2. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC
• En el ambiente de control numérico, se
define a un sistema controlado
numéricamente, como una máquina o
proceso controlado por un programa. El
programa esta formado por un conjunto
de números y letras que siguen un
estándar por la EIA ( Electronic
Industries Asociation) ó la ISO
(International Standars Organization).
3. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC
• La evolución del control numérico desde
el manejo de cintas de papel perforadas
para la codificación del programa, hasta
el manejo de sistemas CAD/CAM ha
dado origen a la necesidad de conocer
diferentes áreas y terminologías;
algunos ejemplos son los siguientes:
4. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC
• CAD: Computer Aided Design (Diseño
asistido por computadora).
• CAM: Computer Aided Manufacturing
(Manufactura asistida por
computadora).
• NC: Numerical Control (Control
numérico).
• CNC: Computer Numerical Control
(Control numérico computarizado).
5. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC
• El control numérico involucra diferentes
áreas de conocimiento que son
necesarias para el mejor
aprovechamiento de la tecnología
disponible, dichos conocimientos están
íntimamente relacionados y se vuelve
imperiosa la necesidad de manejarlos
de manera simultánea.
6. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC
• La responsabilidad de un ingeniero de
procesos o de manufactura,
generalmente tiene relación con la
interpretación del diseño que se
presenta en el dibujo de la pieza, la
elección de la herramienta de corte, la
generación del programa óptimo de NC,
su verificación y puesta a punto para la
corrida de producción.
7. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC
Al implementar un sistema CAD/CAM se obtienen los beneficios
siguientes:
• Disminución del ciclo de producción
• Integración de la ingeniería a funciones como el diseño, análisis y
manufactura
• Incrementa la productividad
• Disminuye tiempos de dirección de procesos
• Planeación eficiente y control de la calidad
• Mejora el control de procesos de producción
• Reducción de costos de producción
• Precios más competitivos de los productos ofrecidos
• Mayor precisión y rapidez durante la creación de diseños.
8. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC
La base de cualquier sistema CAD/CAM es la plataforma de
software usada en generar y documentar el modelado de
una parte o documento y es el llamado corazón del sistema.
Es a través de aplicaciones que la verdadera eficiencia de los
sistemas CAD/CAM en términos de ahorro en producción y
costos relacionados con el proceso se pueden ver
realizadas.
Las aplicaciones en el ambiente CAD/CAM pueden ser
clasificadas en: Función, Diseño, Análisis, Documentación,
Planeación de producción, Manufactura, Control de calidad,
Simulación, Soporte logístico etc.
9. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC
Un mayor nivel de flexibilidad lo poseen las máquinas de
control numérico computarizado. Este tipo de control se ha
aplicado con éxito a máquinas-herramientas CNC. Pudiendo
mencionar entre ellas a las siguientes:
• Fresadoras
• Tornos
• Maquinas de electroerosión
• Corte mediante flama
• Corte por LASER
• Trabajo en madera
• Mecanizado hidrodinámico (Water-Jet)
18. TABLERO DE
OPERACIÓN Y
CARGA DE
PROGRAMAS DE
UNA MÁQUINA CNC
MODERNA
INGRESO
DE
DATOS
Botones de
ciclo
MPG
Reóstato
de
avance
Reóstato
de
Velocidad
Parada de
emergencia
Seguridades
Operación
Manual
31. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC
En esta sección se verá el tipo de
conocimientos y/o habilidades que debe
poseer un operador CNC.
El operador de CNC deberá tener
conocimientos de geometría, álgebra y
trigonometría, también deberá conocer sobre
la selección y diseño de herramientas de corte
y dominar las técnicas de sujeción
32. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC
¿QUÉ ES EL CNC?
El término CNC se refiere al control numérico
de máquinas, generalmente
máquinasherramientas.
Normalmente este tipo de control se ejerce a
través de una computadora y la máquina está
diseñada a fin de obedecer las instrucciones
de un programa dado, lo cual se ejerce a
través del proceso siguiente:
33. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC
• Dibujo del producto
• Programación
• Interfase
• Máquinas-herramientas CNC.
34. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC
• El CNC tuvo su origen a principios de los años cincuenta
en el Instituto de Tecnología de Massachussets (MIT), en
donde se automatizó por primera vez una gran fresadora.
• En ésta época, las computadoras estaban en sus inicios y
eran tan grandes que el espacio ocupado por la
computadora era mucho mayor que el de la fresadora.
• Hoy en 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, por ejemplo: tornos,
rectificadoras, punzonadoras, electroerosionadoras, etc.
35. PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC
• El CNC tuvo su origen a principios de los años cincuenta
en el Instituto de Tecnología de Massachussets (MIT), en
donde se automatizó por primera vez una gran fresadora.
• En ésta época, las computadoras estaban en sus inicios y
eran tan grandes que el espacio ocupado por la
computadora era mucho mayor que el de la fresadora.
• Hoy en 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, por ejemplo: tornos,
rectificadoras, punzonadoras, electroerosionadoras, etc.
36. CUANDO USAR UNA MÁQUINA CNC?
• Lotes grandes?
• Lotes pequeños?
• Producciones flexibles?
37. PROCESO DE
MECANIZADO
• Antes de pensar en el programa, debemos PENSAR y
DEFINIR el proceso
• Como si fuera un diagrama de flujo en un programa de
computadora, debemos determinar:
– Fases
– Fijaciones
– Operaciones
– Seleccionar herramientas
– Condiciones de corte
• El plano de la pieza es nuestro documento principal, y el
proceso debe asegurar el cumplimiento de las
especificaciones solicitadas
38. EL MEJOR
PROCESO…
• Para mecanizar una pieza NO hay una
solución única
• El mejor proceso será aquel que:
– Sea estable
– Sea el más económico
• Costo total = Costo Maquina + Costo Mano de
obra + Costo Herramientas + Costos Fijos
39. VARIABLES QUE
INTERVIENEN
• Experiencia en fabricación de piezas
similares
• Experiencia en aplicación de herramientas
similares
• Producto disponible
• Posibilidad o no de tener una buena
fijación
• Preferencias del usuario
• Items que ya se usan en la planta
40. SISTEMA NORMALIZADO DE PROGRAMACIÓN
ISO
• Códigos alfanumérico de programación
normalizados
• Idioma Universal
• Macro instrucciones especificas a cada
control
• Ayudas a la programación
41. ESTRUCTURA DE
PROGRAMA
• N10…..;
• N20….;
• …..;
• ……;
• N1050 M30;
Nombre del programa, para ubicarlo en el
directorio
• O0001; (en otros controles, en lugar de “O” se usa el “%”)
Fin de programa
Fin de bloque, puede ser
otros símbolo
Numero de bloque
El número de bloque no es necesario, pero si recomendable usarlo. El
control no lo usa para ordenar el programa. Al menos hay que numerar
los pasos principales.
42. INSTRUCCIONES NECESARIAS PARA FABRICAR UNA
PIEZA
• Accionar el husillo
• Seleccionar herramientas
• Definir parámetros de corte
• Posicionamientos
• Definir recorridos (pasadas, perfiles, etc)
• Accesorios
– Refrigerante
– Plato y/o Contrapunta
– Carga y descarga
– Subrutinas
43. INSTRUCCIONES DEFINIDAS POR DEFAULT
• Unidades de medida
– Programación en mm G71
– Programación en pulgadas G70
• Sistema eje X
– Programación en diámetro
– Programación en radio
• Sistema de coordenadas
– Coordenadas absolutas G90
– Coordenadas relativas G91
• Modo de avance
– G95 mm x revolución
– G94 mm x minuto
44. GRUPOS DE
INSTRUCCIONES
• Orientadas al husillo
• Orientadas a los carros
• Orientados a la torre y/o herramientas
• Misceláneas
Las funciones G de un mismo grupo son modales, es decir quedan
activas hasta que otra del mismo grupo la reemplace.
45. INSTRUCCIONES ORIENTADAS LA HUSILLO
Cambio de Velocidad
– Maquinas con Caja
• M41 – gama baja
• M42 – gama alta
Sentido de Giro
– M4- Sentido Horario
– M3 - Sentido Anti-horario
Modo de Velocidad
– G96 Vc = cte
– G97 n = cte
•
•
•
•
•
Velocidad
– S300
– S2500
Limitador de Velocidad G50 S….
M4
M3
46. BLOQUES PARA ACCIONAR EL
HUSILLO
• O…..;
• N10....;
• N20 G50 S2800 M42;
• N30 G96 S250 M4;
• N…
• ….
n máxima 2800 rpm
Gama Alta
Modo Vc = cte
Vc = 250 m/min
Sentido de giro horario
47. SISTEMA COORDENADO DE REFERENCIA
+ Z
0
+ X + X
0
Cero pieza
Cero pieza
Cada control tiene distintos
modos de definir el cero pieza,
desplazandolo desde el cero
máquina.
El Fanuc con el parámetro
workshift, o con los offset de
las herramientas, el Siemens
con el G59 Z….
Opciones de Cero
pieza
48. SISTEMA COORDENADO DE REFERENCIA
+ Z
+ X
0 0
En general, la dirección del eje X depende de donde está
colocada la torreta portaherramientas. En caso de que la
máquina tenga dos torretas, una adelante y una atrás,
hay que tener mucho cuidado porque de acuerdo donde
trabaje hay que colocar el signo correcto a las
coordenadas X. Normalmente, las máquinas tienen en su
parte exterior una placa indicando la dirección de los ejes
+ X
49. PUNTO “P” DE LA
HERRAMIENTA
+ X
0
. P
+ Z
Por ahora, manejaremos
un punto “P” teórico,
como si fuera la punta
de un lápiz
50. POSICIONAMIENTO RÁPIDO G0 (G00)
+ Z
+ X
0
. P
0
. P
1
No importa la
trayectoria (de
hecho, en la
mayoría de los
controles no la
puedo manejar o
definir)
Tampoco se
controla la
velocidad, que es
la máxima en
cada eje
. P0
La dirección de está
línea depende de la
composición de las
velocidades en rápido
de cada eje (tornillo +
motor)
52. INTERPOLACIONES
• Se define y controla la trayectoria
• Se define y controla la velocidad de
avance F (mm/rev o mm/min)
• Interpolación lineal G01
• Interpolación circular
– Horaria G02
– Anti horaria G03
59. + Z
+ X
0
DEFINICIÓN DEL CIRCULO A
MECANIZAR
.
P0
r
r
K
I
C Ic (radial)
Kc
Arco a realizar
por default
.P
1
I y K son las coordenadas del
centro del círculo respecto al
punto de partida (con su signo)
N n G3 X x1 Z z1 I ic K kc F f ;
60. COORDENADAS
RELATIVAS
+ Z ; W
+ X ; U
0
Se usan para indicarle al
control movimientos relativos
desde la ubicación actual. En
la norma ISO se definen los
códigos G y G para usar
absolutas o relativas
respectivamente. En el control
Fanuc se usan las
coordenadas asociadas U y W
61. COORDENADAS
RELATIVAS
+ Z ; W
+ X ; U
0
Se pueden usar en cualquiera de las
instrucciones G mencionadas
5
40
105
80
G01 X 40 Z 5 F0.1
ó
G01 U -65 W -75 F0.1
En diámetro
68. SELECCIÓN DE
HERRAMIENTAS
Número de corrector de la
herramienta (Offset)
Posición Fisica de
la Torreta
Giro por el
camino más
corto
T0303 M16
M17
M18
71. ROSCADO – G32
• Coordinación electrónica entre el husillo y
los ejes
• Encoder de husillo
• Velocidad de giro constante
• Sentido de giro, avance y mano del
portaherramientas
• Cantidad de pasadas y escalonamiento
72. G32
+ Z
+ X
0
N n G32 X x1 Z z1 F f ;
P1
P0
Rosca de
paso f
IMPORTANTE: USAR G97
73. PROCESO DE ROSCADO
G32
G0
G0
G0
Salida de la
pieza
Retorno
Nueva
profundidad
de corte
P1
P0
Cantidad de pasadas
según el paso y
recomendación del
fabricante de la
herramienta
80. .
DETERMINACIÓN DE LOS CORRECTORES (OFFSETS) DE
LA HERRAMIENTA
+ X
P
P
0
.
+ Z
El punto que queda determinado es el punto
P, intersección de cada tangente en los
sentidos paralelos a los ejes
81. PUNTO “P” DE LA
HERRAMIENTA
+ Z
+ X
0
P
.
R
R es el radio de la punta de la
herramienta. Tiene valores normalizados:
0.2 , 0.4 , 0.8 , 1.2 , 1.6 , etc
Su elección depende del tipo de
operación a efectuar
Nosotros usaremos 0.8
82. ERROR DE MECANIZADO POR EL RADIO DE LA
HERRAMIENTA
P
.
R Mecanizado real
Mecanizado programado
Este error va a aparecer siempre que mecanicemos planos inclinados o círculos.
Necesitamos corregir la trayectoria programada, para que el mecanizado real
concuerde con lo requerido.
83. CÁLCULO DE LA COMPENSACIÓN DEL RADIO DE LA
HERRAMIENTA
POX
La corrección depende del radio de la herramienta y del
ángulo del plano inclinado
OZ
.
Nomenclatura :
Verde = Pieza
Negro = Herramienta
Rojo = Trayectoria programada
84. CÁLCULO DE LA COMPENSACIÓN DEL RADIO DE LA
HERRAMIENTA
OX
P
OZ
P
.
OZ
OZ
86. CÁLCULO DE LA COMPENSACIÓN DEL RADIO DE LA
HERRAMIENTA
OX=2 * R
OZ= R
.
R
P
OZ= R
OX=2 * R
r
R
Rp = r + Rr Rp = r - R
87. CICLOS FIJOS
• Ayudas de programación
• Específicos para cada control
• Rígidos
• Rápidos para programar pero lentos para
mecanizar
88. CICLO DE DESBASTE LONGITUDINAL G71
+ Z
+ X
0
N n0-1 G0 X x0 Z z0
N n0 G71 U ud R e;
N n0+1 G71 P ni Q nf U ut W wt F fd;
N ni
….
….
….
N nf
ud
e
Descripción del
perfil
ut
wt
X0 ; Z0
IMPORTANTE X0 y Z0 DEBEN estar afuera
de la pieza!!!
91. ERROR DE MECANIZADO POR EL RADIO DE LA
HERRAMIENTA
P
.
R Mecanizado real
Mecanizado programado
Este error va a aparecer siempre que mecanicemos planos inclinados o círculos.
Necesitamos corregir la trayectoria programada, para que el mecanizado real
concuerde con lo requerido.
92. COMPENSACIÓN AUTOMÁTICA DEL RADIO DE LA
HERRAMIENTA
P
.
R
Material a la izquierda de la herramienta en la dirección del
avance: compensación (a derecha) G42
93. COMPENSACIÓN AUTOMÁTICA DEL RADIO DE LA
HERRAMIENTA
P
.
R
Material a la izquierda de la herramienta en la dirección del
avance: compensación (a derecha) G42
Se coloca en el bloque anterior al que se necesita compensar
G0 X Z G42;
G1 X Z F ;
94. COMPENSACIÓN AUTOMÁTICA DEL RADIO DE LA
HERRAMIENTA
P
.
R
Material a la derecha de la herramienta en la dirección del
avance: compensación (a izquierda) G41
96. .X
Z
X Z R T
T01
T02
T03
T04
T05
T06
T07
T08
Radio de la
herramienta Indicador de
dirección
COMPENSACIÓN AUTOMÁTICA DEL RADIO
DE LA HERRAMIENTA
CORRECTORES DE HERRAMIENTA (OFFSETS)