidad de giro se incrementará para mantener la velocidad de superficie constante. Recíprocamente, al crecer el diámetro, la velocidad debe decrecer.
G97 Programación de vueltas por minuto. La velocidad de giro se mantendrá a RPM constante, sin importar cual diámetro está siendo trabajado en el torno. G98 – Programación de la tasa de alimentación en pulgadas por minuto (máquinas no americanas.)
G99 Indicación de que todos los datos de posicionamiento en ese bloque están referidos a la posición de inicio (home) de la máquina. Provoca que el control ignore temporalmente la posición del cero flotante (G92). Este comando es similar al G53 (usado en algunas máquinas americanas.)
G99 Programación de la tasa de alimentación en pulgadas por vuelta del mandril (en máquinas no americanas.)
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Funciones Misceláneas.
El código M se usa para funciones misceláneas tales como el control del líquido enfriador, conexión y dirección del mandril, rebobinado, y fin del programa. Los códigos M van desde M00 a M99. Son asignados por el constructor de la máquina, pero existe alguna estandarización.
Códigos misceláneas M00 Alto al programa. Se detienen la rotación del mandril, el movimiento de la
herramienta y el flujo de enfriador. M01 Alto opcional del programa. Se detienen la rotación del mandril, el
movimiento de la herramienta y el flujo de enfriador sólo si el operador ha activado previamente el interruptor de “alto opcional” en el MCU.
M02 Alto al programa y rebobinado. Se detienen la rotación del mandril, el movimiento de la herramienta y el flujo de enfriador, y el control se prepara para comenzar a leer el inicio del programa una vez más (el rebobinado del programa puede no ocurrir en algunas máquinas.) Todas las funciones de la máquina (preparatorias, misceláneas, etc.) vuelven a su estado por defecto (la condición en la cual la máquina se encuentra al conectar la máquina.)
M03 Inicio de la rotación del mandril en la dirección de los punteros del reloj, mirando desde la cara exterior del mandril.
M04 Inicio de la rotación del mandril en la dirección contraria a la de los punteros del reloj, mirando desde la cara exterior del mandril.
M05 Detención de la rotación del mandril. M06 Cambio a la siguiente herramienta en la línea. Este comando se usa en
máquinas con cambiadores secuenciales de herramientas, en donde las herramientas están montadas en la torreta o cambiador de herramientas en el orden de su uso.
M07 Conexión del aporte de rocío del enfriador. M08 Conexión del aporte de fluido del enfriador. M09 Desconexión del enfriador. M10 Activación de tomas automáticas (de cortes de la máquina, fijación de la
pieza de trabajo, giro, etc.) M11 Desactivación de tomas automáticas (de cortes de la máquina, fijación de
la pieza de trabajo, giro, etc.) M12 Indexación de la torreta para que apunte a un punto intermedio entre una
estación de herramientas y la siguiente. En tornos CNC equipados con dos torretas, este comando provoca que una torreta deje el camino libre a la otra.
M13 Rotación del mandril iniciada en dirección de los punteros del reloj y conexión del enfriador (ambos al mismo tiempo.)
M14 Rotación del mandril iniciada en dirección contraria a la de los punteros del reloj y conexión del enfriador (ambos al mismo tiempo.)
M19 Detención de la rotación del mandril en una posición angular predeterminada (orientada).
M30 Detención y rebobinado del programa. Detención de la rotación del mandril, del movimiento de la herramienta y desconexión del flujo del enfriador; el control se prepara a comenzar la lectura del inicio del
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programa una vez más. Todas las funciones de la máquina (preparatorias, misceláneas, etc) vuelven a su estado por defecto (la condición en la cual se encuentra la máquina al encenderla por primera vez.) Esta palabra de código es similar a M02. Se usa en máquinas en donde M02 no posee la habilidad de rebobinar el programa.
M31 Desvío del acoplamiento (Interlock bypass). Temporalmente desactiva un acoplamiento normalmente provisto (reinicia un programa automáticamente, detiene un programa en máquinas de torno de barras cuando se detecta el fin de la barra, etc.)
M40 a
M45
Selección del rango de engranajes. Por ejemplo, M40 podría causar el que la máquina se desplace a un rango de engranajes pequeño, M41 podría causar que la máquina se desplace a un rango de engranajes medio o alto, etcétera.
M98 Conmutación desde el programa principal a la subrutina. M99 Retorno desde la subrutina al programa principal.
Ciclos Especiales G81 El Ciclo de Taladrado, se utiliza para taladrar múltiples agujeros sin
programar cada movimiento por separado.
G77 El Ciclo de Encarado, se usa para eliminar material (normalmente ubicado en la parte superior de la pieza) el cual puede estar ubicado dentro de un área rectangular.
G78 El Ciclo de Envoltura Rectangular, se usa para eliminar material ubicado dentro de un área rectangular.
G79 El Ciclo de Envoltura Circular, se usa para eliminar material ubicado dentro de un área circular.