Control Numerico by Guillermo Gonzalez

Tesina

Control Numerico (CNC)

Guillermo Gonzรกlez Cardozo_arq

Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012

2012 La Automatizaci贸n como una alternativa para lograr productos de alta competitividad en el Mercado de la Madera.

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Particpacion en el Curso de Fresado CNC_UTN (Universidad Tecnologica Nacional)_Profesor Gustavo Sanchez_Resistencia_Chaco_ 29,30/10/2012

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Tabla de Contenidos Titulos Control Numerico (CNC) Capitulo 1 : La Automatización industrial Automatizacon, Tipos de Automatizacion Control Numerico Cuando Emplear C.N.C. Maquina Convencional Vs CNC Máquina Convencional MHC Máquina Convencional CNC Características de las Maquinas MHCN Desventajas del CNC Componentes de un Sistema CNC La Unidad de Gobierno Los Servomecanismos Los Transductores Dispositivo para el Cambio de Herramientas Husillos, Ejes de Trabajo y Avances. Ejes Principales de Referencia Husillo Principal Control de Funciones Máquina Desplazamientos Desplazamientos Lineales Desplazamientos Circulares Capitulo 2 : Programacion de CNC ( Control Numerico) Programación manual Programación automática Informacion Necesaria para las operaciones de Mecanizado Fundamentos de elaboración de un programa CNC Códigos de programa según ISO 1050 o DIN 66025 Funciones preparatorias “G” Funciones de maniobras y complementarias Secuencia lógica de códigos Capitulo 3 : Fresado y Centros de Mecanizado Programación Manual de la Fresadora Puntos de Referencia en las Fresadoras en general M= Cero máquina. R= Punto de referencia. N= Punto de referencia para montaje de la herramienta. W= Cero pieza. Decalaje Cero Sistema de Ejes Datos de la Herramienta. Guía de la fresa. Modos de Programación. Planos de Trabajo Geometría en la programación Puntos de apoyo en ángulos agudos. Programación con funciones ISO Funciones M Ciclos de taladrado Ciclos de fresado Otros Comamdos, Frames (marcos o entornos de trabajo) Subprogramas Capìtulo 4: Herramientas de la Fresadora Tipos de fresas Operaciones con cada uno de los tipos de fresas Características de las Fresas Tipos de Mangos, Portapinzas Correctores y Cajeado Bibliografia y Fuentes

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Pag 0-3 4 4 4 6 6 6 7 7 7 8 8 8 9 9 9 10 10 10 11 11 11 12 12 13 13 14 14 15 16 16 17 17 17 17 18 18 18 18 18 18 19 19 20 22 22 22 25 26 32 34 35 35 36 36 38 38 38

Capitulo 1 : Automatización Industrial (Automatización; del griego antiguo “auto”: guiado por uno mismo) Es el uso de sistemas o elementos computarizados y electromecánicos para controlar maquinarias y/o procesos industriales sustituyendo a operadores humanos. Tipos de Automatización. Existen cinco formas de automatizar en la industria moderna, de modo que se deberá analizar cada situación a fin de decidir correctamente el esquema más adecuado. Los tipos de automatización son: Control Automático de Procesos El Procesamiento Electrónico de Datos La Automatización Fija El Control Numérico Computarizado La Automatización Flexible.  El Control Automático de Procesos, se refiere usualmente al manejo de procesos caracterizados de diversos tipos de cambios (generalmente químicos y físicos); un ejemplo de ésto lo podría ser el proceso de refinación de petróleo.  El Proceso Electrónico de Datos frecuentemente es relacionado con los sistemas de información, centros de computo, etc. Sin embargo en la actualidad también se considera dentro de esto la obtención, análisis y registros de datos a través de interfases y computadores.  La Automatización Fija, es aquella asociada al empleo de sistemas lógicos tales como: los sistemas de relevadores y compuertas lógicas; sn embargo estos sistemas se han ido flexibilizando al introducir algunos elementos de programación como en el caso de los (PLC’S) o Controladores Lógicos Programables.  Un mayor nivel de flexibilidad lo poseen las máquinas de control numérico computarizado. Este tipo de control se ha aplicado con éxito a Máquinas de Herramientas de Control Numérico (MHCN). Entre las MHCN podemos mencionar: o Frezadoras CNC. o Tornos CNC. o Máquinas de Electroerosionado o Máquinas de Corte por Hilo o Centros de Mecanizados  El mayor grado de flexibilidad en cuanto a automatización se refiere es el de los Robots industriales que en forma más genérica se les denomina como "Celdas de Manufactura Flexible". Control Numerico El control numérico (CNC) es un sistema de automatización de máquinas herramienta que son operadas mediante comandos programados en un medio de almacenamiento, en comparación con el “mando manual” mediante volantes o palancas. Normalmente este tipo de control se ejerce a través de un computador y la máquina está diseñada a fin de obedecer las instrucciones de un programa dado. Una máquina a control numérico, es una máquina convencional con algunos elementos más sofisticados, como una computadora que la comanda. Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

Esencialmente puede funcionar de 2 maneras: 1. En base a un plano de una pieza determinada, se elabora un “programa” de pieza. Este programa está compuesto de una serie de códigos , los que son leídos por la computadora y le transmiten a la máquina las órdenes para que trabaje. De esta manera se consigue una pieza en forma prácticamente automatizada. 2. Por un sistema de trabajo que se llama CAD - CAM. Primero se dibuja en la computadora la pieza en un programa que se llama CAD ( Diseño Asistido por Computadora ) El dibujo es transformado en forma automática en un “programa” CNC por un software denominado CAM (Mecanizado Asistido por Computadora ). Este programa sería similar al conseguido en forma manual por el método anterior, y posteriormente se transmite a la máquina CNC propiamente dicha. Las máquinas herramientas comandadas por control numérico computarizado, constan de un “cerebro”, llamado Unidad de Gobierno, que es el ordenador. La función del mismo es servir de nexo entre el operador y la máquina en sí, comunicando a los dispositivos necesarios, los impulsos eléctricos que se transformarán en un desplazamiento o en un giro de un eje. Para conseguir esto, el ordenador comunicará a los servomotores paso a paso, de corriente continua o hidráulicos, las instrucciones para conseguir que un carro o mesa se mueva, o que un husillo rote. El operario provoca esto introduciendo mediante un teclado, una serie de letras y números que conforman un “código” de CNC, que hilvanados formarán un “programa” de pieza. Una vez conseguido esto, unos elementos denominados “transductores”, se encargarán de chequear o medir los correctos valores de maquinado, es decir los desplazamientos y las rotaciones efectuadas en el maquinado. La historia de las máquinas con control numérico es reciente, pero sin embargo el impulso que las mismas provocaron en la industria, es tan importante que actualmente no se concibe un futuro tecnológico sin ellas. La calidad de las piezas elaboradas por estas máquinas, así como la velocidad de sus componentes, es tan relevante, que a primera vista asombra a quienes no tienen conocimiento de mecánica como a quienes lo poseen. Básicamente podemos definirlas como máquinas herramientas manejadas por computadoras, pero le quitaríamos mérito, ya que la completitud de las mismas nos muestran un mecanismo dotado de partes mecánicas, electrónicas, neumáticas y hidráulicas que conforman un ”todo” automatizado de última generación. Estos tornos y fresas, en lugar de desmerecer la función del hombre en el proceso productivo, genera una necesidad de especialización que lo perfecciona y enaltece. El primer desarrollo en el área del control numérico por computadora(CNC) data del año 1940. “El principio de operación común de todas las aplicaciones del control numérico es el control de

la posición relativa de una herramienta o elemento de procesado con respecto al objeto a procesar”. Al principio los desplazamientos eran de punto a punto, y se utilizaban básicamente

en taladradoras. La invención de las funciones de interpolación lineal y circular y el cambio automático de herramientas hizo posible la construcción de una generación de máquinas herramientas con las que se taladra, rosca, fresa e incluso se tornea y que han pasado a denominarse “Centros de Mecanizado”.

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El equipo de control numérico se controla mediante un programa que utiliza números, letras y otros símbolos, por ejemplo, los llamados códigos G (movimientos y ciclos fijos) y M (funciones auxiliares). Estos números, letras y símbolos, los cuales llegan a incluir comillas, están codificados en un formato apropiado para definir un programa de instrucciones para desarrollar una tarea concreta. Cuando la tarea en cuestión varía se cambia el programa de instrucciones. En las grandes producciones en serie, el control numérico resulta útil para la robotización de la alimentación y retirada de las piezas mecanizadas. Las fresadoras universales modernas cuentan con visualizadores electrónicos donde se muestran las posiciones de las herramientas, según un sistema de coordenadas, y así se facilita mejor la lectura de cotas en sus desplazamientos. Asimismo, a muchas fresadoras se les incorpora un sistema de control numérico por computadora (CNC) que permite automatizar su trabajo. Además, las fresadoras copiadoras incorporan un mecanismo de copiado para diferentes perfiles de mecanizado. Cuándo emplear el C.N.C La decisión sobre el cuándo es necesario utilizar M.H.C.N., muchas veces se resuelve en base a un análisis de producción y rentabilidad; sin embargo en nuestros países subdesarrollados, muchas veces existe un factor inercial que impide a los empresarios realizar el salto tecnológico. En la medida que estas personas se motiven a acercarse a estas tecnologías surgirán múltiples alternativas financieras y de producción que contribuirán a mejorar el aspecto de rentabilidad de este tipo de inversión. Por otro lado una vez tomado este camino se dará una rápida transferencia tecnológica a nivel de las empresas incrementando el nivel técnico. Fenómenos como éstos no son raros, pues se dan muchas veces en nuestros países al nivel de consumidores. Somos consumidores de productos de alta tecnología y nos adaptamos rápidamente a los cambios que se dan en productos tales como: Equipos de Alta Fidelidad, Automóviles, Equipo de Comunicación y Computadores. Entonces debieramos de ser capaces de adaptar nuevas tecnologías productivas a nuestra experiencia empresarial. Veamos ahora como se decide la alternativa de usar o no C.N.C. en términos de producción: Cuando se tienen altos volúmenes de producción. Cuando la frecuencia de producción de un mismo artículo no es muy alta. Cuando el grado de complejidad de los artículos producidos es alto. Cuando se realizan cambios en un artículo a fin de darle actualidad o brindar una variedad de modelos. Cuando es necesario un alto grado de precisión Maquina Convencional vs Máquina C.N.C. Máquina Convencional MHC (Maquina Herramienta Convencional ) Una persona solo puede operar una maquina. Es necesario localizar y monitorear las dimensiones de la pieza , en constante relacion con los Planos Es necesario y vital la experiencia del operario en la tarea que esta realizando. El operario tiene el control de todas las variables que debe imprmirle a la pieza, profundidad, avance,terminacion, etc., es el verdadero artesano que construye la pieza. Existen trabajos que es imposible realizar, a continuacion del que se estaba realizando.

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Máquina Convencional CNC (Control Numerico Computarizado ) Una persona puede operar muchas máquinas. No es necesario localizar medidas en la pieza el dimensionamiento esta impreso en el programa. No es necesario la experiencia del operario, una vez cargado el programa y posicionada la maquina, el programa lo hace todo. El programa tiene todo el Control de los parámetros y variables, de corte, profundidad, avance, y terminaciones de la pieza. Luego de que se ejecuta el Programa virtualmente se puede realizar cualquier otro trabajo a continuacion. Caracteristicas de las MHCN ( Maquinas herramientas de Control Numerico) La MHCN poseen las siguientes características:                   

Mayor precisión y mejor calidad de productos. Flexibilidad para el cambio en el diseño y en modelos en un tiempo corto. Fácil procesamiento de productos de apariencia complicada. Un operario puede operar varias máquinas a la vez. Se reduce la fatiga del operador. Aumento del tiempo de trabajo en corte por maquinaria. Es necesario mantener un gran volumen de producción a fin de lograr una mayor eficiencia de la capacidad instalada. Mayor uniformidad en los productos producidos. Fácil procesamiento de productos de apariencia complicada. Fácil control de calidad. Reducción en costos de inventario, traslado y de fabricación en los modelos y abrazaderas. Es posible satisfacer pedidos urgentes. No se requieren operadores con experiencia. Se reduce la fatiga del operador. Mayor seguridad en las labores. Aumento del tiempo de trabajo en corte por maquinaria. Fácil control de acuerdo con el programa de la producción lo cual facilita la competencia en el mercado. Fácil administración de la producción e inventario lo cual permite la determinación de objetivos o políticas de la empresa. Permite simular el proceso de corte a fin de verificar que este sea correcto.

Desventajas de un Sistema CNC Alto costo de la maquinaria. Falta de opciones o alternativas en caso de fallas. Es necesario programar en forma correcta la selección de las herramientas de corte y la secuencia de operación para un eficiente funcionamiento. Los costos de mantenimiento aumenta, ya que el sistema de control es más complicado y surge la necesidad de entrenar al personal de servicio y operación. Es necesario mantener un gran volumen de producción a fin de lograr una mayor eficiencia de la capacidad instalada.

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Componentes de una maquina con CNC Al analizar una máquina con CNC, observamos que básicamente mantiene su principio de funcionamiento comparada con una convencional, con excepción de la innovación que le confiere su ordenador o unidad de gobierno. Este componente es quien más a evolucionado en muy poco tiempo, aunque los demás elementos que conforman tradicionalmente una máquina herramienta, tambien han debido adecuarse a las altas velocidades de maquinado, y a la extrema precisión en los posicionamientos tanto de las herramientas como de las piezas. Los desplazamientos de las herramientas y el giro del husillo, son provocados por motores de corriente continua. Y muy particularmente, en el campo de las herramientas de corte, se han debido adecuar a las altas exigencias de terminación y de esfuerzos de corte. Podríamos decir, que los elementos componentes de una máquina con CNC, son: 1. 2. 3. 4. 5.

La unidad de gobierno. Los servomecanismos. Los transductores. Dispositivos para el cambio de herramientas. Husillos y ejes de trabajo y avances.

1. La Unidad de gobierno. Es el elemento que contiene la información necesaria para todas las operaciones de desplazamientos de las herramientas, giro de los husillos, y demás variables de la pieza. Está conformada por el ordenador o procesador, que es donde se encuentra la memoria de almacenamiento de los datos de maquinado, que serán transformados en impulsos eléctricos y transmitidos a los distintos motores de la máquina; y por el tablero o panel de servicio, elemento físico por donde se ingresan los datos requeridos por el control. Esto se realiza mediante un teclado alfanumérico similar al teclado de una computadora, una zona de paneles de mando directo de la máquina, y un monitor (display o pantalla). 2. Los Servomecanismos. Estos se encargan principalmente de los movimientos de los carros o mesas de la máquina. Son servomotores con motores paso a paso, a corriente continua, hidráulicos, etc. Reciben los impulsos eléctricos del control, y le transmiten un determinado número de rotaciones o inclusive una fracción de rotación a los tornillos que trasladarán las mesas o los carros. Los servomotores con motores paso a paso, constan de un generador de impulsos que regulan la velocidad de giro del Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

motor variando la cantidad y frecuencia de los impulsos emitidos. Estos motores giran un ángulo (paso) de aproximadamente 1º a 10º por impulso. La cantidad de impulsos puede variar hasta 16.000 por segundo, dando como resultado una gran gama de velocidades. En los servomotores con motores de corriente continua, cuando varía la tensión, varía proporcionalmente la velocidad de giro del motor. El servomotor hidráulico, posee una servoválvula reguladora del caudal que ingresa al motor, dosificando de esta manera la velocidad de rotación del mismo. 3. Los Transductores La función de los mismos consiste en informar por medio de señales eléctricas la posición real de la herramienta al control, de manera que este pueda compararla con la posición programada de la misma, y efectuar los desplazamientos correspondientes para que la posición real sea igual a la teórica. Los dispositivos de medición pueden ser directos o indirectos. En los de medición directa, encontramos una regla graduada unida al carro. En cambio, en los de medición indirecta, un cuenta vueltas reconoce la cantidad de giros que efectúa el tornillo de filete esférico del carro. También podemos clasificarlos de acuerdo a sus características de funcionamiento, pudiendo ser absolutos, incrementales o absolutos-cíclicos. Los absolutos, informan de las posiciones de los carros punto por punto con respecto a un punto de origen fijo previamente determinado. Los incrementales, emiten un impulso eléctrico a intervalos de desplazamiento determinados, los que son acumulados por un contador de impulsos, quienes informarán al control de la suma de estos impulsos. Los últimos, pueden decirse los más difundidos, y funcionan de la siguiente manera: Pueden medir directamente movimientos angulares o giratorios, lo que se utiliza para determinar la coordinación exacta de los carros con el giro del husillo en los casos de roscado, por ejemplo. Otros miden la posición del carro o la mesa utilizando una escala metálica con un circuito impreso en forma de grilla, que se encuentra fijo sobre la carrera a dimensionar. Sobre esta, se mueven con los carros, un par de lectores (cursores) eléctricos, que informarán sobre la mensura efectuada al control. 4. Dispositivos para el cambio de Herramientas. El cambio de las herramientas de trabajo en una máquina con CNC, se efectúa de manera totalmente automática, para lo cual se utilizan dispositivos de torreta tipo revólver, con un número importante de posiciones o estaciones, o sistemas de cambio denominados magazines, que consta de una cinta o cadena, que con el auxilio de agarraderas, selecciona la herramienta a emplear de un “almacén” y la sitúa en posición de trabajo. 5. Husillos, Ejes de Trabajo y Avances. Los husillos de trabajo en las máquinas con CNC son movidos con motores de corriente continua, generalmente, ya que los mismos permiten incrementar o decrecer el número de R.P.M. sin escalonamientos.

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Cuando hablamos de ejes de trabajo o de rotación, nos referimos a las máquinas en las cuales la mesa de trabajo o el cabezal del husillo son orientables pudiendo adoptar distintas posiciones angulares, tal es el caso de los centros de maquinado o las fresas, o algunos tornos verticales con varios montantes. Conocemos como ejes de avances a las direcciones en las cuales se mueven los carros, el husillo o la mesa de trabajo. De esta manera, en un torno tendremos un eje X determinado por un avance en el sentido perpendicular al husillo, y un eje Z que será colineal al eje del torno. En una fresa, generalmente los ejes X e Y son coplanares y generados ambos por el movimiento de la mesa. Ejes Principales de Referencia. Tendremos fundamentalmente tres ejes de referencias: los ejes X, Y, Z. El eje X, es paralelo al carro transversal, y en el caso del torno, sus medidas se toman a partirdel eje de la pieza, pero con valores de diámetros. El eje Y, que es perpendicular al anterior, y solo lo encontramos en las fresas. El eje Z, que es coincidente con el eje de la máquina. Generalmente las maquinas convencionales tienen de dos a tres ejes de desplazamiento, como los tornos y las fresadoras respectivamente, pero, en trabajos de mecanizado de formas complejas se requieren MHCN dotadas de más ejes de desplazamiento. La designación y descripción de los ejes de cada tipo de MHCN se encuentra normalizada.

Husillo Principal El husillo principal ejecuta:  El movimiento rotativo de la pieza en los tornos.  La rotación de herramienta en las fresadoras y taladradoras. Puede accionarse por:  Motores de corriente alterna de tres fases.  Motores corriente continua. Control de Funciones máquina En adición a las funciones geométricas para el control de los desplazamientos , los sistemas CNC disponen de otras funciones para el gobierno de la máquina: El número de estas y la forma en que se ejecutan dependen, tanto de la propia MHCN, cómo de las posibilidades de la UC(Unidad de control) Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

Las Funciones máquina que se enumeran a continuación son un ejemplo de las actividades complementarias que pueden ser programadas y que en algunos casos afectan a tareas auxiliares de la MHCN :  Comienzo del giro y control de la velocidad del cabezal.  Posicionado angular del cabezal.  Activación del refrigerante a una presión de salida dada.  Mantenimiento del avance constante.  Mantenimiento de la velocidad de corte constante.  Cambio de herramienta activa.  Comienzo de acciones de los dispositivos auxiliares:  Sistemas de alimentación o cambiadores de piezas. Desplazamientos Desplazamientos lineales Desplazamientos circulares En un sistema de coordenadas tridimensional los 3 ejes X, Y y Z forman 3 diferentes planos fundamentales. Plano XY (figura a) Plano XZ (figura b) Plano YZ (figura c) Estos planos se caracterizan por el hecho de que el tercer eje, en cada caso, es perpendicular al plano, por ejemplo, el eje z es perpendicular al plano XY, etc.

Desplazamientos circulares Para ser capaces de describir círculos en un sistema de coordenadas bidimensional se requiere establecer el centro del círculo y un radio. Para determinar círculos en un sistema de coordenadas tridimensional es necesario además especificar el plano del círculo.

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Capitulo 2 : Programación de CNC (Control Numerico Computarizado) Se pueden utilizar dos métodos, la programación manual y la programación automática. Programación manual En este caso, el programa pieza se escribe únicamente por medio de razonamientos y cálculos que realiza un operario. El programa de mecanizado comprende todo el conjunto de datos que el control necesita para la mecanización de la pieza. Al conjunto de informaciones que corresponde a una misma fase del mecanizado se le denomina bloque o secuencia, que se numeran para facilitar su búsqueda. Este conjunto de informaciones es interpretado por el intérprete de órdenes. Una secuencia o bloque de programa debe contener todas las funciones geométricas, funciones máquina y funciones tecnológicas del mecanizado. De tal modo, un bloque de programa consta de varias instrucciones. El comienzo del control numérico ha estado caracterizado por un desarrollo anárquico de los códigos de programación. Cada constructor utilizaba el suyo particular. Posteriormente, se vio la necesidad de normalizar los códigos de programación como condición indispensable para que un mismo programa pudiera servir para diversas máquinas con tal de que fuesen del mismo tipo. Los caracteres más usados comúnmente, regidos bajo la norma DIN 66024 y 66025 son, entre otros, los siguientes: • N: es la dirección correspondiente al número de bloque o secuencia. Esta dirección va seguida normalmente de un número de tres o cuatro cifras. En el caso del formato N03, el número máximo de bloques que pueden programarse es 1000 (N000 hasta N999). • X, Y, Z: son las direcciones correspondientes a las cotas según los ejes X, Y, Z de la máquina herramienta (Y planos cartesianos). Dichas cotas se pueden programar en forma absoluta o relativa, es decir, con respecto al cero pieza o con respecto a la última cota respectivamente. • G: es la dirección correspondiente a las funciones preparatorias. Se utilizan para informar al control de las características de las funciones de mecanizado, como por ejemplo, forma de la trayectoria, tipo de corrección de herramienta, parada temporizada, ciclos automáticos, programación absoluta y relativa, etc. La función G va seguida de un número de dos cifras que permite programar hasta 100 funciones preparatorias diferentes. Ejemplos: G00: El trayecto programado se realiza a la máxima velocidad posible, es decir, a la velocidad dedesplazamiento en rápido. G01: Los ejes se gobiernan de tal forma que la herramienta se mueve a lo largo de una línea recta. G02: Interpolación circular en sentido horario. G03: Interpolación circular en sentido antihorario. G33: Indica ciclo automático de roscado. G40: Cancela compensación. G41: Compensación de corte hacia la izquierda. G42: Compensación de corte a la derecha. G77: Es un ciclo automático que permite programar con un único bloque el torneado de un cilindro, etc. • M: es la dirección correspondiente a las funciones auxiliares o complementarias. Se usan para indicar a la máquina herramienta que se deben realizar operaciones tales como parada programada, rotación del husillo a derechas o a izquierdas, cambio de útil, etc. La dirección m va seguida de un número de dos cifras que permite programar hasta 100 funciones auxiliares diferentes. Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

Ejemplos: M00: Provoca una parada incondicional del programa, detiene el husillo y la refrigeración. M01: Alto opcional. M02: Indica el fin del programa. Se debe escribir en el último bloque del programa y posibilita la parada del control una vez ejecutadas el resto de las operaciones contenidas en el mismo bloque. M03: Activa la rotación del husillo en sentido horario. M04: Activa la rotación del husillo en sentido antihorario, etc. (El sentido de giro del usillo es visto por detrás de la máquina, no de nuestro punto de vista como en los tornos convencionales) M05: Parada del cabezal M06: cambio de herramienta (con parada del programa o sin ) en las máquinas de cambio automático no conlleva la parada del programa. • F: es la dirección correspondiente a la velocidad de avance. Va seguida de un número de cuatro cifras que indica la velocidad de avance en mm/min. • S es la dirección correspondiente a la velocidad de rotación del husillo principal. Se programa directamente en revoluciones por minuto, usando cuatro dígitos. • I, J, K son direcciones utilizadas para programar arcos de circunferencia. Cuando la interpolación se realiza en el plano X-Y, se utilizan las direcciones I y J. Análogamente, en el plano X-Z, se utilizan las direcciones I y K, y en el plano Y-Z, las direcciones J y K. • T es la dirección correspondiente al número de herramienta. Va seguido de un número de cuatro cifras en el cual los dos primeros indican el número de herramienta y los dos últimos el número de corrección de las mismas. Programación automática En este caso, los cálculos los realiza un computador, a partir de datos suministrados por el programador dando como resultado el programa de la pieza en un lenguaje de intercambio llamado APT que posteriormente será traducido mediante un post-procesador al lenguaje máquina adecuado para cada control. Por esta razón recibe el nombre de CAM (Computer Aided Machining o Mecanizado Asistido por Computadora). Informacion Necesaria para las operaciones de Mecanizado A continuación se describen los distintos pasos de que constan las operaciones de mecanizado mediante máquinas de CNC, sin considerar un lenguaje de programación. Para seguir los pasos necesarios, la máquina CNC requiere principalmente, información tecnológica y geométrica. La información geométrica consiste en: Datos dimensionales del contorno final, Descripción de los movimientos de la herramienta Posicionamiento en el área de trabajo del cero y puntos de referencia necesarios. La información tecnológica consiste en:  Datos necesarios sobre la herramienta a usar,  Datos de corte (velocidad, avance, etc.) y funciones de la máquina a ser controladas (refrigeración, etc.).

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Fundamentos de elaboración de un programa CNC Las operaciones que un CNC debe efectuar para obtener una pieza determinada, están elaboradas en un estudio previo, que llamaremos “programación manual del plano de la pieza”, y la confección de una “hoja de procesos” para mecanizar. Tendremos entonces en cuenta los siguientes factores: 1. Determinación del ciclo de trabajo : en el cual, mediante una hoja de procesos, previamente determinamos cuales son las operaciones a efectuar en la máquina. 2. Determinación de la herramienta: es decir, del tipo de herramienta, calidad, forma, perfil y dimensiones de la misma de acuerdo a las distintas operaciones. 3. Determinación de los factores de corte: como la velocidad de corte, avances, profundidad de pasada, tiempo de operación. 4. Determinación del recorrido de la herramienta : en el cual debemos tener en cuenta la optimización del mismo para disminuir al máximo el tiempo de maquinado. Este estudio previo a la programación propiamente dicha, es necesario ya que de esta manera vamos a determinar, de las muchas formas de programar una misma pieza, cual es la más acertada y la que nos proporcionará un aprovechamiento óptimo de la máquina y de la herramienta. Para que un CNC pueda interpretar los datos que vamos a incorporarle teniendo en cuenta lo antes citado, la información se la suministraremos por medio de un código o lenguaje propio de la máquina, o sea elaborando “un programa de la pieza”, para lo que tomaremos como referente el código de programación ISO 1050 o DIN 66025. Códigos de programa según ISO 1050 o DIN 66025 % Identificación automática de códigos ( comienzo de programa ). : Secuencia principal LF Final de secuencia. A Ángulo en coordenadas polares / ángulo para sucesiones de contorno. B Radio en interpolación circular /chaflán o radio en sucesión de contorno. C Anchura de pasada. D Distancia del plano de referencia a la superficie de la pieza./Selección de corrección de herramienta. F Velocidad de avance.. G Función preparatoria. H Funciones auxiliares. I Parámetro de interpolación circular relativo al eje X./ Paso en un roscado J Parámetro de interpolación circular relativo al eje Y. K Parámetro de interpolación circular relativo al eje Z./ Paso en un roscado L Número de subprograma. M Función auxiliar. N Número de bloque o secuencia. P Número de pasadas en un subprograma. R Parámetros de un ciclo. S Velocidad de corte./ Velocidad de giro en RPM./Parada precisa del cabezal en grados. T Identificación de herramienta. X Movimiento principal del eje X. Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

Y Movimiento principal del eje Y. Z Movimiento principal del eje Z. Funciones preparatorias “G” Estas funciones determinan “las condiciones de desplazamiento”, es decir, como se deben mover los carros o la mesa, el tipo de interpolación, el tipo de acotado. En otras palabras, el modo y la forma de realizar los desplazamientos. G00 * Posicionamiento en rápido. G01 * Interpolación lineal. G02 * Interpolación circular en sentido horario G03 * Interpolación circular en sentido antihorario G04 Tiempo de parada bajo X (secuencia propia) G05 * Trabajo en arista matada G07 * Trabajo en arista viva G09 Deceleración. Parada precisa I G20 Llamada a subrutina standar G21 Llamada a subrutina paramétrica G22 Definición de subrutinas standar G23 Definición de subrutinas paramétricas G24 Final de subrutina G25 Salto incondicional G26 a G29 Salto condicional G33 * Roscado con paso constante G34 * Roscado con paso creciente G35 * Roscado con paso decreciente G36 Redondeado controlado de aristas G37 Entrada tangencial G38 Salida tangencial G39 Achaflanado G40 * Sin compensación de radio de corte G41 * Compensación de radio de corte a la izquierda G42 * Compensación de radio de corte a la derecha G50 Carga de dimensiones de herramienta G51 Corrección de dimensiones de herramienta G53 * Supresión de decalaje de origen G54 a G59 * Traslados de origen G63 Roscado con macho. Corrección del avance al 100% G64 Servicio de contorneado G70 * Entrada en pulgadas G71 * Entrada en milímetros G72 * Factor de escala G74 Búsqueda automática del punto de referencia G90 * Acotación en absoluto G91 * Acotación en incremental G92 * Limitación valor prescrito velocidad de giro del cabezal bajo S en R.P.M. G94 * Avance bajo F en mm/min. o pulg/min. G95 * Avance bajo F en mm/vuelta o pulg/vuelta Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

G96 * Avance bajo F en mm/vuelta y velocidad de corte bajo S en m/min. G97 * borrado de G96. Memoriza último valor de G92 Los símbolos acompañados por (*), son funciones que tienen una contradictoria, por lo que se debe poner especial cuidado de no colocar dos opuestas en una misma secuencia. Las funciones preparatorias anteriores, son de utilización tanto en tornos como en fresas, mientras que un CNC de una fresa puede contener además las siguientes funciones: G10 * Anulación de la imagen espejo G11 * Imagen espejo en el eje X G12 * Imagen espejo en el eje Y G13 * Imagen espejo en el eje Z G17 * Selección del plano de trabajo XY G18 * Selección del plano de trabajo XZ G19 * Selección del plano de trabajo YZ G43 * Compensación de longitud de herramienta G44 * Anulación de G43 G73 * Giro de sistemas de coordenadas G80 * Anulación de ciclos fijos G81 a G89 * Ciclos fijos G98 * Vuelta de la herramienta al plano de partida después de terminar un ciclo fijo G99 * Vuelta de la herr. al plano de referencia (de acercamiento) al terminar un ciclo fijo Funciones de maniobras y complementarias Estas funciones pueden figurar en una misma secuencia como máximo tres M, una S y una T, en el siguiente orden: M - S – T M00 * Parada programada incondicional M01 * Parada programada condicional M02 Fin de programa M03 * Giro del cabezal en sentido horario M04 * Giro del cabezal en sentido antihorario M05 * Parada del cabezal sin orientación M06 Cambio automático de torreta. M08 * Apertura del líquido refrigerante M09 * Cierre del líquido refrigerante M17 Final de subprograma M19 * Parada del cabezal orientado un ángulo bajo S (horario) M30 Fin de programa S Velocidad de giro del cabezal codificada Velocidad de giro del cabezal en R.P.M. Velocidad de corte en m/minuto Parada del cabezal en grados T Orden de herramienta Secuencia lógica de códigos % . / . N . G . X .Y . Z . Y . I . J . K . R . Q . L . F . S . T . M

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Capìtulo 3: Fresado y Centros de Mecanizado Programación Manual de la Fresadora El programador partiendo del plano de la oficina técnica, debe cubrir las etapas necesarias para mecanizar la pieza (cálculos geométricos, proceso de mecanizado, selección de herramientas, etc.) y posteriormente realizar el programa con un código que sea legible para el propio programador, así como para la máquina en cuestión. Por lo tanto, esta primera etapa se enfoca sobre todo al estudio de un código de programación. En general, para la realización del programa, es necesario conocer o establecer: 1. El plano de la pieza y número de piezas, así como la lista de herramientas, para con ello establecer el proceso de mecanizado. 2. Las características de la máquina en lo que se refiere a: potencias, velocidades, dimensiones admisibles, precisión, etc. 3. las características del control numérico: tipo de centro (número de ejes, formato bloque, lista de funciones codificadas, etc.). En general, las funciones son comunes en todos los CM (Centro de Mecanizado). Existe una gran semejanza entre las instrucciones de programación de un centro de mecanizado y las de un torno con CN (Control Numerico), de tal forma que varias de ellas son iguales en ambas máquinas. Ello se debe fundamentalmente a que tanto los movimientos de la máquina básicos, como son las interpolaciones lineales o circulares, así como el criterio empleado en las compensaciones de herramientas, velocidades, avances, etc., de un CM y de un torno con CN son los mismos, de manera que al aplicar las normas ISO en estas operaciones el resultado es la igualdad de comandos para dichas máquinas. Como variación importante, está la aparición del tercer eje que define el prisma de trabajo, y en ocasiones el 4º eje correspondiente a la mesa giratoria. De cualquier forma, aunque no todos los CM se programan de idéntica manera, los conocimientos teóricos sobre el tema son perfectamente aplicables a cualquier tipo de centro de mecanizado o fresadora-mandrinadora que trabajen con CN. Puntos de Referencia en las Fresadoras en general Antes de comenzar a efectuar desplazamientos para mecanizar cualquier pieza es necesario conocer los puntos de referencia de que dispone la máquina para establecer los que se necesiten para las piezas. Los puntos de referencia fundamentales son los que se muestran a continuacion: M= Cero máquina. Punto de referencia fijado por el fabricante de la máquina y que no puede ser modificado por el usuario. A partir de éste se miden todas las dimensiones de la máquina, y a su vez es el origen de coordenadas. Se encuentra en la esquina inferior izquierda de la mesa, en la cara superior.

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R= Punto de referencia. Punto, igualmente fijado por el fabricante y que no se puede modificar, desde el que se comunica al control la posición de la mesa. Es necesario establecerlo después de cada corte de corriente. N= Punto de referencia para montaje de la herramienta. Viene establecido por el fabricante y se encuentra sobre la base del husillo principal y en el eje guía de la fresa. Se utiliza para establecer las correcciones de la herramientas. W= Cero pieza. Punto establecido por el programador para que sirva de referencia en la programación de movimientos. Se puede modificar las veces que sea necesario dentro de la programación. Decalaje Cero Si tenemos en cuenta los puntos vistos anteriormente se observará que el punto M (cero máquina y origen de coordenadas) no es especialmente útil a la hora de realizar las programaciones porque no tiene que ver nada con la pieza a mecanizar. Para que el punto M (origen de coordenadas) nos fuera realmente útil, tendríamos que colocarlo sobre la pieza, de la que si tendremos medidas. Este traslado del punto M (origen de coordenadas) al punto W (creo pieza) es lo que se llama decalaje cero. Se realiza dentro del programa a los puntos establecidos en la tabla de decalajes mediante las funciones G54 a G57. Sistema de Ejes Los sistemas de ejes empleados por los CM están normalizados según las normas UNE 71-018 e ISO 841. Los tres ejes Basicos : X, Y, Z, definen un triedro cartesiano, ligado a una pieza situada sobre la máquina y teniendo los ejes paralelos a las guías principales de la máquina. El eje Z de movimiento se corresponderá a un eje paralelo al eje del husillo principal; de manera que un movimiento Z en sentido positivo incrementa la distancia entre la pieza y el portaherramientas. El eje X es horizontal y paralelo a la superficie de sujeción de la pieza. El sentido positivo estará dirigido hacia la derecha mirando desde el husillo principal hacia la pieza. El eje Y forma con los eje X y Z un triedro de sentido directo. Datos de la Herramienta. Guía de la fresa. Debemos tener en cuenta que el control de la máquina debe de usar la punta de la herramienta o el centro de la misma para que el posicionamiento de ésta se real; no obstante, como se ha visto antes, el punto que el control conoce es el punto N, de referencia del montaje de la herramienta. El lugar geométrico donde se cruzan el centro de la fresa con la longitud de la misma es lo que se conoce como “guía de la fresa”. Es por esto que de todas las herramientas que se vayan a utilizar se debe medir la longitud L1 de la misma, como se puede ver en la figura. Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

Existe un registro de datos de herramientas en el que se guarda la longitud, la posición y el radio. Cuando se trabaja en el plano XY (G17) los datos son: L1: Longitud de la herramienta en la dirección Z absoluta desde el punto N. R: Radio de la fresa. Para todos los demás planos, L1 siempre es perpendicular al plano activo. Para cada número de herramienta, T, se pueden asignar hasta 9 correctores, D. Los datos de corrección de herramienta se leen desde el registro de datos en la máquina, donde se habrán introducido previamente los datos de éstas: longitud, radio, etc. La corrección de la longitud de la herramienta siempre se hará perpendicularmente al plano de trabajo. Con ello se consigue desplazar el punto N, de referencia de la herramienta y que se encuentra en la nariz del husillo

principal, a la punta de la fresa. El comando T… D… llama a la herramienta T con el corrector D, pero no realiza el cambio en la máquina. Éste se realiza con la función M6, que realiza todos los movimientos necesarios. Para evitar colisiones se debe de levantar la herramienta con una función de movimiento para evitar el contacto con la pieza. Modos de Programación. A igual que en los tornos, se utilizarán dos modos de programación: absoluta e incremental. Con G90 se establece como punto fijo de referencia el punto donde se encuentre la herramienta en el momento de su programación; con G92 se desplaza el punto de referencia al lugar deseado y con G91 se establece la programación incremental. Planos de Trabajo Son las superficies sobre las que se efectúa el corte función de los planos definidos por los ejes cartesianos X, Y, Z. Se seleccionan con la función: • G17 para el plano XY. • G18 para el plano ZX. • G19 para el plano YZ.

Tienen las siguientes particularidades: • El eje de la herramienta es perpendicular al plano de trabajo. • La interpolación circular se produce en el plano de trabajo. • La interpolación en coordenadas polares se produce en el plano de trabajo. Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

• La compensación del radio de corte se produce en el plano de trabajo. • Los movimientos de penetración son perpendiculares al plano de trabajo.

Geometría en la programación Tal y como se mencionó anteriormente, la programación que se realiza en los centros de mecanizado y las fresadoras, se basa en el movimiento que realiza el punto central de la fresa, llamado guía de la fresa. A consecuencia de esto, es de suma importancia la determinación correcta de los puntos de apoyo (Q1, Q2 , Q3 , Qn...) en función del radio de la fresa que se utilice y de la geometría de la pieza. Para determinar los puntos de apoyo se pueden plantear dos casos: a) Contornos paralelos a los ejes b) Contornos no paralelos a los ejes.

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Posicionamiento de la Herramienta

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Puntos de apoyo en ángulos agudos. Para ángulos agudos se tienen que recorrer grandes cursos en vacío desde el punto final de un mecanizado A, hasta el punto de inicio del otro mecanizado B. Esto, además de un mayor tiempo de mecanizado, probablemente produciría colisiones con los medios de sujeción de la pieza. Este desplazamiento se puede acortar de dos maneras, efectuando desplazamientos posteriores con varias rectas, o desplazando con arcos de círculo.

Programación con Funciones ISO La programación de fresadoras y centros de mecanizado es en todo análoga para los tornos y solamente se diferencia en algunas funciones y en la posibilidad de trabajar en distintos planos. A continuación se muestra el sumario de las funciones que admite la fresadora con la se trabajará en el taller. 1. Funciones M 2. Ciclos de taladrado 3. Ciclos de fresado 1. Funciones M G00 (G0) Interpolación lineal con avance máximo. G01 (G1) Interpolación lineal con avance programado. Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

Estas interpolaciones se pueden programar tanto con coordenadas cartesianas como con polares, utilizando los siguientes formatos: Cartesianas N… G0 X… Y… Z… N… G1 X… Y… Z… F… Polares N… G0 AP… RP… N… G1 AP… RP… F… Siendo: AP Ángulo del punto final del arco polar, en el que el polo es el centro del arco. RP Radio polar; que es a su vez el radio del arco. El polo del sistema de coordenadas polares debe estar en el centro del arco (si es necesario habrá que colocarlo con la función G111 Chaflanes o radios entre rectas y arcos. En este control existe la posibilidad de que la herramienta realice movimientos en chaflán o en radio entre dos interpolaciones consecutivas con el siguiente formato:

G0/G1 X… Y… Z… CHR=… G0/G1 X… Y… Z… CHF=… G0/G1 X… Y… Z… RND=…

Chaflán (longitud del chaflán) Chaflán (distancia a la esquina) Radio

Existe la posibilidad de establecer que se realicen todos los desplazamientos con radio en forma modal (realizando el mismo radio en todos los desplazamientos hasta que se anule). Para esto utilizaremos el parámetro: RNDM=… . Para deseleccionar el radio modal habrá que utilizar el parámetro en la forma: RNDM=0. G02 (G2) Interpolacion circular horaria. (giro a la derecha) G03 (G3) Interpolación circular antihoraria. (giro a la izquierda) CIP Interpolación circular a través de punto intermedio La interpolación circular da al programador la posibilidad de desplazar la herramienta en arcos circulares. El máximo arco a programar en un bloque, dependerá de la máquina que se utilice, y podrá ser de 360º, 180º ó 90º. Los datos necesarios para generar el arco son: el sentido de la interpolación Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

el punto inicial el punto final del arco el centro de este. El sentido de rotación se ha de observar desde el sentido positivo del tercer eje (perpendicular al plano de giro). Los puntos inicial y final deben estar en el mismo plano de trabajo. Si se programa un movimiento del tercer eje (por ejemplo Z en G17) se producirá una línea helicoidal. Una vez establecido el arco a programar, la programación se podrá realizar atendiendo a los siguientes criterios: Programación con punto final y centro. Formato: N… G2/G3 X… Y… Z… I…J… K… Donde: X Y Z Coordenadas cartesianas del punto final del arco. I J K Coordenadas cartesianas del centro del arco desde del punto inicial. I, respecto del eje X J, “ “ “ Y K, “ “ “ Z El centro del arco se puede programar en incremental con las coordenadas I, J, K, desde el punto inicial del arco o en absoluto con I=AC(…), J=AC(…), K=AC(…) en absoluto desde el cero pieza (W). Programación con punto final y radio. Formato: N… X… Y… Z… CR=±… Donde: X, Y, Z coordenadas del punto final del arco. CR=± radio del arco. (Positivo +, si es mayor de 180º y negativo – si es menor de 180º) Con el parámetro CR no se pueden programar círculos completos.

Programación con centro del arco o punto final y amplitud del ángulo Formato: N… X… Y… Z… AR=… N… I… J… K… AR=… Donde: X, Y, Z Coordenadas del punto final del arco. I, J, K Coordenadas del centro del arco respecto al punto inicial AR= Amplitud del ángulo El centro del arco se puede programar en incremental con las coordenadas I, J, K, desde el punto inicial del arco o en absoluto con Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

I=AC(…), J=AC(…), K=AC(…) en absoluto desde el cero pieza (W). Con el parámetro AR no se pueden programar círculos completos. Programación con coordenadas polares. Formato: N… G2/G3 AP=… AR=… Donde: AP= Ángulo polar del arco en el que el polo es el centro del mismo. RP= Radio polar, que será el radio del arco. El polo del sistema de coordenadas polares debe estar en el centro del arco (si es necesario habrá que colocarlo con la función G111 Programación con punto intermedio y punto final. Formato: N… CIP X… Y… Z… I1=… J1=… K1=… Donde: X, Y, Z Coordenadas cartesianas del punto final. I1, J1, K1 Coordenadas cartesianas del punto intermedio. Si se programa en incremental, las coordenadas del punto intermedio se referirán al punto inicial.

2. Ciclos de taladrado Los ciclos son un conjunto de funciones que se ejecutan mediante una sola instrucción. Cada ciclo se compone de: • El ciclo propiamente dicho P.ej. CYCLE81 • Los parámetros necesarios P.ej. (RTP,RFP,SDIS,DP, …etc) En lo relativo a la sintaxis se ha de tener en cuenta que en la llamada a los ciclos, solo se introducirán los valores de los parámetros (sin el término del parámetro). Por lo tanto se debe mantener el orden secuencial de éstos para que no puedan ser mal interpretados. CYCLE81 Taladro centrado. CYCLE82 Taladro con espera. La sintaxis de los ciclos es: CYCLE81 (RTP,RFP,SDIS,DP,DPR) CYCLE82 (RTP,RPF,SDIS,DP,DPR,DTP) Las particularidades de estos ciclos son: Antes del ciclo, la herramienta debe de estar colocada sobre la posición del agujero. La herramienta taladra con la velocidad programada a la profundidad indicada en DP/DPR y retrocede con avance rápido.

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CYCLE82 permite un tiempo de espera en el fondo del agujero. Los parámetros indican: RTP plano de retroceso absoluto. Al terminar el ciclo, la herramienta se coloca a esa altura. RTP debe ser más alto que el plano de referencia. RFP plano de referencia absoluto. Altura de la superficie de la pieza, en la mayor parte de los casos, el punto de referencia de la pieza se encuentra sobre la superficie de ésta (RFP=0). SDIS distancia de seguridad, sin signo. La herramienta se desplaza con avance rápido hasta SDIS sobre el plano de referencia y luego cambia al avance de trabajo. DP profundidad final absoluta. Profundidad del agujero con relación al punto de referencia de la pieza. DPR profundidad final con relación al plano de referencia. Profundidad del agujero con relación al plano de referencia, sin signo. Se puede programar DP o DPR. Si se programan ambos, sólo será válido el parámetro DPR. DPT tiempo de espera en el fondo del agujero, en segundos. La herramienta retrocede sólo después de un tiempo de espera para limpiar el fondo del agujero (sólo en CYCLE82). CYCLE83 Taladrado de agujeros profundos. CYCLE83 (RTP,RPF,SDIS,DP,DPR,FDEP,FDPR,DAM,DTP,DTS,FRF,VARI) Los parámetros indican: FDEP profundidad de ler. taladro, absoluta. Profundidad del primer taladrado, con relación al cero de la pieza. FDPR profundidad del 1er. taladro, relativa. Profundidad de penetración del primer taladro con relación al plano de referencia, sin signo. DAM cantidad de degresión. Comenzando desde la profundidad del primer taladrado, cada una de las penetraciones siguientes será reducida cada una de ellas en el valor DAM. FRF factor de reducción de avance para la 1ª penetración. Con este factor FRF, el avance programado se puede reducir para la primera penetración, los valores posibles: 0,001 a 1. VARI variante de mecanización. VARI=0 – rotura de virutas. Después de cada penetración, la herramienta retrocede 1mm para romper la viruta. VARI=1 – retirada de virutas. Después de cada penetración, la herramienta retrocede hasta el plano de referencia para extraer las virutas de la perforación. Antes del ciclo, la herramienta debe estar colocada sobre el agujero. La herramienta taladra con el avance programado hasta la profundidad del primer taladrado FDEP/FDPR, retrocede en rápido, siguiente penetración, etc…. La profundidad de penetración se Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

reducirá cada vez en el valor de DAM. Preparación y programación de máquinas HOLES1 Fila de agujeros HOLES2 Círculo de agujeros. Con estas funciones se puede realizar un acercamiento a la posición de taladrado en rápido, una a una, y en cada posición de taladrado se ejecutará el ciclo que se llamó previamente. La secuencia de posiciones de taladrado se realizará con optimización de la trayectoria. Para realizar la programación se seguirán los siguientes pasos: 1. Llamada al ciclo modal del ciclo de taladrado deseado. N60 MCALL CYCLE81/82(…) 2. Programa de la plantilla de taladrado. N65 HOLES1(…) 3. Deselección de la llamada al ciclo modal. N70 MCALL La sintaxis para el ciclo HOLES1 es: HOLES1 (SPCA,SPCO,STA1,FDIS,DBH,NUM) Donde: SPCA punto inicial en el eje X. SPCO punto inicial en el eje Y STA1 ángulo de la fila de agujeros con relación a X. FDIS distancia de la posición inicial al primer agujero, en incremental sin signo. DBH distancia entre agujeros, en incremental sin signo. NUM número de agujeros. Para el ciclo HOLES2 es: HOLES2 (CPA,CPO,RAD,STA1,INDA,NUM) Donde: CPA centro en X. CPO centro en Y. RAD radio del círculo de agujeros. STA1 ángulo inicial con relación a X. INDA ángulo de ajuste. Cuando INDA=0, los agujeros se dispondrán de forma uniforme en el círculo de agujeros. NUM número de agujeros. 3. Ciclos de fresado En los ciclos de fresado se describen los correspondientes al : a) Ciclo de planear b) Ciclo de contornear Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

c) Ciclo de cavidades a) Ciclo de planear Cycle71 Ciclo de planear Se puede fresar cualquier área rectangular. El ciclo permite el desbastado de la superficie en varias pasadas hasta una sobremedida y el acabado (una única pasada sobre la superficie). La aproximación máxima en anchura y profundidad se puede preseleccionar. El ciclo no permite la corrección de radio de la fresa y por tanto la aproximación en profundidad se efectuará a parte. La sintaxis es: CYCLE71 (RTP,RPF,SDIS,DP,PA,PO,LENG,WID,STA,MID,MIDA,FPD,FALD,FFP1,VARI) En donde: RTP plano de retorno absoluto. La herramienta retorna a este plano después del ciclo. RTP debe de estar en un plano más alto que el plano de referencia. RFP plano de referencia absoluto. Altura de la superficie de la pieza. En la mayoría de los casos el punto cero de la pieza está en la superficie de ésta (RFP=0). SDIS distancia de seguridad, sin signo. La herramienta se traslada en marcha rápida hata el nivel SDIS por arriba del plano de referencia y después cambia al avance de trabajo. DP profundidad absoluta. PA punto inicial del rectángulo del 1er. eje. PO punto inicial del rectángulo del 2º eje. LENG longitud del rectángulo en el 1er. eje, en incremental. La esquina desde la que se efectúa la medición depende del signo. WID longitud del rectángulo en el 2º eje, en incremental. La esquina desde la que se efectúa la medición depende del signo. STA ángulo entre el eje longitudinal del rectángulo y del 1er. eje del plano (abscisa), sin signo. La gama está entre: 0º≤_STA<180º MID profundidad máxima de aproximación, sin signo. MIDA anchura máxima de aproximación durante el fresado, sin signo. FDP recorrido libre en el nivel, en incremental y sin signo. FALD sobremedida en la profundidad, en incremental y sin signo. El valor introducido será el de la pasada de acabado. FFP1 avance para el mecanizado de la superficie. VARI tipo de mecanizado. Lugar de las unidades Valores: 1…mecanizado hasta la medida de acabado. 2…Acabado. Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

Lugar de las decenas Valores. 1…En paralelo a la abscisa, en una dirección. 2…En paralelo a la ordenada, en una dirección. 3…En paralelo a la abscisa con dirección alternante. 4…En paralelo a la ordenada con dirección alternante. b) Ciclo de Contornear CYCLE72 Fresado de contornos. Este ciclo es análogo al anterior y su sintaxis es: CYCLE72 (KNAME,RTP,RFP,SDIS,DP,MID,FAL,FALD,FFP1,FFD,VARI,RL,AS1,LP1,FF3,AS2,LP2) En la que los parámetros adicionales a la función CYCLE71 son: KNAME Nombre del subprograma del contorno. El contorno que se quiere fresar se crea por completo en un subprograma. Con KNAME se define el nombre del subprograma del contorno. FAL Demasía de acabado en el contorno del borde, sin signo. FFD Avance para la penetración en profundidad, sin signo. RL Esquivar el contorno en el centro, por el lado derecho o el izquierdo (con G40, G41 o G42), sin signo. Los valores permitidos son: 40…G40 (aproximación y retirada solamente recta) 41…G41 42…G42 LP1/LP2 Longitud del recorrido. LP1…Longitud del recorrido de aproximación o radio de la trayectoria circular de entrada. LP2…Distancia o radio de salida del canto exterior de la herramienta hasta el punto final del contorno. El valor ha de ser >0. FF3 Avance en la retirada y avance para posicionamientos intermedios en el plano. AS1/AS2 Sentido/Trayectoria de aproximación, sentido/trayectoria de retirada. Con el parámetro AS1 se especifica el recorrido de aproximación del recorrido de aproximación y con el AS2 el de retirada. Si no se programa AS2 el comportamiento del recorrido de retirada es el mismo que el de aproximación. Unidades: Valores 1…recta tangencial. 2…recorriendo un semicírculo. 3…recorriendo un cuadrante de círculo. Decenas: Valores: 0…retirada del contorno en el plano. 1…retirada del contorno en trayectoria en el espacio. Hasta ahora se ha considerado la herramienta como un elemento puntual que va recorriendo la pieza, haciendo coincidir su eje sobre las líneas de contorno a mecanizar.

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En la realidad, esto no sucede así. La herramienta gira entorno a un eje (eje del husillo) y su superficie de corte describe círculos con un determinado radio en torno de este. Por lo tanto, el eje de la herramienta está separado de la superficie a mecanizar una distancia equivalente al radio de la fresa. Al programar, se debe tener en cuenta lo expuesto anteriormente, bien manualmente o bien automáticamente. Cuando se trabaja con compensación de radio se tiene en cuenta el radio de la herramienta y el factor de forma almacenados en la tabla de herramientas para obtener las dimensiones exactas de la pieza programada.

Mecanizado sin compenzacion

Para determinar la compensación imagínese sentado en el borde de la pieza, mirando en la dirección del avance; el sentido vendrá dado según hacia donde queda el centro de la fresa desde el borde. c) Ciclo de Cavidades

Mecanizado con compenzacion

POCKET1 Cavidad rectangular. POCKET2 Cavidad circular. Con estas instrucciones se permite el fresado de cavidades, rectangulares y circulares. La herramienta se desplaza con avance rápido al centro de la cavidad, en el nivel establecido como distancia de seguridad sobre el plano de referencia y mecaniza la cavidad desde el centro hasta el exterior. La longitud y la anchura de la cavidad deben ser mayores que el diámetro de la herramienta o de lo contrario el ciclo se detendrá con una alarma. Los parámetros RTP (plano de retroceso), RFP (plano de referencia), SDIS (distancia de seguridad), DP o DPR (profundidad final), tienen las mismas particularidades que en los ciclos anteriores. La sintaxis es: POCKET1 (RTP,RPF,SDIS,DP,DPR,LENG,WID,CRAD,CPA,CPO,STA1,FFD,FFP1,MID,CDIR,FAL, VARI,MIDF,FFP2,SSF) POCKET2 (RTP,RPF,SDIS,DP,DPR,PRAD,CPA,CPO,FFD,FFP1,MID,CDIR,FAL,VARI,MIDF,FFP2, SSF) En donde los parámetros nuevos indican: PRAD radio de la cavidad, sin signo. LENG largo de la cavidad, sin signo. WID ancho de la cavidad, sin signo. CRAD radio de la esquina, sin signo. CPA centro de la cavidad en X. Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

CPO centro de la cavidad en Y. STA1 ángulo de la cavidad con relación a X. FFD avance para la profundidad de pasada en la penetración. FFP1 avance para el mecanizado de la superficie plana. MID máxima profundidad de penetración para el corte, sin signo. CDIR sentido del mecanizado. 2…G2 (a derecha) 3…G3 (a izquierda) FAL tolerancia de acabado, sin signo. VARI variante de mecanizado. 0…desbaste y acabado hasta la dimensión final. 1…desbaste hasta la tolerancia de acabado. 2…acabado, desde la tolerancia de acabado hasta la dimensión final. MIDF máxima profundidad de penetración para el acabado, sin signo. FFP2 avance para el acabado. SSF velocidad de giro del cabezal para el acabado. POCKET3 Bolsa rectangular. POCKET4 Bolsa circular. Estos ciclos se pueden usar para el desbaste y para el acabado. Para el acabado se necesita una fresa frontal. La profundidad de pasada se inicia siempre desde el centro de la bolsa y se efectúa verticalmente desde allí. Por eso se puede perforar en esa posición. Antes de la llamada al ciclo se debe activar la corrección de herramientas, de no hacerlo se producirá una interrupción con la consiguiente alarma. Como las funciones POCKET3 y POCKET4 son análogas a las POCKET1 y POCKET2, las nuevas acciones de unas respecto de otras son: De POCKET3 frente a POCKET1: • La dirección de fresado se puede determinar desde la dirección del husillo a través de G2/G3. • Se puede programar la anchura máxima de aproximación en el nivel de fresado. • Se puede determinar la sobremedida para el acabado en el fondo de la bolsa. Se pueden utilizar tres estrategias de penetración: En vertical sobre el centro de la bolsa. En hélice en torno al centro de la bolsa. Oscilando sobre el eje central de la bolsa. Permite movimientos cortos durante el arranque en el acabado. Permite un contorno de pieza en desbaste en el plano de trabajo y una dimensión en desbaste en el fondo. Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

De POCKET4 frente a POCKET2. La dirección de fresado se puede determinar desde la dirección del husillo a través de G2/G3. • Se puede programar la anchura máxima de aproximación en el nivel de fresado. • Se puede determinar la sobremedida para el acabado en el fondo de la bolsa. Se pueden utilizar tres estrategias de penetración: En vertical sobre el centro de la bolsa. En hélice en torno al centro de la bolsa. Permite movimientos cortos durante el arranque en el acabado. Permite un contorno de pieza en desbaste en el plano de trabajo y una dimensión en desbaste en el fondo. Parametros : MIDA se calcula de nuevo durante el mecanizado del borde. La sintaxis de estos ciclos es análoga a las descritas para POCKET1 y POCKET2, y los parámetros RTP,RFP,DP,SDIS,PRAD,LENG,WID,CRAD,FFD,FAL,FFP1,MID,CDIR,VARI y STA son los mismos. Los parámetros específicos de estos ciclos son: CDIR dirección de mecanizado. 0…fresado codireccional. 1…fresado en contrasentido. 2…con G2 (independientemente de la dirección del husillo) 3…con G3 VARI tipo de mecanizado. Lugar de las unidades 1…fresado hasta la medida de desbaste. 2…Acabado. Lugar de las decenas 0…en vertical en el centro de la bolsa con G0 1… en vertical en el centro de la bolsa con G1 2…recorrido en hélice 3…en movimiento oscilante sobre el eje longitudinal de la caja. PA punto central en X PO punto central en Y FALD medida del acabado AP1 longitud bruta de la bolsa AP2 anchura bruta de la bolsa AD medida bruta de la profundidad de la bolsa desde el plano de referencia. RAD1 radio del recorrido de la hélice y/o máximo movimiento oscilante durante la inserción. DP1 profundidad de aproximación por revolución durante la inserción. MIDA ancho máximo de la penetración. Otros comandos : Frames (Marcos o entornos de trabajo) Las Frames son comandos que se utilizan para modificar el sistema de coordenadas actual. Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

TRANS y ATRANS Desplazan el sistema de coordenadas. ROT y AROT Giran el sistema de coordenadas. SCALE y ASCALE Factor de escala programable. MIRROR y AMIRROR Sistema de coordenadas simétricas. Los comandos de frames se programan solos en una línea y se ejecutan en la secuencia programada. TRANS/ATRANS Traslado del punto “cero” programable (Decalaje del cero) TRANS Permite el traslado del punto cero respecto del cero actual definido con las funciones G54-G599. TRANS borra todos los marcos establecidos anteriormente. ATRANS Decalaje de cero aditivo respecto del cero actual definido con G54-G599. Es un decalaje que se acumula a los existentes. La sintaxis es: TRANS/ATRANS X… Y… Z… En donde: ROT/AROT Rotación programable del eje ROT/AROT se usan para girar el sistema de coordenadas de la pieza alrededor de cada uno de los ejes X, Y, Z o a través de un ángulo RPL en el plano de trabajo seleccionado con G17, G18 o G19.

Rotación programable del eje ROT/AROT El formato es: ROT/AROT X… Y… Z… ROT/AROT RPL=… En donde: ROT Rotación absoluta referida al cero actual. Borra todos los marcos programados con anterioridad. AROT Rotación aditiva referida al cero actual. Se suma al marco existente. Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

X, Y, Z Rotación en el espacio, en grados. Eje geométrico alrededor del cual se producirá la rotación. RPL= Rotación en el plano actual, en grados. Factor de escala programable. SCALE/ASCALE Permite ajustar un factor de escala separado para cada eje X, Y, Z. Cuando se usan factores de escala diferentes para cada eje, el contorno se deforma. Cuando después de SCALE/ASCALE se programa un decalaje cero con ATRANS, éste también será escalado. El formato es: SCALE/ASCALE X… Y… Z… En donde: SCALE Escala absoluta referida al decalaje cero actual. SCALE borra todos los marcos programados anteriormente. ASCALE Escala aditiva, referida al cero actual o programado. X, Y, Z Factor de escala para cada eje. Simetría programable. (Imagen en espejo) MIRROR/AMIRROR MIRROR/AMIRROR reflejan las formas de la pieza sobre los ejes de coordenadas X, Y, Z. El formato es: MIRROR/AMIRROR X… Y… Z… Cuando se refleja un contorno, el sentido del círculo G2/G3 y la compensación del radio de la cuchilla G41/G42 se cambian automáticamente. En donde: MIRROR Simetría absoluta referida al decalaje cero actual. Borra todos los marcos programados anteriormente. AMIRROR Simetría aditiva referida al cero actual o programado. X, Y, Z Eje geométrico sobre el que construir la simetría. Subprogramas Los subprogramas son programas que se ejecutan dentro de otros. Se utilizan para mecanizados que se repiten múltiples veces. Los números de ciclo están reservados y no se deben usar para subprogramas. La sintaxis es: L… P… Ej.: L123 P1 Donde: L Subprograma 123 Número del subprograma. P1 Número de ejecuciones del subprograma. (máx. 99) M17 Fin de subprograma Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012

Su sintaxis se ve en el siguiente ejemplo: Ej.: N150 M17 Anidado de subprogramas. Es posible anidar hasta once niveles de subprogramas. Los ciclos también cuentan como subprogramas, lo que significa que p.ej. un ciclo de taladrado puede ser llamado como máximo en el 10º nivel de subprogramas. Capìtulo 4: Herramientas de la Fresadora Las herramientas de la fresadora, que se describen a continuación, tienen dos parámetros característicos: el número de la herramienta en el cargador automático, T, y el corrector de herramienta correspondiente, D. Las partes de una herramienta para la fresadora son: 1. Fresa: Define la parte de la herramienta que mecaniza. 2. Mango: Define la parte de la herramienta que no mecaniza. 3. Porta pinzas: Define las dimensiones del porta que sujeta la herramienta. 4. Corrector: Define los valores de corrección que se utilizarán en la máquina. Tipos de fresas En la tabla se muestran los diferentes tipos de fresas que se pueden definir en el programa y los parámetros que las definen. Según la operación a realizar se seleccionará el tipo de fresa. En la tabla se muestran las diferentes operaciones que se pueden realizar con cada uno de los tipos de fresas.

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Operaciones con cada uno de los tipos de fresas Las caracterĂsticas de las fresas que se pueden utilizar se ven en las figuras siguientes: En la tabla se muestran las diferentes operaciones que se pueden realizar con cada uno de los tipos de fresas.

CaracterĂsticas de las Fresas Las caracterĂsticas de las fresas que se pueden utilizar se ven en las figuras siguientes:

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Tipos de mangos, portapinzas

Correctores y Cajeado Los correctores son una aplicación muy útil que presentan las MHCN para poder realizar un mecanizado de contorneado en una pieza. Un mecanizado de contorneado es un conjunto de operaciones de interpolación lineal y circular que permiten mecanizar la geometría del contorno de una pieza. La dificultad que se nos presenta en estos casos es que en MHCN los puntos que se definen como puntos de colocación de la pieza para mecanizar son los puntos que va tomando en cada caso el centro de la fresa/broca. Sin embargo en un contorno lo que se quiere es que sea el contorno de la herramienta el que pase por los puntos que se definen como puntos de mecanizado y no el centro de la misma. Para esto se definen las funciones correctoras siguientes: a) G41: Define un corrector a derechas, es decir, el centro de la fresa se desplaza hacia la derecha respecto de su posición normal (para un sistema de referencia montado sobre la herramienta y su dirección de avance) b) G42: Define un corrector a izquierdas, es decir, el centro de la fresa se desplaza hacia la izquierda respecto de su posición normal (para un sistema de referencia montado sobre la herramienta y su dirección de avance) c) G40: Anula cualquier corrector definido hasta el momento. Bibliografia, Fuentes Escritas e imagenes Lasheras, José María (1996). Tecnología mecánica y metrotecnia. Octavio y félez, S. A. Pp. 879 y ss. ISBN 847063-087-3. Ruiz Lino, El control numerico computarizado en el desarrollo indusrial. (PDF).Disponible en Web : www.profesores.frc.utn.edu.ar Correa Julio Alberto. (2007). Apunte Básico sobre CNC. (PDF).Disponible en Web : http://juliocorrea.files.wordpress.com/2007/08/apunte-de-cnc.pdf Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional La Plata, Departamento de Ingeniería Mecánica, Laboratorio de Control Numérico de M.H.,(2007) El Control numerico de maquinas herramientas. (PDF).Disponible en Web : www.frlp.utn.edu.ar/mecanica/.../CNCMH/ClaseDemo. http://wikifab.dimf.etsii.upm.es/wikifab/index.php/Tarea_2:_Correctores_y_cajeado

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Control Numerico CNC_20/10/2012 Modulo 2 : Sistemas Constructivos_Julio 2012 _Tesina_2012