guía de operación y programación torno cnc

Ilustre Municipalidad de MejillonesDepartamento de Educación

Complejo Educacional. “Juan José Latorre BenaventeMecánica Industrial

Guía de Operación y Programación Torno CNCC.M.A.P. 4° M.D.

1. CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS DE UNA MÁQUINA CNCUna máquina de Control Numérico Computarizado está constituída por una máquina de fabricación (torno, fresadora, etc) cuyos movimientos están dirigidos por un dispositivo denominado Controlador.

El Control Numérico Computarizado (CNC) es una técnica que permite automatizar una máquina o proceso mediante instrucciones codificadas que la conforman números, letras y símbolos. Esta tecnología nueva fue desarrollada para controlar automáticamente máquinasherramienta, pero su aplicación ha sido extendida a una gran variedad de máquinas y procesos, como por ejemplo: Máquinas Electroerosión, Máquinas de Oxicorte, Dobladoras, etc. Las máquinas CNC pueden ser adaptadas para diferentes formas productivas, en combinación con la asistencia de la computación, abriendo las puertas para la manufactura asistida por computador (CAM).



2. ORIGEN DE LAS MÁQUINAS CNC

Antes de los años 50 había dos tipos diferentes de métodos de producción usados en la industria de la manufactura:Para pequeños y medianos volúmenes de producción.Para grandes volúmenes de producción..En la Segunda Guerra Mundial, los cambios en la demanda, el desarrollo tecnológico y la competencia internacional. un producto no podía sobrevivir durante un largo período de tiempo sin mejorar su calidad, propiedades y eficiencia, en otras palabras: sin cambios en el diseño. El antiguo proceso de producción que aceptaba pequeños cambios en el diseño se volvió inviable y las máquinas automáticas, controladas por levas y limitadores mecánicos de difícil regulación precisaban de un nuevo tipo de sistema de control, basado en un nuevo principio, de fácil adaptación a las variaciones en el diseño de las piezas y exigencias de producción., lo que hizo que apareciera la primera máquina CNC. Además de las consideraciones anteriores, el hecho que más impulsó el desarrollo de este nuevo sistema de control fue la necesidad de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos de diseñar una nueva aeronave. La primera fresadora con tres ejes de movimiento simultáneos, controlados por un nuevo tipo de sistema de control fue construida por el MIT en 1952. Fue reformada (retrofitting) una fresadora vertical Cincinnati Hydrotel para recibir la unidad de control que usaba válvulas de vacío y era muy voluminosa. Como sistema de almacén del programa de mecanizado usaba una cinta perforada. Este programa consistía en una secuencia de instrucciones de máquina elaborado en código numérico. Por esta razón ha sido llamada de Máquina de Control Numérico “CN”. Esta máquina demostró que las piezas podían ser hechas a una velocidad mayor y con una precisión y repetibilidad de posicionamiento del orden de 3 a 5 veces mayor que la obtenida en máquinas convencionales.

4.1. NORMAS DE PROGRAMACIÓN ISO 6983 : Formato de Instrucciones

La Norma ISO 6983 describe el formato de las instrucciones del programa para máquinas de Control Numérico. Esta regla describe un formato general de programación y no un formato para un tipo de máquina específica. La flexibilidad de esta regla no garantiza intercambio de programas entre máquinas. Los objetivos de esta norma son :Unificar los formatos estandarizados anteriores en una Norma Internacional para sistemas de control de posicionamiento, movimiento lineal y contorneadoIntroducir un formato estandarizado para nuevas funciones que no fueron



descritas en las normas anterioresReducir la diferencia de programación entre diferentes máquinas o unidades de control, promoviendo la uniformidad de técnicas de programaciónDesarrollar una línea de acción que facilite el intercambio de programas entre máquinas de control numérico de la misma clasificación por tipo, proceso, función, tamaño y precisiónIncluir los códigos de las funciones de preparación y misceláneas.

ISO 841 : Nomenclatura de los ejes y sistemas de coordenadas.La nomenclatura de los ejes y movimentos está definida en la norma internacional ISO 841 (Numerical Control of Machines) y es aplicable a todo tipo de máquina-herramienta. Los ejes rotativos son designados con las letras A, B y C; los ejes principales de avance con las letras X, Y y Z, figura 1.

El sistema de ejes puede ser fácilmente representado con auxilio de la mano derecha, donde el pulgar apunta en el sentido positivo del eje X, el Índice en el sentido positivo del eje Y, y e! dedo mayor en e! sentido positivo del eje Z. Este sistema es llamado Sistema de Coordenadas Dextrógeno pues posee tres ejes perpendiculares entre si, que pueden ser representados con el auxilio de los dedos de la mano derecha.



Ejes coordenados en el torno : Torre delantera, Torre trasera

La geometría de la pieza es transmitida al control numérico o auxilio de un sistema de coordenadas cartesianas, según figura Todo el movimiento de la punta de la herramienta es descrito este plano XZ, en relación a un origen preestablecido (XO,.ZC Recuerde que X es siempre la medida del radio o del diámetro (depende de la máquina), y que aumenta a medida que el diámetro aumenta, según la figura 3.

Sistemas de coordenadas: Absolutas e IncrementalesSe define como sistema de coordinadas absolutas el sistema de coordenadas en donde el punto a ser alcanzado por la herramienta es dado con relación a un punto de origen fijo llamado “zero-pieza”. Se define como sistema de coordinadas increméntales, el sistema de coordenadas donde el punto a ser alcanzado por la herramienta es dado con relación al punto anterior. Para utilizar este tipo de sistema de coordenadas se debe raciocinar de la siguiente forma: desde la posición en la cual paró la herramienta, cuanto falta para llegar al próximo punto.A continuación se presentan dos ejemplos de cálculo de coordenadas en los sistemas absoluto e incrementa!:



4.4. DESCRIPCIÓN DE LAS FUNCIONES PREPARATORIASLas funciones responsables del movimiento de la herramienta son las siguientes:A) Posicionamiento Rápido: G00Esta función mueve los carros en línea recta para la meta programada con la máxima velocidad de avance disponible. Esta función es modal (permanece constante mientras no se le modifique) y anula las funciones G01, G02, y G03.

Ejemplo de desplazamiento rápido para el punto X100 Z100G00 X100 Z100



B) Interpolación Lineal: G01Esta función mueve los carros en línea recta para la meta programada en avance controlado. Es usada para mecanizado de perfiles rectos y ejecuta una interpolación lineal, con esta función se obtienen movimientos rectilíneos en cualquier dirección. El valor ideal de avance puede ser obtenido del fabricante de herramientas de corte, y es función del material, de la herramienta y de la operación a ser ejecutada.Esta función es modal y anula las funciones GOO, G02 y G03.Ejemplo: G01 X75 Z54 F.3

C) Interpolación Circular: G02, G03La interpolación circular es utilizada para mecanizar contornos circulares con avance programado. Cuando el sentido del mecanizado es horario, se utiliza la función G02, y cuando es en sentido antihorario utilizaremos la función G03. La figura a continuación representan sentido de rotación del mecanizado en torno de torre trasera.

4.6. DESCRIPCIÓN DE LAS FUNCIONES AUXILIARES



Las funciones auxiliares o llamadas también misceláneas controlan operaciones de la máquina a través del controlador lógico programable (PLC) del CNC, como por ejemplo cambio de herramientas, fluido refrigerante, giro del husillo principal, etc. Las funciones mas utilizadas en el torno son:M00 - Parada del programa. Este código genera una parada inmediata del programa.M30 - Fin de Programa. Esta función es utilizada para establecer el fin del programa, con vuelta al inicio.M03 - Gira el árbol en sentido antihorario (mirándose por atrás del plato).M04 - Gira el árbol en sentido horario (mirándose por atrás del plato).M05 - Detiene el giro del árbol. Esta función para inmediatamente la rotación del árbol.M06 - Libera el giro de la torre de herramientasM08 - Acciona el sistema principal de refrigeración. Esta función liga o motor principal da refrigerado. Ella es cancelada por: MOO, M01, M02, M09 e M30.

4.7. COMPENSACION DEL RADIO DE LA HERRAMIENTASignificado de la compensación

En los tornos CNC, el punto controlado para realizar la trayectoria descrita en el programa es el punto teórico que se encuentra en el cruce de las líneas X y Z, las cuales son tangentes a la punta redonda de la pastilla de corte, como se muestra en la figura:

EJERCICIO DE MECANIZADO Nº 1



Elaborar el programa de mecanizado de la pieza cuyas dimensiones finales (luego del mecanizado) son mostradas en la figura 1. Utilice las funciones G00 y G01.

EJERCICIO DE MECANIZADO Nº 2(Utilización de las funciones preparatorias G00 y G01)

Elaborar el programa de mecanizado de la pieza cuyas dimensiones finales son mostradas en el dibujo. Tenga en cuenta las siguientes consideraciones:El objetivo de este ejercicio es aprender a definir el contorno de la pieza, por esta razón considere que el mecanizado se hará de una sola pasada.Se puede considerar que la pieza fue previamente torneada al diámetro de 38 mm y 50 mm de largo (más 1 mm de sobre material en el eje z).En este ejercicio, incluya el encabezado de inicio de programa, antes de las funciones de movimiento de la herramienta que definirán el perfil de la pieza mecanizada.

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