INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA UNIVERSIDAD DAVINCI
CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO CNC UNIDAD III CONTROL NUMÉRICO
TEMA 3.1 Fundamentos y ventajas
Facilitador y desarrollador de materiales: Victor Raúl Camargo Ruiz
Abril 2016 3.1 Fundamentos y ventajas Las Máquinas de Control Numérico (CN) se fundamentan en el hecho de contar con una máquina herramienta convencional y asignarle un control que reduzca la participación del operador en los movimientos de la herramienta. La estructura de un sistema de control de posición de una herramienta incluye: •
Un lector de información.
•
Un convertidor para seleccionar el punto a llegar.
•
Un sistema de control.
•
Un amplificador.
•
Un motor.
•
Un portaherramientas.
•
Y como retroalimentación, un elemento indica el grado de error con respecto a la posición que debe alcanzarse.
Esta estructura se representa en la Figura 3.1.1:
Figura 3.1.1. Estructura de un sistema de control de posición de una herramienta.
Como las máquinas herramientas presentan movimientos básicos perpendiculares entre sí, a cada acción de movimiento lineal se le asocia un eje del sistema cartesiano. Por lo tanto, la Máquina CN se integra por una máquina herramienta más un armario de control con todos los componentes necesarios para lograr el control de los ejes asociados. También se agrega el control de la velocidad del husillo y acciones misceláneas, como activar el contrapunto, controlar el refrigerante y otras que complementen la operación de maquinado. En la Figura 3.1.2 se muestra un esquema de estos componentes:
Figura 3.1.2. Elementos del armario de control de una Máquina Herramienta de Control Numérico.
Fundamentos de los movimientos (Asignación de Ejes) Para lograr un control estandarizado del las máquinas herramientas, cada movimiento de rotación o desplazamiento se asocia a un eje definido. Los ejes de una máquina herramienta de CN se dividen en dos grupos:
Ejes Principales, llamados X, Y y Z. Ejes auxiliares o complementarios, que a su vez se subdividen. •
Ejes complementarios de rotación. Llamados A, B y C.
•
Ejes complementarios de desplazamiento. Llamados U, V y W
Todas las posiciones de la herramienta tienen como referencia un punto determinado por el fabricante conocido como Home o Cero máquina. Basado en las referencias que se utilicen, los sistemas de coordenadas pueden ser de dos tipos: •
Sistemas de coordenadas absolutas. Cuando se tiene una referencia fija para todas las posiciones.
•
Sistemas de coordenadas relativas. Cuando cada punto se convierte en la referencia del siguiente.
Fundamentos de programación De forma posterior a los desarrollos del MIT se crearon diversos lenguajes para programar los equipos de Control de numérico. Uno de los lenguajes desarrollados fue el llamado G code, que fue propuesto por la Electronic Industries Alliance (EIA) al principio de la década de los 60´s y que posteriormente integró al estándar RS274D creado en 1980 (conocido en México como Códigos G y M). La Organización Internacional de Estandarización (ISO) en los 80´s crea la norma ISO 6983, que es la más usada a nivel internacional, aunque en algunos países de Europa oriental se aplica la norma DIN 66025 o los estándares PN-73M-55256 y PN-93/M-55251. Estas normas proporcionan una base para la elaboración de programas de control numérico. Actualmente se han agregado a las máquinas los lenguajes conversacionales, que son muy utilizados para series reducidas de piezas, donde se considera crítico al tiempo de programación.
Cada instrucción utilizada en este lenguaje conversacional representa un grupo de códigos individuales. Un ejemplo es el cajeado, donde solo debemos especificar, el largo, ancho, profundidad, plano de claridad, paso y profundidad de cada pasada en un solo bloque y la máquina realizará de manera automática los movimientos necesarios hasta completar la operación. Si solo se utilizan los códigos ISO, debemos considerar muchos movimientos en cada pasada que lleva corte, además de los movimientos sin corte, pudiendo cometer una gran cantidad de errores que se eliminan cuando se aplican ciclos conversacionales. El las Figuras 3.1.3 y 3.1.4 se observan pantallas de programación lenguaje basado en ISO y en lenguaje conversacional.
Figura 3.1.3. Programación en ISO.
Figura 3.1.4 Programación en Lenguaje conversacional. Esta evolución tecnológica conlleva una mayor preparación del personal que participa en el diseño, e implementación de un programa para la producción de piezas. Hoy en día el programador debe tener conocimientos de geometría, trigonometría, interpretación de planos, dominio de las normas y transferencia de la información. El herramentista o ajustador debe tener conocimientos de tipos de herramientas, determinación de los parámetros de las mismas, montaje de piezas y calibración de la máquina e interpretación de planos.
Componentes de un programa CN Los programas consideran los elementos siguientes: •
Tipos de coordenadas.
•
Sistemas de unidades.
•
Desplazamientos y movimientos geométricos.
•
Velocidades de giro del husillo.
•
Características de las herramientas (Número, longitud, radio o decalaje).
•
Coordenadas entre el Cero Máquina y Cero Pieza.
El programa se guarda en un solo bloque de información, anteriormente en una tarjeta perforada o en un sistema de respaldo como una cinta grabadora. Hoy en día en un software monolítico, con la desventaja de que cualquier error obliga a repetir el programa completo. Ventajas de esta filosofía El desarrollo tecnológico del Control Numérico ha permitido realizar procesos productivos que incluyen movimientos simultáneos de componentes a través de un cerebro electrónico, eliminando con ello el error humano. Generando las siguientes ventajas: •
Estandarización de la fabricación.
•
Mejoras en la precisión de los maquinados.
•
Mayores velocidades de producción.
•
Disminución de los costos productivos.
Sin embargo la aparición de los poderosos procesadores en los años setentas, ha generado la evolución de este concepto a uno mucho más poderoso conocido como Control Numérico Computarizado (CNC), que analizaremos en las unidades siguientes.
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técnica
Sitio
web:
http://www.ascformacion.com/formacion-
tecnica/curso-maquinas-electricas/cursos-de-motores-electricos/curso-control-deejes-servos/