VIDEO CNC.

Con este video se pretende mejorar la comprensión de la teoría básica del control numérico computarizado o CNC.

Mostrando: la tecnología básica del CNC, sistema de coordenadas rectangular, la creación de un programa y los conceptos de programación externos a la máquina.

Un control numérico realiza todas las funciones y movimientos ejecutados por un operador calificado. El control numérico responde a la necesidad de mayor productividad, uniformidad y consistentencia en la calidad. Las instrucciones del programa son convertidas en señales de salida como la velocidad del husillo, selección de herramienta , movimientos de las herramientas y control de los fluidos de corte.

Cuando se integra con un procesador por computadora, el CNC, permite que los programas se editen y almacenen en la memoria del computador, diagnosticar fallar y permitir el control de calidad durante el mecanizado.

Todo mecanizado en un CNC comienza con la programación, la cual está compuesta por una serie de instrucciones y comandos secuenciales que realizan las funciones específicas. El programa puede realizarse manualmente o generado por sistemas de programación asistidas por computadora CAM.

PRINCIPIOS BÁSICOS CNC.

Todas las máquinas controladas por computadora son capaces de controlar sus movimientos de forma precisa y repetitiva en varias direcciones. Cada una de estas direcciones se denomina ejes. Dependiendo del tipo de máquinas, estas pueden tener de dos a cinco ejes. Adicionalmente, una máquina CNC puede tener ejes lineales, en los cuales el movimiento es una línea recta, o ejes rotatorios en los cuales el movimiento sigue una trayectoria circular.

Cada eje está compuesto por un componente mecánico, tal como la bancada que se mueve, un servo motor conductor que potencia el movimiento mecánico, y un tornillo de bolas que transfiere la potencia del servo motor al componente mecánico. Estos componentes, conjuntamente con los controles computarizados que los gobierna, son llamados sistema conductor del eje.

Usando una fresadora vertical como ejemplo, tiene tres ejes lineales de movimiento. Cada uno de ellos se nombra con una letra alfabética. El movimiento de la mesa de un lado a otro es llamado eje “X”. El movimiento de la mesa hacia adentro y afuera es el eje “Y”, mientras el movimiento del cabezal hacia arriba y abajo sobre la columna es el eje “Z”. Si se agrega una mesa rotatoria a la mesa de la máquina, el cuarto eje se llama “A”.

POSICIONAMIENTO DE LA PIEZA.

El método de posicionamiento de la pieza preciso en relación a la herramienta es llamado “sistema de coordenadas rectangulares”. En una fresadora vertical, la línea base horizontal es denominada el eje “X”, mientras la línea base vertical es llamada eje “Y”. El eje “Z” está en una ángulo recto, perpendicular tanto al eje “X” como el eje “Y”.

Los incrementos desde las líneas base son especificados en mediciones lineales, para la mayoría de las máquinas el incremento menor es de una diez milésima de pulgada 0,0001”. Si la máquina es graduada en sistema métrico el incremento es de una milésima de milímetro 0,001 mm. El sistema de coordenadas rectangulares permite la localización de puntos en el espacio. Estos puntos o localizaciones son denominadas “coordenadas”. Las coordenadas están referidas al centro de la herramienta y guían la “trayectoria” a través de la pieza.

El punto de intersección donde las líneas bases del sistema de coordenadas es llamado “cero del programa”, “origen pieza”. Este es el punto donde se refieren el resto de coordenadas. La ubicación del cero del programa puede variar de una pieza a otra.

Las dos formas de especificar las coordenadas son el “modo absoluto”y el “modo incremental”. En el modo absoluto todas las coordenadas son referenciadas del cero del programa y pueden llevar el signo más o menos (+/-). Además, en el modo absoluto, el sistema de coordenadas rectangular está dividido en cuatro (4) cuadrantes para ayudas a establecer los signos de las coordenadas. Cada coordenada “incremental” está referenciada a la coordenada localizada previamente. El modo absoluto es el usado mas ampliamente en la programación CNC.

PRINCIPIOS DE LA PROGRAMACIÓN CNC.

Las instrucciones en el CNC son denominadas comandos del programa de la pieza. Cuando está corriendo, un programa de pieza está interpretando una línea de comando a la vez hasta que se completen todas las líneas. Los comandos, también se conocen como bloques, y están compuestos por palabras las cuales comienzan con una letra mayúscula y termina con un valor numérico.

Cada letra mayúscula está relacionada con una función específica de la máquina. Las letras “G” y “M” son dos de las más comunes. Una letra “G” especifica ciertas preparaciones de la máquina tales como los modos métricos o en pulgadas, o los modos absoluto o incremental. Una letra “M” especifica las funciones misceláneas y trabajan como interruptores de encendido y apagado (on/off) del fluido de corte, cambio de herramienta o rotación del husillo. Otras letras mayúsculas son utilizadas para dirigir una amplia variedad de otros comandos de la máquina.

PARÁMETROS DE COMANDO DEL PROGRAMA.

Para la programación óptima de la máquina se requiere considerar ciertos parámetros de operación que incluyen: Control de posición, Compensaciones y Características especiales de la máquina.

El control de posición es la capacidad de programar la herramienta y los movimientos de los carros de la máquina simultáneamente a lo largo de dos o más ejes. El posicionamiento puede ser movimiento punto a punto o movimiento de contorneado a lo largo de una trayectoria continua. El contorneado requiere movimientos de la herramienta a lo largo de múltiples ejes simultáneamente. Este movimiento es llamado “interpolación” el cual procede a calcular los valores intermedios entre los puntos programados a lo largo de la trayectoria programada y ajustándose a esos valores con movimientos precisos. La interpolación puede ser lineal teniendo un punto de inicio y fin a lo largo de una línea recta o circular el cual requiere un punto final, un centro y una dirección alrededor del arco.

Las compensaciones corrigen las variaciones relativas de las herramientas. Dos de los tipos más importantes son la compensación de la longitud y la compensación del radio de la herramienta.

Las características especiales son aquellas que pueden minimizar los errores de la programación CNC. Una característica especias es el ciclo fijo que permite programar diferentes instrucciones en una sola línea. El perforado y las operaciones secundarias asociadas son programadas con ciclos fijos o enlatados.

CAD/CAM

Dos sistemas basados en las computadoras que impactan el uso de la tecnología CNC son el diseño asistido por computadora y la manufactura asistida por computadora.

Un diseño asistido por computadora, o CAD, usa la computadora para crear gráficamente los diseños y modelos de los productos. Estos diseños pueden ser revisados y refinados para optimizar su uso final y aplicación. Una vez finalizado el diseño CAD es exportado a la manufactura asistida por computadora, sistema CAM. Los sistemas CAM ayudan en todas las fases de la manufactura de un producto, incluyendo planificación producción, planificación mecanizado, inventario, supervisión y control de calidad.

Preguntas de revisión.

1. Un programa de pieza es:a. Un diseño.b. Una pieza isométrica.c. Un conjunto de instrucciones secuenciales.d. Una representación de la trayectoria de la herramienta.

2. Un movimiento direccional del componente de la máquina es referenciado como:a. Surgeb. Correderac. Servod. Eje.

3. El número de ejes de la máquina puede ser de :a. 2 a 5b. 5 a 7c. Un número infinito.d. 1 a 3

4. El movimiento de la mesa de una fresadora vertical hacia adentro y hacia afuera es el:a. Eje “Z”b. Eje “A”c. Eje “Y”d. Eje “X”

5. Una coordenada es una:a. Serie de instrucciones del programab. Localización matemáticac. Punto en el espacio generado por la computadorad. Sistema completo CNC

6. En el modo absoluto todas las referencias comienzan:a. En el cero del programab. En el punto de la última coordenadac. En las coordenadas del primer punto programadod. En la línea base del eje “X”

7. Cada función específica de la máquina tiene un:a. Código de identificaciónb. Punto de coordenadasc. Designación del eje.d. Letra mayúscula.

8. Cuando se programa, una compensación generalmente se relaciona con:a. Variaciones de la herramienta.b. Velocidad del husilloc. Movimiento de la mesad. Número de ejes de la máquina.

9. Un ciclo fijo es uno que:a. Puede minimizar los errores de programaciónb. Puede contener múltiples instruccionesc. Es repetible usando una instrucción sencillad. Todas las anteriores.