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Manual de fresadora de CNC Triac Fapuc



Partes: 1, 2

    1. Lenguaje de
      programación
    2. Sistemas de coordenadas en
      control numérico
    3. Sistemas locales de
      referencia
    4. Selección del plano de
      maquinado
    5. Programación absoluta e
      incremental
    6. La función de la
      herramienta
    7. La velocidad de
      corte
    8. Funciones
      auxiliares M
    9. Referencias y
      vínculos Web

    Las máquinas
    de control
    numérico son máquinas automáticas de corte.
    Si comparamos la estructura de
    una máquina de corte convencional y una de control
    numérico, observaremos las siguientes
    diferencias:

    El sistema de
    medición para el control de la distancia
    que debe viajar el carro a lo largo de un eje consistía de
    una escala
    numérica. Esta escala se encontraba grabada en un cilindro
    que al movimiento del
    eje giraba e indicaba la distancia recorrida. La máxima
    precisión que podía lograrse en un sistema de este
    tipo era de 0.01 mm.

    En las máquinas de control numérico la
    escala se ha sustituido por un sistema de medición lineal
    que se encuentra acoplado a las guías e indica la
    distancia recorrida en forma ana!ógica (variación
    de voltaje) basado en el principio de fotocelda. Esta celda
    recibe energía luminosa de una fuente acoplada al sistema.
    La celda y fuente luminosa tienen posiciones fijas y la
    guía se desplaza en forma conjunta con el carro. La
    guía se compone de diferentes tonos de gris que ocasionan
    diferentes niveles de voltaje en la salida de la celda lectora.
    Estos niveles de voltaje se asocian a distancias mediante un
    sistema de Hardware y Software acoplado a la
    máquina. La precisión que se logra en la
    colocación usando esta tecnología es del
    orden de 0.001 mm.

    Precisión: 0.001 mm

    FIGURA 7.1 Precisión de una
    maquina de CNC.

    El sistema de transmisión de las máquinas
    convencionales consistía del accionamiento del tipo
    tornillo-tuerca. El juego que
    existía entre estos elementos no permitía una
    colocación más precisa que la especificada (0.01
    mm).

    El sistema de transmisión utilizado en las
    maquinas de control numérico consiste de la
    transmisión del tipo de tornillo-tuerca de bolas. En este
    mecanismo un conjunto de balines se introducen entre el tornillo
    y la tuerca lo que resulta en una disminución del juego
    existente entre los elementos mecánicos, lográndose
    una colocación más exacta, (del orden de 0.001
    mm).

    Los motores en las
    máquinas tradicionales de corte eran motores de corriente alterna
    trifásicos. Los motores utilizados en las máquinas
    herramienta de control numérico son motores de corriente
    directa. Estos motores son controlados por dispositivos
    electrónicos. En una máquina tradicional el
    movimiento de los carros a lo largo de los ejes se realizaba por
    manipulación de manivelas. El operador giraba la manivela
    y el carro se desplazaba una distancia dada. Una escala asociada
    a la manivela indicaba la distancia recorrida por el
    carro.

    Las máquinas herramienta de control
    numérico cuentan con un panel de control.
    Este panel funciona como interfase entre la máquina y el
    usuario y a través de él se introduce el programa de
    control numérico. Este programa es un conjunto de
    instrucciones que son convertidas en órdenes (voltajes), y
    accionan mediante las tarjetas de
    control, el movimiento de los carros. La secuencia del programa
    sigue una lógica
    que va de acuerdo a la trayectoria de la herramienta de corte.
    Las trayectorias de la herramienta están basadas en el
    análisis de fabricación que se
    realiza antes de la generación del programa. El
    desplazamiento de la herramienta produce superficies maquinadas.
    El conjunto de superficies constituye la pieza
    maquinada.

    De las anteriores afirmaciones podemos concluir que el
    control numérico es un lenguaje de
    manufactura.
    La estructura del lenguaje y su semántica se han definido
    de acuerdo a la generación tradicional de superficies
    maquinadas utilizando máquinas convencionales. La
    semántica y estructura se encuentran establecidas en
    normas
    internacionales.

    LENGUAJE
    DE PROGRAMACIÓN

    Los pasos a seguir para la programación en control numérico son
    similares a aquellos establecidos en la manufactura.

    1. Entendimiento del dibujo de
      definición de la pieza, el cual debe
      contener:

    La información dimensional.

    Las tolerancias dimensionales y de forma
    permitidas.

    El acabado superficial de la pieza

    El material de la pieza

    Otros datos

    Del análisis de este dibujo el programador
    obtiene el conjunto de superficies que van a ser maquinadas, las
    dimensiones de la pieza en bruto y las herramientas
    de corte que van a utilizase en el proceso.

    2. Una vez conocidos:

    El conjunto de superficies a maquinar en el
    proceso

    Las herramientas de corte.

    Los parámetros de corte

    Las dimensiones de la pieza en bruto.

    Las dimensiones y tolerancias de la pieza terminada,
    el programa de control numérico puede ser
    escrito.

    1. Una vez generado el programa de control
      numérico es necesario introducirlo a la memoria
      de la 'maquina. En este proceso se utiliza el panel de
      control.
    2. Cuando la introducción del programa ha terminado la
      manufactura de la pieza puede iniciarse. Las herramientas deben
      estar colocadas en sus posiciones. El sistema de referencia
      utilizado en la programación definido. Los compensadores
      de herramienta introducidos en la memoria
      correspondiente de la máquina y el refrigerante
      contenido en el depósito correspondiente.

    SISTEMAS DE COORDENADAS EN CONTROL
    NUMÉRICO

    Cuando la posición a la que la herramienta ha de
    desplazarse ha sido programada, el sistema de Control
    Numérico Computarizado mueve la herramienta a esa
    posición utilizando las coordenadas contenidas en los
    vocablos dimensionales del bloque. Para la máquina
    específica que estamos estudiando, se definen tres
    diferentes tipos de sistemas
    coordenados:

    El sistema coordenado de la máquina.

    El sistema coordenada de trabajo.

    El sistema coordenado de referencia.

    EL SISTEMA
    COORDENADO DE LA MÁQUINA

    El origen de este sistema se conoce como cero
    máquina. Este punto es definido por el fabricante de la
    máquina. El sistema coordenado de la máquina se
    establece cuando se enciende ésta y la herramienta es
    llevada al punto de referencia.

    Una vez que el sistema de referencia de la
    máquina se ha establecido, este no puede ser cambiado por
    definición de un sistema local o de trabajo. La
    única posibilidad para que el sistema sea borrado es que
    la máquina sea apagada.

    EL PUNTO DE REFERENCIA

    La posición de este punto generalmente coincide
    con las marcas de
    colocación en las reglas de medición, debido a que
    estas marcas se encuentran generalmente en los extremos de las
    reglas, el punto origen del cero máquina se define en los
    extremos de la carrera de la máquina. Cuando la
    máquina es encendida la operación de llevar la
    maquina a su punto de referencia es la primera tarea que debe
    ejecutarse. Una vez que este punto es alcanzado el sistema de
    referencia de la máquina es establecido.

    EL SISTEMA COORDENADO DE TRABAJO.

    El sistema coordenado utilizado en el maquinado de la
    pieza se conoce como sistema coordenado de trabajo. El origen de
    este sistema se define en un punto de utilidad para la
    programación de la geometría
    de la pieza. El sistema de trabajo coordenado puede ser
    establecido utilizando cualesquiera de los dos métodos
    siguientes:

    Utilizando la función
    G92.

    Utilizando las funciones
    G54-G59.

    ESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA COORDENADO DE TRABAJO
    UTILIZANDO LA FUNCIÓN G92.

    En este caso, en el mismo bloque donde se programa la
    función G92 se introducen las coordenadas del
    origen del trabajo. Por ejemplo:

    G92 X90 Y78 Z-67

    Las coordenadas especificadas en el anterior bloque
    localizan la posición del origen del sistema coordenado
    respecto del cero máquina. Para obtener las coordenadas
    del origen del sistema de referencia la herramienta de corte
    podrá ser utilizada. Para explicar el procedimiento que
    deberá seguirse se utilizan los siguientes
    pasos:

    1. Se coloca la pieza de trabajo sobre la mesa de la
      máquina y se sujeta utilizando cualesquiera de los
      dispositivos de sujeción conocidos.
    2. Se pone a girar la herramienta de trabajo utilizando
      el modo MDI de programación.
    3. Se desplaza la herramienta de corte hasta que roce
      una de las superficies perpendiculares a uno de los ejes
      coordenados. El valor de la
      coordenada que se lee en el control numérico se le resta
      o se le suma el radio de la
      herramienta, dependiendo de la dirección del eje coordenado. En ese
      momento la posición del eje de la herramienta a lo largo
      del eje considerado queda establecida. Esto se debe a que el
      origen de cero dimensiones de la herramienta se localiza en el
      punto de intersección del eje de rotación de la
      herramienta y la base sobre el husillo de trabajo donde se
      apoya la herramienta de corte.

    Ejemplo. Si suponemos que la herramienta tiene un
    diámetro de 10 mm a la posición marcada en la
    pantalla del panel de control, deberá restársele 5
    mm que se asocian al radio de la herramienta de corte. En el caso
    del eje Y la coordenada que se lee en el panel de control
    se le restan 5 mm. En el caso del eje Z la longitud de la
    herramienta deberá ser considerada. Si en el maquinado de
    la pieza solamente una herramienta de corte será:
    utilizada se puede tomar la coordenada que aparece en el panel de
    control, cuando la superficie perpendicular al eje de la
    herramienta es rozada por la punta de la herramienta de corte. En
    la memoria del herramental la longitud de la herramienta es
    considerada como cero.

    Cuando varias herramientas son utilizadas en el proceso,
    se lleva el husillo de trabajo hasta hacerlo coincidir con la
    superficie a maquinar. La coordenada que se lea en el panel de
    control será la coordenada del origen. Las dimensiones de
    la herramienta se incluyen en la localidad de la memoria
    correspondiente. La compensación se realiza
    automática mente cuando la herramienta se
    selecciona.

    Una vez conocidas las coordenadas del origen del sistema
    coordenado de trabajo se programa la función G92 X_ Y_
    Z_
    . El control numérico transfiere el origen del
    sistema coordenado del cero máquina al punto definido por
    X, Y y Z.

     ESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA COORDENADO DE
    TRABAJO UTILIZANDO LAS FUNCIONES G54-G59.

    Seis diferentes sistemas coordenados pueden ser
    establecidos utilizando el conjunto de funciones G54-G59.
    Estos sistemas coordenados se establecen introduciendo en la
    memoria de la maquina las coordenadas, respecto del cero
    máquina, de los orígenes de los sistemas de
    trabajo. En el programa de control numérico el origen de
    trabajo se activa mediante la programación de la
    función correspondiente a la localidad de memoria donde
    las coordenadas de su origen se almacenaron.

    G54

    SISTEMA DE TRABAJO 1

    G55

    SISTEMA DE TRABAJO 2

    G56

    SISTEMA DE TRABAJO 3

    G57

    SISTEMA DE TRABAJO 4

    G58

    SISTEMA DE TRABAJO 5

    G59

    SISTEMA DE TRABAJO 6

    Ejemplo:

    G55 G00 X20 Z100

    En este caso, la colocación de la herramienta se
    realiza a las posiciones especificadas en los vocablos
    dimensionales. Estas coordenadas se localizan respecto al sistema
    de trabajo 2 debido a la programación de la función
    G55.

    SISTEMAS LOCALES DE REFERENCIA

    Mientras se programa en un sistema coordenado de
    trabajo, es conveniente tener un sistema local definido. El
    sistema local se especifica respecto al sistema coordenado de
    trabajo mediante la utilización de la función
    G52. El origen de este sistema se define en los vocablos
    dimensionales que acompañan a la función principal.
    Por ejemplo, cuando se programa:

    G52 X20 Y45 Z32

    Con lo cual, en la posición especificada se
    define e! origen de un nuevo sistema coordenado. La
    dirección de los ejes del nuevo sistema definido coincide
    con las direcciones de los ejes del sistema coordenado de
    trabajo. Cuando un sistema local se define, las instrucciones de
    movimiento que se programen en modo absoluto estarán
    referidas al sistema local definido. El sistema local puede ser
    cambiado mediante la programación de la función
    G52 acompañado por las coordenadas del nuevo
    origen. El sistema local puede ser anulado mediante la
    programación de la función G52
    acompañado de los vocablos dimensionales igualados a
    cero.

    SELECCIÓN DEL PLANO DE
    MAQUINADO

    En aplicaciones relacionadas con interpolaciones
    circulares y compensación del radio de la herramienta, la
    selección del plano de maquinado le permite
    conocer al sistema de control el eje perpendicular al plano de
    maquinado y los ejes respecto de los cuales la
    interpolación y la compensación del radio de la
    herramienta podrá ejecutarse. La definición del
    plano de maquinado se realiza mediante la programación de
    las siguientes funciones:

    G17

    DEFINICIÓN DEL PLANO
    X-Y

    G18

    DEFINICION DEL PLANO
    X-Z

    G19

    DEFINICIÓN DEL PLANO
    Y-Z

    PROGRAMACIÓN ABSOLUTA E
    INCREMENTAL

    En control numérico existen dos formas posibles
    de especificar, los valores de
    los vocablos dimensionales. La diferencia entre estas dos, formas
    es la referencia utilizada en la
    especificación:

    FUNCIÓN G90.

    En el caso de coordenadas especificadas en forma
    absoluta se utiliza la función G90. Las coordenadas
    especificadas respecto de este sistema deberán ser siempre
    referidas

    al sistema coordenado activo en ese momento.
    Ejemplo:

    G90 GOO X30 Y60

    FUNCIÓN G91.

    En este caso, la posición a la que ha de
    desplazarse la herramienta de corte se programa mediante los,
    vocablos expresados respecto al punto anterior definido.
    Ejemplo:

    G91 G00 X20 Y30

    LA FUNCIÓN DE LA
    HERRAMIENTA

    El proceso de manufactura de una pieza generalmente
    utiliza varias herramientas de corte en sus operaciones,(en
    manufactura a estas operaciones se les conoce como fases del
    proceso). Para _ ejecución de cada fase, una herramienta
    debe ser colocada en el husillo de trabajo. En control
    numérico el cambio de
    herramienta' se realiza en forma automática mediante la
    programación de una orden especifica. Las dimensiones de
    la herramienta se programan utilizando los compensadores
    estáticos y dinámicos de la herramienta.

    El cambio de la herramienta de corte se especifica
    utilizando el vocablo T. Cuando esta función se programa
    en forma conjunta con la función auxiliar MO6 (cambio
    automático de herramienta) la herramienta de corte se
    desplaza hasta la posición de cambio automático. En
    esta posición el carrusel de herramientas retira la
    herramienta activa en el husillo de trabajo y en su lugar coloca
    la herramienta cuya posición se especifico bajo el vocablo
    T. Ejemplo:

    M6 T2

    Cuando el anterior comando se ejecuta, la herramienta se
    desplaza a la posición de cambio automático, el
    carrusel retira la herramienta que se encuentra activa y coloca
    la herramienta número 2 del carrusel en el husillo de
    trabajo.

    FUNCIÓN G00.

    Cuando esta función se programa, la herramienta
    se desplaza a la posición programada, siguiendo una
    línea recta a una velocidad
    especificada en el sistema de control. Generalmente esta
    función se utiliza para colocar la herramienta de corte de
    un punto a otro, dentro del espacio de trabajo de la
    máquina. Cuando una función G00 se ejecuta, la
    herramienta es acelerada hasta alcanzar una velocidad
    predeterminada.

    Cuando el control detecta la aproximación a la
    posición programada la herramienta desacelera.

    La programación de esta función puede
    realizarse en coordenadas absolutas o incrementales.
    Además deberá tenerse cuidado de programar los
    desplazamientos de la herramienta considerando la secuencia de
    los movimientos. El primer movimiento de la herramienta
    deberá programarse en un plano paralelo al plano de
    maquinado. Una vez colocada la herramienta esta podrá
    descender a lo largo del eje perpendicular al plano de maquinado.
    En forma similar cuando la herramienta se retire después
    del proceso de corte se deberá mover en la
    dirección perpendicular al plano de maquinado
    retirándose de éste y posteriormente se
    deberá desplazar la herramienta en un plano paralelo al
    plano de maquinado.

    FUNCIÓN G01.

    Cuando esta función se utiliza la herramienta se
    desplaza a la posición programada, siguiendo una
    línea recta entre el punto en el que se encuentra colocada
    y el punto programado. La velocidad de desplazamiento de la
    herramienta se especifica en el vocablo F que se encuentra en el
    mismo bloque donde se programo la función G01. La
    programación de esta función podrá
    realizarse en coordenadas absolutas o incrementales.

    Las recomendaciones dadas en la programación de
    la función de colocación G00 deberán ser
    tomadas en cuenta cuando se programe utilizando la función
    G01.

    FUNCIONES GO2 y GO3.

    Las funciones que describen arcos de circulo se conocen
    como funciones de interpolación circular. En estas
    funciones el punto final que debe alcanzarse se programa en los
    vocablos dimensionales que acompañan a la función
    G. Así el punto final del arco se especifica por los
    vocablos X, Y o Z, donde las magnitudes pueden ser expresadas en
    coordenadas absolutas o incrementales. También se debe
    programar el radio del círculo que se describirá o
    de manera alternativa las coordenadas del centro del radio y la
    velocidad de avance de la herramienta. Un importante aspecto que
    debe considerarse es que el plano de maquinado donde se define el
    arco de círculo deberá ser programado en un bloque
    anterior. Además de estos valores
    deberá programarse el sentido de la trayectoria de la
    herramienta cuando la función se ejecute:

    La función G02 define un arco de
    círculo en el sentido de las manecillas del
    reloj.

    La función GO3 define un arco de
    círculo en el sentido contrario al de las manecillas del
    reloj.

    La consideración planteada anteriormente
    referente a que el plano donde el arco de círculo necesita
    estar programado en un bloque anterior a aquel donde la
    función de interpolación circular se programa, se
    debe al hecho de que las funciones de interpolación
    circular se definen en un plano. Los vocablos dimensionales a
    utilizar dependen del plano donde el arco se
    maquinara.

    Arco en el plano X-Y.

    G17 (G02/G03) X_Y_(R_/I_J_)
    F_

    Arco en el plano X-Z

    G18 (G02/G03) X__ Z__ (R__/I__ K__)
    F__

    Arco en el plano Y-Z

    G19 (G02/G03) X__ Z__ (R__/J__ K__)
    F__

     En los primeros paréntesis
    utilizados se define el sentido de la trayectoria mientras que en
    el segundo paréntesis se programa el radio del arco de
    círculo o las coordenadas del centro del arco.

    Consideraciones relevantes en la programación de
    las funciones de interpolación circular.

    Cuando el arco del círculo excede de 180 grados,
    el radio del círculo deberá especificarse con un
    valor negativo.

    Cuando el valor del radio no pueda ser especificado, las
    coordenadas del centro del círculo deberán ser
    dadas, utilizando los vocablos I, J o K:

    I en una coordenada paralela al
    eje X

    J en una coordenada paralela al
    eje Y

    K en una coordenada paralela al
    eje Z

    La posición del punto final de un arco de
    círculo se especifica por medio de los vocablos
    adimensionales X, Y o Z y puede ser expresado en
    coordenadas absolutas o relativas:

    Para el caso de la programación de las
    coordenadas de modo absoluto, las coordenadas se especifican de
    modo absoluto, las coordenadas se especifican respecto al origen
    del sistema coordenado activo. El bloque de programación
    estará formado por las palabras:

    N…G…X…Y…I…J…F…

    Donde G especifica la dirección del
    movimiento. X y Y serán las coordenadas del
    punto final del arco I, J serán las coordenadas del
    centro del círculo.

    Para el caso de la programación de modo relativo,
    las coordenadas se especificarán respecto del punto
    inicial del arco.

    La determinación de las coordenadas del punto
    final debe realizarse respecto del punto inicial del
    arco.

    La determinación de las coordenadas del centro
    del circulo se realiza respecto del punto inicial del
    arco.

    La programación del maquinado del arco
    será:

    N…G…X…Y…I…J…F…

    LA
    VELOCIDAD DE CORTE

    La velocidad lineal generada entre la herramienta de
    corte y la pieza de trabajo debida a la rotación de alguno
    de las partes cuando se realiza el proceso de maquinado, se
    conoce en manufactura como velocidad de corte. Debido que nos
    referimos a una velocidad relativa, esta se presenta en la
    superficie donde herramienta y pieza interaccionan.

    Los esfuerzos generados en el proceso de manufactura
    influyen de manera determinante en la distribución de temperatura
    tanto en la herramienta de corte como en la pieza de trabajo. La
    distribución de temperatura en la herramienta determina
    por una parte el cambio de sus propiedades mecánicas, lo
    que influye directamente en la duración de su filo, la
    tasa de desgaste y, consecuentemente, la precisión del
    maquinado. Mientras que la distribución de la temperatura
    en la pieza determina sus propiedades mecánicas, su
    calidad
    superficial y la precisión dimensional obtenida en el
    proceso.

    En manufactura las unidades de la velocidad de corte se
    expresan generalmente como:

    En el sistema métrico: (mm/minuto) o (mm/revolución)

    En el sistema inglés:
    (pulgadas/minuto) o (pulgadas/revolución)

    Debido a que la velocidad lineal tangente a la
    superficie giratoria debe su naturaleza a una
    velocidad angular, su cálculo se
    basa en la ecuación del movimiento rotacional:

    V= p x D x S/1000

    Donde : D = Diámetro de la parte
    giratoria.

    V = Velocidad lineal de la parte giratoria en la
    superficie tangente.

    S = Velocidad angular de la parte
    giratoria.

    En el caso de centros de maquinado y fresa de control
    numérico la parte giratoria es la herramienta de corte. La
    pieza se encuentra montada en una superficie de trabajo, realiza
    movimientos lineales programados que están relacionados
    con la geometría del contorno, definido en el dibujo de la
    pieza.

    Partes: 1, 2

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