Prctica 4.

Cdigos de programacin CNC. Objetivo: Comprender la estructura, sintaxis y aplicacin de los cdigos de programacin de una mquina de control numrico. 1. Condiciones tecnolgicas en el mecanizado CNC. Es importante analizar los factores y condiciones tecnolgicas que afectan al mecanizado en las mquinas herramientas CNC ya que en el proceso de mecanizado automtico slo se pueden modificar algunos valores dentro de ciertos lmites. Los factores a considerar son:

Capacidades de la mquina Prestaciones de las herramientas Uso de refrigerantes Caractersticas del material a mecanizar Acabado superficial Precisin

Los parmetros tecnolgicos necesarios son:

Velocidad de giro del cabezal (RPM) Velocidad de corte (Vc) Velocidad de avance (Va) Profundidad de corte Sistema de sujecin de la herramienta Sistema de cambio de herramientas

Antes de iniciar la elaboracin del programa, el programador debe conocer las caractersticas de la mquina, sistema y caractersticas de la estacada de la pieza. Otros condicionantes a tener en cuenta a la hora de elaborar los programas de control numrico, como son:

Rigidez mecnica Estabilidad dinmica Estabilidad trmica

La rigidez mecnica es la capacidad de la mquina para soportar los esfuerzos o solicitaciones extremas. Esta consideracin est presente de forma esencial en el diseo de la cimentacin, bancada y estructura de la mquina. La estabilidad dinmica se relaciona con la capacidad para mantener la precisin de trabajo cuando aparecen esfuerzos en el seno de la mquina. Este factor depende de las propiedades de los materiales empleados en la construccin de las guas, apoyos y transmisiones de la mquina herramienta de control numrico, as como de los ajustes y dimensiones relativas entre dichos

elementos. Por ejemplo, trabajar en grandes voladizos de herramienta sin que la mquina tenga la suficiente rigidez, puede repercutir en vibraciones no deseadas que perjudicarn a la herramienta y al acabado superficial de la pieza. La rigidez trmica se asocia a la forma en que vara la precisin de trabajo de la mquina herramienta de control numrico cuando se producen variaciones de temperatura, ya sean debidas al calor generado durante el mecanizado, al calentamiento local de motores o a cambios de la temperatura ambiente. El volumen de viruta extrado por unidad de tiempo o de avance es un parmetro productivo que depende de la potencia que la mquina-herramienta puede proporcionar para el giro de su husillo principal. Para la programacin es esencial conocer las prestaciones y posibilidades de la transmisin del par de giro bsico. Dependiendo de la configuracin del motor y de la caja reductora se pueden seleccionar un conjunto limitado (valores fijos) o ilimitado (dentro de un rango) de velocidades de giro. 2. Datos de corte en el torneado. Los parmetros esenciales de corte que el programador debe incorporar para operaciones de torneado son:

La velocidad de avance (Va) La profundidad de corte o pasada (Pp) Velocidad de corte (Vc) Velocidad de giro del plato de agarre o cabezal (RPM)

Estos datos se pueden estimar teniendo presente tres criterios de produccin:

Ciclo de operacin corto: Tambin conocido como de mxima produccin. El parmetro a optimizar ser el volumen de material removido por unidad de tiempo. Este dato se puede calcular de la multiplicacin directa del avance, la profundidad de pasada y la velocidad de corte. Si se desea maximizar su valor se deber incrementar cualquiera de los tres factores. No obstante, este criterio conlleva un mayor desgaste de las herramientas, lo que reduce el periodo transcurrido entre el reafilado o cambio de la plaquita.

Coste mnimo por pieza: Cualquier aumento de los parmetros esenciales de corte supone una reduccin del tiempo de mecanizado lo que a su vez produce una disminucin de ciertos costes directos (mano de obra y coste horario mquina). Sin embargo, se produce un aumento de otros (coste en herramientas, por reafilado o cambio). El anlisis de los parmetros debe llevarse teniendo presentes los costes de herramienta. En este contexto se debe utilizar refrigerantes para maximizar la vida de la herramienta.

Mxima calidad: Restringe los parmetros esenciales a los valores que garantizan los mejores acabados superficiales y que ajustan las tolerancias al rango demandado. La eleccin de los mismos depender:

Tipo de herramienta (forma y material). Resistencia a la fatiga de la MHCN. Vibraciones caractersticas de la MHCN, material pieza y herramienta.

En torneado se conoce como avance al movimiento de la herramienta en la direccin de mecanizado. Es, por tanto, un desplazamiento (expresado en mm) que generalmente se calcula de forma relativa. El programador puede asignar este valor en dos unidades en funcin de:

revoluciones pieza (giro completo) (ejemplo: 0.2 mm/rev), minutos (ejemplo: 40 mm/min)

En los programas CN este valor viene precedido de la letra F (de "feed rate" en ingls). El avance se relaciona directamente con la velocidad de la operacin de mecanizado. Por esta razn su valor se determina teniendo presentes la fuerza de corte disponible y el estado superficial deseado. La profundidad de corte se mide, tomando como referencia al plano de trabajo, desde la punta de la herramienta hasta cara externa de la pieza. Cuando la pasada se realiza de forma longitudinal (horizontal), este parmetro equivale a la diferencia entre la coordenada vertical del punto cero herramienta y el tamao de la pieza despus del corte. En las operaciones de desbaste, la profundidad del corte depende del nmero de pasadas establecidas. Para conseguir un aprovechamiento eficiente de la herramienta con un desgaste uniforme conviene asignar los valores de la profundidad de corte en funcin de la altura disponible de filo. Si se emplea un gran avance en materiales de baja maquinabilidad la profundidad de corte no debe ser excesiva a fin de no generar fuerzas de corte elevadas que generen altas temperaturas o superen las posibilidades del motor. La velocidad de giro del cabezal se puede expresar:

directamente, con un valor en revoluciones por minuto (rpm), con la ayuda de un cdigo de letras que hace alusin a uno de los valores establecidos en

tornos con velocidades preestablecidas y fijas. La velocidad de giro del cabezal en programacin CN aparece acompaando a la letra S:

S1200, significa velocidad de giro cabezal a1200 revoluciones por minuto. S09, denota que se emplear la novena velocidad del cabezal (por ejemplo, 400 rpm)

Cuando se consigna la velocidad de giro del cabezal es imprescindible establecer previamente el sentido de giro (horario o antihorario).

La velocidad de corte es la velocidad tangencial instantnea que existe en el punto de contacto entre la herramienta y la pieza de trabajo. Se puede deducir a partir de la velocidad de giro del cabezal y del dimetro instantneo de torneado (un giro rpido y un dimetro pequeo generan las velocidades de corte mximas). Se expresa en m/min. Existen dos formas de programar las velocidades en CN:

El programador determina la velocidad de giro (rpm.) ms favorable para cada dimetro. El programador establece una velocidad de corte constante en m/min. El control ajusta la

de giro para mantenerla estable en los diferentes dimetros de trabajo.

Figura 1. Algunos datos de corte en torneado.

3. Datos de corte en el fresado. Los datos establecidos por el programador para operaciones de fresado son: velocidad de giro, avance, profundidad y anchura de corte, y esfuerzos de corte. Estos factores han de ser coordinados durante la programacin. Para ello han de considerarse tres criterios:

Tiempo de ciclo corto. El factor ms importante que debe ser controlado por el programador en relacin con el tiempo de ciclo es el volumen de viruta extrado por minuto. Esto resulta de multiplicar la velocidad de avance por la accin de corte y la profundidad o anchura de corte; cuanto ms elevados sean dichos factores mayor volumen de viruta ser extrado por minuto. En cualquier caso, debe aclararse que altas velocidades de extraccin de viruta conducen a mayor uso de la herramienta, lo que conlleva un incremento del tiempo medio de ciclo debido a cambios en la herramienta o en la punta

Bajos costes de pieza. Cualquier aumento en los datos de corte que conlleven una reduccin en el tiempo de pieza, reducir los costes de mquina. En cualquier caso, los costes de herramienta aumentan a un mayor uso. Los datos de corte de metal debern escogerse de tal forma que los costes de herramienta relativos al uso no exceden de un determinado nivel. En este contexto, es necesario considerar el uso de refrigerante para aumentar la vida de la herramienta.

Alta calidad de produccin. La eleccin de los datos de corte est restringida a las exigencias en la calidad del producto. Esto afecta particularmente al acabado de la superficie y a las tolerancias dimensionales de la pieza acabada.

Los desplazamientos en fresado son generados por lo general por desplazamientos y rotaciones de corte simultneos. Sin embargo, el fresado se programa como si la bancada estuviera quieta y la fresa se desplazara (movimiento de herramienta relativo). Un factor importante que afecta al acabado de la pieza, la vida de la herramienta y la fiabilidad de la mquina es la direccin de fresado, que puede observarse en la figura 2. Esta es una variable a la que afectan valores tales como el material, el tipo de herramienta, la profundidad de pasada, la sujecin de la herramienta, la potencia y el estado de la mquina.

Figura 2. Direccin de avance de fresado.

La eleccin del avance (con velocidad de giro fijada) afecta al espesor de viruta y al acabado de la superficie. La eleccin entre el fresado convencional y en contraposicin afecta a la formacin de la viruta y a la presin de corte. En el fresado convencional, el espesor de viruta y la presin de corte aumentan gradualmente en la raz del diente de fijacin y alcanza un mximo junto antes de que el diente se aparte del material. Cuando la fresa se aparta del material, la presin de corte se elimina de repente de forma que la fresa salta hacia delante y el siguiente diente penetra el material con una accin de. Estas operaciones suelen producir marcas de muescas. En el fresado en contraposicin, la viruta se forma en secuencia inversa si lo comparamos con el fresado convencional. Cuando el diente penetra, el espesor de viruta y la presin de corte adoptan su valor mximo. Cuando la fresa se retira de la pieza, la viruta producida es menor y la presin de corte en su valor mnimo. Por lo tanto, se producen pocas muescas y el acabado de superficie es el mejor posible. Si se compara con el fresado convencional, este fresado requiere menos potencia, pero una mquina ms rgida y una bancada que no presente vibraciones.

Los parmetros de corte esenciales en el proceso de fresado se muestran en la figura 3 y son:

Velocidad de avance por diente y total, Va Profundidad del corte o pasada, Pp Anchura de corte Velocidad de corte, Vc Velocidad de giro de la herramienta Esfuerzos de corte

Figura 3. Caractersticas de corte de fresado vertical La eleccin de los datos de corte de metal debe de coordinarse con:

El modo de fresado (convencional, en contraposicin o frontal) La forma de la fresa El tipo de perfiles de corte empleados (forma del filo de corte, material de corte) La capacidad de carga de la mquina

La precisin en la introduccin de datos en el programa no debe confundirse con la precisin en el mecanizado. An cuando un sistema de control trabaje con una alta resolucin, el uso de la herramienta, los efectos de la temperatura, la falta de rigidez de la mquina, etc. pueden reducir la precisin del maquinado. La monitorizacin de la vida de la herramienta utilizando el tiempo almacenado en control en trminos de procesos de maquinado es relativamente inadecuada, ya que no considera las cargas alternas y las presiones que actan en el punto de la herramienta durante el mecanizado. 4. Ejes y sistemas de coordenadas. Los sistemas de coordenadas se emplean para situar un punto de manera concreta y precisa a lo largo de un escenario perfectamente definido. En control numrico, las herramientas, segn el tipo de mquina, se movern para alcanzar una serie de puntos en 2D o en 3D. En todos los sistemas de coordenadas es imprescindible marcar un origen como punto de partida.

Se emplean frecuentemente dos tipos fundamentales de coordenadas:

Coordenadas cartesianas o rectangulares Coordenadas polares.

Las coordenadas cartesianas permiten representar un punto en el plano de trabajo, 2D, o bien en el espacio, 3D. Las coordenadas 2D se usan principalmente en el torno, pues dispone slo de un plano de trabajo en el que se puede mover la herramienta, como se observa en la figura 4, o en la fresadora cuando el desplazamiento se realice exclusivamente a lo largo de cualquier plano de los 3 que dispone.

Figura 4. Plano de trabajo en el torno. Las coordenadas 3D se emplean exclusivamente para mquinas con ms de dos ejes de trabajo simultneos, como es el caso de las fresadoras, y siempre que el movimiento se realice en tres ejes, como se muestra en la figura 5.

Figura 5. Sistema de ejes y planos en 3D e identificacin mediante la regla de la mano derecha.

En el caso del torno, se da la caracterstica de que, dependiendo de la estructura de la mquina, el eje X cambia su sentido de direccin. Esto sucede porque este eje es el que define los dimetros o radios de la pieza. Si la herramienta est estructuralmente situada del lado del operario, figura 6a, el signo + se sita en este mismo lado. Si la herramienta est situada en el lado contrario, figura 6b, el signo + tambin se sita en ese mismo lado. Si se analiza esta condicin, se observar que el criterio del signo + del eje X va en sentido del crecimiento del dimetro.

(a) Posicin de herramienta en lado operario (b) Posicin de herramienta en lado opuesto al operario

Figura 6. Sentido del eje X en el torno dependiendo de la posicin de la herramienta. Un sistema absoluto de coordenadas siempre hace referencia a las coordenadas de un punto desde una referencia fija. El sistema incremental se basa en indicar las coordenadas desde el ltimo punto alcanzado hasta el siguiente, como se muestra en la figura 7. Las coordenadas polares definen el punto utilizando la apertura de un ngulo con centro en el origen y la longitud de un radio que parte del origen del ngulo. La forma de identificarlo es empleando la letra R para indicar el radio y la letra A para indicar el ngulo, como se muestra en la figura 8. Las coordenadas polares definen los mismos puntos que las coordenadas rectangulares, pero utilizando otros datos, el programador escoger el sistema que ms le facilite la tarea de programacin. La pieza que se muestra en la figura 9 es ms sencilla de programar empleando coordenadas polares, pues de otro modo se tendran que calcular las coordenadas rectangulares para cada vrtice de la figura.

Figura 7. Definicin de las coordenadas incrementales.

Figura 8. Coordenadas polares

Figura 9. Pieza en coordenadas polares con ngulo incremental. 5. Puntos de origen. Para poder mecanizar es necesario tener un punto fijo en algn lugar donde poder referenciar los datos. Este punto se conoce como origen mquina o cero mquina y lo fija el fabricante de la misma. En el manual de fabricante debe especificarse su ubicacin, sin embargo, no es imprescindible que el operario conozca este punto, ya que el control numrico lo controla de forma automtica. Solamente es necesario conocer el procedimiento necesario para referenciarlo, que vara de un control a otro. El origen de mquina se identifica con la letra M y es el origen del sistema de coordenadas de la mquina y el punto de referencia para el resto de sistemas de coordenadas. En los tornos suele colocarse en la base interior del plato, tal como se muestra en la figura 10.

Figura 10. Situacin ms habitual del cero mquina en torno.

Al iniciar la programacin debe determinarse un punto desde donde referenciar todas las medidas de dicha pieza. Este punto de referencia se denomina cero pieza y es el programador quien decide cual ser su ubicacin. Los planos que acompaan a la pieza en su proceso de mecanizacin deben tener perfectamente indicado dnde est el origen de la pieza. Este punto se suele indicar con el smbolo de la figura 11 y se denomina con la letra W.

Figura 11. Ejemplos de ubicacin de puntos de referencia de cero pieza en torno y fresadora. El criterio de situacin del punto cero se debe basar en la lgica dependiendo del tipo de pieza y de la distribucin de cotas que tenga el plano de trabajo. No obstante, el criterio de ubicacin del cero pieza queda a eleccin del programador. Cuando se coloca una pieza en la mquina el sistema no conoce la posicin relativa entre el cero mquina y el cero pieza, por lo que se tiene que realizar un proceso adecuado para indicar dnde est situada la pieza con respecto al cero mquina. La distancia entre ambos puntos se llama decalaje y es necesario determinarlo antes de realizar ningn proceso de mecanizacin. Este proceso bsicamente consiste en contactar la herramienta contra la pieza e indicarle al control los datos que se hayan obtenido. Se puede realizar mediante varias tcnicas:

Palpacin con herramienta Palpacin con bailarina Palpacin con sensor electrnico Palpacin automtica por medio de control numrico Situacin por visor ptico Etc.

La palpacin con herramienta es el procedimiento que se ha usado habitualmente en la mecanizacin tradicional y consiste en aproximar la herramienta a la pieza y cuando se produce el contacto se ponen los nonius de la mquina herramienta en un valor conocido por el operario para as poder llevar a cabo el conteo exacto de la medida a mecanizar. En sistemas de control numrico el proceso es el mismo, con la diferencia de que en lugar de poner los nonius en

referencia es al control al que se le introducen los datos conocidos. Dado que se tienen que contactar la herramienta y la pieza, hay que poner en marcha la herramienta, si es fresadora o la pieza, si es torno, para no estropear el filo de la herramienta, en la figura 12 se puede observar el procedimiento para un torno y una fresadora.

Figura 12. Decalaje mediante palpacin con herramienta en torno (figuras superiores) y fresadora (figuras inferiores).

La palpacin con bailarina se aplica solamente en fresadoras y es similar al proceso anterior, pero en lugar de colocar la herramienta en el mandrino de la mquina se coloca la herramienta llamada bailarina, figura 13. Esta herramienta consta de dos partes: una que est unida a la anterior por medio de un muelle que al girara produce un movimiento excntrico. Al contactar con la pieza deja de oscilar pasando al punto de concentricidad, que puede observarse plenamente a simple vista, siendo ste el punto de contacto de la misma. Este sistema no puede emplearse con el eje z, por lo que hay que sustituir la bailarina por la herramienta a trabajar para contactar en la superficie superior. La ventaja de este proceso respecto al anterior es que no deja marcas en las superficies laterales y que la precisin suele ser mayor.

Figura 13. Diferentes tipos de bailarinas.

La palpacin con sensores electrnicos se aplica solamente en fresadoras y su principio sigue siendo el mismo que los anteriores, pero en este caso se enciende una luz o suena un zumbido en el palpador en el caso de mnimo contacto con la pieza. En la figura 14 se observan algunos palpadores electrnicos.

Figura 14. Palpadores electrnicos. El proceso de palpacin automtica por medio del CN se aplica solamente en la fresadora y consiste en tocar dos puntos sobre cualquier superficie plana o circular y el control asume la situacin real de la pieza y, aunque est inclinada, introducir las correcciones necesarias durante el mecanizado, para realizarlo como si estuviera perfectamente estacada la pieza. El tiempo de preparacin es muy rpido, tanto en la estacada de la pieza como en la bsqueda de referencias. Este sistema es con mucho el mejor, ms rpido y ms preciso de todos. No obstante, no todos los controles disponen de los ciclos adecuados para su utilizacin. El sistema de situacin por visor ptico se encuentra en desuso, pero todava es posible encontrarlo en algunos talleres. El principio de funcionamiento est basado en ptica. Utiliza un visor colocado en un punto perfectamente conocido de la mquina por el control. El visor acta como microscopio ampliando la visin de las dimensiones de la punta de la herramienta y comparndolas con una escala graduada que lleva incorporado, de manera que cada centsima de mm queda perfectamente visible al operario, lo que le da una gran precisin.

6. Programacin CNC Un programa es una sucesin de rdenes y procesos correlativos que tienen que realizarse en un orden lgico establecido. En cualquier programa de control numrico por computadora se distinguen siempre dos grandes grupos de informacin:

Datos geomtricos o Datos dimensionales del control final o Descripcin de movimientos de la herramienta o Posicionamiento en el rea de trabajo del cero y puntos de referencia necesarios

Datos tecnolgicos o Datos de la herramienta o Condiciones de corte (velocidad, avance, etc.) o Funciones auxiliares de mquina (refrigeracin, giros, etc.)

La programacin segn el tipo de estructura puede dividirse en

Programacin estructural Programacin abierta

La programacin estructural se utiliza siguiendo una tabla o estructura de forma ms o menos cerrada. Este sistema de programacin se utiliza poco, pero algunos fabricantes de controles ms importantes han optado por este sistema y por lo tanto, es necesario conocerlo. Un ejemplo de estructura puede verse en la siguiente tabla que utiliza el fabricante EMCO.

Puede observarse en la tabla cmo las lneas estn perfectamente estructuradas y aunque falte algn dato en alguna de las lneas, la casilla o espacio correspondiente se tiene que respetar. La programacin abierta es la ms utilizada por los fabricantes de controles. En este caso, se pueden escribir lneas con dos caracteres o lneas con hasta 250 caracteres, pero con unas normas imprescindibles a respetar y en el orden de escritura predeterminado. En la siguiente tabla puede verse un ejemplo de la programacin abierta.

Se observa en la tabla la diferencia que existe entre el tamao de las diferentes lneas e incluso en la estructura de las mismas.

Segn la forma de la introduccin de los datos, la programacin puede ser:

Programacin estndar Programacin conversacional Programacin mixta.

La programacin estndar es el tipo ms habitual pensado para programacin directa. Es el que necesita mejor conocimiento de las rdenes y la estructura de programacin, por lo tanto, requiere que el operario o tcnico programador tengan un buen conocimiento. Esta programacin es ms rpida y verstil que la conversacional, por lo que se prefiere cuando se tiene un buen conocimiento y experiencia. En la programacin conversacional se trata de programar manteniendo una conversacin con el control. El control, segn la orden que se le haya indicado, preguntar por los diferentes datos que se necesitan. Por ejemplo, si se necesita que el controlador programe una interpolacin circular, preguntar por el sentido en el que debe girar el arco e indicar cul es la tecla que tiene que ser pulsada para el sentido deseado. Los botones del panel de programacin tambin suelen estar en formato claro para el operador, figura 15. Este sistema, aparentemente, es el ms indicado para programar a pie de mquina o para operarios sin conocimientos en programacin, pero una vez que se adquiere experiencia es preferible recurrir al sistema estndar para agilizar y ganar tiempo.

Figura 15. Sistema de teclas conversacionales. La programacin mixta es una mezcla de ambas. Actualmente existen controles que permiten actuar de una manera o de otra segn la interfase que decida el operario de mquina. La tendencia suele ir en esta lnea, teniendo en cuenta que de esta manera se puede programar segn la necesidad y capacidad de cada operario. Segn el sistema de escritura del programa se tiene:

Manual, a pie de mquina Manual, desde computadora Realizacin con sistema CAM

En la programacin manual a pie de mquina el operario a partir del plano escribe el programa directamente en el control. Esto, tericamente no afecta el tiempo de mecanizacin, pues los controles permiten escribir un nuevo programa mientras se est ejecutando el actual, pero en la

prctica el operario no siempre puede poner atencin a las dos tareas al mismo tiempo, lo que origina paros de mquina que siempre son costosos e indeseados. Actualmente es aconsejable realizar la programacin a pie de mquina solamente de aquellos programas que no ofrezcan ningn tipo de dificultad, que al operario le resulte fcil resolver y que sea de dimensiones reducidas. Tambin es aconsejable la realizacin de pequeos retoques del programa, tales como la modificacin de alguna cota o insercin de pequeos mecanizados. La programacin manual desde una computadora permite la creacin de programas de forma totalmente aislada del operario de mquina. Los programas se escriben a mano, tal como se hara a pie de mquina, pero en este caso desde una computadora. Esto permite que un solo tcnico pueda atender la programacin de varias mquinas simultneamente, dejando al operario de mquina mucha ms movilidad para controlar el proceso de mecanizado, tanto en el mbito de preparacin y gestin de herramientas, preparacin de materiales para el siguiente proceso, as como al control directo del mismo. La programacin con sistema CAM es el ms potente de los procesos de elaboracin de programas CNC y probablemente es hacia donde se inclinan todas las tendencias tcnicas. Sin embargo, en la prctica, existe una gran variedad de programas que por su simplicidad pueden generar una prdida de tiempo crearlos desde un sistema CAM, por lo que su empleo se reserva a programas de grandes dimensiones o de geometras complejas. 7. Sistema ISO Los sistemas de normalizacin tienen como objetivo la unificacin de normas y criterios en la aplicacin tcnica en los diferentes mbitos de la industria. El sistema ISO es el estndar ms utilizado, no obstante, cuando se cre la norma la evolucin tcnica no estaba al nivel actual y los aspectos que se acotaron en dicha norma resultan insuficientes actualmente. Como la tcnica ha ido ms de prisa que la normalizacin, en el mercado se encuentran sistemas CNC que no son compatibles entre s, salvo en los aspectos fundamentales como los sistemas de coordenadas y algunas funciones bsicas. A pesar de ello, las estructuras de programacin son muy similares, por lo que una vez aprendido un sistema, resulta fcil adaptarse al resto. Tal como se ha visto, en los sistemas de coordenadas existen dos formatos para la descripcin de un contorno geomtrico: incremental y absoluto. En los sistemas de programacin tambin se utilizan estos mismos formatos, pero con la posibilidad de realizar parte de un programa en un sistema y parte en el otro, e incluso existen controles que dentro de una misma lnea de programacin permiten que se escriba una coordenada en un sistema y las otras en el otro. Cada fabricante tiene diferentes estructuras de programacin, incluso dentro de un mismo fabricante se tienen estructuras diferentes dependiendo de los modelos. En todos los sistemas de control numrico se le conoce como frases o bloques a las lneas de habitualmente se usan, independientemente de si ocupan una o ms lneas ortogrficas. Un ejemplo de estructura de programacin puede observarse en la figura 16.

Figura 16. Estructura de las frases de programacin para torno FAGOR 8025 Algunas de las normas de escritura son las siguientes: Entre cada palabra existir un espacio de separacin. Las letras integrantes de las frases de programacin se escribirn en maysculas. Existen datos modales que actan como un interruptor, es decir, una vez que se activan no es necesario repetir la orden hasta que se requiera cambiarla por otra. Los datos modales afectan a gran parte de las palabras, pero no a todas ellas. En caso de omitir algunos datos, los restantes tienen que seguir el orden de la frase descrita ms arriba, por ejemplo:

Esta estructura est bien, pero no es necesario escribir los datos repetidos que son modales. En el ejemplo siguiente se ve el mismo programa sin repetir los datos modales.

Los caracteres empleados en la programacin segn la norma ISO, son: N Nmero de frase o bloque, es obligatorio indicarlo en todos los bloques para que el control entienda dnde empieza y para identificar las etiquetas de lneas. Permite introducir desde el 0 hasta el 9999 como valores. El nmero que se le asigne es eleccin del programador, pero se considerar que el orden de ejecucin lo realizar en sentido numrico ascendente. Es aconsejable programar en sistema numrico de 10 en 10 por si despus de escribir un programa se tiene que intercalar un bloque.

G Funciones preparatorias son, junto con los sistemas de coordenadas, los datos ms importantes que se introducen en un bloque. Indican al control todos los datos que utilizar el mismo para realizar los movimientos de los carros de todos los sistemas geomtricos ordenados. El formato es de dos caracteres que corresponden con el nmero de funcin escogida. Su rango va desde 00 a 99. Si la funcin tiene colocado un cero como carcter izquierdo se puede escribir utilizando los dos dgitos u obviando el cero de la izquierda. En ambos casos el control actuar de la misma manera. Por ejemplo: G00=G0, G01=G1, etc. En una frase de programacin se puede incluir ms de una funcin preparatoria, pero estarn siempre escritas una tras otra en la frase y no debern ser contradictorias entre s. La mayora de las funciones preparatorias son modales. Por tanto, no es obligado escribir en todas las frases las funciones preparatorias, sino slo en aquellas en que tengan que actuar. X, Y, Z Coordenadas que define la posicin de la herramienta en el mecanizado. El formato a utilizar es de cuatro dgitos para la parte entera y cuatro dgitos para la parte decimal y el rango de datos va desde -9999.9999 hasta 9999.9999. El valor es modal, por tanto no es necesario escribirlo si no cambia de valor. F Indicacin de la velocidad de avance, se utiliza para indicarle al control a qu velocidad de avance deben desplazarse los carros cuando estn mecanizando a velocidad controlada. Existen dos formatos de velocidad de avance, en mm/min y en mm/rev y dependiendo del sistema que se est usando el valor de F tendr un formato u otro. Si no se introduce ningn valor a F al comenzar el mecanizado, el control entender que debe ir a la mxima velocidad. Su valor es modal. S Velocidad de giro del plato indica a cuantas RPM girar el plato cuando reciba la orden de empezar a girar. El valor introducido en S puede tener dos formatos: directamente en RPM o la velocidad de corte a la que se desea que trabaje la mquina. En tal caso, el control cambiar directamente las revoluciones para adaptarlas a la velocidad de corte dependiendo del dimetro en que se encuentre la herramienta. Si no se introduce ningn valor a S al comenzar el mecanizado el control entender que tiene que girar a 0 RPM. T Indicacin de datos de la herramienta, tanto a nivel del nmero de la misma como al tipo de correccin que se debe aplicar. Desde este dato se le puede ordenar a la mquina qu herramienta seleccionar en el tambor de la misma. El valor que se le indique debe ser como se muestra en la figura.

Este dato se aplica a mquinas que tengan cambiadores automticos de herramientas. En caso de no disponer de cambiador automtico, el formato puede cambiar el sentido de actuacin de la siguiente manera:

Si al comenzar el mecanizado no se introduce ningn valor de T el control trabajar sin correccin y sin cambiar el tambor. Esto puede servir si slo se trabaja con una herramienta. El valor de T es modal. M Funciones auxiliares. Son las encargadas de controlar todos los aspectos auxiliares al mecanizado, tales como la puesta en marcha del cabezal, eleccin del sentido de giro, puesta en marcha de los sistemas de refrigeracin, etc. El formato es de dos caracteres que corresponden con el nmero de funcin escogida. Su rango va desde 00 a 99. Si la funcin tiene colocado un cero como carcter izquierdo se puede escribir usando los dos dgitos u obviando el cero de la izquierda. En una frase de programacin se puede incluir ms de una funcin auxiliar, pero estarn siempre escritas una tras otra en la frase y no debern ser contradictorias entre s. Las funciones auxiliares son modales. Listado de funciones preparatorias:

G00 M Posicionamiento rpido. G01 M * Interpolacin lineal. G02 M Interpolacin circular (sentido horario). G03 M Interpolacin circular (sentido anti-horario ). G04 Temporizacion. G05 M Trabajo en arista matada. G07 M * Trabajo en arista viva. G08 Trayectoria circular tangente. G09 Circunferencia 3 puntos. G20 Llamada a subrutina STD. G21 Llamada a subrutina paramtrica. G22 Definicin subrutina STD. G23 Definicin subrutina paramtrica. G24 Final de subrutina. G25 Salto incondicional. G26 Salto condicional si igual a cero. G27 Salto condicional si distinto de cero. G28 Salto condicional si menor. G29 Salto condicional si mayor o igual. G30 Visualizar cdigo de error.

G31 Guardar origen de coordenadas. G32 Recuperar origen guardado con G 31 G33 M Roscado. G36 Redondeo controlado de aristas. G37 Entrada tangencial. G38 Salida tangencial. G39 Achaflanado. G40 M * Anulacin de compensacin de radio de herramienta. G41 M Compensacin de radio a izquierdas. G42 M Compensacin de radio a derechas. G47 M Tratamiento de bloque nico. G48 M * Anulacin del tratamiento de bloque nico. G49 M Feed Rate programable. G50 Carga de dimensiones de herramientas en tabla. G51 Correccin de dimensiones de herramienta en uso. G52 Comunicacin con la Red Local Fagor. G53/G59 M Traslados de origen. G65 Ejecucin independiente de un eje. G66 Ciclo fijo de seguimiento de perfil. G68 Ciclo fijo de desbaste segn Z. G69 Ciclo fijo de desbaste segn X. G70 Programacin en pulgadas. G71 M Programacin en mm. G72 M Factor de escala. G74 Bsqueda automtica de referencia mquina. G75 Trabajo con palpador. G75 N2 Ciclo fijo de palpacin. G81 Ciclo fijo de cilindrado en tramos rectos. G82 Ciclo fijo de frenteado de tramos rectos. G83 Ciclo fijo de agujereado con broca. G84 Ciclo fijo de cilindrado en tramos curvos. G85 Ciclo fijo de frenteado en tramos curvos. G86 Ciclo fijo de roscado longitudinal. G87 Ciclo fijo de roscado frontal. G88 Ciclo fijo de ranurado longitudinal. G89 Ciclo fijo de ranurado frontal. G90 M * Programacin de cotas absolutas. G91 M * Programacin de cotas incrementales. G92 Preseleccin de cotas y limitacin de S. G93 Preseleccin de origen polar. G94 M Avance F en mm/ min. . G95 M * Avance F en mm/ rev. G96 M Velocidad S en m/ min. ( velocidad de corte cte.). G97 M * Velocidad "S" en r.p.m. (velocidad angular cte. ).

M Indica que esa funcin es modal, o sea que permanece activa hasta que sea anulada por otra modal incompatible, o hasta encontrar un M2, M30, Emergencia o Reset. * El asterisco indica que esas son las condiciones que asume por omisin la mquina al ser encendida, o despus de un M2, M30, Emergencia, o Reset. En un mismo bloque o lnea, se pueden programar todas las funciones G que se deseen y en cualquier orden, excepto las siguientes que debern ir solas en una lnea por ser especiales: G20-G21-G22-G23-G24-G25-G26-G27-G28-G29-G30-G31-G32-G50-G53/59-G72-G74 y G92. Lista de funciones auxiliares

M00: Parada de programa. Cuando el CNC lee un bloque con M00, interrumpe el programa. Para reanudarlo, se oprimir el botn de inicio de ciclo.

M01: Parada condicional de programa. Idntico al M00 solo que lo tomar en cuenta nicamente si est activada la seal exterior condicional

M02: Final de programa. Indica el fin de programa y adems realiza un Reset general (vuelta a condiciones iniciales). Adems ejecuta M05 (parada del plato). M03: Arranque del cabezal (sentido horario). Este cdigo pone en marcha el cabezal a la velocidad programada mediante S y en sentido normal de marcha.

M04: Arranque del cabezal (sentido anti-horario). Arranca el cabezal en contramarcha, por ejemplo para agujerar con brocas helicoidales normales o de hlice derecha.

M05: Parada del cabezal. Esta funcin detiene el cabezal

M08: Encendido de electrobomba: Esta funcin activa el motor de la electrobomba de fluido refrigerante (aceite soluble o de corte).

M09: Apagado de electrobomba: Esta funcin detiene el motor de la electrobomba de fluido refrigerante.

M10: Abrir puerta: Esta funcin abre la puerta de la mquina herramienta.

M11: Cerrar puerta: Esta funcin cierra la puerta de la mquina herramienta.

M17: Abrir plato de garras: Esta funcin abre el plato de garras para sujecin de la herramienta.

M17: Cerrar plato de garras: Esta funcin cierra el plato de garras para sujecin de la herramienta.

M19: Parada orientada del cabezal. Al programar M19 S _ _ _ _. _ _ _ el cabezal se detendr en una posicin angular determinada definida por S en grados respecto a la posicin cero que emite como seal el encoder de la mquina.

M30: Fin del programa y vuelta al inicio. Esta funcin es similar al M02, pero adems posiciona nuevamente la primera lnea de programa aunque no la ejecuta. De esta manera, la mquina queda preparada para hacer una nueva pieza.

M41-M42-M43-M44: Seleccin de gama de velocidades. Cuando se trabaja con la modalidad G96 (velocidad de corte constante), es obligatorio colocar en la misma lnea la gama de velocidades elegida. Normalmente, al definir las 4 gamas, M41 definir a la ms baja y as sucesivamente. M45: Seleccin de la velocidad de herramienta motorizada. Si se programa un bloque con M45 S +/- _ _ _, la S indicar la velocidad de giro de la herramienta motorizada. El signo +/- definir uno u otro sentido de giro de la herramienta. Para detenerla bastar con poner M45 o M45 S 0. 8. Desarrollo de la prctica Emplear un diseo bidimensional para obtener el cdigo de programacin para la pieza que se muestra en la figura 17 en un torno de control numrico.

Figura 17. Pieza a trabajar.

1. Creacin de la geometra.

a. Configure el sistema en pulgadas y ponga la rejilla activa.

b. Cambie el CPlane a +D +Z seleccionando Planes -> Lathe diameter de la barra de estado como se muestra.

c. Trace un par de lneas que se intersecten en el origen como se muestra.

d. Trace lneas paralelas a las lneas verticales y horizontales hasta obtener la siguiente figura:

e. Utilizando Trim/Break/Extend seleccione el botn Trim 1 Entity y expanda las lneas que se muestran en la siguiente figura.

f. Seleccione el botn Trim 2 Entities y modifique la figura como se muestra.

g. Seleccionando Trim 3 Entities modifique la figura como se muestra.

h. Seleccionando Trim 1 Entity obtener la siguiente figura.

i. Unir las esquinas de las figuras con una lnea endpoint y redondear como se muestra.

j. Eliminar las lneas intermedias y crear una paralela a la izquierda del dibujo y a 1 pulgada

k. Crear ms lneas paralelas como se muestra en la figura.

l. Con Trim 3 Entities seleccionar las lneas en el orden que se muestran en la figura anterior numeradas del 1 al 3. Con Trim 2 Entities seleccionar las entidades en orden de la a a la d en la siguiente figura.

m. Crear un bisel (chamfer) de 0.15 x 45 grados y de 0.125 x45 grados como se muestra:

n. Crear una lnea polar de 1 pulgada y -59 grados como se muestra.

o. Eliminar las lneas sobrantes para obtener la siguiente figura.

p. Guardar el trabajo.

2. Creacin de trayectorias. a. Seleccionar Machine type->Lathe->Default, desplegar el gestor de operaciones

Operations Manager (Alt-O), expandir las propiedades y abrir Stock setup. b. Seleccionar el botn de propiedades del stock y ajustar los parmetros como se muestra.

c. Seleccionar propiedades en el rea de mordazas de sujecin (Chuck jaws) y ajustar

d. Seleccione la pestaa Tool Settings y ajuste parmetros como se muestra:

e. Aplanado de la cara. Abrir Toolpaths->Face presionar OK para seleccionar el nombre NC, Seleccionar el cortador OD Rough Right -80deg y seleccionar la pestaa Face parameters para ajustar los parmetros como se muestra. Al terminar presione el botn OK.

f. Tornear la pieza. Abrir Toolpaths->Rough, seleccionar una cadena parcial asegurando el sentido contrario a las manecillas del reloj como se muestra en la siguiente figura.

Apuntando en el rea Tool parameters con el botn derecho del mouse desplegar el men y seleccionar Create new tool. En la ventana emergente seleccionar General Turning.

Seleccionar la pestaa inserts y elegir la forma D (55deg diamond), cambiar a la pestaa holders y seleccionar A (0 deg side clr.). En la pestaa parameters poner el nombre de la herreamienta. Presionar OK.

Cambiar a la pestaa Rough Parameters y hacer los cambios necesarios como se muestra en la figura. Presionar el botn Lead In/Out y hacer los cambios que se indican en las figuras.

Presione el botn OK de esta ltima ventana y posteriormente el botn Plunge Parameters de la ventana anterior. Modifique los parmetros como se muestra. Presione el botn OK de esta ventana y el botn OK para salir de Rough Parameters.

g. Acabado de la pieza. Abrir Toolpaths->Finish y seleccionar el botn Last en el cuadro

de dilogo chaining.

Seleccionar el cortador OD Finish Right -35deg y ajustar los parmetros de acabado como se muestra en la siguiente figura.

Presionar el botn Lead In/Out y ajustar los parmetros como se muestra. Presionar el botn Plunge Parameters y ajustar los valores.

Seleccionar OK para salir de todos los cuadros de dilogo

h. Generar la rosca. Abrir Tootlpaths->Thread y hacer los cambios que se muestran en la figura. Cambiar a la pestaa Thread shape parameters y proporcionar el valor para Lead y Major Diameter, como se ve en la figura.

Seleccionar Compute from formula, verificar que la opcin Thread from se encuentre en el valor Unified UNR y que los parmetros Load y Basic major diameter tienen los valores que se teclearon en el paso anterior. Presionar el botn OK. Indicar la ubicacin donde se desea generar la rosca. Presionar el botn Start Position y sealar en el dibujo el punto donde inicia la rosca. Presionar el botn End Position para sealar la posicin donde terminar.

Cambiar a la pestaa Thread cut parameters y ajustar los valores como se indica en la figura. Una vez ajustados los valores, presionar el botn OK.

i. Girar la pieza. Ahora se va a tornear la parte trasera de la pieza. Seleccionar de la barra de mens Toolpaths->Misc Ops->Stock Flip. Presionar el botn Select en el recuadro Geometry de la pestaa Lathe Stock Flip y presionar al botn All de la ventana grfica, el botn OK de la ventana emergente y el botn End Selecction de la ventana grfica. Modificar los parmetros como se muestra en la siguiente figura y presionar OK.

j. Aplanado, torneado y acabado de la pieza. Siga los pasos e, f y g para la siguiente cadena.

k. Centrar y taladrar el orificio. Centrar la perforacin con una broca Center drill con

una profundidad de 0.2 y taladrar con una broca de 1.0 con una profundidad de -2.25 y compensacin de 0.25.

l. Crear el bisel empleando una trayectoria de acabado. Seleccionar Toolpaths->Finish y elegir el botn Single en el cuadro de dilogo Chaining. Seleccionar el bisel en el diagrama y presionar el botn OK. Utilizar la herramienta Boring bar (ID. FINISH MIN .5 DIA) y ajustar los parmetros de los cuadros de dilogo Lead In y Lead Out como se muestra.

m. Guardar el trabajo.

Revisar las trayectorias, realizar la simulacin y generar el cdigo de programacin.

Analizar las opciones y parmetros en cada uno de los pasos de maquinado y explicarlos.

Anote sus conclusiones y observaciones.