arquitectura del control numérico computarizado

Componentes,
Arquitectura y
Programación
Arquitectura del
Control Numérico
Computarizado
TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN
Ingeniería Mecánica
Tema:
Arquitectura CNC
Ing. Andrés Giuliani

Tema:
Arquitectura CNC
Un sistema con control numérico por computadora (CNC ) es un instrumento
de fabricación, llevando a cabo automáticamente un conjunto de operaciones
tecnológicas, sin intervención humana.
Son dispositivos, instalaciones, unidades de fabricación, funcionando
automáticamentebajo la dirección de un programa de control.
El programa de control es una secuencia de simbolos, escritos en un portador
de programa.
La principal característica es que el resultado de la operación con CNC no
puede servir como otro programa de control o información de entrada para
otra instalación.
1 - Introducción

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Arquitectura CNC
1 - Introducción

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Arquitectura CNC
Definiciónde NC
NC (control numérico) Los sistemas utilizan funciones lógicas fijas para
manejar una máquina herramienta o el proceso de mecanizado. NC
especifica el control de los movimientos de la máquina y varias funciones
diferentes con la ayuda de instrucciones representadas como una secuencia
de números. Los sistemas de control electrónico impulsan estos NC. Aunque
no podemos cambiar las funciones en el NC, lo que significa que no es
programable, debido al cableado rígido de la lógica de control y se considera
como cableado.
Para introducir las instrucciones en las máquinas NC, se utiliza el medio
externo, como cinta de papel o cinta magnética. Lee la información de esta
cinta procesándola paso a paso, la cual se almacena en la memoria del
sistema de control conocido como "Almacenamiento intermedio". Por lo
tanto, cuando la máquina está operando en un solo bloque de instrucciones,
lee el siguiente bloque de la cinta y lo guarda en la memoria del sistema de
control de la máquina.
1 - Introducción

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Arquitectura CNC
Definiciónde CNC
los CNC representa Control numérico por computadora, se genera fusionando
la computadora con el control numérico. Entonces, ¿en qué se diferencia de
los sistemas NC? Utiliza microprocesadores internos (computadoras) que se
componen de registros de memoria. Los registros de memoria almacenan
varias rutinas que pueden manipular con éxito funciones lógicas. Como
resultado, un operador de máquina es capaz de alterar el programa en el
control mismo. Esto es muy ventajoso para las máquinas CNC.
A diferencia de las máquinas NC, las máquinas CNC almacenan los programas y
las funciones lógicas en los chips informáticos especiales, por eso se denomina
como cableado.
1 - Introducción

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Arquitectura CNC
- El primer sistema CNC se remonta al periodo 1956-1959 . Junto con la
sustitución del elemento basado en la técnica digital "schemo” las
generaciones de CNC prosperaron entre ellas - circuitos integrados con
pequeña , mediana o gran escala de integración , microprocesadores .
2 - Historia

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Arquitectura CNC
2 - Historia

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Arquitectura CNC
2 - Historia
Los primeros equipos de CN estaban basados en una electrónica de válvulas,
relés y cableados y disponían de más volumen que las propias máquinas-
herramientas; así como de una programación manual en lenguajes máquina
muy complejo y muy lenta de programar.
1. Válvulas electrónicas y relés (1950).
2. Transistores (1960).
3. Circuitos integrados (1965).
4. Microprocesadores (1975).

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Existen diferentes tipos de sistemas CNC, dependiendo de cómo se
organice la red de los distintos CNC:
3.1 - Control Numérico Directo
3 - Clasificación

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3.2 - Control Numérico Distribuido
3 - Clasificación

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3.3 - Control Numérico Híbrido
3 - Clasificación

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3 - Clasificación
Como consecuencia de las diferencias entre las máquinas a automatizar,
de las dificultades técnicas en el diseño de las unidades de control y de
condicionamientos económicos, se han originado diversos tipos de
control numérico, que pueden ser clasificados en tres tipos:
3.4- Control numérico "punto a punto",
3.5- Control numérico "paraxial",
3,6- Control numérico "continuo".

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3.4 - Control Numérico Punto a Punto
3 - Clasificación

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3.5 - Control Numérico Paraxial
3 - Clasificación

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3.6 - Control Numérico Continuo
3 - Clasificación

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4 – Características del CNC
La MHCN posee las siguientes ventajas:
• Mayor precisión y mejor calidad de productos.
• Mayor uniformidad en los productos producidos.
• Un operario puede operar varias máquinas a la vez.
• Fácil procesamiento de productos de apariencia complicada.
• Flexibilidad para el cambio en el diseño y en modelos en un tiempo corto.
• Fácil control de calidad.
• Reducción en costos de inventario, traslado y de fabricación en los modelos y
abrazaderas.

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La MHCN posee las siguientes ventajas:
• Es posible satisfacer pedidos urgentes.
• No se requieren operadores con experiencia.
• se reauce ia fatiga dei operaaor.
• Mayor seguridad en las labores.
• Aumento del tiempo de trabajo en corte por maquinaria.
• Fácil control de acuerdo con el programa de producción lo cual facilita la
competencia en el mercado.
• Fácil administración de la producción e inventario lo cual permite la
determinación de objetivos o políticas de la empresa.
• Permite simular el proceso de corte a fin de verificar que este sea correcto.

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Desventajas
• Alto costo de la maquinaria.
• Falta de opciones o alternativas en caso de fallas.
• Es necesario programar en forma correcta la selección de las
herramientas de corte y la secuencia de operación para un eficiente
funcionamiento.
• Los costos de mantenimientoaumenta, ya que el sistemade control
es más complicado y surge la necesidad de entrenar al personal de
servicio y operación.
• Es necesario mantener un oran volumen de producción a fin de
lograr una mayor eficiencia de la capacidad instalada.

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5 – Componentes y Arquitectura
Un sistema CNC básico está compuesto por los componentes que puede
observarse en la siguiente figura:

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Teniendo en cuenta ya la arquitectura general de un CNC
completo podemos observar los siguientes componentes:

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5.1 - Servomecanismos

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5.2 - Sensores
• Absolutos o Incrementales
• Analógicos o Digitales
• Directos o Indirectos
• Lineales o Angulares

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5.2 - Sensores

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5.2 - Sensores
Encoder incremental. Este tipo de encoder se caracteriza porque
determina su posición, contando el número de impulsos que se
generan cuando un rayo de luz, es atravesado por marcas opacas en
la superficie de un disco unido al eje.

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5.2 - Sensores
Encoder absoluto. En el encoder absoluto, el disco contiene varias
bandas dispuestas en forma de coronas circulares concéntricas,
dispuestas de tal forma que en sentido radial el rotor queda dividido en
sectores, con marcas opacas y transparentes codificadas en código Gray.

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5.3 – Unidad de Control
Es la parte responsablede interpretarel Código G por medio de un
software de control computarizadoy realizar las accionesque este le
indique,como coordinarlas señales de salida hacia los drives e
interpretar las señales de entrada.Las señales de entrada son las
recibidas de los diferentes dispositivosconectadosa la máquina
como los limites de carrera y el paro de emergencia.Las señales de
salida son las enviadas a la maquina para coordinar el movimientode
los motores y sus demás elementos.

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5.4 - Accionamientos
Un sistema de accionamiento consta de circuitos amplificadores (conocidos
también como drives, drivers, controladora de motores o impulsores),
motores y transmisiones. La MCU envía las señales de control (posición y
velocidad) a los circuitos amplificadores de cada eje. Las señales de control
se aumentan para accionar los motores que por medio de las transmisiones
convierten su movimiento rotativo en movimientos lineal de los ejes de la
máquina.

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5.5 – Sistemas de desplazamientos
El sistema de desplazamientoes el encargado de soportar las altas cargas y
al mismotiempo permitir el movimiento de los diferentes ejes en forma
lineal, este sistema cuenta con dos elementos: Las guías lineales y los
rodamientos.

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5.6 – Sistemas de Transmisión
Las transmisión es la parte de la maquina encargada de convertir el
movimiento rotativo de los motores en movimientos lineales.
• Husillo de bolas. Actuador lineal mecánico que convierte el movimiento
de rotación en movimientolineal con pocas perdidas por fricción y es el
mas preciso de todos los sistemas.
• La cremallera y piñón. Puede obtener increíbles precisiones utilizando
un engranaje reductor.
• Tornillo Rosca Acme o trapezoidal. Este es un tipo de tornillo que tiene
una rosca con un angulo de 29°.

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• Correa dentada. No requiere mantenimientoy es silencioso.
• Tornillo rosca cuadrada. Este tipo de tornillo era usado antes de que se
fabricaran las roscas Acme, ya no se usan debido a que eran difíciles de
fabricar y quebradizas.

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