Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional La Plata Departamento de Ingeniería Mecánica Laboratorio de Control Numérico de M.H.
EL CONTROL NUMERICO DE MAQUINAS HERRAMIENTAS .
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EL CONTROL NUMERICO.
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PROGRAMACION MANUAL DEL C. N.
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PROGRAMACION ASISTIDA: CAD - CAM
HISTORIA DEL CONTROL NUMERICO En principio, contrariamente a lo que se pudiera pensar, el Control Numérico de Máquinas Herramientas no fue concebido para mejorar los procesos de fabricación, sino para dar solución a problemas técnicos surgidos a consecuencia de] diseño de piezas cada vez más difíciles de mecanizar. En 1942, la "Bendix Corporation" tiene problemas con la fabricación de una leva tridimensional para el regulador de una bomba de inyección para motores de avión. El perfil tan especial de dicha leva es prácticamente imposible de realizar con máquinas comandadas manualmente. La dificultad provenía de combinar los movimientos del útil simultáneamente según varios ejes de coordenadas, hallando el perfil deseado. Se acordó entonces confiar los cálculos a una máquina automática que definiera gran número de puntos de la trayectoria, siendo el útil conducido sucesivamente de uno a otro. En 1947, Jhon Parsons, constructor de hélices de helicópteros, americano, concibe un mando automático La idea de utilizar cartas perforadas (comportando las coordenadas de los ejes de los agujeros) en un lector que permitiera traducir las señales de mando a los dos ejes, permite a Parsons desarrollar su sistema Digitón. En esta época, la U.S. Air Force estaba preocupada con la fabricación de estructuras difíciles de trabajar por copiado susceptibles de ser modificadas rápidamente. Gracias a su sistema, Parsons obtiene un contrato y el apoyo del Massachusetts Institute of Technologie" El Gobierno americano apoya la iniciativa para el desarrollo de una fresadora de tres ejes en contorneado mandado por control digital. En 1953, después de cinco años de puesta a punto, el M.I.T. utiliza por primera vez la apelación de "Numerical Control" En 1956, la U.S.A.F. hace un pedido de 170 máquinas de Control Numérico a tres grandes constructores americanos: · · ·
Cincinnati Milling Machine Company, Giddin & Levis, Kearney & Trecker.
Paralelamente a esta evolución, ciertos constructores se interesan por el desarrollo de máquinas más simples para trabajos, tales como taladrado, mandrinado y punteado, que no requieren ningún movimiento continuo, pero sí un posicionamiento preciso. De esta forma se ha visto que la necesidad industrial de la aeronáutica fue la que creó la demanda de sistemas continuos complejos. El paso de complejos a simples revolucionó los procesos de fabricación. En 1960, también en el M.I.T. se realizaron las primeras demostraciones de Control Adaptable (un perfeccionamiento del Control Numérico que permite, además, la autorregulación de las condiciones de trabajo de las máquinas). A finales de 1968 tuvieron lugar los primeros ensayos de Control Numérico Directo (DNC). En general, el incremento en la utilización de máquinas herramientas con CN se debe a que un gran número de problemas, que se consideraban bien resueltos por los métodos de trabajo clásicos, que pueden tener una respuesta ventajosa desde el punto de vista técnico mediante la utilización de dichas máquinas. Hoy día este tipo de maquinarias está siendo implementada en casi todo tipo de fábricas y se prevé que para el año 2000 el 85 % de la producción industrial del mundo se realizará con este tipo de máquinas. Nuestro país no es ajeno a esta proyección y puede apreciarse que actualmente este sistema se encuentra en plena difusión y las máquinas herramientas comandadas por control numérico, principalmente tornos y fresadoras, se incorporan a pequeñas y medianas empresas en número creciente. Otro dato que confirma esta tendencia es que en las últimas Exposiciones referentes a Máquinas industriales como EMAQH (Exposición de Máquinas Herramientas), prácticamente han desaparecido los expositores de máquinas herramientas convencionales siendo desplazados por fabricantes de M.H.C.N. nacionales y extranjeros.
EL CONTROL NUMÉRICO El control numérico se puede definir de una forma genérica como un dispositivo de automatización de una máquina que, mediante una serie de instrucciones codificadas (el programa), controla su funcionamiento. Cada programa establece un determinado proceso a realizar por la máquina, con lo que una misma máquina puede efectuar automáticamente procesos distintos sin más que sustituir su programa de trabajo. Permite, por tanto, una elevada flexibilidad de funcionamiento con respecto a las máquinas automáticas convencionales en las que los automatismos se conseguían mediante sistemas mecánicos o eléctricos difíciles y a veces casi imposible de modificar. Los elementos básicos del control numérico son: 1) 2) 3)
El programa, que contiene toda la información de las acciones a ejecutar. El control numérico, que interpreta estas instrucciones, las convierte en las señales correspondientes para los órganos de accionamiento de la máquina y comprueba los resultados. La máquina, que ejecuta las operaciones previstas.
A medida que el desarrollo de la microelectrónica y la informática se aplica a los controladores numéricos, se potencian extraordinariamente las funciones que permiten desarrollar, simplificándolos a la vez, los procedimientos de programación y operación de las máquinas, de tal manera que los CNC - control numérico con ordenador - que se construyen hoy día sólo conservan de los primitivos CN los principios básicos de funcionamiento. Paralelamente, las máquinas herramienta han ido evolucionando hacia la incorporación en una sola máquina de varias operaciones elementales de mecanizado que tradicionalmente se efectuaban en máquinas diferentes, y hacia la incorporación de cambiadores automáticos de piezas y herramientas, apareciendo los centros de mecanizado que permiten obtener una pieza acabada, o casi acabada, en una sola estación de trabajo. En función de las capacidades de proceso y de memoria de los CNC han evolucionado también las técnicas y lenguajes de programación. Desde los primeros programas lineales en lenguaje máquina a la programación asistida por ordenador, gráfica e interactiva, existe un amplio espectro de sistemas y lenguajes de programación.
LAS MÁQUINAS El control numérico se monta sobre todo tipo de máquina herramienta convencional, tanto de arranque de viruta como de trazado y deformación. Así, lo encontramos en tornos, fresadoras, rectificadoras, taladradoras, mandrinadoras, dobladoras, plegadoras, punzadoras, máquinas de trazar, punteadoras, máquinas de soldar, de oxicorte, de medir, etc. Sin embargo, el control numérico ha promocionado el desarrollado de dos tipos de máquinas múltiples: q
El centro de mecanizado, para piezas prismáticas, en el que sobre pieza fija una o más torretas con herramientas giratorias permiten efectuar operaciones de fresado, taladrado, mandrinado, escariado, etc. Si lleva incorporada mesa giratoria pueden efectuarse operaciones de torno vertical.
q
El centro de torneado, dotado de una o más torretas, con herramientas motorizadas que, además de las clásicas operaciones de torneado permiten efectuar fresados, taladrados, escariados, etc., tanto axiales como radiales.
Las características de precisión exigidas en estas máquinas en condiciones duras de utilización, han modificado las características de diseño de las mismas. En el aspecto estructural se busca una mayor rigidez y ausencia de vibraciones, lo que lleva a la utilización de bastidores de chapa soldada y de hormigón en vez de la clásica fundición. En el diseño de la cadena cinemática se busca disminuir los juegos, rozamientos, vibraciones e inercia de las masas móviles para mejorar la precisión y repetibilidad del posicionamiento de la herramienta, aumentando la rigidez de las guías y utilizando materiales de bajo coeficiente de fricción o sistemas hidrostáticos o de rodadura, husillos a bolas para la transmisión de¡ movimiento sin holguras, etc. Otros puntos en los que se ha mejorado son la estabilidad y uniformidad térmica con potentes sistemas de refrigeración de herramienta, pieza e incluso máquina, y la evacuación de virutas. Sobre las funciones desarrolladas por las máquinas convencionales las máquinas a control numérico incorporan básicamente: ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦
Sistemas de posicionado de la herramienta. Sistemas de medición del desplazamiento. Sistemas de medición de piezas y herramientas. Sistemas de control de condiciones de mecanizado. Sistemas de cambio de herramientas. Sistemas de cambio de pieza. VENTAJAS DE LA APLICACIÓN DE LAS MÁQUINAS HERRAMIENTAS CON CN.
A continuación se enuncian algunas de las ventajas que presentan las máquinas herramienta con CN: ü REDUCCION DE LOS TIEMPOS DE CICLOS OPERACIONALES. Las causas principales de la reducción al mínimo de los tiempos superfluos son: Trayectorias y velocidades más ajustadas que en las máquinas convencionales; Menor revisión constante de los planos y hojas de instrucciones; Menor verificación de medidas entre operaciones. ü AHORRO DE HERRAMIENTAS Y UTILLAJES. El ahorro en concepto de herramientas se obtiene como consecuencia de la utilización de herramientas más universales. ü MAYOR PRECISIÓN E INTERCAMBIABILIDAD DE LAS PIEZAS. ü REDUCCIÓN DEL PORCENTAJE DE PIEZAS DEFECTUOSAS. ü REDUCCIÓN DEL TIEMPO DEL CAMBIO DE PIEZAS. ü REDUCCIÓN DEL TAMAÑO DEL LOTE. ü REDUCCIÓN DEL TIEMPO DE INSPECCIÓN.
INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN La programación de los controles numéricos ha sufrido una gran evolución en los últimos años. Si bien se habla todavía de programación manual y programación automática o asistida por ordenador, la realidad es que hoy día, al contar los controles con un microordenador incorporado, la programación manual dispone de muchas de las facilidades reservadas hasta hace poco a la programación automática. Sería quizás más adecuado efectuar otra clasificación: q La programación a pie de máquina, apoyada en los lenguajes y facilidades de que disponen los CNC. q La programación en oficina técnica, apoyada en equipos y soft propio dentro de técnicas de CAD - CAM de fabricación asistida por ordenador.
La programación a pie de máquina, en general más simple y realizada por el mismo operario, es adecuada para fabricaciones especiales de series muy pequeñas o unitarias tipo matricería, en las que se requiere un elevado grado de interactividad entre la preparación y ejecución del trabajo. La programación en la oficina técnica puede hacerse también en los lenguajes máquina propios de cada CNC, y efectuar posteriormente la puesta a punto a pie de máquina. Pero a medida que se amplía el parque de máquinas de control numérico y la cantidad de piezas a programar, se tiende a la utilización de lenguajes de tipo general que independicen la programación de la pieza de la máquina que posteriormente realizará el mecanizado. Ambos sistemas se basan en un núcleo común de conceptos de programación de control numérico, desarrollados para la programación manual de los mismos. Posteriormente se han ido añadiendo más funciones, ampliando sus facilidades de cálculo y permitiendo la utilización de técnicas informáticas de programación.
PROCESO DE PROGRAMACIÖN La programación de una máquina herramienta de control numérico consiste en elaborar y codificar la información necesaria para mecanizar una pieza en un lenguaje que la máquina sepa interpretar. El proceso puede descomponerse en tres etapas:
1.
PREPARACIÓN DEL TRABAJO.
2.
CODIFICACIÓN DEL PROGRAMA.
3.
PRUEBA Y PUESTA A PUNTO.
La etapa de preparación del trabajo es similar a la correspondiente del mecanizado convencional. A partir de las características de la pieza a obtener, de los medios de producción disponibles, de sus características y posibilidades, se define una secuencia de operaciones elementales, definiendo en cada una de ellas las herramientas a utilizar y los utillajes necesarios. Se precisa también conocer las técnicas de mecanización.
1.
LA PREPARACION DEL TRABAJO
Es fundamental para el programador tener un conocimiento exacto de las prestaciones que le ofrece tanto el control como la máquina herramienta. Las prestaciones que ofrece un control son muy variables, dependiendo de la complejidad y sofisticación de la máquina herramienta que gobierna. El control de un centro de mecanizado con cambio automático de piezas y herramientas precisará unas características muy superiores al CN de una taladradora. El control de un torno es diferente del de una fresadora de 5 ejes y un CN convencional tiene poco que ver con un CNC. Dentro de la preparación del trabajo se puede establecer un planteo de cómo y qué secuencias deberá seguir el proceso para poder realizar el mecanizado de una forma segura y rápida. Definición del proceso: Conocidos los elementos de fabricación disponibles, la definición del proceso de mecanización puede dividirse en las siguientes etapas: § § § § § §
Estudio del plano de la pieza a fabricar. Análisis de las operaciones elementales. Selección de las herramientas. Definición de las condiciones técnicas de mecanizado. Diseño de utillajes. Secuenciación de las fases de trabajo.
En la fase de estudio del plano, el preparador se informa de las características de las piezas a fabricar: material, dimensiones, cotas, tolerancias, acabados superficiales, etc., datos todos ellos que determinan las máquinas a utilizar. En la fase de análisis de las operaciones elementales, el programador descompone las superficies a mecanizar en tramos correspondientes a las trayectorias que las herramientas pueden seguir. En general sólo son lineales y circulares, sobre superficies planas o de revolución. Este estudio geométrico implica la definición de las cotas de los puntos inicio y final de cada tramo, así como el centro en las circulares. En la fase de selección de máquina se estudia qué operaciones pueden efectuarse en cada una de las máquinas disponibles, intentando disminuir al máximo el número de cambios de máquina y de atadas de la pieza. En la fase de selección de herramientas se eligen las más adecuadas para cada operación en función de las características de la misma y de las tolerancias y acabados superficiales deseados. En la fase de selección y diseño del utillaje se estudia, en general, el centraje y fijación de la pieza sobre la máquina, procurando disponer de] máximo de caras y superficies libres para mecanizado y procedimientos flexibles, precisos y rápidos de fijación. En las fases de definición de características técnicas de mecanizado se establecen las velocidades de avance, profundidad de pasada y velocidad de corte adecuadas al material de la pieza según la máquina y herramienta utilizadas, para obtener los ciclos de mecanizado más cortos compatibles con la calidad exigida. En la fase de secuenciación de operaciones se establece el orden en que se mecanizarán las distintas fases dibujando en cada caso un croquis de la zona a mecanizar, las herramientas y fijaciones utilizadas y los parámetros técnicos de fabricación. Terminada la definición del proceso y conocidos los medios a utilizar y las operaciones a efectuar, el programador puede empezar a codificar. En general, esta fase de codificaciones es la que recibe el nombre de programación del control numérico.
2.
CODIFICACION DEL PROGRAMA
En la fase de codificación se transcribe toda la información, según los símbolos y reglas de sintaxis de un lenguaje comprensible por la máquina un soporte que el control pueda leer. Se precisa conocer las reglas del lenguaje que facilita el fabricante de la máquina en su manual. LA PROGRAMACIÓN MANUAL Recibe este nombre la codificación del programa en lenguaje máquina realizada sin apoyo informático. En este tipo de lenguaje, el programador descompone la información en operaciones elementales a ejecutar por la máquina, por ejemplo, un recorrido, un cambio de herramienta, etc. Cada una de estas operaciones elementales constituye un "bloque" o una fase del programa y es una línea horizontal del mismo. Las diferentes funciones a realizar por la máquina dentro de cada bloque se identifican por el formato del bloque. En los lenguajes de bloques de formato fijo cada posición tiene un significado determinado. Actualmente está en desuso. En los bloques de formato variable las funciones se identifican con una letra o dirección y los caracteres que siguen a esta letra especifican el valor directo o codificado de esta función. Es decir, un bloque se descompone en "funciones" o palabras definidas por una letra dirección seguida de caracteres numéricos. Según norma DIN 66 o 25, equivalentes a la ISO 1057, las direcciones utilizadas y sus significados son: § § § § § § § § § § § 3.
N: numeración del bloque. C: Función preparativa. X Y Z: desplazamiento en las direcciones principales. U V W: desplazamiento en las direcciones secundarias. P Q R: desplazamiento según direcciones terciarias. I J K: coordenadas de centros de círculos. A B C: rotaciones alrededor de los ejes principales. D E: rotaciones alrededor de ejes secundarios. F: velocidad de avance de la herramienta. S: velocidad de rotación de la herramienta. M: función auxiliar.
PRUEBA Y PUESTA A PUNTO
En la fase de prueba y puesta punto del programa se comprueba que en realidad la máquina ejecuta las operaciones previstas y se obtiene la pieza con la forma y acabado deseados. Según el procedimiento utilizado se puede efectuar una simulación previa del mecanizado antes de efectuar la prueba sobre la máquina. Si los medios disponibles no permiten efectuar esta simulación, la prueba se realiza en vacío o con un material muy blando para evitar que los posibles errores de programación dañen la pieza o la máquina. En un proceso iterativo de prueba y modificación se obtiene finalmente el programa correcto.
Pasos a seguir para la ejecución de una pieza en una M.H.C.N. Este diagrama de tareas es el indicado para reducir al mínimo los tiempos improductivos de la M.H.C.N. debidos a programación al pié de máquina, prueba, detección de errores, etc. 1.
INFORMACION PREVIA DISPONIBLE
PLANO información geométrica y tecnológica: Formas, contornos, tolerancias, terminación superficial, material, Nº de piezas a mecanizar, etc. M.H.C.N. información de prestaciones: Potencia disponible, desplazamientos y velocidades máximas, cambio manual o automático de pieza y/o herramienta, herramientas a utilizar, etc. 2.
CONFECCION DEL PLAN DE TRABAJO
Secuencia de operaciones, utillajes, selección de herramientas, selección de avances y velocidades de corte. 3. § § §
PROGRAMACION
ESTUDIO GEOMETRICO: Determinación de coordenadas de puntos particulares de la pieza, necesarios para la programación PROGRAMACION EN CODIGO C.N.C. PRUEBA DEL PROGRAMA: Simulación gráfica en computadora y corrección.
4.
PREPARACION DE MAQUINA
Simulación del programa: gráfica y en vacío, corrección y puesta a punto. ( en la M.H.C.N.) 5.
EJECUCION
LA PROGRAMACIÓN AUTOMÁTICA Cuando el perfil es complejo y la precisión requerida es elevada, el gran número de cálculos de puntos intermedios es inabordable por métodos manuales. La programación manual de 3 y más ejes, a poco compleja que sea la pieza, no es aconsejable sin apoyo del ordenador. La primera intervención del ordenador en el campo del control numérico se dio precisamente en el área de la programación cuando a finales de los 60 el MIT desarrollo el APT (Automatic Programming Tool), un lenguaje para programación del control numérico por ordenador. La programación utilizando el ordenador pasó a conocerse con el nombre de programación automática. El nombre más correcto sería el de programación asistida por ordenador. Existe una gran variedad de lenguajes de programación que pueden clasificarse en dos grandes grupos: q Lenguajes generales. q Lenguajes específicos. Los lenguajes generales pueden utilizarse para programar cualquier tipo de control existente en el mercado. Como los diferentes controles disponen de diferentes lenguajes, el proceso se divide en dos partes. En un primer paso, llamado procesado, se define el contorno de la pieza y el recorrido de la herramienta, generando un fichero de salida que se conoce con el nombre CLDATA (Cutter Location Data). Su formato ha sido normalizado recientemente en la ISO 3592. A este fichero se añaden también las condiciones tecnológicas del mecanizado. En un segundo paso, el post proceso codifica toda la información del CLDATA en el lenguaje del control numérico correspondiente. Si se dispone de una instalación DNC el programa en lenguaje del control se envía directamente al control. Los programas de postprocesado los elaboran los propios usuarios, terceros y últimamente algunos fabricantes lo incorporan a sus sistemas.
LA PROGRAMACIÓN GRÁFICA INTERACTIVA. La programación en lenguaje APT de superficies en tres dimensiones se va haciendo más difícil a medida que las superficies aumentan en complejidad, hasta llegar a ser inviable por no disponer de un soft gráfico potente. Por otro lado cada día es más frecuente la utilización del diseño gráfico por ordenador CAD. El CAD ofrece todas las facilidades de su potente soft de creación y visualización de modelos para la introducción de la geometría necesaria para el control numérico. La posibilidad de aprovechar los módulos de visualización desde diferentes puntos de vistas, así como los paquetes cinemáticos, permite una simulación del mecanizado en la pantalla de la PC y la comprobación del recorrido de la herramienta, la superficie obtenida, las posibles colisiones de la herramienta con la pieza o el utillaje, etc. Los paquetes de soft CAD - CAM incorporan en general programas de programación de control numérico interactivos, apoyados en menús dinámicos y en potentes rutinas para evitar la programación manual detallada. La programación en equipos de CAD - CAM no introduce realmente nuevas técnicas de programación pero presenta importantes mejoras de la productividad en la programación y especialmente en la puesta a punto del programa.
PROGRAMA PIEZA N 1
(Generado manualmente)
%00923 N10 F250 S0 T1.1 M3 N20 X0 Y0 Z30 N30 G1 Z-2 N40 X100 N50 Y60 N60 G3 X70 Y90 I-30 J0 N70 G1 X40 N80 G2 X20 Y70 I-20 J0 N90 G1 X0 Y0 N100 G0 Z2 N110 G0 G40 G44 X0 Y0 Z30 M30
PROGRAMA PIEZA N 2
(Generado por sistema CAD - CAM)
%00924 N10 ( Generado por Smart - CAM ) N20 ( FECHA mm/dd/yy :: HORA ) N30 ( 12/09/94 :: 20845PM ) N40 ( U.T.N. F.R. La Plata V.S.S.) N50 ( C.N.C. FAGOR 8020 MG ) N60 ( Archivo de Forma pq .SH? ) N70 ( Archivo de Programa pq .) N80 (------------------------------------) N90 F250 S1200 T6.6 M03 N100 X30.0 Y10.0 Z30.0 N110 N120 G1 Z-2.0 N130 X62.139 Y48.302 N140 X39.158 Y67.586 N150 G3 X18.026 Y65.737 I-9.642 J-11.491 N160 G1 X8.384 Y54.246 N170 G2 X9.616 Y40.158 I-6.428 J-7.66 N180 G1 X30.0 Y10.0 N190 G0 Z2.0 N200 Z30.0 N210 X85.0 N220 N230 G1 Z-2.0 N240 X117.139 Y48.302 N250 X94.158 Y67.586 N260 G3 X73.026 Y65.737 I-9.642 J-11.491 N270 G1 X63.384 Y54.246 N280 G2 X64.616 Y40.158 I-6.428 J-7.66
N290 G1 X85.0 Y10.0 N300 G0 Z2.0 N310 Z30.0 N320 X140.0 N330 N340 G1 Z-2.0 N350 X172.139 Y48.302 N360 X149.158 Y67.586 N370 G3 X128.026 Y65.737 I-9.642 J-11.491 N380 G1 X118.384 Y54.246 N390 G2 X119.616 Y40.158 I-6.428 J-7.66 N400 G1 X140.0 Y10.0 N410 G0 Z2.0 N420 Z30.0 N430 X30.0 Y-10.0 N440 N450 G1 Z-2.0 N460 X62.139 Y-48.302 N470 X39.158 Y-67.586 N480 G2 X18.026 Y-65.737 I-9.642 J11.491 N490 G1 X8.384 Y-54.246 N500 G3 X9.616 Y-40.158 I-6.428 J7.66 N510 G1 X30.0 Y-10.0 N520 G0 Z2.0 N530 Z30.0 N540 X85.0 N550 N560 G1 Z-2.0 N570 X117.139 Y-48.302 N580 X94.158 Y-67.586 N590 G2 X73.026 Y-65.737 I-9.642 J11.491 N600 G1 X63.384 Y-54.246 N610 G3 X64.616 Y-40.158 I-6.428 J7.66 N620 G1 X85.0 Y-10.0 N630 G0 Z2.0 N640 Z30.0 N650 X140.0 N660 N670 G1 Z-2.0 N680 X172.139 Y-48.302 N690 X149.158 Y-67.586 N700 G2 X128.026 Y-65.737 I-9.642 J11.491 N710 G1 X118.384 Y-54.246 N720 G3 X119.616 Y-40.158 I-6.428 J7.66 N730 G1 X140.0 Y-10.0 N740 G0 Z2.0 N750 Z30.0 N760 G00 G40 G44 G90 X30.0 Y10.0 Z30.0 M30 N770 ( TIEMPO para T6 = 6.367 minutos ) N780 ( TIEMPO TOTAL = 6.367 minutos ) N790 ( Todos los tiempos segun Smart-CAM ) N800 ( para Fresadora Alecop M - 8000 ) N810 ( sin tiempos de cambio de herr. ) N820 ( FIN )
TRABAJO PRACTICO FRESADORA C.N.C.
Y+
Z+
X+
Objetivo: _que el alumno desarrolle el plan de trabajo y el programa para esta pieza sencilla, incluyendo la ubicaciรณn del cero pieza, cero programa, orientaciรณn del sistema de referencia. Utilizaciรณn de las funciones de compensaciรณn de longitud de herramienta, repeticiรณn de partes de programa, etc. Secuencia de cambio manual de herramienta. Funciones Preparatorias:_G00, G01, G04, G25, G43, G44, G81, G82 G90, G91. Funciones Auxiliares...:_F, S, T, M00, M03, M05, M30.
TRABAJO PRACTICO FRESADORA C.N.C.
Objetivo: _que el alumno desarrolle el plan de trabajo y el programa para esta pieza sencilla, incluyendo la ubicaciรณn del cero pieza, cero programa, orientaciรณn del sistema de referencia. Utilizaciรณn de las funciones de compensaciรณn de longitud de herramienta, repeticiรณn de partes de programa, etc. Secuencia de cambio manual de herramienta. Funciones Preparatorias:_G00, G01, G04, G25, G43, G44, G81, G82, G90, G91. Funciones Auxiliares...:_F, S, T, M00, M03, M05, M30.
Programación de las herramientas: El formato para seleccionar la herramienta en un programa es: T2.2 Esto significa que los valores permitidos son: desde T 00 . 00 hasta T 99 . 99
T 2.2 Selección de corrector en tabla de herramientas CN. Selección de posición del almacén de herramientas. Código de selección de herramienta.
En otros controles se programa: T2 D2 ( La letra D reemplaza al punto )
T 2 D2 Selección de corrector en tabla de herramientas CN. Selección de posición del almacén de herramientas. Código de selección de herramienta.
Tabla de herramientas, (correctores), en el CNC Fagor 8020MG: T R L I K T .0 0 0 0 0 T .1 3 -20 0 0 T .2 5 -28 0 0 T .3 4 -6 0 0 T .4 12.7 -30 0 0 ……………………………………………………………. …………………………………………………………….. T .97 T .98 T .99
0 0 0
Corrector T .2 R, L, I, K
0 0 0
0 0 0
0 0 0
Longitud Herramienta = L + K
Radio de Herramienta = R + I
G43 .. Activa compensación de longitud de herramienta. ( modal ). G44 .. Anulación de G43. ( modal y start ).
En algunas MHCN los correctores T .0 y T.99 tienen funciones especiales y no pueden ser modificados. Esto es así, generalmente en las MHCN con cambio automático de herramientas.
Funciones auxiliares. M00 .. Parada del programa o programada. Interrumpe la ejecuci贸n, sin detener el giro del cabezal. para proseguir se oprime la tecla de marcha. M01 .. Parada condicional del programa. Igual que M00 pero se ejecuta si esta activa la entrada. M02 .. Fin de programa con reset general. M30 .. Fin de programa con vuelta al comienzo. M03 .. Arranque del cabezal a derechas, ( horario ). M04 .. Arranque del cabezal a izquierdas, ( antihorario ). M05 .. Parada del cabezal. M06 .. Cambio de herramienta. Existen otras funciones M para refrigeraci贸n, parada orientada del cabezal, etc.
SECUENCIA PARA CAMBIO MANUAL DE HERRAMIENTA: Trabajando con compensación de longitud. ( G43 - G44 ) %00041 N10 ( Ejemplo de programación de G43 - G44 ) N20 F200 S1000 T1.1 M3 N30 G0 G43 X20 Y30 Z2 N40 G1 Z-15 N.......................... N........ Movimientos con la herramienta T . 1 N................. N150 G0 Z2 N160 G0 G44 X0 Y0 Z50 M0 M5 N200 F100 S1500 T . 33 M3 N210 G0 G43 X50 Y50 Z2 N220 G1 Z-10 N..................... N........ Movimientos con la herramienta T . 33 N...................... N280 G0 Z2 N290 G0 G44 X0 Y0 Z50 M30 Explicación: N10 Comentario. N20 Selección de la primera herramienta y sus condiciones de trabajo, F , S y M. N30 Posicionamiento rápido G00, con compensación de longitud de herramienta G43 en punto próximo al primer mecanizado. ( Primer movimiento de la herramienta activo compensación de longitud G43 ) N40 al N150 Mecanizado con la herramienta seleccionada. N160 Posicionamiento rápido G00, G44, en punto de cambio de herramienta, Interrupción del programa ( M0 ) y parada cabezal ( M5 ). ( Ultimo movimiento de la herramienta desactivo compensación de longitud G44 ) Recordar que esto se hacía por seguridad : La herramienta patrón T.0 es más larga que todas las demás herramientas, G44 indica que no se tenga en cuenta la tabla de herramientas de CNC lo cual es equivalente a suponer que la herramienta en el cabezal es la T . 0 , de este modo evitamos problemas al cambiar una herramienta muy corta por otra mucho más larga. N200 Selección de la segunda herramienta y sus condiciones de trabajo, F , S y M. N210 Posicionamiento rápido G00, con compensación de longitud de herramienta G43 en punto próximo al primer mecanizado. ( Primer movimiento de la herramienta activo compensación de longitud G43 ) N220 al N280 Mecanizado con la herramienta seleccionada. N290 Posicionamiento rápido G00, G44, en punto de cambio de herramienta, fin del programa M30 ( Ultimo movimiento de la herramienta desactivo compensación de longitud G44 )
Nota: Como el cambio de herramienta es manual, el primer numero después de la letra T que indica posición en almacén de herramientas no tiene aplicación y puede programarse cualquier numero entre 0 y 98, e inclusive puede programarse T . 33 como en el ejemplo. Pasos a seguir para trabajar con mas de una herramienta. • • • • •
Programación : Programar correctamente los cambios de herramienta y funciones vinculadas. Medir la longitud de las herramientas. ( diferencia de longitud respecto de la herramienta patrón.) Cargar la tabla de herramientas del CNC. ( puede hacerse automáticamente.) Ordenar el almacén de herramientas de acuerdo al programa. En la puesta a punto de la máquina herramienta CNC, poner el cero pieza con la herramienta patrón. ( en las MHCN con cambio automático, puede ponerse el cero pieza con cualquier herramienta cargada en la tabla. )
%92131 N10 F200 S800 T1.9 M3 N20 G43 G0 G90 X -20 Y120 Z30 N30 G82 G99 X30 Y90 Z2 I -5 K2 N40 X60 Y70 N50 X150 Y90 N70 Y55 N80 Y20 N110 X30 Y20 N120 Y55 N130 G0 G80 G44 X -20 Y120 Z30 M0 M5 N200 F300 S1000 T1.1 M3 N210 G0 G43 G90 N220 G83 G99 X30 Y90 Z2 I -5 J4 N230 X150 N240 Y20 N250 X30 N260 G0 G80 G44 X -20 Y120 Z30 M0 M5 N300 F250 S1000 T1.3 M3 N310 G0 G90 G43 N320 G83 G99 X150 Y55 Z2 I -4 J6 N330 X30 N335 G80 X60 Y70 N340 G1 Z -6 N350 G0 Z2 N360 G0 G44 G90 X -20 Y120 Z30 M0 M5 N400 F100 S800 T1.4 M3 N410 G0 G43 G90 Z25 N420 G82 G98 X30 Y55 Z2 I -3 K2 N430 X150 N440 G0 G80 G44 X -20 Y120 Z30 M0 M5 N500 F300 S1200 T1.5 M3 N510 G0 G43 G90 X60 Y70 Z2 N520 G1 Z0 N530 G1 G91 Z -2 N540 G90 X120 N550 Y40 N560 X60 N570 Y70 N580 G25 N530.570.2 N590 Z2 N595 G0 G44 G90 X -20 Y120 Z30 M0 M5 N600 F300 S1300 T1.10 M3 N610 G0 G43 G90 X30 Y90 Z2 N620 G1 Z1 N630 G1 G91 Z -2 N640 X10 N650 X -20 N660 X10 N670 G25 N630.660.2 N680 G90 Z2 N690 G0 X150 N700 G25 N620.680.1 N710 G0 Y20 N720 G25 N620.680.1 N730 G0 X30 N740 G25 N620.680.1 N750 G0 G44 G90 X -20 Y120 Z30 M0 M5 N800 F300 S1500 T1.7 M3 N810 G0 G43 G90 X30 Y90 Z2 N820 G1 Z –5
N830 G1 G91 Z -3.5 N840 X10 N850 X -20 N860 X10 N870 G25 N830.860.3 N880 G90 G0 Z2 N890 G0 X150 N900 G25 N820.880.1 N910 Y20 N920 G25 N820.880.1 N930 X30 N940 G25 N820.880.1 N950 G0 G44 G90 X -20 Y120 Z30 N2000 M30
El cambio de herramienta es manual, por ello es necesario programar las funciones M0 y M5. La llegada al punto de cambio de herramienta se hace sin compensaci贸n de longitud (G44), para conseguir que el cambio se realice siempre en el mismo punto.
TRABAJO PRACTICO TORNO C.N.C.
Utilizaciรณn de las funciones: G00.. Posicionamiento rรกpido. G01, G02, G03.. Interpolaciones lineal y circulares G40,41,42.. Compensaciรณn de radio. G04.. Temporizaciรณn. G68.. Ciclo fijo de desbastado en el eje x Condiciones De Mecanizado G95 G96 G97 Selecciรณn De Herramienta
TRABAJO PRACTICO TORNO C.N.C.
%91192 N0 (T.P.-TORNO-C.N.C.-9/10) N1 (V.S.S.-U.T.N.F.R.L.P.-1996) N10 G53 X0 Z71.5 N11 G53 N20 G96 F0.08 S100 T0.10 M3 M44 N25 G0 G41 X35 Z0 N26 G1 X -0.8 N27 Z1 N30 G0 G42 X32 Z5 N40 G66 P0 = K0 P1 = K0 P4 = K2 P5 = K0.6 P7 = K0.2 P8 = K0.1 P9 = K0 P12 = K40 P13 = K80 P14 = K200 N50 G96 F0.04 S120 T2.2 M3 M44 N60 G0 G42 X0 Z5 N70 G1 X0 Z0 N80 G1 X6 Z0 N90 X8 Z -1 N100 Z -8 N110 X12 Z -15 N120 G1 G36 R2 X18 Z -15 N130 G1 G36 R2 X18 Z -25 N140 G1 G39 R1 X26 Z -25 N150 G1 Z -30 N160 X28 Z -35 N200 Z -50 N205 X32 N210 G0 G40 X35 Z10 N220 G97 S600 T4.4 M3 M44 N230 G86 P0 = K8 P1 = K4 P2 = K8 P3 = K -8 P4 = K0.705 P5 = K0.15 P6 = K1 P7 = K0 P10 = K1 P11 = K2 P12 = K60 N240 G0 X45 Z10 N250 G96 F0.03 S70 T6.6 M3 M44 N260 G0 X29 Z -42 N270 G1 X24 N280 G0 G04 K1 X30 N290 Z10 M30 ( FIN )