TECNOLOGICO VIDA NUEVACONTROL NUMRICO COMPUTARIZADOC.N.C.ING. CARLOS ECHEVERRIAESPECIALIDAD MECANICA INDUSTRIAL

UNIDAD 1: MAQUINAS HERRAMIENTAS DE CONTROL NUMERICO CN-CNCOBJETIVO:Adquirir una visin general de lo que son las maquinas herramientas CNC la programacin y movimientos principales para que puedan ser aplicados en el campo prctico.CN- Control Decimal Numrico (CN) es un sistema de automatizacin de mquinas herramientas que son operadas mediante comandos programados en un medio de almacenamiento, en comparacin con el mando manual volantes o palancas.

Instrucciones-mediante tarjetas perforadas.Analgicos-digitales/microprocesadores = CNComputadora

CNC es el acrnimo de Computer Numerical Control= Control de una mquina herramienta usando nmeros y letras.Sistema en le cual los valores numricos programados son directamente insertados y almacenados en un medio de entrada, automticamente ledos y decodificados para provocar el movimiento correspondiente en la maquina que se esta controlando.Se trata de un mtodo de control de los movimientos de una mquina, pudiendo ser sta: un torno, una fresadora, una rectificadora, una soldadora, una cortadora, una mquina textil, una electroerosionadora, etc. mediante una computadora.DEFINICION

APLICACIONESGracias a lo anterior, puede hacer movimientos que no se pueden lograr manualmente como crculos, lneas diagonales y figuras complejas tridimensionales. Una vez programada la mquina, sta ejecuta todas las operaciones por s sola, sin necesidad de que el operador est manejndola.

CNC APLICADO A LOS MTODOS DE CORTEMtodo obsoletoMtodo moderno

CNC APLICADO A LA MANUFACTURA

Fundamentos del funcionamiento de una maquina CN

Diseo adecuado de las mquinasFactores: forma, materiales de las estructuras, esfuerzos, peso, consideraciones de fabricacin y rendimiento. ExactitudMejoras en la rigidez estructural y la compensacin de las deflexiones con el uso de controles especiales.BastidoresTipo caja, rigidez esttica mejor.

VibracionesEvitar, provoca movimiento.Condiciones de ubicacinLugar, seguridad, y espacio.

Elementos Bsicos Programa: Informacin/acciones a ejecutar.

Control Numrico: Interpreta estas instrucciones, las convierte en seales correspondientes para los rganos de accionamiento de la mquina y comprueba los resultados.

Maquina: Ejecuta las operaciones.

PROCESOEl trmino "control numrico" se debe a que las rdenes dadas a la mquina son indicadas mediante cdigos numricos. Esto se ejerce a travs del siguiente proceso:Dibujo del proyectoProgramacinInterfaseUnidad de controlMquina Herramienta

DIBUJO DEL PROYECTO

Para dibujar el proyecto, sea ste: pieza, corte, bordado, etc. Se utiliza el CAD que es el acrnimo de Computer Aided Design o diseo asistido por computador. Las herramientas de CAD abarcan desde herramientas de modelado geomtrico hasta aplicaciones a medida para el anlisis u optimizacin de un producto especifico.

PROGRAMACION DEL PROYECTOPara programar el proyecto se utiliza el CAM que es el acrnimo de Computer Aided Manufactring o manufactura asistida por computador. El sistema CAM toma la informacin del diseo y genera la ruta de corte que tiene que seguir la herramienta para fabricar la pieza deseada.

MAQUINASe encargar de mecanizar, mediante una herramienta de corte, el proyecto codificado por el CAM, controlado y supervisado por la unidad de control

Ventajas VS DesventajasMaquinas CNC

Flexibilidad de mquina: Se adapta e incrementa a los cambios/tareas produccinDemasiada frecuencia de errores en la programacinFlexibilidad para el cambio: Para las instrucciones, se pueden modificar, fcil adaptacin.Deterioro de cintas magnticas o perforadas en que estn grabadas las instrucciones.

Reduccin de mano de obra. La sensibilidad del lector de las instrucciones a las averas.

Reduccin de inventarios.Elevada inversin inicial. El personal que tenga conocimiento en CNC.Reduccin de tiemposAveras: Costosas en lo que respecta a la parte elctrica y electrnica.

Contraste entre una mquina convencional y una mquina C.N.C.

Se opera por una sola personaUna persona puede operar muchas mquinas.Es necesario localizar el dimensionamiento en el Plano.No necesita localizar las medidas el diseo grfico lo hace.

Es necesario la experiencia. No es necesario la experiencia.

El operador tiene el control de profundidad, avance, etc. El programa tiene todo el Control de los parmetros de corteExisten trabajos que es imposible realizar. Luego que se ejecuta el Programa virtualmente se realiza cualquier trabajo.

Arranque de viruta-trazado y deformacin.Centro de mecanizado Centro de torneado.Caractersticas de precisin, estructural, mayor rigidez y ausencia de vibraciones.Diseo de la cadena cinemtica, juegos rozamientos, vibraciones e inercia de las masas mviles para mejorar sus precisin y repetitividad del posicionamiento de la mquina herramienta, aumentando la rigidez de las guas y utilizando materiales de bajo coeficiente de friccin y rodadura, husillos sin holguras.Uniformidad trmica con potentes sistemas de refrigeracin de herramienta, pieza e incluso mquina.Las funciones desarrollada de una mquina convencional las maquinas a control numrico incorporan:Sistemas de posicionado de la herramienta, medicin del desplazamiento, pieza-herramienta, control de condiciones de mecanizado, cambio de herramienta y cambio de pieza.Criterios para decidir una inversin

La unidad de gobierno.Los servomecanismos.Los transductores.Dispositivos para el cambio de herramienta.Husillos y ejes de trabajo y avance.Componentes de una maquina CNUn servomecanismo es un sistema formado de partes mecnicas y electrnicas que en ocasiones son usadas en robots, con parte mvil o fija. Puede estar formado tambin de partes neumticas, hidrulicas y controlado con precisin. Ejemplos: brazo robot, mecanismo de frenos automotor, etc.Un transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir una determinada manifestacin de energa de entrada, en otra diferente a la salida, pero de valor muy pequeos en trminos relativos con respecto a un generador.

El nombre del transductor ya nos indica cual es la transformacin que realiza (por ejemplo electromecnica, transforma una seal elctrica en mecnica o viceversa). Es un dispositivo usado principalmente en la industria, en la medicina interna, en la agricultura, en robtica, en aeronutica, etc., para obtener la informacin de entornos fsicos y qumicos y conseguir (a partir de esta informacin) seales o impulsos elctricos o viceversa. Los transductores siempre consumen cierta cantidad de energa por lo que la seal medida resulta atenuada.

El control numrico se monta sobre todo tipo de mquina herramienta convencional, tanto de arranque de viruta como de trazado y deformacin. Sin embargo, el control numrico ha promocionado el desarrollado de dos tipos de mquinas mltiples:

El centro de maquinado, en el que sobre pieza fija una o ms torretas con herramientas giratorias permiten efectuar operaciones de fresado, taladrado, 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.

Se considera a lostornosla maquina ms antigua del mundo. eltornobsico tiene las siguientes partes principales: bancada, cabezal, contrapunta, carro corredizo. los tipos de torno existen para diversas aplicaciones se puede listar como sigue: tornos mecnicos rpidos, horizontales, verticales, automticos. cada categora influye una gran variedad de tornos y aditamentos, lo cual tambin depende delvolumende produccin requerido.

Eje X: Es el que realiza el movimiento transversal perpendicular al eje principal de la mquina. (Basado en un torno con la herramienta trabajando desde el lado del operario) Eje Z: Es el que realiza el movimiento longitudinal en sentido del eje principal de la mquina.

A la hora de iniciar un programa CNC es necesario tener en cuenta tres factores: cero maquina, cero pieza y punto de referencia. El primero es el punto donde se sita el sistema de coordenadas inicial de las maquinas y generalmente se ubica sobre el eje X-0El segundo es el sistema de referencia que el programador elige teniendo en cuenta la geometra y acotacin de la pieza a mecanizar. Esta funcin se debe programar en cada modelo de pieza nueva y tiene como coordenadas en X el centro del husillo y en Z la distancia que hay entre el cero maquina a la cota elegida.El punto de referencia, que es programado por el fabricante del torno es aquel donde la maquina determina la medicin de sus coordenadas; cada vez que el operador encienda la maquina debe enviar el carro hacia este punto, de lo contrario el torno no podr empezar el proceso de mecanizado.

Nuevos adelantos en las maquinas y herramientas son los centros de maquinado, esto son una maquina que puede tener unas 100 herramientas o ms con un cambiador automtico de ellas. est diseada para efectuar diversas operaciones sobre diferentes superficies de la pieza de trabajo. los centros de maquinado pueden producir piezas complejas con gran exactitud y rapidez.

En las fresadoras se emplean cortadores con dientes mltiples conocidos como fresas. el fresado suele ser de corte o perifrico. el filo s enfra en forma intermitente, por que los cortes no son continuos. las bocas de los huesillos y portaherramientas estndar de las fresadoras permiten intercambiar portaherramientas y fresas para frasado de frente, sin que importen laconstruccino el tamao de la maquina.

Eje Z: Es el que realiza el movimiento perpendicular de la herramienta hacia el suelo. Eje Y: Es el que realiza el movimiento transversal de la herramienta. Eje X: Es el que realiza el movimiento longitudinal de la herramienta.

Las taladradoras verticales se suelen designar por una dimensin que indica en forma aproximada el dimetro del circulo ms grande que se puede taladrar en su centro. debajo de la maquina. las taladradoras para trabajo pesado del tipo vertical, con transmisin por completo con engranes para la velocidad del avance, se construyen con una columna del tipo de caja a diferencia de las antiguas que tenan una columna cilndrica.

Control Numrico Punto a PuntoPosiciona y controla cualquier punto de forma exacta, pero n o gobierna la trayectoria de ejes. Se utiliza para maquinas sencilla, como taladradoras, punteado-punzonadoras.

Control Numrico ParaxialEs un sistema que gobierna el posicionamiento y la trayectoria seguida, pero la trayectoria se realiza paralela a uno de los ejes de la mquina y siempre realiza segmentos rectilneos. Su aplicacin dentro de la mquina-herramienta es en las taladradoras, punzonadoras y en fresadoras que no mecanicen tramos curvos.

Control Numrico Continuo o por ContorneadoCuando la pieza a mecanizar est compuesta por tramos rectos y curvos, este tipo es el idneo en todo tipo de mquinas CNC.

LA AUTOMATIZACIN DE LA PRODUCCION DE PIEZASEl CNC se utiliza para controlar los movimientos de los componentes de una mquina por medio de nmeros y estar sujeta de acuerdo al tipo de operacin de corte.Condiciones de operacin como fuerza, temperatura, rapidez de desgaste ( en la herramienta) y acabado superficial en la pieza, convierte estos datos en control de avance y velocidad que permita obtener la mxima productividad y eficiencia en los maquinados de los metales.Videos educativos.

Examen Parcial 1: Mquinas Herramientas CN/CNCQu es una mquina de control numrico?

Describa el proceso que emplea una mquina de control numrico computarizado.

Describa tres ventajas y tres desventajas de una mquina CNC.

Cual es la diferencia de un centro de torneado con un centro de maquinado.Tmax: 25 minutos.

UNIDAD 2: PROGRAMACION DE LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS CN-CNCOBJETIVO:Conocer la programacin en una mquina CNC mediante el tipo de herramienta en el mecanizado automtico de piezas.La programacin CNC, es una serie de comandos que le indica como hacer a la maquina CNC. Parecido a oraciones, cada lnea tiene una serie de comandos que permiten cortar y dar forma a una serie de materiales (metales-madera-plstico, etc).

Existen diferencias entre los controladores que se encuentran en el mercado, inclusive de un mismo fabricante debido a la variedad de modelos existentes.

Para entender el CNC, es necesario conocer las diferencias y similitudes que presentan los diferentes controladores as como los estndares que utilizan para su programacin.

Normalmente se siguen dos estndares mundiales:ISO 6983(International Standarization Organization)EIA RS274(Electronic Industries Association)

Estndares de instrucciones de produccin (cdigo) que permiten a la maquina herramienta llevar a cabo ciertas operaciones en particular.

Por ejemplo: las siguientes lneas ordenan a una fresadora CNC que ejecute en la lnea de cdigo 100 un corte relativo al origen con un avance de 20 in./min a lo largo del eje X 1.25 in. y del eje Y 1.75 in. N95 G90 N100 G01 X1.25 Y1.75 F20

Cada movimiento o accin se realiza secuencialmente.Cada bloque debe ser numerado y usualmente contiene un solo comando, ejemplo:

N10 G90 (cotas absolutas)N20 M03 S1250 (Prende husillo a 1250 rpm SH)N30 M05 (Apaga husillo)N40 M30 (Fin de programa , inicio)

Programacin absoluta.- todas las coordenadas parten de un punto cero ubicado en la figura.

Programacin incremental.- todas las coordenadas van incrementndose dependiendo de su posicin con respecto al anterior.

Segn la norma ISO las direcciones utilizadas y su significado son.N Numero de bloque (inicio)G Funcin preparatoriaX Y Z Coordenadas/desplazamiento en los ejes principalesU V W Coordenadas/desplazamiento en los ejes secundariosP Q R Coordenadas/desplazamiento en los ejes terciariosI Localizacin en X del centro de un arco (centro de circulo)J Localizacin en Y del centro de un arco (centro de circulo)K Localizacin en Z del centro de un arco (centro de circulo)S Velocidad del husillo/rotacin (RPM)F Velocidad de avanceM Funcin Miscelnea/auxiliar

Es un lenguaje mediante el cual las personas pueden decir a mquinas herramienta controladas por computadora qu hacer y cmo hacerlo. Esos "qu" y "cmo" estn definidos mayormente por instrucciones sobre adonde moverse, cuan rpido moverse y que trayectoria seguir. Son junto con los sistemas de coordenadas, los datos mas importantes que se introducen en un bloque. Indican al control todos los datos que utilizara el mismo, para realizar los movimientos de los carros, de todos los sistemas geomtricos ordenados.Son las encargadas de la realizacin de la geometra de la pieza y las condiciones asociadas con ella.Funciones de movimiento de la maquina, movimientos rpidos, avances, avances radiales, pausas, etc.

Los cdigos G indican funciones geomtricas, es decir, controlan el movimiento de la herramienta de corte. Un cdigo G consta de dos componentes: La letra "G" la cual indica que esta instruccin es utilizada para el movimiento de la herramienta de corte y, Dos dgitos que definen cmo debe moverse la herramienta de corte.

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.Los cdigos M son comandos para ejes sin movimiento para la maquina.El formato para un cdigo M es una letra M seguido por dos nmeros, por ejemplo M02.

Nota: solo se permite un cdigo M por lnea.

F- indicacin de la velocidad de avance(modal), se utiliza para indicarle al control a que velocidad de avance debe desplazarse los carros, cuando estn mecanizando a velocidad controlada.

F120 F0.15

Nota: si no se pone valor en F la maquina entender que se debe mover a mxima velocidad.S- velocidad de giro del husillo(modal), indica a cuantas RPM girara el husillo cuando reciba la orden de empezar a girar, puede tener dos formatos, directamente las RPM a que debe girar cuando reciba la orden, o a la Vc que se desea trabaje la maquina, en tal caso el control cambiara directamente las revoluciones para adaptarlas a la Vc, dependiendo del dimetro en que se encuentre la herramienta.S1240 S140

Nota: si no se pone valor a s la maquina va tomar el giro del husillo como 0 y no girara aunque indiquen que gire.

G01 = interpolacin lineal con avance controlado.G02= interpolacin circular, sentido horario.G03= interpolacin circular, sentido anti horario.G04= Pausa temporizada( para brocas, rimas, etc.)G42= compensacin a la derecha(torno)G50= limita las RPM(rev. Max)G71=limita las RPM de desbaste.G72=limita las RPM de desbaste de careado.G73=ciclo para retirar material de una trayectoria irregular.G74= ciclo de taladrado muy pequeo.G75= ciclo de ranurado int., ext.G76= ciclo de roscado con pasadas mltiples.G80 a G84= ciclo de taladradoG98= av/minG99= av/rev

M00= detiene el husillo, refrigerante, ejes. Al oprimir el ciclo start el programa continua desde el bloque resaltado.M01= parada opcional del programa (optional stop)M02= fin de programa, este cdigo es igual que el M30 y sirve para detener todos los movimientos de la maquina. A diferencia del M30.M04= giro del husillo en sentido anti horarioM03= giro del husillo en sentido horario.M05= detiene el husilloM06= cambio de herramientaM08= activar refrigeranteM09= desactivado del refrigeranteM30= fin del programa y reinicio, el cdigo M30 se usa para detener un programa. Detiene el husillo, el refrigerante y el extractor de viruta, el cursor del programa regresa al inicio del programa, el M30 cancela tmb. Los correctores de la altura de la herramienta.M31= avance del extractor de virutasM33= detener el extractor de virutasM34=incrementa el torrente del refrigerante.

M48Liberacin de cancelacinM49CancelacinM98Transferencia a subprogramaM99Transferencia a subprograma principal (fin de subprograma)

CERO MQUINA El cero - mquina o punto de origen de la mquina es el que est fijado como origen del sistema de coordenadas y esta fijado por el fabricante dela misma, y no se puede modificar nunca.

En las fresadoras suele estar situado sobre la bancada normalmente a medio metro de ella.

En los tornos suele estar situado en el centro de giro de la torreta portaherramientas y sobre su cara frontal (puede variar de acuerdo al criterio del fabricante).

Antes que nada el operador debe estar en contacto con el proveedor de la maquina u otro operador que ya haya manejado la maquina, compartir informacin bsica del funcionamiento de la misma, o leer el manual de fabricante.Siempre que se quiera correr un programa el operador debe correr en vacio, en la velocidad mnima de avance y paso por paso, de esta manera se dar cuenta si excede de las dimensiones de la maquina, de otra forma se deber reprogramar.

Cero piezaEl cero - pieza es el punto de origen de la pieza. Es el punto de origen que se fija para la programacin de las medidas de la pieza, puede ser elegido libremente por el programador. Para definir un cero - pieza basta con llevar el cabezal hasta el punto deseado y pulsar las teclasX ENTER y Z ENTER (equivale a asignarle tanto aX como a Z el valor 0).

Para encontrar el cero pieza en una fresadora normalmente se utiliza un edge finder (digital/analgico).

Con cualquier herramienta se acerca la torreta manualmente y en velocidad de avance mnima a la pieza, antes de tocar la pieza se pone un pedazo de papel entre ambas, con la finalidad de no daar los filos de la herramienta, una ves echo esto se presiona el botn de cero pieza, finalmente se le resta la profundidad del papel.

En una mquina CNC es habitual compensar el radio de las herramientas, para conseguir que siga la trayectoria de mecanizado sea el "borde cortante" y no el centro de la herramienta.

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