Embed Size (px)
Citation preview
Significado de las siglas:
CAD: Diseño asistido por computadora
(computer-aided design).
CAM: Fabricación asistida por computadora (computer-aided manufacturing).
CNC: Control numérico computarizado (computer numerical control).
MHCN: Maquina herramienta de control numérico.
Introducción al CNC
El control numérico (CN) es una forma de automatización programable en la cual, en base a una serie de instrucciones codificadas (programa), se gobiernan todas las acciones de una maquina o mecanismo haciendo que este desarrolle una secuencia de operaciones y movimientos previamente establecidos por el programador.
Apropiado para producción de piezas que el grado de complejidad sea medio o bajo, debido al tiempo de programación.
Orígenes del CNC: El CNC tuvo su origen a principios de los años cincuenta en el Instituto de
Tecnología de Massachusetts (MIT), en donde se automatizó por primera vez una gran fresadora.En esta época las computadoras estaban en sus inicios y eran tan grandes que el espacio ocupado por la computadora era mayor que el de la máquina.Hoy día las computadoras son cada vez más pequeñas y económicas, con lo que el uso del CNC se ha extendido a todo tipo de maquinaria: tornos, rectificadoras, electroerosionadoras, máquinas de coser, etc.El término “control numérico” se debe a que las órdenes dadas a la máquina son indicadas mediante códigos numéricos. Por ejemplo, para indicarle a la máquina que mueva la herramienta describiendo un cuadrado de 10 mm por lado se le darían los siguientes códigos:
N10 G90 G71N20 G00 X0.0 Y0.0N30 G01 X10.0N40 G01 Y10.0N50 G01 X0.0N60 G01 Y0.0
Esquema de funcionamiento de una maquina cnc:
Hoja de programa.
Unidad de control de la maquina.
Maquina CNC (Corte por plasma y oxicorte)
Factores que favorecen la implantación de maquinarias CNC en nuestras industrias:
Mayor exigencia de los clientes en la precisión de los mecanizados.
Piezas con diseños mas complejos, (a veces imposibles de hacer con maquinas convencionales).
Necesidad de reducir errores en la producción para no encarecer el producto.
Plazos de entrega cada vez mas exigentes, lo que exige mantener los niveles de producción lo mas altos posibles.
El abaratamiento de los sistemas CNC, lo que favorece la adquisición de los mismos.
Ventajas de los sistemas CNC:
Mejora de la precisión, así como un aumento en la calidad de los productos.
Una mejor uniformidad en la producción.
Posibilidad de utilización de varias maquinas simultáneamente por un solo operario.
Mecanización de productos de geometría complicada.
Fácil intercambio de la producción en intervalos cortos.
Posibilidad de servir pedidos urgentes.
Reducción de la fatiga del operario.
Aumento de los niveles de seguridad en el puesto de trabajo.
Podemos simular los procesos antes de la fabricación de esta.
Desventajas de la utilización de sistemas CNC:
Elevado costo de los accesorios y la maquina.
Necesidad de cálculos, programación y preparación de forma correcta para un eficiente funcionamiento.
Costos de mantenimiento mas elevados, ya que el sistema de control y mantenimiento de los mismos es mas complicado, lo que genera la necesidad de personal de servicio y mantenimiento con altos niveles de preparación.
Necesidad de mantener grandes volúmenes de pedidos para una mejor amortización del sistema.
Conocimientos previos para operar un sistema CNC:
Conocimiento en geometría, algebra y trigonometría.
Conocimientos de elección y diseño de las diferentes herramientas de corte.
Conocimiento de los diferentes sistemas de sujeción de las herramientas de corte y del material.
Uso de aparatos de medida y conocimiento de metrologia.
Interpretación de planos.
Conocimientos de la estructura de la maquina CNC.
Conocimientos de diferentes procesos de mecanización.
Conocimientos de programación CNC.
Conocimientos del mantenimiento y operación del CNC.
Conocimientos generales de ordenadores.
Comparación de utilización entre maquinas convencionales y las CNC.
MAQUINA HERRAMIENTA CONVENCIONAL
MAQUINA HERRAMIENTA CNC
Un operario, puede manejar una sola maquina.
Un operario, puede operar varias maquinas.
Es necesario consultar constantemente el plano.
No es necesario consultar el plano constantemente.
Se necesita una amplia experiencia. No es necesario una amplia experiencia.
El operador tiene el control total de los parámetros de corte de la maquina.
El programa tiene todo el control de los parametros de corte
Torno CNC:
Fresadora CNC:
Orientación de los ejes, torno y fresadora CNC:
Torno CNC:
Orientación de los ejes, torno y fresadora CNC:
Fresadora CNC:
Panel de control maquina CNC:
Fagor 8055 Fanuc
Otros
Mecanismos de posicionamiento de una maquina CNC:
Accionadores: motores, válvulas, etc.
Sistemas de control: Bucle abierto, Bucle cerrado.
Sistemas de medida:
Captadores: sensores ópticos, etc.
Diseño de maquinas:
Precisión y repetitividad.
Refrigeración, eliminación de virutas.
Sistema de cambio de herramienta:
Torreta giratoria:
Sistema de cambio de herramienta:
Almacén de Herramientas:
Sistema de cambio de herramientas:
VIDEOS
Motores para movimiento de los carros maquina CNC.
Motores paso a paso:La característica principal de estos motores es el hecho de poder
moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar desde 90° hasta pequeños movimientos de tan solo 1.8°, es decir, que se necesitarán 4 pasos en el primer caso (90°) y 200 para el segundo caso (1.8°), para completar un giro completo de 360°.
Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados en una posición o bien totalmente libres.
Motores para movimiento de los carros maquina CNC.
Servomotores o motores encoder: Un servomotor (también llamado servo) es un dispositivo
similar a un motor de corriente continua que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición.1
Un servomotor es un motor eléctrico que consta con la capacidad de ser controlado, tanto en velocidad como en posición.
Motores para movimiento de los carros maquina CNC.
Motores lineales:Un motor lineal es un motor eléctrico que posee su estator y su rotor
"distribuidos" de forma tal que en vez de producir un torque(rotación) produce una fuerza lineal en el sentido de su longitud.
Husillo principal:
Realiza las siguientes funciones:
El husillo puede ser accionado por:
TORNOS CNC El movimiento de la pieza.
Motores de corriente alterna de tres fases.
FRESADORAS CNC La rotación de la herramienta.
Motores de corriente continua.
Disposición de husillos principales fresadora:
Horizontal:
Disposición de husillos principales fresadora:
Vertical:
Disposición de husillos principales fresadora:
5 o mas ejes:
Componentes de un sistema CNC:
UCP (Unidad central de procesos)
Periféricos de entrada.
Unidades de almacenamientos de datos.
Periféricos de salida.
Unidad de enlace con el PLC (conexión con maquina).
UCP (CPU)
Calcula la posición de los ejes y los desplazamientos de la maquina.
Controla los diferentes modos de funcionamiento de la maquina.
Dirige todas las señales que van o vienen de los diferentes perifericos.
Periféricos de entrada:
Teclado y panel de mandos.
Reglas ópticas o posicionadores.
Ratón (en CN modernos se opera ya con este elemento)
Unidades de almacenamiento de datos:
Conexión RS32 con ordenador (la información se guarda en el PC).
En el disco duro del propio CNC.
Almacenamiento en la red.
Perifericos de salida:
Monitor.
Comunicaciones RS232.
Conexión con intranet o internet.
Control de movimiento de los ejes y demás elementos móviles de la maquina.
Monitor:
Ver la información que se le suministra desde el teclado.
Informarnos de todos los sistemas que la maquina tenga activados.
Informarnos de las diferentes condiciones tecnológicas que se estén usando, RPM, etc.
Indicar los posibles errores que detecte el sistema.
Etc.
Control de ejes y accesorios de la maquina ( Control Lógico Programado PLC):
Definición de programa CNC:
El programa CN constituye el medio entendible tanto por el hombre como por la maquina, mediante el cual el primero establece la secuencia de operaciones a realizar por la maquina herramienta.
Programación según la forma de creación.
Manual, a pies de maquina.
Manual, desde ordenador, (programa de edición de texto).
Realización con sistema CAM.
Tipos de programación:
Programación manual: A partir del plano, se calculan de forma manual las trayectorias de las herramientas.
Programación pseudo-asistida por ordenador: Este tipo de programación se realiza cuando se dispone de un programa de Diseño Asistido por Ordenador (CAD), pero no del modulo de Fabricación Asistida (CAM) correspondiente.
Programación asistida por ordenador.
Programación conversacional: Forma de programar que las operaciones vienen listas.
Programación manual información necesaria:
Información geométrica.
Calculo de contornos y trayectorias compensadas.
Información tecnológica: Datos y condiciones de mecanizado relacionados con el material, tipo de herramienta y características de la maquina.
El programador debe determinar las trayectorias de las herramientas definidas de acuerdo con el sistema de referencia de la maquina, las condiciones de trabajo y traducir estos datos al lenguaje de la maquina.
Programación manual, características de programación del CN.
Posibilidad de dialogo mediante menú con el operador para la entrada de datos.
Introducción de programas en código ISO, EIA o ASCII.
Cotas absolutas o incrementales.
Compensación de radio.
Temporizador programable.
Memoria suficiente para programa, parametrosde maquina.
Programación manual, definición del proceso:
Estudio del plano de la pieza a fabricar.
Análisis de las operaciones elementales.
Selección de maquina.
Selección de herramientas.
Definición de las condiciones técnicas del mecanizado.
Diseño de utillajes.
Secuencia de las fases de trabajo, (HOJA DE PROCESO).
Pruebas y puesta a punto.
Ejecución en vacio.
