INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA UNIVERSIDAD DAVINCI
CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO CNC UNIDAD IV PROGRAMACIÓN Y SIMULACIÓN: TORNO Y FRESADORA CNC
TEMA 4.1 Definición y características de un torno y fresadora CNC
Facilitador y desarrollador de materiales: Victor Raúl Camargo Ruiz
Abril 2016 4.1 Definición y características de un torno y fresadora CNC La ventaja de los sistemas de control numérico computarizado ha dado como resultado máquinas con una gran precisión y velocidad de producción. Como ocurre con las máquinas convencionales, las principales Máquinas herramientas CNC son el torno y la fresadora, por lo que se definirán y explicarán las características de estos equipos de producción. Definición de Torno de Control Numérico Computarizado. Un torno de control numérico computarizado es una máquina herramienta que permite manufacturar piezas de distintos materiales en formas basadas en los sólidos de revolución, con una gran capacidad para producir piezas en serie con alta precisión debido a que todos los valores de maquinado están guiados por una computadora que se integra a la máquina, y que procesa las órdenes dadas en un programa. La incorporación de esta computadora puede permitir además sofisticar la máquina al grado que estos sólidos base, ahora presenten grandes variantes que en ocasiones no pertenecen propiamente a los cuerpos de revolución. La estructura del torno permite establecer ejes de referencia como se ha considerado en la unidad III, y son estos los que rigen la programación de los movimientos de la máquina. La designación de estos ejes está normalizada y se realizará el análisis de asignación de dichos ejes para los casos mas populares de Tornos. Partiremos del hecho de que los ejes principales de un torno son: El eje Z. Es el eje de giro del husillo de la máquina herramienta, donde se monta la pieza. El eje X. Es el eje perpendicular al eje Z. La torreta puede moverse a lo largo del eje Z y/ó del eje X, logrando con ello el desbaste de la pieza.
x z Figura 4.1. Ejes principales de un torno CNC.
Cuando se utiliza una segunda torreta, esta se desplazarรก a lo largo de los ejes complementarios U y W.
Figura 4.2.Torno con doble torreta (Ejes complementarios de desplazamiento U y W).
Esta configuración puede crecer hasta obtener una máquina con doble torreta y doble husillo, con movimiento sobre los 4 ejes y maquinado simultáneo. La Figura 4.3 nos muestra un torno con estas características que permiten un maquinado de alta velocidad e intercambio de una pieza de un husillo a otro.
Figura 4.3. Torno con doble torreta y doble husillo ChiahChyun.
Definición y características de una Fresadora de Control Numérico Computarizado. Una fresadora CNC se define como una máquina herramienta para el mecanizado con arranque de viruta, para obtener piezas multiforma, lo cual se logra a través de un cabezal que tiene una herramienta de corte giratoria y una mesa móvil que soporta a la pieza que se desea maquinar, todos los componentes mencionados cuentan con un sistema de guiado a través de una computadora, permitiendo con ello, altas velocidades de producción y una buena precisión. De la misma manera que el torno, la fresadora CNC se caracteriza por sus movimientos de acuerdo a los ejes cartesianos, mas algunos auxiliares. Los ejes principales de una fresadora son: •
Eje X. Es el eje que describe el movimiento longitudinal de la mesa (de izquierda a derecha y viceversa, visto desde el frente de la máquina).
•
Eje Y. Es el eje que describe el movimiento transversal de la mesa (de atrás hacia adelante y viceversa, visto desde el frente de la máquina).
•
Eje Z. Es el eje que describe el movimiento de la herramienta de arriba hacia abajo, y sobre el cual gira el husillo de la máquina.
En la Figura 4.4 se muestran los ejes principales de una fresadora.
X
Y Z Figura 4.4. Ejes principales de una fresadora.
Los ejes complementarios de una fresadora se designan como: •
A, B y C para rotación.
•
U, V, W para desplazamiento.
La anterior convención aplica para todos los centros de maquinado y máquinas de producción. A continuación explicaremos algunas configuraciones de Fresadoras con mas de 3 ejes.
Fresadoras de 4 ejes. Es muy popular el uso de fresadoras con cuatro ejes. Generalmente el cuarto eje es una mesa basculante, que rota con respecto a un eje asignado como eje A.
Figura 4.5 Mesa basculante (Eje A).
Fresadoras de 5 ejes Las fresadoras con ejes auxiliares presentan diversas configuraciones entre las que se destacan: a) Dos ejes giratorios en la mesa de trabajo. En esta configuraci贸n, La
mesa de trabajo est谩 formada por dos componentes. La pieza se coloca en una mesa giratoria, que a su vez est谩 montada sobre otra mesa giratoria. Los movimientos en ambas mesas son independientes. En las Figuras 4.6 y 4.7 se observan dos versiones de esta configuraci贸n.
Figura 4.6. Configuración de dos ejes
Figura
4.7.
Configuración
de
dos
ejes
giratorios en la mesa de trabajo. Variante C
giratorios en la mesa de trabajo. Variante C
sobre A.
sobre B.
Figura 4.8. Máquina MIKRON HSM 400U LP, de la compañía GF AgieCharmilles. Se muestra su configuración de dos ejes giratorios en la mesa de trabajo. Variante C sobre B.
b) Dos ejes giratorios en el cabezal. Configuración pensada para el
maquinado de piezas grandes. Donde por el tamaño y peso de la mesa y pieza sería imposible el balanceo de la misma. Sin embargo, la posibilidad de movimientos es más limitada con respecto a otras configuraciones. En las Figuras 4.9 y 4.10 se muestran dos variantes de la configuración de dos ejes giratorios en el cabezal.
Figura 4.9. Configuración de dos ejes
Figura 4.10. Configuración de dos ejes
giratorios en el cabezal. Variante A sobre C
giratorios en el cabezal. Variante C sobre B
c) Un eje giratorio en la mesa y un eje giratorio en el cabezal.
Esta
configuración está integrada por una mesa giratoria y un cabezal basculante, brindando la posibilidad de trayectorias complejas sobre piezas de gran tamaño.
Figura 4.11. Configuración de mesa giratoria y cabezal basculante
CIERRE DEL TEMA Las configuraciones vistas, son solo algunas de las más populares para los equipos CNC, de una gran cantidad de posibilidades que aumentan de acuerdo a los avances tecnológicos. La programación de estos equipos se dificulta de manera exponencial en relación al número de ejes con que se cuente en un equipo determinado. Del mismo modo se comportan los costos de adquisición y mantenimiento de estas máquinas. Por lo que la selección adecuada toma gran importancia para no exceder los costos de producción.
REFERENCIAS Fuentes, J. (2014). Modelado y simulación del centro de mecanizado MIKRON HSM 400U LP con Catia V5. Sevilla, España: Escuela Técnica Superior de Ingenieros. Imágenes tomadas de: Ejes de fresa CNC Emexa. (2016). FRESADORA CNC DE MESA FIJA Y CABEZAL DESLIZABLE MARCA
EMMSA/FANUC.
Marzo
10,
2016,
de
Emexa
Sitio
web:
http://www.emmexsa.com.mx/EQUIPOS%20CNC_FRESADORAS.HTML Fresadora CNC Doble torreta y Torno doble husillo y doble torreta MachineTools. (2016). Torno Automático de Doble Husillos y de Doble Torreta. Febrero
12,
2016,
de
MachineTools.net
Sitio
web:
http://es.machinetools.net.tw/lathe/taiwan_double_spindle_and_double_turret_lath es.htm