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SEP SNEST DGEST
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA
Manufactura avanzada
REPORTE DE PRÁCTICA:
FRESADO EN CNC
CENICERO
MAESTRO:
INGENIERO CAMARGO RUIZ VICTOR RAUL
PRESENTA:
HUGO UVIQUEL AYALA GONZALEZ
DANIEL GARCIA LOPEZ
FERNANDO MIRELEZ PEREZ
CARLOS ADRIAN IBAÑEZ ORDOÑEZ
JOSE
ESPECIALIDAD:
INGENIERIA EN MECATRONICA
INSTITUTO TECNOLOGICO DE TOLUCA
INGENIERIA MECATRONICA
Contenido
1. Objetivos..................................................................................................................................3
2. Antecedentes...........................................................................................................................3
2.1. Teoría básica........................................................................................................................4
2.2. Trabajo previo......................................................................................................................7
3. Documentos relacionados con la práctica...........................................................................9
4. Definiciones y terminologías................................................................................................10
5. Equipos y materiales............................................................................................................12
5.1. Material a utilizar:...............................................................................................................12
5.2. Equipo a utilizar:.................................................................................................................12
6. Desarrollo de la práctica......................................................................................................12
8. Resultados, comentarios y conclusiones...........................................................................16
9.-Conclusiones.........................................................................................................................17
10. Instrumento de evaluación.................................................................................................17
11. Bibliografía...........................................................................................................................17
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1. Objetivos
1.1. Obtener conocimientos operacionales del CNC, en términos de las técnicas y
dificultades en el uso de máquinas herramientas y herramientas manuales.
1.2. Desarrollar una pieza en el centro de maquinado CNC vertical.
2. Antecedentes
Los antecedentes de las máquinas de control numérico se remontan al año
de1824, cuando un británico tejedor utilizo tarjetas perforadas en sus máquinas,
después de esto, 120 años más tarde el estadounidense John T. Parsons concibe
un mando automático con tarjetas perforadas, comportando las coordenadas de
los ejes con los agujeros de las tarjetas en un lector que pudiera traducir las
señales de mando de las tarjetas en movimiento a los ejes. Después de esto, el
gobierno norteamericano se intereso en este sistema, para el copiado de piezas
difíciles de realizar manualmente pero susceptibles a ser modificadas fácilmente,
por lo que apoyo el desarrollo de una fresadora de tres ejes. Fue en 1952 cuando
se creó el termino de control numérico por el el Instituto Tecnológico de
Massachusetts. En 1957 la compañía japonesa Fujitsu (FANUC) desarrollo una
perforadora revólver que utilizaba el control con cintas. Dos años más tarde, en
1959 se produce una perforadora de plantillas de CN. Al mismo tiempo Fujitsu y
Hitachi se asocian e introducen al mercado la fresadora de CN. De las 39
unidades existentes en 1965 el número de máquinas de CN en el mercado,
aumentó a 860 en 1969, de las cuales el 40 por ciento eran tornos. Todas esta
maquinas son identificadas como de primera generación y estas eran
programadas en un lenguaje de muy bajo nivel, el cual requería la especialización
del programador para su utilización. En 1960 el Instituto Tecnológico de
Massachusetts realizo las primeras demostraciones de control adaptable y en
1968 se presentaron los primeros ensayos del control numérico directo. El
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incremento de la utilización de las máquinas herramientas con control numérico se
debe a que un gran número de problemas, que se consideraban resueltos por
métodos de trabajos convencionales, pueden tener una ventaja desde el punto de
vista técnico mediante la utilización de estas máquinas.
2.1. Teoría básica
Principios básicos CNC
Todas las máquinas controladas por computadora son capaces de controlar sus
movimientos de forma precisa y repetitiva en varias direcciones. Cada una de
estas direcciones se denomina ejes. Dependiendo del tipo de máquinas, estas
pueden tener de dos a cinco ejes. Adicionalmente, una máquina CNC puede tener
ejes lineales, en los cuales el movimiento es una línea recta, o ejes rotatorios en
los cuales el movimiento sigue una trayectoria circular. Cada eje está compuesto
por un componente mecánico, tal como la bancada que se mueve, un servo motor
conductor que potencia el movimiento mecánico, y un tornillo de bolas que
transfiere la potencia del servo motor al componente mecánico. Estos
componentes, conjuntamente con los controles computarizados que los gobiernan,
son llamados sistema conductor del eje. Usando una fresadora vertical como
ejemplo, tiene tres ejes lineales de movimiento. Cada uno de ellos se nombra con
una letra alfabética. El movimiento de la mesa de un lado a otro es llamado eje X.
El movimiento de la mesa hacia adentro y afuera es el eje Y, mientras el
movimiento del cabezal hacia arriba y abajo sobre la columna es el eje Z. Si se
agrega una mesa rotatoria a la mesa dela máquina, el cuarto eje se llama A
Posicionamiento de la pieza
El método de posicionamiento de la pieza preciso en relación a la herramienta es
llamado sistema de coordenadas rectangulares. En una fresadora vertical, la línea
base horizontal es denominada el eje X, mientras la línea base vertical es llamada
eje Y. El eje Z está en una ángulo recto, perpendicular tanto al eje X como el eje
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Y. Los incrementos desde las líneas base son especificados en mediciones
lineales, para la mayoría de las máquinas el incremento menor es de una diez
milésima de pulgada 0,0001”. Si la máquina es graduada en sistema métrico el
incremento es de una milésima de milímetro 0,001 mm. El sistema de
coordenadas rectangulares permite la localización de puntos en el espacio.
Las coordenadas están referidas al centro de la herramienta y guían la trayectoria
a través de la pieza. El punto de intersección donde las líneas bases del sistema
de coordenadas es llamado cero del programa, origen pieza. Este es el punto
donde se refieren el resto de coordenadas. La ubicación del cero del programa
puede variar de una pieza a otra. Las dos formas de especificar las coordenadas
son el “modo absoluto” y el “modo incremental”. En el modo absoluto todas las
coordenadas son referenciadas del cero del programa y pueden llevar el signo
más o menos (+/-).
Además, en el Modo absoluto, el sistema de coordenadas rectangular está
dividido en cuatro (4) cuadrantes para ayudas a establecer los signos de las
coordenadas. Cada coordenada “incremental” está referenciada a la coordenada
localizada previamente. El modo absoluto es el usado más ampliamente en la
programación CNC.
Principios de la programación CNC
Las instrucciones en el CNC son denominadas comandos del programa de la
pieza. Cuando está corriendo, un programa de pieza está interpretando una línea
de comando a la vez hasta que se completen todas las líneas. Los comandos,
también se conocen como bloques, y están compuestos por palabras las cuales
comienzan con una letra mayúscula y termina con un valor numérico. Cada letra
mayúscula está relacionada con una función específica de la máquina. Las letras
“G” y “M” son dos de las más comunes. Una letra “G” especifica ciertas
preparaciones de la máquina tales como los modos métricos o en pulgadas, o los
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modos absoluto o incremental. Una letra “M” especifica las funciones misceláneas
y trabajan como interruptores de encendido y apagado (on/off) del fluido de corte,
cambio de herramienta o rotación del husillo. Otras letras mayúsculas son
utilizadas para dirigir una amplia variedad de otros comandos de la máquina.
Parámetros de comando del programa
Para la programación óptima de la máquina se requiere considerar ciertos
parámetros de operación que incluyen: Control de posición, Compensaciones y
Características especiales de la máquina. El control de posición es la capacidad
de programar la herramienta y los movimientos de los carros de la máquina
simultáneamente a lo largo de dos o más ejes. El posicionamiento puede ser
movimiento punto a punto o movimiento de contorneado a lo largo de una
trayectoria continua. El contorneado requiere movimientos de la herramienta a lo
largo de múltiples ejes simultáneamente. Este movimiento es llamado
interpolación el cual procede a calcular los valores intermedios entre los puntos
programados a lo largo de la trayectoria programada y ajustándose a esos valores
con movimientos precisos. La interpolación puede ser lineal teniendo un punto de
inicio y fin a lo largo de una línea recta o circular el cual requiere un punto final, un
centro y una dirección alrededor del arco. Las compensaciones corrigen las
variaciones relativas de las herramientas. Dos delos tipos más importantes son la
compensación de la longitud y la compensación del radio de la herramienta. Las
características especiales son aquellas que pueden minimizar los errores de la
programación CNC. Una característica especial es el ciclo fijo que permite
programar diferentes instrucciones en una sola línea. El perforado y las
operaciones secundarias asociadas son programados con ciclos fijos o enlatados.
CAD/CAMD
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Los sistemas basados en las computadoras que impactan el uso de la tecnología
CNC son el diseño asistido por computadora y la manufactura asistida por
computadora. Un diseño asistido por computadora, o CAD, usa la computadora
para crear gráficamente los diseños y modelos de los productos. Estos diseños
pueden ser revisados y refinados para optimizar su uso final y aplicación. Una vez
finalizado el diseño CAD es exportado a la manufactura asistida por computadora,
sistema CAM.
Los sistemas CAM ayudan en todas las fases de la manufactura de un producto,
incluyendo planificación producción, planificación mecanizado, inventario,
supervisión y control de calidad.
2.2. Trabajo previo
Algunos trabajos relacionados con la práctica seria el diseño de piezas en el
programa MASTERCAM. Ya que utilizamos un sistema de coordenadas y diseño
para el desarrollo de la practica.
Fundada en Massachusetts en 1983, CNC Software, Inc. es uno de los desarrolladores
más antiguos de PC basado en diseño asistido por ordenador / fabricación asistida
por ordenador (CAD / CAM) . Se trata de uno de los primeros en introducir el
software CAD / CAM diseñado tanto para los maquinistas e ingenieros. Mastercam
, el principal producto de CNC Software, comenzó como un sistema CAM 2D con
herramientas CAD que permiten diseño maquinistas piezas virtuales en una
pantalla de computadora y también guió control numérico (CNC) máquinas
herramientas en la fabricación de piezas. Desde entonces, Mastercam ha crecido
en el paquete de CAD / CAM más utilizados en el mundo. [ 2 ] CNC Software, Inc.
se encuentra ahora en Tolland , Connecticut.
Conjunto integral de Mastercam de trayectorias de herramientas predefinida,
incluyendo curvas de nivel, taladro, carteristas , cara, molino de la cáscara , el
grabado , la superficie de alta velocidad, de múltiples ejes avanzados , y muchos
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más a habilitar maquinistas para cortar piezas con eficiencia y precisión .
Mastercam usuarios pueden crear y cortar las piezas utilizando una de las muchas
definiciones de la máquina y de control suministrado, o pueden utilizar
herramientas avanzadas de Mastercam para crear sus propias definiciones
personalizadas.
Mastercam también ofrece un nivel de flexibilidad que permite la integración de
aplicaciones 3 ª parte, llamada C-hooks , para abordar máquina única o
escenarios específicos del proceso.
El nombre de Mastercam es un doble sentido : implica el dominio de CAM
( fabricación asistida por ordenador ) , que implica última tecnología de control de
la máquina herramienta de hoy ; y se paga al mismo tiempo un homenaje a la
tecnología de control de la máquina herramienta de ayer por el eco de la leva
principal término más antiguo , que se refería a la leva principal o modelo que un
trazador seguirse a fin de controlar los movimientos de una máquina herramienta
automatizada mecánicamente.
Ejemplos:
ALUMNOS
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3. Documentos relacionados con la práctica
Dibujo previo de la pieza cenicero (anexado), este diseño será el que se
elaborara.
Ficha técnica del equipo:
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4. Definiciones y terminologías
CNC:
El control numérico por computadora, de ahora en adelante CNC, es un
sistema que permite controlar en todo momento la posición de un elemento
físico, normalmente una herramienta que está montada en una máquina.
Esto quiere decir que mediante un software y un conjunto de órdenes,
controlaremos las coordenadas de posición de un punto (la herramienta)
respecto a un origen (0,0,0 de máquina), o sea, una especie de GPS pero
aplicado a la mecanización, y muchísimo más preciso.
Códigos
G00: El trayecto programado se realiza a la máxima velocidad posible, es
decir, a la velocidad de desplazamiento 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 anti horario.
G71: Entrada de datos en mm
G17: selección de plano XY
G43: Compensación de herramienta
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
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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.
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 anti horario, 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.
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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.
5. Equipos y materiales
5.1. Material a utilizar:
Placa de aluminio de 80x 50x19 de altura
Código para CNC
Dibujo del cenicero anexado a este documento
5.2. Equipo a utilizar:
CNC GUSS & ROCH Dyna VMC 640 Cono BT 40
BASE PARA CONO
Boquilla para herramienta de 6mm
Boquilla para herramienta de 3mm
Herramienta de corte de 6mm y de 3mm de bola
Llave de nariz
Lave española ¾
Llave española 30 mm
6. Desarrollo de la práctica
Por medio de pasos explicaremos, como elaboramos un cenicero con la fresadora
vertical CNC.
1.- Elegir el material que se utilizara para pieza (una placa de aluminio 6061).
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2.- Medir todas las distancias de la placa de aluminio y cortar a la medida
requerida.
Distancias en (mm) (80x 50x19 de altura).
80 mm
50 mm
3.- Colocar en el cono bt-40 la boquilla para la herramienta de la medida
requerida, apoyando la base en un tornillo de banco para poder apretar con la
llave de nariz la boquilla, con la llave de 30 mm apretar el cono para la
herramienta de 3 mm.
4.- Ahora se procede a colocar la pieza en el banco del CNC para obtener las
coordenadas absolutas de la pieza o el punto cero de la pieza.
Programa G54 G90 G71 son las coordenadas absolutas que quedaron guardadas
en la memoria del CNC.
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5.- Realizar las operaciones establecidas en el código a la pieza, esta es la pieza
a realizar.
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Programa en el CNC de toda la operación
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8. Resultados, comentarios y conclusiones
En la fresadora CNC el resultado fue muy útil y convincente, ya que en este
equipo, se aprendió a utilizar los principios básicos de la fresadora CNC de la
manera más adecuada, ya que se aprendió como utilizar el CNC.
Los resultados fueron satisfactorios, el diseño de la pieza cumplió con el diseño
previamente establecido.
Pieza terminada
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9.-Conclusiones
Con el presente trabajo se describe al detalle todos los pasos realizados para la
elaboración y maquinado de nuestro producto final en una pieza de aluminio.
Se pretende con esta pieza brindarles a los estudiantes del ITT, los conocimientos
de cómo, operar la maquina fresadora CNC.
Nuestro equipo obtuvo conocimientos sobre sistemas de coordenada y
subprogramas para poder fabricar cualquier otro tipo de pieza.
Se aprendió a utilizar los recursos como la tecnología CAD. Estas tecnologías se
vienen aplicando a través de los métodos de la ingeniería concurrente.
10. Instrumento de evaluación
El CNC se entregó en el mismo estado que se prestó.
11. Bibliografía
Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid:
Editorial Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.
Patxi Aldabaldetrecu (2000). Máquinas y hombres. Fundación Museo de
Máquina Herramienta.Elgoibar Guipuzcoa. ISBN 84-607-0156-5.
Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik
Coromant 2005.10.
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