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Presentación CNC
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CONTROL NUMRICO COMPUTARIZADO
CNC
Documento preparado por la Maestrante en automatizacin y control MARIA RUTH
BONILLA GALLEGO
CTMA
PROGRAMACION DE TORNO CNC
TUTOR: MARIA RUTH BONILLA GALLEGO
COMPETENCIA
Programar las mquinas CNC siguiendo las especificaciones tcnicas establecidas en la ruta.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
29020111101 Organizar insumos y procedimientos para la ejecucin del
programa
29020111102 Seleccionar herramientas de simulacin y asistencia CAD
CAM en la programacin de mquinas de control numrico
29020111103 Aplicar protocolos de programacin en las mquinas CNC
siguiendo las especificaciones tcnicas establecidas en el
diseo del producto.
CTMA
SESIN 1
ACTIVIDAD. HORA.
CONTROL DE ASISTENCIA. 6:00 a 6:10
Presentacin de la temtica. 6:11 a 6:45
HISTORIA DEL CNC 6:46 a 8:00
TALLER 8:01 a 9:00
CTMA
HISTORIA DEL CONTROL NUMRICO
En 1949 la tecnologa de los aviones jet demanda que la mecanizacin de sus piezas sea ms dispendiosa y precisa, una de estas piezas era una leva tridimensional para el regulador de la bomba de los motores, por lo cual la fuerza area de Estados Unidos junto con el MIT (Instituto Tecnolgico de Massachussets) inicia el proyecto de una mquina controlada por un computador.
Continuacin
En 1952 el MIT presenta la primera mquina de control numrico (NC) basada en los conceptos de Jhon Parsons y Frank Stulen, esta mquina era una fresadora y el control era conformado por tubos electrnicos y relays, como se ve en la foto el control era ms grande que la misma mquina.
En 1952 se comenzaron a fabricar las primeras mquinas de control numrico (NC) a nivel industrial.
Continuacin
Despus de 1972 las mquinas CNC han venido evolucionado a la par con los computadores hacindolas ms confiables y fciles de manejar.
COMPOSICIN Y ESTRUCTURA DE LA MQUINA-HERRAMIENTA
CNC
CEREBRO
ELEMENTOS COMUNES DE
MQUINA-HERRAMIENTA CNC
Eje principal mecnico
Eje principal elctrico
Elementos de servo-eje principal
Cabeza de fresadora de
ngulo oscilante del A,C
Encoder ptico incremental
Encoder ptico absoluto
Aplicacin de Encoder ptico en el torno
Portaherramienta de torreta horizontal
Portaherramienta vertical en cuadrado
Mesa giratoria
inclinable de ejes A y
C mecnica
Mesa giratoria de
electromotor de torque
Forma de soporte comn de husillo de
bolas
Rodillos
Instalacin(montaje) de rodillos
7
Gua lineal en
rectngulo
Conduccin lineal en cilindro
Conduccin lineal de palanca en cilindro corto
Reductor
VARIOS ACOPLADORES
Transmisin
sincrnica por
correa en forma
de engranaje
Porta herramienta tipo revolver
Elementos lubricantes y su aplicacin
Centro de mecanizado
vertical
Centro de mecanizado vertical de 4 coordenadas
Mquina-herramienta de 4 ejes
Mquina-herramienta de 5 ejes
Mquina-herramienta de 5 ejes
Volante
Engranaje en forma de paraguas
helicoidales
TENDENCIA DE DESARROLLO-
SIMPLE ESTRUCTURA
El husillo de bolas se reemplaza por el electromotor lineal .
Caractersticas:
Simple estructura, alta precisin de control.
TENDENCIA DE DESARROLLO-
SIMPLE ESTRUCTURA
La estructura convencional de cadenas transmisibles del husillo de
bolas se compone por el soporte de rodillos del husillo, husillo de
bolas, acoplamiento. Estructura compleja, alto desgaste de precisin
(intervalo en sentido contrario del husillo). Si se usa el motor lineal, se
puede resolver este problema, y desde el punto de la electricidad,
ser ms directo, simple y exacto disponer los parmetros.
El electromotor de momento de torsin sustituye el turbo-palanca
Caractersticas:
Simple estructura, bajo coste, facilidad de mantenimiento
TENDENCIA DE DESARROLLO-
SIMPLE ESTRUCTURA
El turbo-palanca desempea un papel de mecanizacin de los engranajes, la precisin es proporcional al coste. El coste de engranaje de alta precisin es muy alto. Y despus de ser utilizado a largo tiempo, es muy difcil recuperar la precisin por el desgaste. A su vez, el electromotor de momento de torsin ya soluciona los problemas arriba mencionados.
TENDENCIA DE DESARROLLO-
SIMPLE ESTRUCTURA
Alta precisin de control
Hace falta calcular la proporcin de velocidad del turbo-palanca, el mtodo del clculo se denomina proporcin flexible de engranajes en la aplicacin del sistema CNC, el electromotor de momento de torsin conduce directamente el terminal de carga, la proporcin de transmisin es 1:1, los parmetros de la electricidad son simples y exactos.
TENDENCIA DE DESARROLLO-
SIMPLE ESTRUCTURA
Sustitucin de la caja de engranaje de cambio por el eje principal de alta velocidad inserto
Caractersticas: estructura simple
TENDENCIA DE DESARROLLO-
SIMPLE ESTRUCTURA
Tradicionalmente, el cambio de velocidad del eje
principal se realiza mediante el cambio de
engranaje mecnico, sin embargo debido a la
estructura compleja y un gran nmero de seales
de control, el costo de fabricacin y mantenimiento
es muy alto.
TENDENCIA DE DESARROLLO-
SIMPLE ESTRUCTURA
Desde el punto de la dinmica
angular, al desplazar los ejes, si el
punto de accin no est en el centro
de gravedad del mismo, se produce
un momento de torsin M, esto es un
factor inestable para el movimiento y
posicionamiento de mquina-
herramienta, que influye en la
precisin del contorno y la
estabilidad.
ARRANQUE POR GRAVEDAD
TENDENCIA DE DESARROLLO-
SIMPLE ESTRUCTURA
Con la transformacin de la
trayectoria de mecanizado, cambian:
El punto de recibimiento de fuerza de pieza de trabajo
Y fuerza de arranque del husillo de unibola, (con el movimiento de
herramienta, el punto de accin y
el punto de anti-accin nunca
est en el mismo punto), es decir,
el momento de torsin que recibe
mesa de trabajo an existe.
TENDENCIA DE DESARROLLO-
SIMPLE ESTRUCTURA
Tendencia de desarrollo- simple
estructura
Al ejecutar el arranque por gravedad se pueden
solucionar los problemas arriba mencionados, el
objetivo principal es reducir la vibracin.
INN
OV
AC
IN
DE
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INNOVACIN DE OTRAS ESTRUCTURAS MECNICAS
DCG Comparacin de eficacia de mecanizacin
Con DCG
Sin DCG
INNOVACIN DE OTRAS ESTRUCTURAS MECNICAS
Sin el mtodo DCG, la claridad la superficie es diferencia.
INNOVACIN DE OTRAS ESTRUCTURAS MECNICAS
Con el mtodo DCG, alta precisin de mecanizacin
HUSILLO DE BOLAS CON ENFRIAMIENTO
INTERNO
El movimiento de corte produce una gran cantidad de calor por
ende debe ser eliminado, es por ello que el dispositivo de
enfriamiento interno del husillo de bolas, debe realizar esta
funcin en alto grado, con el fin de reducir eficazmente la
funcin de transferencia de calor y garantizar la precisin y la
estabilidad del posicionamiento en el movimiento.
Tradicionalmente, la
estructura de fresado
incluye transmisin de
cadenas y engranaje etc.
La estructura y procedimiento de fabricacin son muy
complejos, y se produce una
gran cantidad de calor y
vibracin. En caso de usar
Torreta de electromotor de
fresado, se puede
solucionar los problemas
arriba mencionados y evitar
el desgaste en la
trasmisin para elevar la
precisin de mecanizado y
funcin de corte .
TORRETA DE ELECTROMOTOR DE FRESADO
ESTRUCTURA NUEVA
Caja en entre las cajas Vstago estructura de soldadura
Mquina-herramienta de alta eficiencia
MATERIAL NUEVO
Fibra de carbn Material complejo Roca artificial / Cermica
de ingeniera
Mquina-herramienta de alta eficiencia
Tendencia en
mquinas-
herramientas de
alta eficiencia
Movimiento en
la mesa
Movimiento en
la herramienta
ESTRUCTURA DE SOLDADURA: ANTIGUO Y MODERNO
Quelle: IWU/IfW
Caja en la
pared posterior
Caja vertical
Soporte de deslice
del cabezal
Componente resbaladizo
del eje
Eje de
fresado
NUEVOS MATERIALES
El uso de fibra de carbono, la cermica y el
sndwich de los materiales de las piezas
mviles en las mquinas de ingeniera, puede
reducir el peso, reduciendo as los efectos
negativos de la inercia y la potencia motriz
necesaria.
NUEVOS MATERIALES
El uso de granito natural o granito artificial
(hormign polmero) en la fabricacin de la
cama de la mquina y otras partes que no
se muevan, puede mejorar el rendimiento
dinmico de la mquina y la estabilidad
trmica.
Sustitucin de
elementos de
fundicin por el
granito artificial
Elementos de fundicin
sustituido por aleacin
de aluminio
sandwich de
aluminio
63mm a modificacin 40mm piezas de aluminio
sustituido por
piezas de acero
Reduccin desde 11.8
kw hasta 6.44kw
Reduccin
desde 11.5kw
hasta 3.54kw
LA AUTOMATIZACIN Y EL CONTROL NUMRICO AUTOMATIZACIN. Mtodos usados para controlar
automticamente diversas maquinas enlazadas entre si con
los sistemas de transferencia de piezas en estas mquinas.
Puede incluir:
Alimentacin de la carga a las maquinas
La transferencia del producto de una maquina a otra
Las operaciones de inspeccin
La expulsin del producto terminado.
LA AUTOMATIZACIN IMPLICA AUTOCORRECCIN
LA AUTOMATIZACIN Y EL CONTROL NUMRICO
CONTROL NUMRICO. Es el proceso mediante el cual las maquinas herramienta se controlan por medio de instrucciones numricas
Es ms flexible que la automatizacin ya que todo se controla mediante instrucciones numricas Se pueden operar las mquinas sin la intervencin del elemento humano. Pueden adaptarse fcilmente a cambios de producto, material, tipo de produccin, etc.
LA AUTOMATIZACIN Y EL CONTROL NUMRICO CONTROL NUMRICO.
70
TALLER 1
Consulte sobre la temtica expuesta, esto es, nuevas tendencias en las mquinas
- herramientas
MQUINA-
HERRAMIENTA
CNC
INTRODUCCIN AL CNC
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CNC
APLICACIONES DEL CNC
INTRODUCCIN
Control Numrico (CN) es el trmino original de esta tecnologa. Actualmente es intercambiable con el
trmino Control Numrico por Computadora (CNC)
El CN ha sido uno de los ms importantes desarrollos en manufactura en los ltimos 50 aos, al desarrollar
:
Nuevas tcnicas de produccin Incrementar la calidad de los productos Reduccin de costos
QU ES CNC?
El Control Numrico Computarizado (CNC), es un sistema para produccin en serie de piezas mecanizadas. Dicho sistema consiste en una unidad computarizada que se emplea para controlar la direccin, velocidad y posicin de los motores que se usan como actuadores de los distintos ejes que puede poseer la mquina herramienta. La forma de realizar el control es a travs del empleo de rutinas programadas.
TUTOR: MARIA RUTH BONILLA GALLEGO
CNC
El objeto del control numrico es lograr la automatizacin en la fabricacin de piezas. Deber tenerse en consideracin que la automatizacin no implica produccin masiva, la automatizacin debe observarse como la manufactura de piezas que cumplen con especificaciones rigurosas y en las que para su fabricacin intervino poco la mano del hombre.
CNC El objeto de las mquinas automticas es poder reproducir las piezas diseadas el nmero de veces que sea necesario y disminuir al mximo la intervencin del hombre en la operacin de la mquina.
Cuando se desarrollaron los sistemas de control numrico (CNCComputerized Numerical Control) la idea consista en preplanificar cada movimiento que el operario realizase, para posteriormente ejecutarlos secuencialmente de manera rpida, evitando las imprecisiones que se cometen en cualquier proceso manual.
El desarrollo continu ampliando el movimiento punto a punto a interpolaciones circulares y helicoidales, y agregando multitud de funcionalidades adjuntas.
EL CNC tiene que ser capaz de realizar las operaciones manteniendo los diferentes errores que se producen dentro de las tolerancias establecidas.
Para el trabajo en alta velocidad, las exigencias son, como cabe esperar, ms severas debido sobre todo a los altos valores de avance que se requieren.
CNC
VENTAJAS
Prototipos precisos Cumplimiento de especificaciones Reduccin en la dificultad para manufacturar partes
DISEO
CNC de Alta Velocidad
VENTAJAS
MANUFACTURA
Aumento en precisin Permite una mejor planeacin de las operaciones Se incrementa la flexibilidad de maquinado Reduccin en tiempo de programacin Mejor control del proceso y tiempos de maquinado Disminucin en los costos por herramientas Reduccin del tiempo de flujo de material Reduccin del manejo de la pieza de trabajo Aumento de productividad
APLICACIONES
Punzonado
Inspeccin (Mquina de coordenadas)
Fresado
Torneado
Taladrado Esmerilado
Doblado
Maquinado por descarga elctrica (EDM)
Con las mquinas automticas se logra lo siguiente:
Reproduccin de las piezas con gran similitud
Alta calidad en los acabados y en las medidas
Poca participacin de los operadores de las mquinas
Control de la produccin
En las operaciones de automatizacin se pueden
incluir las siguientes acciones:
Alimentacin del material a procesar
Procesamiento del material de acuerdo a las necesidades
Transferencia de productos de unas mquinas a otras
Inspeccin de trabajos
Expulsin de trabajos terminados
Una mquina automtica con o sin control numrico es una mquina que
permite la fabricacin, de manera
repetida, de piezas con muy poca
participacin del hombre en la operacin
de la mquina. Su objeto no es fabricar
muchas piezas sino fabricarlas sin que el
hombre se preocupe por su operacin.
TOMADA DE: www.lazpiur.com
Los centros de maquinado CNC son mquinas totalmente automticas en las
que su objetivo es la produccin a gran
velocidad de muchas piezas u objetos. En
la operacin de estas mquinas tampoco
participa el hombre.
TOMADO DE: www.directindustry.es
MAQUINAS CNC
TIPOS DE TORNO CNC
TORNO CNC DE BANCADA HORIZONTAL
TIPOS DE TORNO CNC
TORNO CNC DE BANCADA INCLINADA
TIPOS DE TORNO CNC
TORNO SUIZO CNC
TIPOS DE TORNO CNC
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