2. Índice:
Gestión:
Gestión Organizacional...............................................................004
Análisis Morfológico, Funcional y Tecnológico:
Análisis Morfológico y Funcional..............................................007
Análisis Tecnológico ...................................................................008
Técnicas de Fabricación .............................................................008
Propiedades Físico-Químicas de los materiales .....................011
Tolerancias ...................................................................................012
Tipos de Ajustes...........................................................................016
Superficies-Rugosidad................................................................018
Proceso de Mecanizado:
Planificación del Proceso de mecanizado................................024
Operaciones básicas en un Torno CN......................................027
Control Numérico:
Historia del Control Numérico. Generalidades........................030
Comparación entre MH convencional y MHCN........................033
Tecnología de las MHCN.............................................................036
Sistema de control.......................................................................037
Actuadores....................................................................................043
Captadores de posición ..............................................................044
Características de diseño ...........................................................051
Fotos de MHCN.............................................................................054
Programación de Control Numérico:
Programación ..............................................................................056
Caracteres que intervienen en el lenguaje ISO .......................056
Sistema de Ejes de coordenadas ..............................................061
Disposición de los Ejes en distintas MHCN.............................064
Cero-máquina, cero-pieza ...........................................................066
Programación de cotas ...............................................................069
Listado de funciones preparatorias ..........................................074
Funciones Auxiliares...................................................................076
Funciones Preparatorias (G00-G97)..........................................078 a 107
Tabla de Funciones Trigonométricas .......................................108
Cálculos gráfico-analíticos.........................................................111
Terminología, fórmulas y unidades en torneado ....................113
Procesos de Desbaste y Terminación ......................................114
Ciclos Fijos de Mecanizado........................................................115 a 146
3. Operación:
Operación del control Fagor 8025 .............................................147
Modos de Operación....................................................................148
Búsqueda de referencia máquina..............................................153
Reglaje de herramientas .............................................................154
Bibliografía ....................................................................................156
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PRODUCTO-PIEZA A CONSTRUIR
ANALISIS MORFOLOGICO Y FUNCIONAL
Comenzaremos por analizar dicha pieza; el primer paso es hacer una lectura de la misma.
A esta lectura la llamamos análisis morfológico, la cual consiste en el estudio de la forma,
permite desarrollar contenidos vinculados al dibujo de la pieza, representación y su codificación.
Mediante este análisis seleccionamos el tipo de máquina adecuada para su elaboración; teniendo
en cuenta criterios como, por ejemplo, si la pieza es de revolución; en ese caso utilizaremos el
torno pero, de todas formas luego de hacer el análisis tecnológico, recién podremos definir
características de dicha máquina.
Durante este análisis, determinaremos otros elementos a utilizar durante el proceso, por ejemplo
(instrumentos de metrología y/o dispositivos de sujeción adecuados, etc.) luego hacemos un
análisis funcional del producto.
Para este análisis tomaremos los siguientes aspectos.
1) Desempeño de la pieza (su función en el conjunto en que se halla)
2) Esfuerzos
3) Confiabilidad
4) Mantenibilidad
5) Ambientales
6) Vida
Cabe aclarar que en la sub-área de mecanizado, pueden surgir algunas variables, de acuerdo a
como nos llegue la información del producto a elaborar.
Determinamos el análisis, en base a un plano de una pieza o en base a una muestra que sirve
como modelo.
La tercera alternativa sería que nos llegue la idea pero no tenemos ni el plano ni la muestra; en
este caso específico, se hace un proceso previo que sería incumbencia de la sub-área de
desarrollo del productos.
Nos quedaría por hacer el estudio de factibilidad del mecanizado, para lo cual iniciaríamos el
análisis tecnológico de la pieza; para hacer este análisis, deberíamos conocer algunos de los
siguientes aspectos: material apropiado para su fabricación, propiedades físico químicas de dicho
material, tolerancias, rugosidades, tratamientos térmicos y superficiales, técnicas de fabricación,
etc.
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ANÁLISIS TECNOLÓGICO
Durante el presente análisis, abarcaremos temas tales como: Técnicas de fabricación,
determinación de propiedades físico-químicas, características inherentes a su funcionamiento,
como ser tolerancias, ajustes y rugosidad; tecnologías de herramientas, criterios para la selección
de las herramientas a emplear, etc.
TÉCNICAS DE FABRICACIÓN
Procedimientos de fabricación
¯ Formación de brutos
¯ Conformación
¯ Corte
¯ Unión
¯ Recubrimiento
La fabricación de una pieza consiste en modificar una pieza en bruto, haciéndola gradualmente
desde su estado primitivo al acabado, cambiando sus formas o las propiedades del material que
la compone.
Cuando ya no hay más nada que modificar en la pieza se la denomina pieza acabada.
La subdivisión de los procesos de fabricación se deduce de los conceptos de cohesión, de las
partículas del material y de unión entre los elementos componentes.
¯ Obtención de la cohesión . Formación de brutos, obtención de la forma.
La formación de brutos consiste en obtener un cuerpo sólido a partir de un material amorfo
estableciendo su cohesión.
Comprende entre otras cosas, el moldeo de metales, masas cerámicas, plásticos, el prensado de
los polvos metálicos seguido de sinterización, el prensado de resinas sintéticas, el dar forma a las
piezas por medio de depósitos electrolíticos, etc.
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Conformar es fabricar mediante la modificación por ductilidad plástica de la forma de un cuerpo
sólido. Comprende, entre otras cosas, la conformación por presión ( Extrusión, forja, laminado) ,
la conformación por compresión - tracción ( embutición, trefilado), la conformación por tracción
(estirado) y la conformación por plegado.
Modificación de las propiedades del material por medio de la trasposición de partículas.
Comprende entre otros, los procedimientos en que se modifica la estructura interna del material
como por ejemplo, el endurecimiento o temple, el revenido, el laminado por compactación, la
magnetización, etc.
¯ Reducción de la cohesión. Corte, separación de partículas.
Cortar es fabricar la forma de un cuerpo sólido reduciendo la cohesión. Hay que distinguir entre
división, o sea separación total, entallada, hendido y rotura; arranque de virutas es decir
separación de partículas de material (virutas) por medios mecánicos, como el torneado
taladrado, rectificado, limado y aserrado; arranque de partículas por medios térmicos, como el
oxicorte, el anillado y el desmontaje por presión, la limpieza de piezas tales como cepillado, el
chorro de arena, el lavado y el decapado.
Comprende también la separación de partículas del material como, por ejemplo, la
descarburación del acero.
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¯ Aumento de la cohesión. Unión.
Unir es juntar por yuxtaposición ( inserción, enganche ), por ajuste y engarce ( enchavetado,
atornillado, contracción ), por formación de brutos (unión por prensado), por conformación
(rebordeado, sopleteado, y roblonado), o por unión entre materiales (soldadura, soldadura
blanda, pegada).
¯ Agregado de partículas al material, recubrimiento.
La agregación de particulas de material, por ejemplo, nitrógeno, modifica sus propiedades.
El recubrimiento consiste en aplicar a la pieza que se trabaja una capa de material adherente
(aplicación de material por pintura , vaporización, soldadura de recargue, galvanización,
proyección termica, etc.).
En los párrafos que anteceden, hemos desarrollado un vasto universo, en lo que confiere a los
procedimientos de fabricación.
Tomaremos para el posterior desarrollo un ejemplo determinado. Utilizaremos a continuación
para la fabricación de una pieza determinada, un acero trefilado SAE 1040 .
Tomaremos la secuencia lógica parar el posterior mecanizado por medio de un torno.
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Propiedades fisico-químicas del material.
El SAE 1040 es un acero de refinación al carbono ampliamente utilizado en la industria
automotriz y productos de forja.
El mayor porcentaje de carbono y manganeso, determinan una mayor profundidad de temple.
Debidamente tratado proporciona las propiedades mecánicas requeridas; puede también
templarse superficialmente a la llama o por inducción.
Se usa en partes de máquinas que requieren dureza y tenacidad. Manivelas, chavetas, pernos,
bulones, engranajes, acoplamientos, árboles, bielas, cigueñales, ejes, espárragos, palieres, etc.
Cuadro de composición química
Tratamientos térmicos:
Tratamientos termicos
Forja 1.200 - 850*C
Normalizado 850 -875*C
Recocido
De Ablandamiento 650 - 700*C
De regeneración 810 -860*C
Temple aceite 820 - 860*C
Revenido 315 -648*C
Puntos críticos
AC1 726*C
AC3 787*C
SAE % C % Mn
% P
Max % S Max
1040 0,37-0,44 0,60-0,90 0,040 0,050
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Propiedades físicas. SAE 1040
CARACTERISTICAS INHERENTES A SU FUNCIONAMIENTO
¯ Tolerancias y ajustes
¯ Rugosidad
Tolerancias.
En la mecanización de una pieza o agujero es imposible respetar exactamente la medida indicada
en el dibujo. Por lo tanto ha de admitirse una cierta desviación (tolerancia).
Esta desviación admisible esta delimitada por una cota máxima y una cota mínima.
La medida real o efectiva de la pieza debe hallarse dentro de esas cotas límites.
Con el fin de no tener que indicar en el dibujo las dos cotas límites, (lo que sería muy
complicado), la tolerancia o el margen de tolerancia viene indicado por las dos diferencias de
medida respecto de la nominal.
Esta tiene además la ventaja que las piezas que habrán de mostrarse mas tarde llevan la misma
medida nominal y por lo tanto puede reconocerse fácilmente su correspondencia recíproca.
Propiedades físicas
Resis. Tracc
Kg/mm2
Dureza
Brinell
68 -78 189 -219
Laminado
En
caliente
Est. En . frio 80 - 95 223 -262
Rec. + Est 60 - 75 170 - 210
Pat + Est 85 - 105 240 - 293
Lam + Est 58 - 70 193 - 200
Estado Refinado
Resis. Tracc
Kg/mm2
Dureza
Rockwell
Templado 55 Max
Temp. + Rev 90 - 100 255 - 286 Brin
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Cota máxima (G). Es la medida máxima admisible. No puede ser sobrepasada por la medida
real de la pieza.
Cota mínima (K). Es la medida mínima admisible. La medida real de la pieza no puede quedar
por debajo de esta cota mínima.
Cota límite. Las cotas máximas y mínimas se denominan cotas límites.
Diferencia superior. (A0). Es la diferencia entre la medida nominal y la máxima.
Diferencia inferior. (Au). Es la diferencia entre la medida nominal y la mínima.
Cota real. ( I). Es la medida determinada por la medición realizada en la pieza . debe hallarse
comprendida entre las cotas límites.
Tolerancia (T). Es la diferencia entre las cotas límites.
Posiciones del campo de tolerancias respecto de la línea cero.
El campo de tolerancia puede adoptar fundamentalmente cinco posiciones distintas de la línea
cero.
A) El campo de tolerancia se halla por encima de la línea cero, la cota real es por lo tanto
mayor que lo nominal.
B) El campo de tolerancia toca por encima de la línea cero. La cota real puede ser mayor
que la cota nominal como máximo el valor de la tolerancia.
C) El campo de tolerancia se halla a ambos lados de la línea cero. La cota real se halla por
lo tanto, próxima a la cota nominal.
D) El campo de tolerancia toca la línea cero por debajo . La cota real puede ser más
pequeña que la cota normal, como máximo en la cuantía de la tolerancia.
E) El campo de tolerancia se halla por debajo de la línea cero, la cota real es menor, que la
cota nominal.
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Designación de las posiciones de los campos de tolerancias por medio de letras.
Las cinco posiciones fundamentales de los campos de tolerancias no bastan en la práctica. Por lo
tanto se han fijado 24 (28) , posiciones que se designan con las letras del alfabeto. Para evitar
confusiones se excluyen las letras I,L,O,Q,W (i,l,o,q,w) y por otro lado se añaden las
combinaciones de letras ZA,ZB,ZC (za,zb,zc).
Según la norma ISO se han incluido además campos intermedios con las designaciones, CD, EF,
FG (cd, ef, fg) para diámetros nominales de hasta 10 mm.
Designación de los valores de tolerancia mediante números.
El valor de la tolerancia en la medida de una pieza depende del destino de la misma. En la
fabricación de un instrumento de medición (bloque calibrador o galgas), se perciben tolerancias
pequeñas.
Cuando se trata de piezas de trabajo que se montan con otras formando ajustes, se eligen
tolerancias medias, y en la fabricación de productos semi-acabados, como por ejemplo redondos
de acero, o laminados angulares, se eligen tolerancias amplias.
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nominales de 10 a 18mm .Se designan mediante las cifras de calidad ISO 1 a 18. Según
normalización la serie va precedida además de dos pequeñas cifras de calidad 0.1 y 0, de manera
que puede elegirse entre 20 calidades.
¯ Solo se fija tolerancia para las medidas cuando lo exije el destino de la pieza.
¯ Las posiciones de los campos de tolerancias se caracterizan mediante letras. Para
árboles letras minusculas, y para agujeros letras mayúsculas.
¯ Los valores de las tolerancias dependen de :
- Número de calidad elegida según la finalidad de empleo.
- El valor de la medida nominal.
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Tipos de ajustes
v AJUSTE MÓVIL
v AJUSTE INTERMEDIO
v AJUSTE A PRESION
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SUPERFICIES - Rugosidad
Las superficies de las piezas fabricadas técnicamente difieren siempre de su forma geométrica
ideal. En muchos casos sin embargo, esta diferencia reviste gran importancia para la función del
elemento.
De las calidades superficiales dependen en gran medida, por ejemplo, el comportamiento frente a
la corrosión, la estanqueidad, la fricción, el deslizamiento, el desgaste, las propiedades de ajuste,
etc.
v Defectos en las guías de la máquina herramienta. Comba de la máquina y de la
pieza.
v Vibraciones de la máquina y de la herramienta, defectos de sujeción.
v Forma del filo de la herramienta, avance, y paso.
v Filo recrecido. Tipo de viruta, viruta arrancada, viruta cortada, viruta plástica.
Las cotas de superficies y de rugosidad (parámetros) revelan ciertas particularidades. La cota a
emplearse en cada caso depende del cometido o de la función de la superficie.
Citamos a continuación dos ejemplos:
1)- Las partes superficiales críticas de elementos de máquina solicitados dinámicamente
(por ej. muñequillas de cigüeñales) no pueden presentar estrías (fugas) que se determinan
mediante Rmáx.
2) – Las superficies de cojinetes de fricción deben tener una alta capacidad portante y una
buena resistencia al desgaste. En este caso puede emplearse Rz.
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Parámetros de rugosidad: Rt Rmáx Rz
Rt = Profundidad de rugosidad máxima
Rmáx = Profundidad de rugosidad individual máxima.
Rz = Profundidad media de rugosidad.
Valor medio aritmético de la rugosidad: Ra
El área A es la suma de todas las áreas de las crestas Ao y de todas las áreas de valores Au por lo
tanto Ra = Valor medio aritmético de la rugosidad.
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Anotación de los parámetros de rugosidad en símbolos.
En lugar de Rz puede anotarse también Rt, Rmáx u otro parámetro de rugosidad, debiendo
indicarse siempre entre paréntesis.
Rugosímetro "al tacto", empleado en el taller:
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Esquema de confrontación de procedimientos de fabricación y valores de
rugosidad
En la siguiente tabla está indicada la profundidad de la rugosidad que aproximadamente se
alcanzará, dependiendo de la velocidad de corte, del avance y del radio de la punta de la
herramienta.
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Siendo la relación entre Rz y Ra de aproximadamente 10:1.
Para Ra = 1,6 se trabajará con valores de la línea 3 o 6 de la columna Tipo Nº.
Para superficies de ajustes con Ra = 0,4 se tomarán en cuenta los valores de las líneas 5 a 9.
Debiendo observar que estos valores no dan los mismos resultados, porque la profundidad de
corte depende del estado de la máquina, viruta y lubricación, etc.
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Planificación del Proceso de Mecanizado:
A la vista de la información obtenida del análisis morfológico y tecnológico se establecen los
métodos de fabricación que resultan más sencillos y económicos para cada una de las piezas de
que consta el producto final. Para ello:
1. El primer paso es hacer una lista de las distintas fases que se necesitan para fabricar cada una
de las piezas. Cada fase, a su vez, puede estar formada por varias operaciones. Por ejemplo,
durante la fase número 2 del caso adjunto, se realizarán dos operaciones: dos agujeros de
distinto diámetro. Es decir, en la misma fase puede haber muchas operaciones moviendo o no
la pieza, pero siempre con la misma máquina.
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2. Realización de un diagrama de flujo del proceso de fabricación y montaje de todas y cada
una de las piezas, desde el principio hasta el final. Para ello se puede aprovechar el listado de
fases del proceso anterior.
De esta manera se puede determinar con sencillez cómo se fabrica y monta cada una de las
piezas.
Para realizar el diagrama de flujo se sigue el procedimiento siguiente:
a) En la parte superior de una hoja se colocan, horizontalmente, cada uno de los nombres de las
piezas que componen el producto (conjunto).
b) Debajo del nombre de cada pieza se coloca un círculo (que significa una fase de fabricación),
en cuyo interior se representa la inicial o iniciales de la pieza, seguida de un numero
correlativo que indica las distintas fases. A su derecha se describe en qué consiste cada fase
representada.
c) Si en el diagrama de flujo aparece un cuadrado, en cuyo interior se coloca la letra C, seguida
de un numero correlativo, significa que se trata de una fase de control del producto (control
de calidad).
d) La letra P dentro de un círculo, quiere decir que la pieza tiene que estar parada durante el
tiempo que se indique. Estas detenciones, en el proceso de fabricación, se realizan con el
objeto de ajustar los tiempos de montaje y fabricación de cada una de las partes que
conforman el producto.
e) El almacenamiento temporal se representa mediante un triángulo invertido.
Las flechas indican la dirección de la producción.
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3. Hojas de proceso. Para cada una de las piezas se hace una hoja de proceso, como la que se
muestra, en la que se indica:
a) Identificación de la pieza.
b) Croquis de la pieza.
c) Orden a seguir para efectuar las distintas operaciones que componen el proceso.
d) Máquina-herramienta, herramientas y útiles empleados.
e) Factores de corte (avance, profundidad de pasada, velocidad de corte, número de
revoluciones por minuto de la pieza o herramienta, etc.).
f) Tiempos de mecanizado.
El diseño de la hoja de procesos puede variar pero debe tener toda la información necesaria para
la elaboración de la pieza en cuestión.
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Operaciones básicas en un Torno Control Numérico:
Un proceso de mecanizado es la sucesión ordenada de operaciones de mecanizado que son
necesarias para la obtención de una pieza concreta.
Para poder establecer esta secuencia, debemos conocer las operaciones básicas que se pueden
ejecutar con la máquina-herramienta en cuestión, en nuestro caso el torno.
Una buena combinación de estas operaciones es fundamental para reducir los tiempos y los
costos de fabricación.
Las siguientes son las operaciones básicas realizables en un torno CNC:
Cilindrado:
Torneado longitudinal o cilindrado: es la operación
de torneado más común, en la que la herramienta se
desplaza paralelamente al eje longitudinal de la
pieza.
Refrentado:
El refrentado o frenteado es una operación común en la
que la herramienta tornea una cara perpendicular al eje
de la pieza. Se puede frentear del centro hacia fuera o
inversamente.
Copiado:
Esta operación se puede realizar hacia adentro o hacia
fuera y con distintos ángulos. Algunas piezas tienen
combinaciones de estos cortes y ángulos penetrantes
que imponen exigencias sobre la accesibilidad que
puede tenerse con la herramienta.
Cortes perfilados:
Se realizan con herramientas a las que se les ha dado la
forma específica que ha de cortarse. Los más comunes
son distintos tipos de ranuras (con fondo recto o curvo),
rebajes y chaflanes.
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Se realiza cuando la pieza requiere una parte roscada
exterior o interior. Esta operación también puede hacerse
en un plano inclinado (rosca cónica) o en un frente
(rosca frontal).
Taladrado:
Consiste en realizar un agujero concéntrico con el eje de
giro en aquellas piezas que tienen una forma interior
determinada. Se permite de esa manera la posterior entrada
de otras herramientas. De esta forma, usualmente es una
operación previa para un torneado interior.
Torneado interior:
Torneado interior o mandrinado: se realiza en una pieza en
la que se ha taladrado un agujero previamente o que ya lo
posee por su proceso previo de obtención (fundido, forja,
etc.). La mayoría de las operaciones descriptas con
anterioridad para torneado exterior son aplicables para el
torneado interior.
Tronzado:
Tronzado o corte de la pieza: se realiza cuando ya está
mecanizada la pieza, o al menos lo está por un lado y la
debemos dar vuelta para un 2do amarre. Es un método de
separar la pieza de una barra sin quitar ésta de la máquina.
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Operaciones con herramientas motorizadas:
Taladrado complementario:
Se realiza esta operación en aquellas máquinas que
tienen la opción de acoplar herramientas motorizadas.
Sirve para completar el trabajo en piezas sencillas,
evitando pasar por otra máquina. Puede realizarse en
sentido axial o radial.
Mecanizado diverso:
Al igual que en el caso anterior, es complementaria y
evita el paso por otra máquina-herramienta. Puede
realizarse en forma radial, axial u otra dirección
cualquiera con respecto al eje de la pieza (levas, ranuras
de guiado, chaveteros, etc.).
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CONTROL NUMÉRICO
El CN es un sistema que aplicado a una Máquina - herramienta, automatiza y controla todas o
algunas de las acciones de la máquina.
Normalmente podemos controlar movimientos de los carros o cabezales, cambiar de
herramientas o de piezas, velocidades de avance y de corte, empleo o no de refrigerante, etc.
Historia del C N
El CN no nace para mejorar procesos de fabricación sino para dar solución a problemas
surgidos del diseño de piezas muy difíciles de mecanizar, durante épocas de guerra (2da Guerra
Mundial).
En 1942, la Bendix Corporation tenía inconvenientes para diseñar una leva tridimensional para el
regulador de una bomba inyectora para motores de aviación. Ese perfil era casi imposible de
mecanizar con máquinas-herramientas convencionales, ya que se debía combinar los
movimientos según varios ejes de coordenadas. Para subsanar este inconveniente, se desarrollo
matemáticamente la trayectoria a seguir a intervalos pequeños, y se procedía a mover la pieza de
un punto a otro.
En 1947, Jhon Parsons, constructor de hélices de helicópteros, (industria netamente bélica),
concibe un mando automático con entrada de información numérica. Este sistema que utilizaba
cartas perforadas se llamo DIGITON , y fue rápidamente incorporado por la USAF (United
States Air Force ) y se le encargó a Parsons y al MIT (Massachusetts Institute of Technology )
su perfeccionamiento .
El gobierno Americano brinda apoyo para el desarrollo de una fresadora de 3 ejes en
contorneado con control digital.
En 1953 el MIT por primera vez utiliza la apelación de ¨Numerical Control¨ para este tipo de
máquinas.
El empleo de máquinas con movimientos simples pero que requieren un exacto posicionado
(Ej. . agujereadora de precisión), hizo que aparezca el ¨Control Numérico Punto a Punto”, que
aunque más simple que el ¨Control Numérico en Contorneado”, fue posterior a este. Mas tarde
apareció el “Control Numérico Paraxial”.
Se denomina CNC “Computer Numeric Control” a aquella unidad de CN con calculador
integrado que permite mayor capacidad respecto a los CN tradicionales. Por ej. : Autotest de
averías, correcciones de herramientas, etc.
Aplicación de la técnica del CN a producción Pequeña, Mediana y
Grande.
La selección de los tornos por ejemplo, se hace según distintos criterios. Con un torno universal
(TU) es baja la producción (CP). Un torno con control numérico (TN), permite la producción de
cantidades pequeñas y medianas. Los tornos automáticos (TA) producen grandes cantidades y
para la producción en gran escala y trabajos especiales (
TE) o maquinas TRANSFER. En el
aspecto del grado de automatización (A) tiene la misma situación anterior. Un torno universal se
opera manualmente. En los tornos automáticos (TA) y especiales (TE) aumenta el grado de
automatización, pero en el punto de vista de la universalidad (U) y de la flexibilidad (F) la
utilidad disminuye, cosa que no ocurre con los tornos de control numérico (CN).
28. CNC Torno
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La técnica numérica es significativa en las máquinas herramientas por lo siguiente:
1. Todos los pasos de trabajo son elaborados antes en forma de números y letras y el resultado
se denomina programa.
2. El programa se acumula en los portadores de información que no son parte de la máquina.
3. La unidad de mando numérico lee automáticamente los datos del portador de información.
4. La unidad de mando numérico transforma los datos en ordenes de mando y supervisa la
ejecución del programa.
Ventajas de la aplicación de las máquinas herramientas con control
numérico
A continuación se enumeran algunas de las ventajas que presentan las Máquinas-Herramientas
con control numérico.
• Reducción de los tiempos de ciclos operacionales: las causas principales de la reducción al
mínimo de los tiempos superfluos son:
- Trayectorias y velocidades más ajustadas que en las máquinas convencionales.
- Menor revisión constante de planos y hojas de instrucciones.
- Menor verificación de medidas entre operaciones.
• Ahorro de herramientas y utilajes: el ahorro en concepto de herramientas se obtiene como
consecuencia de la utilización de herramientas más universales.
En cuanto al ahorro de utilajes, se obtiene por el menor número de operaciones en máquinas
distintas.
29. CNC Torno
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• Reducción del porcentaje de piezas defectuosas.
• Reducción del tiempo de cambio de las piezas.
• Reducción del tamaño del lote.
• Reducción del tiempo de inspección: dado que la probabilidad de que se produzcan piezas
defectuosas dentro de una serie es menor, pueden evitarse inspecciones intermedias entre
ciclos.
Aunque el control numérico se ha orientado fundamentalmente hacia máquinas herramientas
que trabajan por arranque de viruta, su utilización no queda restringida a estas aplicaciones.
A título ilustrativo, se relacionan a continuación diversos tipos de máquinas que trabajan
conectadas a control numérico.
Taladradoras – Fresadoras – Mandrinadoras – Tornos – Centro de mecanizado –
Rectificadoras – Punzonadoras – Máquinas de electroerosión – Maquinas de soldar –
Dobladoras – Máquinas de oxicorte – Plegadoras -Máquinas de dibujar – Máquinas de
trazar – Bobinadoras – Máquinas de medir por coordenadas – Manipuladores – Robots –
etc.
Si nos detenemos ahora a comparar una máquina herramienta a CN de hace unos veinte años
atrás, con las máquinas de la actualidad, veríamos muy pocas diferencias en su principio de
funcionamiento, y aún en su funcionamiento mismo. En cambio encontraríamos notables
diferencias al analizar la unidad de mando de la máquina. Por ejemplo:
• Reducción de la información a suministrar a la unidad de mando, mediante una mayor
simplificación en la programación.
• Manejo más fácil y seguro de la máquina para el operador.
• Simplificación y rapidez en la preparación de la máquina y las herramientas.
• Reducción del tiempo necesario para elaborar la primera pieza, la corrección del
programa y su optimización.
Para el fabricante de la máquina herramienta la evolución de las unidades de mando significó las
siguientes mejoras:
♦ Más fácil aplicación del sistema de control numérico a la máquina.
♦ Simplificación de la puesta a punto del equipo.
♦ Reducción de la interfase Máquina-Unidad de mando
Por último con respecto al mantenimiento, si bien es preciso y de costo un poco elevado, se vio
favorecido por la mayor confiabilidad alcanzada por los componentes electrónicos, y por la
incorporación de programas de auto-diagnóstico en las mismas.
Algunos de los cambios más importantes se efectuaron en las superficies de desplazamiento, las
muy altas y a la vez muy bajas velocidades de desplazamiento, derivó en el desarrollo de
materiales plásticos (Ferobestos, Turcite, etc.) con lo que se recubren actualmente las superficies
de desplazamiento.
También se mejoraron los tornillos, siendo de aplicación casi universal, los de bolillas
recirculantes.
Los motores de corriente continua mejoraron la curva par-rpm siendo hoy estos, los servos más
empleados.
30. CNC Torno
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Comparación entre MH (convencional) y M.H.C.N
Maquina herramienta convencional
Ejecución de una pieza
La ejecución de una pieza, en una MH tradicional, necesita la elaboración de una serie de
documentos previos:
♦ Dibujo de definición de la pieza.
♦ Dibujo de fabricación.
♦ Hoja de proceso.
Con la ayuda de estos documentos, y en particular de la hoja de proceso, el operador decide los
ajustes y acciones a ejecutar en la M.H.
♦ Inmovilización de la pieza.
Mandril – Pinza, tornillo, montaje de trabajo. Acción manual o neumática.
♦ Inmovilización de la herramienta.
Torreta porta-herramienta. Cambio manual.
♦ Rotación de la pieza. ( o herramienta).
Motor, reductor, caja de velocidades de avance o de manivela. Selección manual de la gama
y de las velocidades.
♦ Desplazamiento transversal longitudinal (o vertical) de la herramienta (o de la pieza).
Motor, reductor, caja de velocidades de avances o de manivela. Selección manual de gama y
de velocidades.
♦ Control de desplazamientos.
Tambores graduados, o visualización electrónica. Control visual del operador.
♦ Parada en la cota deseada.
Lectura directa en tambores, graduados o topes automáticos. Acción directa o indirecta del
operador.
♦ Seguimiento del trabajo.
Acción en los órganos de maniobra y de ajuste de la MHT a iniciativa del operador.
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En una máquina convencional:
El operador forma parte del ciclo de trabajo. Este controla los desplazamientos y ajustes,
compara el resultado obtenido, con el resultado deseado, y decide la continuación o la detención
del trabajo. Interviene visual y manualmente en el curso de todas las operaciones.
Máquina herramienta de control numérico.
Ejecución de una pieza.
La ejecución de una pieza en una M.H.C.N., necesita la elaboración de los siguientes
documentos.
♦ Dibujo de definición de la pieza.
♦ Programa de fabricación de la pieza.
El programa de fabricación contiene todos los ajustes y todas las acciones a ejecutar en la
M.H.C.N. para obtener la pieza.
♦ Inmovilización de la pieza.
Mandril – pieza, tornillo, montaje de fabricación. Acción manual o neumática.
♦ Inmovilización de la herramienta.
Torreta porta-herramientas. Carga y cambios dirigidos y controlados por el armario
electrónico.
♦ Rotación de la pieza (o herramienta).
Motor dirigido y controlado por el armario electrónico.
♦ Desplazamiento transversal, longitudinal (y/o vertical) de la herramienta (o de la pieza).
Motores dirigidos y controlados por el armario electrónico sobre X, Y y Z
♦ Control de desplazamiento
Captadores de posición, analizados y dirigidos por el armario electrónico sobre X, Y y Z.
♦ Parada en la cota deseada
Dirigido por el armario electrónico en función del programa de la pieza.
32. CNC Torno
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Dirigido por el armario electrónico en función del programa de la pieza.
En una maquina MHCN:
El operador no forma parte del ciclo de fabricación. Interviene antes de ella, participando en la
puesta a punto del programa de la pieza y aportando las modificaciones a un programa existente.
Interviene después de la fabricación controlando las cotas obtenidas y decidiendo las
modificaciones necesarias.
Durante la fabricación, solo la MH, dirigida enteramente por el armario electrónico, programado
por el operador, ejecuta el trabajo.
33. CNC Torno
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Tecnología de las M-H C N
Debido a los requerimientos de precisión, flexibilidad y repetibilidad que deben tener las MH-
CN, se las fabrica con una tecnología muy distinta a la convencional.
El desarrollo de este tipo de máquina herramienta está ligado a la evolución de las nuevas
tecnologías. En efecto, el control y el gobierno de una MH por un armario electrónico
programado (el CNC), solo ha sido posible con la aparición de componentes electrónicos de alta
confiabilidad y altamente miniaturizados.
En estas máquinas el controlador se encarga de hacer todos los cálculos matemáticos para definir
una posición dada o los parámetros de una trayectoria determinada, y luego por medio de
distintos elementos como ser servomotores, captadores de posición, medidores de velocidad,
actuadores especiales, etc, llevarlos a la práctica en la maquina propiamente dicha para lograr el
objetivo buscado.
Podemos citar como las características más importantes:
1) Sistema de control
2) Actuadores
3) Captadores de posición
4) Características constructivas internas
34. CNC Torno
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1.Sistema de control
Clasificación de los sistemas de control de los C.N.
Se puede diferenciar tres tipos de C.N. basándose fundamentalmente en su posibilidad de seguir
o no una trayectoria continua durante el mecanizado:
1) Control numérico Punto a Punto
Este sistema controla el posicionamiento de la herramienta o pieza en los sucesivos puntos donde
deba producirse una o más operaciones de mecanizado. La trayectoria a seguir para trasladarse
de un punto a otro no tiene importancia, ya que el mecanizado lo hará recién al llegar al punto
deseado.
Se utiliza principalmente en punteadoras, agujereadoras, punzonadoras, etc.
2) Control Numérico Paraxial
En este sistema, hoy ya en desuso, se puede controlar no solo la posición sino también la
trayectoria de desplazamiento, siempre que sea paralela a alguno de los ejes coordenados.
Una aplicación seria una agujereadora - fresadora pero recordando que sus trayectorias de
mecanizado deben ser paralelas a los ejes, lo que la limita bastante.
35. CNC Torno
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En estos sistemas, l
a herramienta sigue una trayectoria continua en el espacio, mecanizando
durante la misma. Para ello, el controlador debe sincronizar el movimiento de los ejes
adecuadamente.
A modo de ejemplo de lo complejo de los cálculos a realizar por el CNC para poder controlar
distintas trayectorias, graficaremos 3 casos:
a-) Realizar trayectorias rectilíneas paralelas a un eje.
b-) Trayectorias rectilíneas oblicuas en el plano, el ángulo descripto por el móvil responderá a
la velocidad con que se mueva cada eje. (velocidad constante) .
c-) Trayectorias circulares, cada eje variará su velocidad en función al seno o coseno para
asegurar una trayectoria circular (velocidad variable en cada motor).
a-)
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En el primero de los casos (Punto a punto), no es necesario que exista ningún tipo de
coordinación entre los movimientos de los ejes. Lo importante es alcanzar un punto dado en el
mínimo tiempo y con la máxima precisión. El mecanizado no comienza hasta que se han
alcanzado todas las cotas en los diversos ejes para dicho punto. El camino seguido para ir de un
punto a otro no importa con tal de que no existan colisiones.
Se pueden seguir diferentes métodos, como se observa en la figura:
El método (a) es quizás el más lento, pero más sencillo. El método (b) es sin duda el más rápido
aunque implica el uso de equipos sofisticados para mover los ejes coordinadamente
(interpolación lineal). El método (c) es el más común, en él los dos ejes comienzan a moverse
simultáneamente a máxima velocidad (formando 45º) hasta alcanzar la cota límite en alguno de
los ejes, momento en el cual, para ese eje y continúan los demás.
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soldadoras por punto, máquinas de ensamblado, etc.
La necesidad de un control más sofisticado surge cuando se han de controlar trayectorias
continuas, forma de mecanizar denominada contorneado; el problema de adaptación a las curvas
o superficies a seguir conlleva el uso de técnicas bastante depuradas en las que dichas curvas y
superficies alabeadas se aproximarán a rectas, circunferencias y planos.
El método de control de trayectoria por el cual los sistemas de contorneado se mueven de un
punto a otro es llamado interpolación.
Cada uno de estos controles requiere arquitecturas y construcciones diferentes, más o menos
complicadas. El contorneado requiere una mayor precisión y un seguimiento continuo de la
trayectoria durante el mecanizado. El control paraxial es un grado de complejidad mayor que el
control punto a punto, en él no existe coordinación de movimientos entre ejes. El mecanizado se
limita a superficies y contornos paralelos a los ejes principales de la máquina.
Aunque hoy día casi todos los controles numéricos son de contorneado, permanece el concepto
de los tres modos de funcionamiento y mecanizado.
En el caso de un desplazamiento continuo en el plano, sincronizando los 2 ejes, se denomina
Maquina de 2 ejes (ej. torno).
Para un mecanizado en el espacio será necesaria una "Máquina de 3 ejes ".
Existen maquinas de 2 ejes ¨Conmutables¨, que es una maquina de 3 ejes pero que solo puede
sincronizar 2 a la vez (Ej. X-Z, luego X-Y).
Maquina de 2 ejes y medio¨ , con estas maquinas se puede trabajar en contorneado en el plano.
El tercer eje, (el de la herramienta) puede ser mandado pero no sincronizadamente con los otros
2 ejes.
Clasificación de los controles en función de la retroalimentación:
El CN de un móvil sirve para conducirlo automáticamente a una posición determinada, siguiendo
una trayectoria rectilínea o curvilínea.
Al emitirse una orden, es necesario saber si la maquina la ha cumplido satisfactoriamente; para
saberlo se emplean 2 sistemas diferentes, a saber:
a) Sistema de bucle o lazo abierto.
b) Sistema de bucle o lazo cerrado.
a) Sistema de bucle abierto:
En ellos se manda colocar la herramienta en una posición y no existe constancia de su correcto
posicionamiento. No existe mecanismo de realimentación (feedback).
No están dotados de una realimentación que permita comprobar el correcto posicionamiento de
la herramienta. Son típicos los sistemas dotados con movimientos incrementales, en los que la
posición se alcanza de acuerdo al número de señales de entrada, por ejemplo, motores paso a
paso.
38. CNC Torno
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las diferentes etapas del proceso. Además, la precisión depende de los rangos de los
movimientos incrementales del accionador.
El esquema de una maquina CN con sistema de bucle abierto es el siguiente:
Entre el generador de impulsos y el motor se ha colocado un sistema de apertura y cierre
(PUERTA), que es comandado por el contador, quien determina la cantidad de impulsos que
debe dejar pasar la puerta; en base a la orden de desplazamiento que recibió, emitida por la
consola de mando.
b) Sistema de bucle cerrado:
En ellos existe una continua realimentación en posición y velocidad, con el fin de ajustarse a un
contorno determinado con la mayor precisión.
El valor de la señal de entrada se contrasta continuamente con el valor medido mediante un
captador de posición. El control debe minimizar la diferencia entre la posición deseada y la real,
conocida mediante este mecanismo de realimentación.
El típico lazo de control por eje de un C.N. incluye realimentación de posición y velocidad, ya
que al irse acercando a la posición deseada, disminuye la velocidad para lograr mayor precisión.
Los actuadores empleados en las máquinas que poseen estos controles deben ser aquellos que
permitan movimientos diferenciales (motores de C.C, motores de C.A, motores hidráulicos),
aunque también pueden utilizarse en algunos casos actuadores incrementales.
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posición con la orden dada. Si la posición no es la correcta, se enviara una señal al motor que
será la diferencia entre la orden y la posición actual.
Para medir la posición actual se utilizan captadores de posición de diversos tipos, que veremos
mas adelante.
Las máquinas que emplean este sistema de bucle cerrado, normalmente trabajan con 2 bucles de
retorno de información: uno referente a la posición del móvil y otro de la velocidad de
desplazamiento, ya que al irse acercando a la posición deseada, disminuye la velocidad para
tener mas precisión.
Si bien el sistema de lazo cerrado, debido a la realimentación, puede continuamente corregir su
posición y velocidad, bajo ciertas condiciones, se puede producir una oscilación no deseada
alrededor de la posición buscada. Por ejemplo, en una guía lineal sobre la que se desplaza un
carro de alta inercia con paradas bruscas, es probable la aparición de subamortiguamiento u
oscilaciones. La estrategia de control, debe pues, intentar minimizar esta inestabilidad con las
ganancias y amortiguamientos adecuados. Las técnicas utilizadas para solucionar estos
problemas son las tradicionales P.I.D. (proporcional, integral y derivativo) y las modernas de
control digital.
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2. Actuadores
Son los encargados de generar los movimientos de la máquina (corte, avance, apriete,
alimentación, etc.) de acuerdo a las órdenes provenientes del C.N.
Los más utilizados son:
Motores paso a paso.
El principio de funcionamiento de estos motores es apto para maquinas que trabajan por contaje
de impulsos.
Es un mecanismo que convierte pulsos eléctricos en respuestas de movimientos proporcionales
Un motor paso a paso tiene un rotor que gira un determinado ángulo cada vez que su bobina de
mando (estator), recibe un impulso eléctrico.
El esquema básico de motor paso a paso es el siguiente:
Cada bobina de mando ira recibiendo impulsos de corriente por sus bornes A-B, que irán
cambiando de sentido (primero A será positivo y luego negativo), de manera de generar campos
magnéticos N o S que repelan al rotor y de esa manera hacerlo girar en este ejemplo 90 grados.
Para reducir este ángulo de giro y por ende aumentar la sensibilidad en la medición de la
posición, se emplean rotores polifasicos, con lo que girara un ángulo correspondiente a la
separación entre fase y fase.
Motores C.C.
Son muy usados debido a su facilidad de control y a dos características:
• 1ª, linearidad en la respuesta en velocidad del motor en función de la tensión.
• 2ª, linearidad en la respuesta en par del motor en función de la intensidad.
Motores C.A.
Su aplicación aumenta paulatinamente debido a las nuevas innovaciones y mejoras en las
técnicas de su control. Durante mucho tiempo fueron difíciles de controlar, pero hoy día se han
desarrollado controles muy precisos.
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3)Captadores de posición o elementos para medir desplazamientos:
La medición de los desplazamientos es la base de las maquinas CN que emplean bucle cerrado y
lo realizan a través de captadores de posición.
Las maquinas con bucle abierto no requieren de captadores porque la posición esta determinada
por los impulsos que reciben los motores paso a paso.
La finalidad de un captador de posición, es la de transformar un desplazamiento (magnitud
mecánica) en una magnitud eléctrica para que la consola la procese.
Clasificación de los captadores de posición:
Se pueden clasificar teniendo en cuenta 4 características básicas, a saber:
1) Por la naturaleza de la información que brindan:
a) Analógicos:
En estos sistemas, existe correspondencia entre las posiciones y un valor físico, como una
tensión o una fase.
b) Digitales:
En estos sistemas, no se permite caracterizar mas que un numero finito de posiciones, con
exclusión de toda posición intermedia.
2) Por la forma en como relacionan la magnitud mecánica con la eléctrica:
a) Absolutos:
Los captadores absolutos dan una señal ligada en forma unívoca al valor medido. Esta relación
unívoca, permite referir todos los puntos medidos a un punto fijo que se adopta como origen.
Pueden ser analógicos o digitales.
a-1) Absoluto Analógico:
Al desplazamiento del móvil controlado, le corresponde una variación continua y unívoca de un
valor físico.
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Esquemáticamente seria:
a-2) Absoluto Digital:
En este caso, el campo de medición esta subdividido en un numero entero de pasos de igual
longitud y cada uno esta identificado en forma unívoca por un numero codificado. Para la
codificación empleamos números binarios puros.
Para un numero ¨n¨ de pistas paralelas de medición, podemos tener 2 elevado a la “ n ” pasos
distintos a discernir.
La medición se establece por medio de células fotoeléctricas que al encontrar una superficie
opaca o transparente, se obtiene el estado lógico 0 o 1 respectivamente.
b) Incrementales:
Estos captadores tienen dividido su campo de medición en un numero entero de pasos o
incrementos de longitud definida e idéntica.
A esta clase sólo pertenecen los captadores digitales.
43. CNC Torno
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Estos captadores generan un impulso luego de cada movimiento incremental, no pudiendo
interpolar dentro de ese intervalo de movimiento y sin dar relación unívoca entre la posición y la
señal.
Estos captadores se materializan por ejemplo con señales binarias tipo opaco-transparente, sobre
una única pista de una regla óptica graduada.
3) Por el emplazamiento del captador en la cadena de control:
a) Directo:
Cuando no existe ningún elemento mecánico intermedio entre el elemento desplazable y el
propio captador de posición. De este tipo son los captadores tipo regla (lineales) montados
directamente sobre la mesa a controlar o los del tipo circular cuando están colocados
directamente sobre el eje del elemento que se quiere medir.
b) Indirecto:
Es cuando no detecta directamente el movimiento del móvil. Por ejemplo sobre un husillo a
bolas de un carro, del que se conoce el paso o sea la relación entre el giro del husillo y el avance
del carro.
4) Por la forma física del captador:
a) Lineales:
Cuando su principio de funcionamiento exige un desplazamiento lineal. Ejemplo : reglas
graduadas ópticas, Inductosyn lineal.
b) Rotativos:
Cuando necesitan de una rotación para poder medir. Ejemplo : discos graduados o codificados,
Resolvers, etc.
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Captadores de posición más utilizados:
Actualmente los 2 captadores mas utilizados son el Resolver (analógico, indirecto, rotativo) y el
Inductosyn (analógico, directo, lineal).
Sincro-Resolvers:
Son captadores inductivos rotativos, parecidos a ciertos motores eléctricos.
Esquemáticamente seria un rotor al que se le aplica una tensión de referencia alterna y un estator
en el que se recoge una tensión de una amplitud dependiente de la posición angular del rotor.
En los sincro-resolvers de precisión, la resolución puede alcanzar de 5 a 10 minutos de grado de
arco de giro.
Inductosyn :
El inductosyn lineal se compone de 2 elementos independientes móviles uno con respecto al
otro, pero sin contacto mutuo. Estos elementos componen lo que se llama regla y cursor del
captador. Normalmente los bobinados son de cobre y en forma de circuitos impresos.
El principio de funcionamiento es parecido al resolver pero en forma plana. La regla seria el
equivalente al desarrollo del bobinado del rotor de un resolver monofásico de una espira por
polo.
El cursor equivale al desarrollo del estator del resolver con 2 fases y se compone de 2 grupos de
bobinados con un desfasaje eléctrico de 90.
Estos 2 elementos se deslizan uno sobre el otro con una separación de 0,1 mm. Esta separación
debe ser constante a lo largo de todo el desplazamiento.
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Tiene algunos inconvenientes:
1)Debe mantener constante la separación.
2)El coeficiente de dilatación del soporte debe ser conocido con precisión y ser adaptado a la M-
H.
3)Como el número de espiras por polo se reduce a 1, la frecuencia de trabajo debe ser elevada (1
a 20 kHz.) a fin de poder recoger tensiones suficientes .
Clasificación resumida de los sistemas captadores de posición:
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Esquema de funcionamiento de un encoder rotativo digital:
Aspecto real del encoder anterior:
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referencia codificadas que los "transforman" en Absolutos:
La escala inferior trabaja a modo de codificador de posición absoluta, ya que cada ventana se
encuentra a una distancia diferente, conocida para cada intervalo (por ejemplo si lee la marca
situada a 10.02, sabrá que está entre 10 y 20mm de la regla).
Análogamente se observa el mismo criterio para un disco graduado rotativo:
48. CNC Torno
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4-)Características de diseño:
Por tratarse de máquinas de una gran precisión y de una gran capacidad de arranque de viruta,
requieren características de diseño y de construcción mas sofisticadas que las maquinas
convencionales.
Algunos de los ítems a tener en cuenta son: holguras, rozamientos, vibraciones, deformaciones,
desalineación, rigidez, etc.
Para evitar las holguras en la traslación de los carros (y por ende mas exactitud en las
mediciones) se emplean los husillos a bolas recirculantes.
Este mecanismo, que minimiza las holguras, en caso de que aparecieran, permite anularlas por
medio de un registro o reglaje.
Para reducir los rozamientos, se emplean guías de rodadura (patines) o guías hidrostáticas.
Estas ultimas más modernas, se emplean casi sin excepción en maquinas rectificadoras.
La solución mas empleada es la de las guías de rodadura, que tienen un bajo coeficiente de
rozamiento (rodadura), un precio accesible y una tecnología de fabricación convencional.
A continuación se muestran figuras y fotografías mostrando distintos tipos de guías planas y
husillos de bolas recirculantes (con distintas variantes de diseño).
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Distintos diseños de circulación de las bolillas dentro de la tuerca:
Distintos husillos de bolas recirculantes y sus tuercas:
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MÁQUINAS CONTROL NUMÉRICO
Célula Flexible de Fabricación Didáctica
Torno Control Numérico de Producción 1
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Torno Control Numérico de Producción 2
Fresadora Control Numérico de Producción
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Programación
Así como en una máquina convencional o automática, para realizar una pieza debemos
adecuarla eligiendo el tipo de sujeción de la pieza, el empleo o no de contrapunta, las
herramientas a utilizar, y el proceso de operaciones para su mecanizado; en una M H C N
debemos darle la información a la maquina a través de un PROGRAMA.
Cuanto más avanzada sea la máquina, mas operaciones podremos hacer mediante el programa,
como ser: cambios de elementos de sujeción de la pieza (plato), alimentación automática de
materia prima, cambio de herramientas al producirse su desgaste, etc.
Las primeras máquinas controladas numéricamente, empleaban un ¨ lenguaje ¨ para la
programación propio del fabricante. Esto traía aparejada la complicación de tener que aprender
varios lenguajes de distintos fabricantes.
Rápidamente se soluciono el inconveniente por medio de la estandarización o normalización del
lenguaje. Actualmente la norma mas utilizada es la norma ISO.
El programa es el conjunto de información geométrica y tecnológica necesaria para fabricar la
pieza y será ¨escrito¨ en forma codificada de acuerdo a la norma a emplear.
La información geométrica comprende básicamente:
a) Dimensiones de la pieza.
b) Cálculos geométricos de empalmes y puntos de tangencia.
c) Dimensiones de la materia prima en bruto.
d) Acabado superficial.
e) Tolerancias de mecanizado.
f) Longitud de las herramientas.
g) Longitud de la carrera de los carros (alcances).
La información tecnológica abarca:
a) Velocidad de avance.
b) Velocidad de rotación o de corte.
c) Características físicas de resistencia o de dureza del material a mecanizar.
d) Características de las herramientas: material, ángulos de afilado, forma, etc.
e) Empleo o no de refrigerante.
f) Sentido de giro del plato.
Caracteres empleados en la programación s/norma ISO:
Los siguientes son los caracteres o letras empleados en la programación, con su correspondiente
formato, su significado, y sus variantes si las tuviera (a veces una letra se emplea para mas de
una función):
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¨P¨:
P _ _ _ _ _ número de programa.
Se emplea para identificar a los programas, almacenarlos en la memoria y recuperarlos en
cualquier momento invocando su numero asignado. Tiene 5 dígitos y estará comprendido entre 0
y 99998.
P _ _ identificación de parámetros o variables.
Se emplea en la programación paramétrica o en los ciclos fijos de mecanizado y nos permite
asignar variables y operar con ellas. Tiene 2 dígitos y puede variar entre 00 y 99.
¨N ¨:
N _ _ _ _ numero de bloque (o de línea de programa).
Sirve para identificar los números de línea del programa. Estará comprendido entre 0 y 9999.
Conviene preferentemente comenzar con la numeración desde N10 y numerar de 10 en 10 por si
hubiera que colocar líneas intermedias para corregir errores u omisiones.
N _ _ _ _. bloque condicional.
El punto “.” después del número de bloque, lo identifica como “condicional”. Este bloque se
ejecutará solo si la señal exterior (llave condicional) esta activada. Caso contrario, lo ignorará.
Hay que tener en cuenta que la máquina lee con 4 líneas de anticipación (o más, dependiendo del
tipo de control), por lo que la llave deberá estar activada con esa antelación.
N _ _ _ _. . bloque condicional especial
Los dos puntos “. .” después del número de bloque, lo identifican como bloque condicional
especial.
En este caso no se tendrá en cuenta las 4 líneas de anticipación con que lee la máquina, sino que
será suficiente conque se active la señal exterior (llave) durante la ejecución del bloque anterior.
N _ _ . _ _ número de subrutina estándar o paramétrica.
Permite identificar subrutinas. Los 2 primeros dígitos indican el número de subrutina (00 al 99),
los 2 dígitos que siguen al punto decimal, indican la cantidad de veces que se repetirá esa
subrutina.
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¨G ¨:
G _ _ funciones preparatorias.
Están comprendidas entre G00 y G97 para nuestra máquina, aunque no necesariamente existirán
todas correlativamente.
Posteriormente listaremos todas las funciones preparatorias con su significado y mas adelante
aun las explicaremos una por una.
¨F ¨:
F _ _ _ _ avance en mm / min.
F _ _ _ . _ _ _ _ avance en mm / rev
Nos permite programar la velocidad de avance de los carros en 2 unidades distintas: mm /min. y
mm / rev, siendo el máximo programable en cada caso de 9999 mm / min. y de 500 mm / rev;
aunque estos valores no los puede ejecutar la máquina por cuestiones de fabricación. De esta
manera el avance máximo estará limitado por el valor de 3000 mm / min.
F _ _ operaciones con parámetros
Estará comprendida entre F 1 y F 22.
La máquina cuenta con 22 operaciones matemáticas, trigonométricas y/o lógicas para efectuar
con parámetros (variables)
Se emplean en la programación paramétrica y los listaremos y estudiaremos mas adelante.
F _ código de forma de herramienta
Comprendido entre F 0 y F 9 indica según un código la forma que tiene una herramienta. Se
emplea en la Tabla de Herramientas.
¨S ¨:
S _ _ _ _ Velocidad de giro del cabezal
Se puede programar la velocidad en 2 unidades:
a) Revoluciones por minuto (r.p.m.). Estará comprendido entre 0 y 9999, aunque el limite
superior lo establece la máquina por construcción en 3000 r.p.m.
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de velocidad de corte (tangencial) constante. En este caso la velocidad estará comprendida
entre 0 y 3047 m / min. , siendo el limite real determinado por el diámetro de la pieza y la
máxima velocidad del plato (3000 r.p.m.); según la siguiente ecuación:
v = 3.14159 x D x n / 1000
S _ _ _ _ . _ _ _ parada orientada del cabezal.
Permite detener el cabezal en una determinada posición angular respecto de la referencia cero
del encoder de la máquina. El valor de S estará expresado en grados. Se la emplea en el caso de
tener herramientas motorizadas, del mismo modo que un plato divisor.
¨T ¨ :
T _ _ . _ _ código de herramienta
Los 2 primeros dígitos indican la posición de la torreta tipo revolver. En nuestra máquina,
bastará con un dígito por tener solo 8 posiciones. Por lo tanto variará entre 1 y 8.
Los 2 dígitos que siguen al punto decimal indican cual es la herramienta que está colocada en
esa posición Ese número varia entre 1 y 32 e indica las dimensiones y la forma de esa
herramienta que se encuentran almacenados en una memoria auxiliar de la máquina llamada
Tabla de herramientas.
¨M ¨:
M _ _ funciones auxiliares
Comprendida entre M0 y M45. Estas funciones auxiliares, definen por ejemplo: sentido de giro
del cabezal, señal de fin de programa, selección de la gama de velocidades, etc. Posteriormente
las listaremos y las estudiaremos detenidamente.
¨ X ¨:
X +/- _ _ _ _ . _ _ _ cotas según el eje X.
Debemos tener presente que si programamos en diámetros (que es lo usual), el valor de X será
siempre el valor del diámetro de la pieza en ese punto y no el radio.
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deberán colocarse 3 decimales y redondear el último decimal (milésima) según el 4to. decimal
(si es mayor o igual a 5 incrementar en 1 el tercer decimal). Ej. 28.3468 El cuarto decimal
8 es mayor que 5 por lo que el tercer decimal pasará a ser 7, obteniéndose el valor 28.347
En el caso en que el valor sea positivo (lo usual) no es necesario colocar el signo +.
¨Z ¨:
Z +/- _ _ _ _ . _ _ _ cotas según el eje Z
Cotas longitudinales de la pieza. Tener en cuenta al igual que en el ejemplo anterior, los 3
decimales y el redondeo.
¨ l ¨ :
l +/- _ _ _ _ . _ _ _ cotas indirectas del eje X
Se emplean para distintas funciones, como ser para desplazamientos circulares G2-G3, donde
define una proyección del vector-radio; en la carga de correctores de herramientas, G50 donde
representa la corrección por desgaste de la herramienta según X; en el roscado mediante G33,
indica el paso según X (rosca frontal o cónica); etc.
Recordar los 3 decimales y el redondeo.
¨K ¨ :
K +/- _ _ _ _ . _ _ _ cotas indirectas del eje Z.
Su empleo es análogo al de ¨l ¨ para X pero con el eje Z. Recordar las mismas consideraciones.
También se emplea K en la programación paramétrica y en algunas otras funciones (G4, G72)
para decir que el valor que le sucede es una constante.
¨A ¨:
A +/- _ _ _ _ . _ _ _ ángulo
Se lo emplea al trabajar en coordenadas polares para definir el ángulo del radio-vector con
respecto al ej. positivo Z. También se lo emplea para un G2-G3 en forma polar, donde define
el ángulo que forma el punto final del arco con respecto al eje + de las Z, tomado sobre el centro
del arco.
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SISTEMA DE EJES DE COORDENADAS
TECNOLOGIA EN LA MH TRADICIONAL
La necesidad de una referencia en forma de un triedro (X, Y, Z) no es esencial. En efecto,
las MHT están dirigidas directamente — y bajo control —. de un operador que sigue las
instrucciones del contrato de fase.
El operador sitúa, de manera tradicional, la posición de la referencia cartesiana e identifica
los desplazamientos sobre los ejes por términos tales como:
• longitudinal,
• transversal,
• vertical.
TECNOLOGIA EN LAS MHCN
Es necesaria la referencia sistemática
en forma de un triedro (X, Y, Z) como
consecuencia de la inclusión de un
armario electrónico (el CNC) entre la
máquina y el operador.
En efecto, el operador debe informar
— en forma codificada — a la
máquina de las instrucciones
contenidas en el contrato de fase; de
forma notoria, los desplazamientos
sobre los ejes del triedro.
Con una inquietud de estandarización,
los constructores han intentado definir
un triedro de referencia:
• Eje Z: está siempre situado sobre el eje de rotación de la broca — sea cual sea la
máquina.
• Ejes X e Y: están siempre localizados mediante la regla de los tres dedos.
Sobre las MHCN el triedro (X, Y, Z) está siempre ligado al movimiento de la
herramienta; ahora bien, a veces son las mesas las que están en movimiento y quienes
aseguran la mecanización de la pieza.
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SISTEMAS DE COORDENADAS
COORDENADAS CARTESIANAS ABSOLUTAS:
Se indica el punto con las coordenadas X, Z referidas al 0,0
(origen de coordenadas). Por ejemplo; Punto: 27.0, 15.4 (indica explícitamente un punto en las
coordenadas X = 27.0, Z = 15.4
COORDENADAS CARTESIANAS INCREMENTALES:
Permiten especificar un punto referido, no al origen de
coordenadas, sino al último punto introducido. Por ejemplo, último punto X = 34 Z = 45, nuevo
punto X = 4 Z = -10 esto significa que estamos introduciendo solo valores de incremento con
respecto al anterior.
CARTESIANAS ABSOLUTAS
POS. INICIAL : 0, 0
X Z
PUNTO A 10
PUNTO B 40
PUNTO C 40
PUNTO D 20
PUNTO E 10 60
INCREMENTALES
POS. INICIAL: 0, 0
X Z
PUNTO A 10 10
PUNTO B 30 0
PUNTO C 0 40
PUNTO D -20 10
PUNTO E -10 0
COORDENADAS POLARES ABSOLUTAS:
Se indica el punto mediante su distancia al origen de
coordenadas ( R ) y el ángulo de ese vector respecto al eje + Z, adoptando en forma
convencional el signo + al sentido antihorario. Por ejemplo R 25 A 30 (25 < 30) (el punto
especificado se encuentra a una distancia de 25 unidades del origen, llevada a un ángulo de 30
grados).
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COORDENADAS POLARES INCREMENTALES:
Se indica el nuevo punto incrementando (o decrementando) los
valores de R y A indicados en ultimo termino.
POLARES ABSOLUTAS
POS. INICIAL 0, 0
RAD. ANGULO
PUNTO A 70
PUNTO B 50
PUNTO C 70
PUNTO D 50
PUNTO E 70
PUNTO F 50
PUNTO G 70
PUNTO H 50 300
POLARES INCREMENTALES
Pos Inicial : 0,0
RAD ANGULO
PUNTO A 70 0
PUNTO B -20 30
PUNTO C 20 60
PUNTO D -20 30
PUNTO E 20 60
PUNTO F -20 30
PUNTO G 20 60
PUNTO H -20 30
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EJEMPLOS DE DISPOSICIÓN DE LOS EJES EN
DISTINTAS MÁQUINAS-HERRAMIENTAS
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TORNO. DISPOSICION DE LOS EJES EN LA MÁQUINA.
Eje Z: Longitudinal a la máquina.
Eje X: Transversal a la máquina.
CERO MÁQUINA Y CERO PIEZA.
Son las referencias que necesita la máquina para poder trabajar:
— Cero máquina (OM) M: Lo pone el fabricante y es el punto de origen de los ejes.
— Cero pieza (OP) W: Lo pone el operario. Es el punto de origen de la pieza, a partir
del cual se programan los movimientos. Se puede colocar en cualquier parte de la
pieza.
— Ref. Máquina R: Lo pone el fabricante. Es el punto al que desplazamos los ejes en
la "Búsqueda de Referencia Máquina".
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REFERENCIA -MÁQUINA / CERO - MÁQUINA / CERO - PIEZA:
Referencia - máquina es un punto de la máquina fijado por el fabricante de la misma, sobre el
que se realiza la sincronización del sistema. Cuando el control se posiciona sobre ese punto, en
lugar de tomar las cotas que le correspondan según el movimiento realizado, toma unas cotas
concretas que se guardan como parámetros máquina, y que hacen que ese punto no varíe nunca.
En los tornos suele estar situado en el centro de giro de la torreta porta herramientas y sobre su
cara frontal (puede variar de acuerdo al criterio del fabricante).
El cero - máquina o punto de origen de la máquina es el que está fijado como origen del sistema
de coordenadas. En los tornos suele estar situado en la superficie del plato y por supuesto sobre
el eje de rotación (puede variar de acuerdo al fabricante).
El cero - pieza es el punto de origen de la pieza. Es el punto de origen que se fija para la
programación de las medidas de la pieza, puede ser elegido libremente por el programador. Para
definir un cero - pieza basta con llevar el cabezal hasta el punto deseado y pulsar las teclas X
ENTER y Z ENTER (equivale a asignarle tanto a X como a Z el valor 0). Si después de esto se
hace referencia - máquina (ejecutando G74 en 3 TEACH-IN), se obtendrá la distancia del cero -
máquina al cero - pieza en cada uno de los ejes, que se puede guardar en la tabla de traslados de
origen si se quiere (estas distancias son las componentes del Vector Decalaje).
Los puntos antes definidos se los suele indicar por letras, siendo la nomenclatura más empleada:
M: Cero Máquina
W: Cero Pieza
R: Referencia Máquina
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LÍMITES DE RECORRIDO.
Tienen dos tipos de límites:
— Físicos: Vienen impuestos por la máquina, para evitar que los carros se salgan de las
guías.
— De CNC: Los fija el fabricante en el CNC, para evitar que los carros golpeen los límites
físicos.
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Programación de cotas:
En nuestra máquina tenemos 4 formas distintas de programar las cotas de una pieza, a saber:
1) Coordenadas cartesianas.
2) Coordenadas polares.
3) Por medio de 2 ángulos.
4) Por medio de un ángulo y una coordenada.
En un mismo programa se pueden utilizar indistintamente todas o solo una de ellas, de acuerdo a
la complejidad geométrica de la pieza a construir.
1) Coordenadas cartesianas:
Formato :
X +/- _ _ _ _ . _ _ _ Z +/- _ _ _ _ . _ _ _
El método de coordenadas cartesianas es él más utilizado. Se puede trabajar en G90 (absoluto) o
G91 (incremental).
Ejemplo : Posición inicial X20 Z50
N10 G1 X40 Z30
N20 X60 Z20
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2) Coordenadas polares:
Formato :
R +/- _ _ _ _ . _ _ _ A +/- _ _ _ . _ _ _
R es el valor del radio-vector y A el ángulo respecto del origen polar. En el momento del
encendido o luego de, M2, M30, Reset o Emergencia, el origen polar será X0 Z0. Este origen
polar se puede cambiar con G93.
Loa valores R y A serán absolutos o incrementales según trabajemos en G90 o en G91.
Cuando se programa G0 o G1 es necesario programar R y A.
Cuando se programa G2 - G3, se colocara el ángulo A del punto final del arco y las cotas del
centro del arco l-K en la forma conocida.
Al programar G2 -G3 el CNC asume el centro del circulo como nuevo origen polar.
G1
Ejemplos : Posición inicial X40 Z70
Absoluto : Incremental:
N10 G93 l 80 K50 Designamos X80 Z50 N10 G93 I80 K50
N20 G1 G90 R30 A270 como nuevo origen polar. N20 G1 G90 R30 A270
N30 R 28.284 A225 N30 G91 R-1.716 A-45
N40 R40 A180 N40 R11.716 A-45
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G2 - G3:
Ejemplo : Posición inicial X40 Z50
Absoluto : Incremental:
N10 G90 G2 A198.435 l 30 K-10 N10 G90 G2 A198.435 l 30 K-10
o bien o bien
N10 G93 l 100 K40 N10 G93 l 100 K 40
N20 G90 G2 A198.435 N20 G91 G2 A -90
3) Por medio de 2 ángulos:
Un punto intermedio en una trayectoria, puede ser definido mediante A1 A2 (X, Z).
A1 ángulo de salida desde el punto inicial.
A2 ángulo de salida del punto intermedio.
(X, Z) coordenadas del punto final.
La máquina calculará automáticamente la ubicación del punto intermedio.
Ejemplo :
Posición inicial: X40,Z50
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N10 A135 A153.435
N20 X100 Z10
4) Por medio de un ángulo y una coordenada cartesiana:
Se puede definir también un punto al cual llegar por medio del ángulo de salida desde el punto
inicial y una de las coordenadas del punto final (x o Z).
Ejemplo : Posición inicial X20 Z60
Absoluto Incremental
N10 G90 N10 G91
N20 A135 X40 N20 A135 X20
N30 A180 Z40 N30 A180 Z -10
N40 A90 X60 N40 A90 X20
N50 A150 X100 N50 A150 X40
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intercalar redondeos, chaflanes, entradas y salidas tangenciales (G36-G37-G38-G39).
Ejemplos : Posición inicial X20 Z80
N10 G1 G36 R10 A116 A180
N20 G39 R5 X60 Z40
N30 G36 R10 A90 X100
N40 A180 Z10
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Listado de funciones preparatorias:
Estas funciones se emplean para determinar la geometría de la pieza y condiciones de trabajo
del CNC.
Listaremos todas las funciones G de nuestra maquina y posteriormente las explicaremos una
por una.
G00 M Posicionamiento rápido.
G01 M * Interpolación lineal.
G02 M Interpolación circular (sentido horario).
G03 M Interpolación circular (sentido anti-horario).
G04 Temporizacion.
G05 M Trabajo en arista matada.
G07 M * Trabajo en arista viva.
G08 Trayectoria circular tangente.
G09 Circunferencia 3 puntos.
G20 Llamada a subrutina STD.
G21 Llamada a subrutina paramétrica.
G22 Definición subrutina STD.
G23 Definición subrutina paramétrica.
G24 Final de subrutina.
G25 Salto incondicional.
G26 Salto condicional sí igual a cero.
G27 Salto condicional si distinto de cero.
G28 Salto condicional si menor.
G29 Salto condicional si mayor o igual.
G30 Visualizar código de error.
G31 Guardar origen de coordenadas.
G32 Recuperar origen guardado con G 31
G33 M Roscado.
G36 Redondeo controlado de aristas.
G37 Entrada tangencial.
G38 Salida tangencial.
G39 Achaflanado.
G40 M * Anulación de compensación de radio de herramienta.
G41 M Compensación de radio a izquierdas.
G42 M Compensación de radio a derechas.
G47 M Tratamiento de bloque único.
G48 M * Anulación del tratamiento de bloque único.
G49 M Feed Rate programable.
G50 Carga de dimensiones de herramientas en tabla.
G51 Corrección de dimensiones de herramienta en uso.
G52 Comunicación con la Red Local Fagor.
G53/G59 M Traslados de origen.
G65 Ejecución independiente de un eje.
G66 Ciclo fijo de seguimiento de perfil.
G68 Ciclo fijo de desbaste según Z.
G69 Ciclo fijo de desbaste según X.
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G71 M Programación en mm.
G72 M Factor de escala.
G74 Búsqueda automática de referencia máquina.
G75 Trabajo con palpador.
G75 N2 Ciclo fijo de palpación.
G81 Ciclo fijo de cilindrado en tramos rectos.
G82 Ciclo fijo de frenteado de tramos rectos.
G83 Ciclo fijo de agujereado con broca.
G84 Ciclo fijo de cilindrado en tramos curvos.
G85 Ciclo fijo de frenteado en tramos curvos.
G86 Ciclo fijo de roscado longitudinal.
G87 Ciclo fijo de roscado frontal.
G88 Ciclo fijo de ranurado longitudinal.
G89 Ciclo fijo de ranurado frontal.
G90 M * Programación de cotas absolutas.
G91 M * Programación de cotas incrementales.
G92 Preselección de cotas y limitación de ¨S.
G93 Preselección de origen polar.
G94 M Avance ¨F en mm/ min. .
G95 M * Avance ¨F ¨en mm/ rev.
G96 M Velocidad ¨S ¨ en m/ min. ( velocidad de corte cte.).
G97 M * Velocidad "S" en r.p.m. (velocidad angular cte. ).
M Indica que esa función es Modal, o sea que permanece activa hasta que sea anulada por otra
modal incompatible, o hasta encontrar un M2, M30, Emergencia o Reset.
* El asterisco indica que esas son las condiciones que asume por defecto la maquina al ser
encendida, o después de un M2, M30, Emergencia, o Reset.
En un mismo bloque o línea, se pueden programar todas las funciones G que se deseen y en
cualquier orden, excepto las siguientes que deberán ir solas en una línea por ser especiales:
G20-G21-G22-G23-G24-G25-G26-G27-G28-G29-G30-G31-G32-G50-G53/59-G72-G74 y G92.
73. CNC Torno
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Funciones Auxiliares "M":
M00 : Parada de programa.
Cuando el CNC lee un bloque con M00, interrumpe el programa. Para reanudarlo, se oprimirá el
botón de inicio de ciclo.
M01 : Parada condicional de programa.
Idéntico al M00 solo que lo tomará en cuenta únicamente si está activada la señal exterior
condicional
M02 : Final de programa.
Indica el fin de programa y además realiza un Reset general (vuelta a condiciones iniciales).
Además ejecuta M05 (parada del plato).
M03 : Arranque del cabezal (sentido horario).
Este código pone en marcha el cabezal a la velocidad programada mediante ¨S ¨ y en sentido
normal de marcha.
M04 : Arranque del cabezal (sentido anti-horario).
Arranca el cabezal en contramarcha. (por ejemplo para agujerear con brocas helicoidales
normales o de hélice derecha).
M05 : Parada del cabezal.
Esta función detiene el cabezal
.
M08 :Encendido de electrobomba:
Esta función activa el motor de la electrobomba de fluido refrigerante (aceite soluble o de corte).
M09 :Apagado de electrobomba:
Esta función detiene el motor de la electrobomba de fluido refrigerante.
M19 : Parada orientada del cabezal.
Al programar M19 S _ _ _ _. _ _ _ el cabezal se detendrá en una posición angular determinada
definida por S en grados respecto a la posición cero que emite como señal el encoder de la
máquina.
74. CNC Torno
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M30 : Final de programa con vuelta al inicio.
Esta función es similar al M02, pero además posiciona nuevamente la primera línea de programa
aunque no la ejecuta. De esta manera, la máquina queda preparada para hacer una nueva pieza.
M41-M42-M43-M44 : Selección de gama de velocidades.
Cuando se trabaja con la modalidad G96 (velocidad de corte constante), es OBLIGATORIO
colocar en la misma línea la gama de velocidades elegida. Normalmente, al definir las 4 gamas,
M41 definirá a la mas baja y así sucesivamente.
En nuestra máquina, por disponer de poca variación de velocidad, 0 a 3000 r.p.m., con una sola
gama nos alcanza, en este caso M41. Como debemos asignarle valor a todas las gamas, serán
todas idénticas de 0 a 3000 r.p.m.. Por lo tanto será igual colocar cualquiera de los 4 valores
(M41, M42, M43 o M44)
M45 : Selección de la velocidad de herramienta motorizada.
Si programamos un bloque con M45 S +/- _ _ _, la “S” indicará la velocidad de giro de la
herramienta motorizada. El signo +/- definirá uno u otro sentido de giro de la herramienta. Para
detenerla bastará con poner M45 o M45 S 0.
75. CNC Torno
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Funciones Preparatorias:
G00 : Posicionamiento rápido.
Formato :
G0 X__ Z __
G0 X __
G0 Z __
Se emplea para efectuar acercamientos o alejamientos, pero NUNCA para mecanizar.
El carro se desplazará con la máxima velocidad disponible.
Se puede programar como G00 o G0 indistintamente. Si se colocan las 2 coordenadas X, Z,
debemos tener en cuenta que la trayectoria no unirá los 2 puntos en diagonal, sino que la
maquina moverá los 2 carros con la máxima velocidad disponible hasta encontrar una de las
coordenadas, y luego moverá solo el restante hasta encontrar la otra coordenada.
De esta forma, la trayectoria resultante será primero una recta a 45 ° y luego seguirá paralelo a
alguno de los ejes.
Ejemplos : Posición inicial X 20 Z 10
G01 Interpolación lineal:
Formato :
G1 X __ Z __ (coordenadas cartesianas)
G1 X __
G1 Z __
G1 R __ A __ (coordenadas polares)
Al programar un G1, la máquina se moverá en línea recta a la velocidad ¨F ¨ programada,
desde el punto donde esté situada hasta el punto definido mediante X, Z o R, A.
N20 G0 X 40 N20 G0 Z30 N20 G0 X40 Z30
76. CNC Torno
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N20 G1 X40 Z34.641 N20 G1 R40 A30
En estos 2 últimos ejemplos, el punto al cual nos dirigimos es el mismo; a la izquierda definido
en forma cartesiana X 40 Z 34.641 y a la derecha en forma polar R 40 A 30
G2- G3 Interpolaciones circulares:
G2 : sentido horario
G3 : sentido anti-horario.
Formato :
G2 X __ Z __ l __ K __
G2 X __ Z __ R __
G3 A __ l __ K __ (forma polar)
X coordenada X del punto final del arco
Z coordenada Z del punto final del arco
R radio del arco
A ángulo con respecto al centro del punto final del arco
l - K son las proyecciones sobre X-Z respectivamente del vector ¨V¨ (radio) que une el inicio
de la curva con el centro de curvatura, con su signo.
N20 G1 X60 N20 G1 Z20
77. CNC Torno
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El movimiento se realizará de forma tal que la velocidad tangencial de este movimiento
curvilíneo, será la ¨F¨ programada
Ejemplos : Posición inicial X 40 Z 40
En el caso de la programación con ¨R ¨ puede existir una indeterminación, ya que existen 2 arcos
de circunferencia que partiendo del mismo punto inicial y con el mismo radio llegan al mismo
punto final. Para evitar esa indeterminación se toma una convención de signos.
Ejemplo : Tomamos de las figuras anteriores el ejemplo de la fila central, la columna de la
izquierda.
78. CNC Torno
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Si el arco a construir es el menor de 180, el signo de “R” será +; si en cambio es el de mas de
180, “R” será negativo.
G4 Temporización:
Formato :
G4 K __. __
Esta función permite realizar una temporización, o sea que la máquina al leer esta línea,
permanecerá sin hacer nada por un cierto tiempo.
Ese tiempo estará definido por el valor de K, que podrá variar entre 0.01 y 99.99 (expresado en
segundos)
G5 Arista matada:
Esta función modifica la transición entre bloques o líneas del programa. Esto implica que la
máquina al ir terminando el movimiento correspondiente a una línea, comenzará el de la línea
siguiente, resultando de esto una transición paulatina.
Si se trata de 2 movimientos rectilíneos, esto generara un radio de empalme. Este radio no puede
ser controlado en forma directa, sino que dependerá de la velocidad de avance ¨F¨ del carro.
Cuanto mayor sea ¨F¨, mayor será la diferencia entre el perfil teórico y el real (o sea mayor será
el radio del empalme).
79. CNC Torno
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Ejemplo : Posición inicial
X 20 Z 40
N 10 G1 G5 X60
N20 Z10
G7 Arista viva:
Esta función anula a la anterior (G5) y es la forma usual de trabajar. Si uno no lo indica, la
máquina lo asume por defecto ya que es lo más lógico. También se lo denomina "punto exacto",
ya que hasta que no llega a la coordenada exacta ordenada en ese bloque, no hará otra acción.
Al trabajar con G7, la maquina no comenzará la ejecución del bloque siguiente hasta no terminar
el que esta ejecutando. De esta manera no existirá transición entre bloques.
Ejemplo : Posición inicial X 20 Z 40
N10 G1 G7 X60
N20 Z10
En este caso el perfil teórico y real coinciden.
80. CNC Torno
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G8 Trayectoria circular tangente a la trayectoria anterior:
Formato :
G8 X __ Z __
G8 R __ A __
X, Z define las coordenadas del punto final del arco a realizar
R, A también definen el punto final pero en forma polar.
La trayectoria anterior al G8 puede ser una recta o un arco. En ambos casos, la trayectoria que
sigue será tangente.
La función G8 no es modal, por lo que deberá escribirse en cada línea en que se la quiera usar,
aunque fueran 2 líneas sucesivas.
Ejemplos : Posición inicial X 40 Z 70
G9 Trayectoria circular definida por 3 puntos:
Formato :
G9 X __ Z __ l __ K __
G9 R __ A __ l __ K __
X, Z o R, A coordenadas cartesianas o polares del punto final del arco
L, K son las coordenadas cartesianas del punto intermedio.
N10 G1 Z50
N20 G8 X80 Z30
N30 G8 X110 Z15
N10 G1 R53.851 A21.801
N20 G8 R50 A53.130
N30 G8 R57.008 A74.744
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sin dar información acerca del radio ni de la ubicación del centro del arco.
Los 3 puntos que lo definen, son: el punto inicial (previo al G9), el intermedio (l, K) y el final
(x, Z o R, A).
Ejemplo : Posición inicial X 60 Z 70
G20 - G21 - G22 - G23 - G24:
Estas funciones se utilizan para definir y ejecutar subrutinas. Las estudiaremos al ver
Programación paramétrica.
G25 Salto incondicional:
Formatos :
G25 N _ _ _ _
N _ _ _ _ indica a que bloque debe saltar el programa al leer la instrucción G25
Equivale al GOTO en programación BASIC (computación).
G25 N _ _ _ _. _ _ _ _. _ _
Los primeros 4 dígitos indican a la línea a que debe saltar, los siguientes 4 dígitos, hasta que
línea debe llegar y los 2 últimos dígitos, la cantidad de veces que se deberá repetir esa
secuencia. La cantidad de veces a repetir estará comprendida entre 0 y 99.
Al terminar de ejecutar toda la secuencia, la máquina volverá a la línea siguiente al G25.
N20 G9 X120 Z20 l60 K50
N20 G9 R63.245 A71.565 l60 K50
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N10 G0 X 0 Z0
N20 Z50
N30 G25 N60 Al llegar a N30, la máquina salta a N60, no ejecutando N40
ni N50
N40 G1 X30
N50 Z20
N60 G0 X40 Z60
N10 G0 X10
N20 Z20
N30 G1 X50
N40 G0 Z0 Al llegar a N60, la máquina repetirá 3 veces la secuencia de
N50 X0 operaciones comprendida entre N10 y N50.(en total se
N60 G25 N10.50.3 ejecutará 4 veces: la original + 3 repeticiones). Luego
N70 M30 ejecutará N70 (fin de programa)
G26-G27-G28-G29 Saltos condicionales:
Estos saltos los veremos al estudiar la programación Paramétrica ya que allí se emplean.
G30 Visualizar código de error:
Formato :
G30 K _ _
Cuando el CNC lee una línea con G30, interrumpe la ejecución del programa y muestra en
pantalla un mensaje de error que estará definido según la constante K (0-99), según un listado de
códigos de error de la maquina.
Ejemplo :
N30 G30 K40
Al leer esta línea, interrumpe el programa e indica en pantalla: ERROR 40 R1 R2
Según la tabla de códigos de error, el error 40 es: ¨ El círculo programado no pasa por el punto
final definido (tolerancia 10 micrones) o no existe un arco que pase por los puntos definidos por
G8 o G9.
G31/ G32 Guardar / Recuperar origen de coordenadas:
Formato :
N ___ G31 (guarda origen actual)
N ___ G32 (recupera origen guardado con G31)
A través de la función G31, podemos guardar momentáneamente el origen de coordenadas
usado, cambiarlo por cuestiones de comodidad y después recuperarlo nuevamente con G32.
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permite acotar parte del programa respecto de un origen, hacer un cambio de origen con G92 o
G53/ 59, acotar a continuación respecto a un nuevo origen y luego recuperar el origen primitivo
por medio de G32.
Ejemplo : Posición inicial X 120 Z 120
N10 G0 X60 Z100 Acercamiento
N20 G31 Guarda origen
N30 G92 X0 Z0 Traslado nuevo origen
N40 G1 X0 Z-10 Mecanizado
N50 G2 Z-20 R5 Mecanizado
N60 G25 N30.50.3 Salto que repite 3 veces el mecanizado
N70 G32 Recupera el origen
N80 G0 X120 Z120 Vuelve al posicionamiento inicial
G33 Roscado:
Formato :
Rosca longitudinal
G33 Z +/- _ _ _ _. _ _ _ K _ _ _. _ _ _ _
Rosca frontal
G33 X +/- _ _ _ _. _ _ _ l _ _ _. _ _ _ _
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Rosca cónica
G33 X__ Z__ l__ K__
G33 X__ Z__ l__
G33 X__ Z__ K__
Z cota final de la rosca según Z
X cota final de la rosca según X
K paso de la rosca según Z
l paso de la rosca según X
Cuando se realiza una rosca cónica, con colocar el paso según un solo eje alcanza, ya que la
máquina calcula el paso del otro eje.
Esta función de roscado G33 no se puede emplear en forma directa para roscar una pieza, ya que
la roscaría de una sola pasada, pero si se la puede emplear dando pasadas sucesivas
incrementales, por ejemplo por medio de una programación paramétrica. ( lo veremos más
adelante).
Ejemplo de roscado longitudinal:
Rosca cilíndrica de diámetro exterior 40mm, pasa 5mm y prof. 2mm. Posición inicial X80 Z50
N10 G0 X50 Z5 Posicionamiento
N20 X36 Acercamiento (en ranura)
N30 G33 Z45 K2 Roscado
N40 G0 X80 Z50 Alejamiento al punto inicial
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Rosca cónica D1 = 40mm D2=30mm, paso 5mm y prof. 2mm. Posición inicial X80 Z50
Comenzaremos la rosca en una ranura y la terminaremos fuera de la pieza por cuestiones lógicas
de mecanizado. Por ser una rosca cónica, debemos calcular las cotas X correspondientes al
punto de entrada y de salida:
Pendiente = 5/30 = 1/6, o sea que disminuye 1mm en el radio por cada 6mm de avance
longitudinal. En nuestro ejemplo, empezara 3mm antes y finalizará 3mm después, la variación de
radio será pues de ½ mm que expresado en diámetros equivale a 1mm.
N10 G0 X45 Z5 Posicionamiento
N20 X37 Z7 Acercamiento en ranura
N30 G33 X25 Z43 K5 Roscado
N40 G0 X80 Z50 Alejamiento al punto inicial
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G36 Redondeo controlado de aristas:
Esta es una de las funciones de ayuda geométrica que nos evita realizar cálculos analíticos.
Por medio de esta función se puede redondear una arista con un radio determinado definido por
R _ _ _. _ _ _ sin calcular coordenadas del centro (l, K).
Esta función se diferencia de G5 (arista matada) en que podemos definir el radio.
G36 no es modal o sea que debemos programarla en cada línea que necesitemos usarla.
Con esta función podemos redondear entre 2 rectas, entre una recta y un arco o entre 2 arcos.
Ejemplos Posición inicial X 20 Z 40
Ejemplo Posición inicial X40 Z90
N10 G1 G36 R10 X60
N20 Z10
N10 G1 G36 R10 X60
G2 X60 Z10 I20 K-15
N10 G2 G36 R10 X40 Z50 R30
N20 Z10 R30
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G37 Entrada Tangencial:
Mediante esta función, que permite enlazar tangencialmente 2 trayectorias (recta-curva o recta-
recta), podemos realizar una entrada tangencial sin necesidad de calcular los puntos de
tangencia. Se emplea básicamente para los procesos de terminación.
La función G37 no es modal o sea deberá programarse cada vez que tenga que usarse y deberá ir
acompañada del radio del arco de entrada. (G37 R __).
El movimiento de entrada deberá ser siempre rectilíneo.
Ejemplo Posición inicial X 40 Z60
Sin entrada Tangencial Con entrada Tangencial
N10 G1 Z30 N10 G1 G37 R5 Z30
N20 G3 X80 Z10 R20 N20 G3 X80 Z10 R20
G38 Salida tangencial :
Esta función es la opuesta a la anterior, o sea, permite realizar salidas tangenciales sin necesidad
de calcular los puntos de tangencia.
Al igual que la función anterior se la emplea en los procesos de terminaciónde piezas.
Permite enlazar recta-recta o curva-recta. Cuando la trayectoria inicial sea curvilínea, se
programa primero G38 R __ y luego G2 o G3 según corresponda.
La trayectoria de salida deberá ser siempre rectilínea.
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Ejemplo Posición inicial X 20 Z 50
Sin salida tangencial Con salida tangencial
N10 G2 X60 Z30 R20 N10 G38 R5 G2 X60
N 20 G1 Z10 N20 G1 Z10
G39 Achaflanado:
Con esta función se puede achaflanar aristas entre 2 trayectorias rectilíneas.
Esta función deberá programarse en la línea del desplazamiento en cuyo final quiere realizarse
el chaflán.
Con R programamos la distancia desde el final del desplazamiento programado hasta el punto en
que se quiere comenzar el chaflán.
Ejemplo Posición inicial: X20 Z80
N10 G1 G39 R10 X80 Z60
N20 X100 Z10
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G40 - G41 - G42 Compensación de radio de herramienta:
Como las herramientas normalmente no terminan en un punto vivo sino que tienen un
determinado radio R, debemos tener en cuenta que al realizar un desplazamiento cónico o
circular, la pieza nos quedaría con un perfil distinto al teórico calculado porque no es siempre el
mismo punto del filo de la herramienta el que esta cortando. Esta diferencia será más notoria
cuanto mayor sea el radio de la punta de la herramienta.
Cuando calibramos una herramienta, lo hacemos en X (rozando un diámetro) y en Z (rozando un
frente); por lo que, el punto que estamos controlando con la consola (y por ende con nuestros
programas), es el punto imaginario P, que surge de la intersección de las 2 direcciones
calibradas.
Ejemplo : Realizamos un desplazamiento cónico de A (X20 Z50) hasta B (X60 Z10) con una
herramienta con radio R=10mm (exageramos el valor de R para hacer más notorio el defecto).
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Podemos observar que el corte lo realiza el punto ¨C¨ de la herramienta, mientras que el ¨P¨ es el
que sigue la trayectoria teórica; por lo tanto nuestra pieza quedara con otras dimensiones (en este
caso más grande).
Como el ejemplo nos muestra un cono y el punto ¨C¨ del corte de la herramienta es siempre el
mismo, producimos un error constante, pero en cambio al realizar un arco de circunferencia, ese
punto ¨C¨ sé ira desplazando sobre la periferia del radio de la herramienta, con lo cual el error ya
no será constante y nuestra trayectoria teóricamente curvilínea de radio constante, dejara de
serlo.
Vemos como el punto ¨C¨ que al principio es el mismo (desplazamiento paralelo al eje Z) y no
se produce error porque coincide en calibración con ¨P¨ ; al comenzar a describir el arco,
empieza a desplazarse para situarse en C´, C´´ , C´´´ , generando por esa causa una
deformación en el perfil obtenido.
Para evitar estos errores, deberíamos calcular cual tendría que ser la trayectoria a seguir por el
punto ¨P¨ para que la pieza quede con el perfil deseado.
Realizarlo en forma manual, traería mucha complicación matemática, por lo que existen
funciones como G41 y G42 que permiten que la maquina realice todos los cálculos matemáticos
de trayectoria compensada.
G41 Compensación a Izquierdas.
G42 Compensación a derechas.
Para saber cuando utilizar una u otra, el programador se situará en la línea del perfil de la pieza,
mirando en la dirección de avance de la herramienta; si la herramienta queda a la Izquierda de la
pieza, se llama compensación a Izquierdas (G41) y en caso contrario compensación a
derechas (G42).