CONTROL NUMERICO POR COMPUTADORA

(CNC)

Las mquinas de control numrico incorporadas en una lnea de manufactura, tienen como funcin

llevar a cabo un proceso de transformacin fsica de las piezas o las partes que se requerirn para

formar el producto terminado. Estas mquinas cuentan con computadoras internas que permiten

controlar el maquinado, movimiento de herramientas y la ejecucin de programas.

El Control Numrico se puede definir de una forma genrica como un dispositivo de

automatizacin de una mquina que, mediante una serie de instrucciones codificadas, controla su

funcionamiento. Cada programa establece un determinado proceso a realizar por la mquina. Una

misma mquina puede efectuar automticamente procesos distintos sustituyendo solamente su

programa de trabajo.

Los elementos bsicos del Control Numrico son:

El programa, que contiene toda la informacin de las acciones a ejecutar.

El Control Numrico, que interpreta estas instrucciones, las cuales convierte en las seales correspondientes para los rganos de accionamiento de la mquina y comprueba los

resultados.

La mquina, que ejecuta operaciones previstas.

ESTRUCTURA DE UN PROGRAMA CNC

Todos los programas deben tener un nombre o un nmero identificatorio. Algunos controles

numricos solo aceptan nmeros. Los programas CNC estn compuestos por bloques sucesivos.

Cada uno de stos es una instruccin para el control. Los bloques pueden estar numerados o no.

De no estarlos el control los ejecutar en el orden en que los vaya encontrando. La numeracin de

los bloques puede no ser de uno en uno. Puede ser de cinco en cinco, de diez en diez, etc. Esto es

conveniente para introducir luego bloques intermedios sin alterar toda la numeracin. La

numeracin debe ser siempre creciente. Si existiera un bloque cuyo nmero sea menor al anterior,

el control detiene la ejecucin del programa.

INSTITUTO TECNOLGICO DE QUERTARO

Ciencia Tcnica

INGENIERA MECATRNICA

MANUFACTURA AVANZADA

Febrero de 2014

ESTRUCTURA DE UN BLOQUE DE PROGRAMACION CNC

Bloque de programacin

Dentro de cada bloque debe mantenerse este orden. Sin embargo, no es necesario que estn

presentes todos los items. Se puede programar en sistema mtrico (mm) o en pulgadas.

N4 G71 G2 X,Y, Z +/-4.3 F5.5 S4 T2.2 M2 (mtrica)

N4 G70 G2 X,Y, Z +/-3.4 F5.5 S4 T2.2 M2(en pulgadas)

El nmero que acompaa cada tem significa el nmero de dgitos admisible. As por ejemplo:

N4 significa que el nmero de bloques no deber ser mayor que 9999. Esto vara segn la marca

de control numrico.

Z +/- 4.3 significa que las cotas pueden tener valores positivos o negativos de no ms de 4 dgitos

enteros y 3 decimales. Normalmente el signo (+) no se programa.

BLOQUES CONDICIONALES

Los bloques condicionales son ejecutados o no en funcin de la presencia de una seal externa al

programa. Sirven por ejemplo para programar paradas para inspecciones del trabajo, cambios de

herramienta, etc. Se determina la condicionalidad de un bloque agregando un punto luego del

nmero del bloque. La seal externa normalmente es un switch en el control. Si este switch est

activado, la ejecucin del programa se detendr al encontrar un bloque condicional. Si no lo est,

el programa seguir ejecutndose normalmente.

CDIGOS

Cdigo O Nmero de programa

000O1

Cdigo N Nmero de secuencia

Cdigo M Miscelneos

M01 Paro opcional de programa

M02 Fin de programa sin regreso al principio

M03 S1200 Giro sentido de las manecillas a 1200 r.p.m

M04 S1200 Giro contra sentido de las manecillas 1200 r.p.m

M Funciones Auxiliares

T No. de Herramienta (Tool)

S Velocidad del husillo (Speed)

F Velocidad de avance (Feed)

Z Cota segn eje Z

Y Cota segn eje Y

X Cota segn eje X

G Instruccin de movimiento (Go)

N Nmero del bloque

N G X Y Z F S T M

M05 Paro de husillo

M06 T0101 Cambio de herramienta a la uno

M08 Activacin de bomba de soluble

M09 Desactivacin de bomba soluble

M10 Abrir mordaza

M11 cerrar mordaza

M30 Finaliza y mando cursor al inicio de programa

M38 Abrir puerta

M39 Cerrar puerta

M98 Llamado de subprograma Cdigos G ms usados

G00 X_Z_Movimiento Rpido sin corte

G01 X_Z_F_ Corte lineal X y Z coordenadas finales

G02 X_Z_R_F Corte circular en sentido horario X y Z coordenadas finales de radio R

G03 X_Z_R_F Corte circular en sentido antihorario X y Z coordenadas finales de radio R

G04 X_Temporizador de X segundos

G20 Medidas en sistema Ingls

G21 Medidas en unidades mtricas

G28 UO WO ir a Home

G50 Velocidad mxima del husillo

G54 Seleccin de coordenadas de trabajo 1 Cero pieza

G59 Seleccin de coordenadas de trabajo 6 Cero pieza

G90 Programa de coordenadas en absoluto

G91 Programa de coordenadas incremental

G96 Control de velocidad superficial constante

G97 Cancelacin del Control de velocidad superficial constante

G98 Avance por minuto

G99 Avance por revolucin

LAS MQUINAS

El control numrico se monta sobre todo tipo de mquina herramienta convencional, tanto de

arranque de viruta como de trazado y deformacin. As, lo encontramos en tornos, fresadoras,

rectificadoras, taladradoras, mandrinadoras, dobladoras, plegadoras, punzadoras, mquinas de

trazar, punteadoras, mquinas de soldar, de oxicorte, de medir, etc. Sin embargo, el control

numrico ha promocionado el desarrollado de dos tipos de mquinas mltiples: el centro de

mecanizado y torneado.

El centro de mecanizado, para piezas prismticas, en el que sobre pieza fija una o ms torretas con

herramientas giratorias permiten efectuar operaciones de fresado, taladrado, mandrinado,

escariado, etc. Si lleva incorporada mesa giratoria pueden efectuarse operaciones de torno vertical.

El centro de torneado, dotado de una o ms torretas, con herramientas motorizadas que, adems

de las clsicas operaciones de torneado permiten efectuar fresados, taladrados, escariados, etc.,

tanto axiales como radiales.

TORNO DE CONTROL NUMRICO

El torno CNC es un tipo de torno operado mediante control numrico por computadora. Se

caracteriza por ser una mquina herramienta muy eficaz para mecanizar piezas de revolucin.

Ofrece una gran capacidad de produccin y precisin en el mecanizado por su estructura funcional

y porque la trayectoria de la herramienta de torneado es controlada a travs del ordenador que lleva

incorporado, el cual procesa las rdenes de ejecucin contenidas en un software que previamente

ha confeccionado un programador conocedor de la tecnologa de mecanizado en torno. Es una

mquina ideal para el trabajo en serie y mecanizado de piezas complejas.

Un torno CNC puede hacer todos los trabajos que normalmente se realizan mediante diferentes

tipos de torno como paralelos, copiadores, revlver, automticos 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.

Punzonadora de

torreta CNC

Mandrinadora

horizontal

Este tipo de mquinas comnmente se encuentran en las grandes empresas, ya que son muy caras

y delicadas, normalmente se encuentran en las industrias de automviles ya que las piezas que se

necesitan para los carros son muy difciles y deben ser exactas, pues de no ser as el carro no

funcionara de forma adecuada.

FUNCIONAMIENTO

Los ejes X y Z pueden desplazarse simultneamente en forma intercalada, dando como resultado

mecanizados cnicos o esfricos segn la geometra de las piezas. Las herramientas se colocan en

portaherramientas que se sujetan a un cabezal que puede alojar hasta 20 portaherramientas

diferentes, dependiendo de la marca y especificaciones de la mquina, que rotan segn el programa

elegido, facilitando la realizacin de piezas complejas.

En el programa de mecanizado se pueden introducir como parmetros: la velocidad de giro de

cabezal porta piezas, el avance de los carros longitudinal y transversal y las cotas de ejecucin de

la pieza. La mquina opera a velocidades de corte y avance muy superiores a los tornos

convencionales por lo que se utilizan herramientas de metal duro o de cermica para disminuir la

fatiga de materiales.

Los tornos CNC, debido a sus mecanismos de funcionamiento permiten ajustar al mximo las

condiciones de mecanizado y por lo tanto conseguir el mejor tiempo de torneado posible

1. Velocidad de corte (Speed) (Vc). Se define como la velocidad lineal en la periferia de la zona que se est mecanizando. Su eleccin viene determinada por el material de la

herramienta, el tipo de material de la pieza y las caractersticas de la mquina. Una

velocidad de corte alta permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el

desgaste de la herramienta. La velocidad de corte se expresa en metros/minuto.

2. Velocidad de rotacin de la pieza (N). Normalmente expresada en revoluciones por minuto. Se calcula a partir de la velocidad de corte y del dimetro mayor de la pasada que se est

mecanizando.

3. Avance (F). Definido como la velocidad de penetracin de la herramienta en el material. En el torneado suele expresarse en mm/rev. No obstante para poder calcular el tiempo de

torneado es necesario calcular el avance en mm/min de cada pasada.

4. Profundidad de pasada. Es la distancia radial que abarca una herramienta en su fase de trabajo. Depende de las caractersticas de la pieza y de la potencia del torno.

5. Potencia de la mquina. Est expresada en kW, y es la que limita las condiciones generales del mecanizado, cuando no est limitado por otros factores.

6. Tiempo de torneado (T). Es el tiempo que tardan todas las herramientas en realizar el mecanizado sin tener en cuenta otras cuestiones como posibles paradas de control o el

tiempo poner y quitar la pieza del cabezal que puede variar dependiendo de cada pieza y

mquina. Se calcula a base de ir sumando los tiempos parciales de cada herramienta

FRESADORA CNC

Bsicamente, las fresadoras CNC son muy similares a las convencionales y poseen las mismas

partes mviles, es decir, la mesa, el cabezal de corte, el husillo y los carros de desplazamiento

lateral y transversal. Sin embargo, no presentan palancas ni manivelas para accionar estas partes

mviles, sino una pantalla inserta en un panel repleto de controles y una caja metlica donde se

alojan los componentes elctricos y electrnicos que regulan el funcionamiento de motores

destinados a efectuar el mismo trabajo que hacan las palancas y manivelas de las viejas mquinas.

Entre estos componentes se encuentra el CNC, que es una computadora principalmente

responsable de los movimientos de la fresadora a travs del correspondiente software. La

combinacin de electrnica y motores o servomotores de accionamiento es capaz de lograr todas

las operaciones de fresado posibles.

La funcin primordial del CNC es la de controlar los desplazamientos de la mesa, los carros

transversales y longitudinales y/o el husillo a lo largo de sus respectivos ejes mediante datos

numricos. Sin embargo, esto no es todo, porque el control de estos desplazamientos para lograr

el resultado final deseado requiere el perfecto ajuste y la correcta sincronizacin entre distintos

dispositivos y sistemas que forman parte de todo proceso CNC. Estos incluyen los ejes principales

y complementarios, el sistema de transmisin, los sistemas de sujecin de la pieza y los

cambiadores de herramientas, cada uno de los cuales presenta sus modalidades y variables que

tambin deben estipularse adecuadamente.

Este riguroso control lo efecta un software que se suministra con la fresadora y que est basado

en alguno de los lenguajes de programacin numrica CNC, como ISO, HEIDENHAIN, Fagor,

Fanuc, SINUMERIK y Siemens. Este software contiene nmeros, letras y otros smbolos -por

ejemplo, los cdigos G y M- que se codifican en un formato apropiado para definir un programa

de instrucciones capaz de desarrollar una tarea concreta. Los cdigos G son funciones de

movimiento de la mquina (movimientos rpidos, avances, avances radiales, pausas, ciclos),

mientras que los cdigos M son las funciones miscelneas que se requieren para el maquinado de

piezas, pero no son de movimiento de la mquina (arranque y paro del husillo, cambio de

herramienta, refrigerante, paro de programa, etc.). De esto se desprende que para operar y

programar este tipo de mquinas se requieren conocimientos bsicos en operaciones de

mecanizado en equipo convencional, conocimientos elementales de matemtica, dibujo tcnico y

manejo de instrumentos de medicin.

En la actualidad el uso de programas CAD (diseo asistido por computadora) y CAM (fabricacin

asistida por computadora) es un complemento casi obligado de toda mquina CNC, por lo que,

generalmente, la manufactura de una pieza implica la combinacin de tres tipos de software:

CAD: realiza el diseo de la pieza.

CAM: calcula los desplazamientos de los ejes para el maquinado de la pieza y agrega las

velocidades de avance, velocidades de giros y diferentes herramientas de corte.

Software de control (incluido con la mquina): recibe las instrucciones del CAM y ejecuta las

rdenes de desplazamiento de las partes mviles de la fresadora de acuerdo con dichas

instrucciones.

Las fresadoras CNC estn adaptadas especialmente para el fresado de perfiles, cavidades,

contornos de superficies y operaciones de tallado de dados, en las que se deben controlar

simultneamente dos o tres ejes de la mesa de fresado. Aunque, dependiendo de la complejidad de

la mquina y de la programacin efectuada, las fresadoras CNC pueden funcionar de manera

automtica, normalmente se necesita un operador para cambiar las fresas, as como para montar y

desmontar las piezas de trabajo.

Entre las industrias que emplean habitualmente fresadoras CNC se encuentran la automovilstica

(diseo de bloques de motor, moldes y componentes diversos), la aeroespacial (turbinas de

aviones) y la electrnica (elaboracin de moldes y prototipos), adems de las dedicadas a la

fabricacin de maquinaria, instrumental y componentes elctricos.

PLEGADORA CNC

La plegadora o dobladora de cortina es la mquina herramienta ms comn en la deformacin de

chapa. La tecnologa ofrece dobladoras que son prensas hidrulicas con control numrico, capaces

de doblar diferentes materiales y diferentes espesores.

El concepto de trabajo de la dobladora es bastante simple. Se trata de doblar la chapa aplicando

una fuerza central superior en una chapa que apoya sobre dos extremos. Como consecuencia la

chapa que est en medio a estos 3 puntos de fuerza se doblar.

El proceso de doblado es similar al de las mquinas dobladoras comunes para hojas o placas de

acuerdo a diferentes ngulos y moldes. El sistema CNC controla el radio de direccin de la vlvula

electro-hidrulica. Realiza doblado profundo o semi-cerrado con control digital a travs de un

codificador ptico. La prensa plegadora CNC controla el sistema de posicionamiento trasero y

tiene compensacin automtica para la deformacin de la mesa de trabajo.

El CNC o control numrico: es el cerebro de las dobladoras modernas. El CNC controla todos

los movimientos de la mquina herramienta moderna. En el caso de la dobladora de cortina, el

CNC regula todos los movimientos de los topes posteriores as como la fuerza y recorrido de la

cortina.

El CNC recibe informacin sobre la posicin de los componentes mediante encoders o reglas de

posicin, luego calcula el movimiento que cada eje (cortina, topo posterior, etc.) debe hacer para

realizar un trabajo requerido.

Por ltimo el CNC logra recalcular las variables del trabajo de acuerdo a la desviacin en el

resultado obtenido en la prctica (ejemplo cuando colocamos que la pieza sali con 92 y el CNC

recalcula la operacin para obtener 90).

Prensa Plegadora

CNC

BIBLIOGRAFA

Libros:

Cruz J, Rico JA, Scharer U. Ingeniera de Manufactura 2008. Mxico: Compaa Editorial Continental.

Fuentes electrnicas:

Jimnez Ricardo. Ingeniera de Manufactura, Control Numrico por Computadora (CNC).

Obtenido de http://materias.fi.uba.ar/7565/U4-control-numerico-por-computadora.pdf.

http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/32787/1/andradefuentesoscar.pdf

http://www.electroensaimada.com/uploads/9/0/8/9/9089783/codigo_iso.pdf

http://dim.tol.itesm.mx/labs/lim/cnc.pdf

http://www.disma.mx/pdf/capitulo1.pdf