conceptos y generalidades del cnc y materiales

CAPITULO I
CONCEPTOS Y GENERALIDADES

ANTES Y DESPUES DEL CNC
Sistema Industrial
• Flexibilidad
• Variabilidad
• Nivel de producción

La explosiva expansión industrial desde comienzos del siglo XX y el
empleo masivo de maquinaria impulsada por energía motriz demandó
una búsqueda constante de procesos cada vez más eficientes.

El CNC tuvo su origen a principio de los años 50 en el
Instituto Tecnológico de Massachusets (MIT), en donde
se automatizó por primera vez una gran fresadora.
En esta época, las computadoras estaban en sus inicios
y eran tan grandes que el espacio ocupado por la
computadora era mayor que el de la máquina.

CNC Significa "Control Numérico
Computarizado".
En una máquina CNC, a diferencia de una
máquina convencional o manual, una
computadora controla
• La posición
• Velocidad de los motores
• Movimientos como círculos, lineas
diagonales y figuras complejas
tridimensionales.

El término "Control Numérico" se debe a que las órdenes dadas a
la máquina son indicadas mediante códigos numéricos.
Por ejemplo, para indicarle a la máquina que mueva la
herramienta describiendo un cuadrado de 10 mm por lado se le
darían los siguientes códigos

La unidad entrada de datos sirve para introducir los programas de
mecanizado en el equipo de control numérico, utilizando un
lenguaje inteligible para éste.

CNC GENERALIDADES
El control numérico (CNC) es un conjunto de elementos que
permite automatizar tanto el movimiento de los ejes como otra serie
de funciones.

CNC GENERALIDADES
Máquina CNC: Es la herramienta física que lleva a
cabo los procesos de mecanizado. Puede ser un
torno, fresadora, centro de mecanizado, entre otros.

CNC GENERALIDADES
Controlador CNC: Es la unidad central que procesa los
comandos y controla el movimiento de la máquina. Puede
ser un ordenador o un controlador dedicado.

CNC GENERALIDADES
Programa CNC: Consiste en una serie de instrucciones
codificadas que especifican las operaciones que la
máquina debe realizar.

CNC GENERALIDADES
Herramientas de corte: Son las herramientas utilizadas
por la máquina para dar forma a la pieza de trabajo.
Pueden ser brocas, fresas, cuchillas, entre otras.

CNC- VENTAJAS
• Automatización de los movimientos de una máquina.
• Automatización flexible: se basa en un programa que se puede
cambiar fácilmente.
• Posibilidad de dejar trabajando la máquina desatendida.
• Se reduce la influencia de la “habilidad del operario” en el
manejo de la máquina.
• Mejora de precisión y velocidad en el movimiento.

MÁQUINAS HERRAMIENTAS QUE
UTILIZAN CNC
• Centros de torneado.
• Centros de mecanizado.
• Máquinas híbridas.
• Rectificadoras.
• Máquinas de electroerosión, corte por láser, chorro de agua, …

OPERACIONES QUE REALIZA CNC
Fresado: El CNC controla el movimiento rotativo de una herramienta
de corte para eliminar material de una pieza y darle forma.

Torneado: La máquina CNC gira la pieza mientras una herramienta
de corte la moldea para obtener una forma cilíndrica o cónica.

Perforación: El CNC controla la posición y el avance de una
herramienta de corte para crear agujeros precisos en una pieza.

ANÁLISIS DE LOS DIFERENTES SISTEMAS
Factores que favorecen la implantación del CNC

Mayor exigencia en la precisión de los mecanizados.

VENTAJAS
Los diseños son cada vez más evolucionados y complejos.

ANÁLISIS DE LOS
DIFERENTES SISTEMAS
Diversidad de productos, lo
que ocasiona la necesidad de
estructuras de producción
más flexibles y dinámicas.

ANÁLISIS DE LOS DIFERENTES
SISTEMAS
Necesidad de reducir errores en la
producción para no encarecer el
producto. Plazos de entrega cada vez
mas exigentes, lo que exige mantener
los niveles de producción lo mas altos
posibles.

Ventajas de la utilizacion de sistemas
CNC
Mejora de la precisión, así
como un aumento en la
calidad de los productos.
Una mejor uniformidad en la
producción.

Ventajas de la utilización de
sistemas CNC
Posibilidad de utilización de varias
máquinas simultáneamente por un
solo operario.
Mecanización de productos de
geometría complicada. Fácil
intercambio de la producción en
intervalos cortos.

Ventajas de la utilizacion de sistemas CNC
Reducción de la fatiga del operario. Aumento de los niveles de
seguridad en el puesto de trabajo.

Disminución de tiempos por maquina parada. Posibilidad de
simulacion de los procesos de la mecanización definitiva en
piezas defectuosas.

DESVENTAJAS CNC
Elevado costo de accesorios y maquinaria.

DESVENTAJAS CNC
Necesidad de cálculos, programación y preparación de forma
correcta para un eficiente funcionamiento.

DESVENTAJAS CNC
Costos de mantenimiento más
elevados, ya que el sistema de control
y mantenimiento de los mismo es más
fácil, lo que genera la necesidad de
personal de servicio y mantenimiento
con altos niveles de preparación.

DESVENTAJAS CNC
Necesidad de mantener grandes volúmenes de pedidos para una
mejor amortización del sistema.
Revisar
• TIR
• VAN
• ROI

PARTES Y MHCN
Los expertos en MHCN debe conocer las
prestaciones y los límites en los que opera la
máquina. No es suficiente estacar la pieza y
manipular el panel de control. Para conseguir los
mejores resultados en la programación CN se debe
estudiar y planificar todo el proceso de manera
anticipada

PARTES Y MHCN
Un operario experto en MHCN debe conocer las
prestaciones y los límites en los que opera la
máquina. No es suficiente estacar la pieza y
manipular el panel de control. Para conseguir los
mejores resultados en la programación CN se debe
estudiar y planificar todo el proceso de manera
anticipada

PARTES Y MHCN
Los dispositivos y sistemas de las MHCN son
• Ejes de movimiento.
• Sistemas de transmisión.
• Sistemas de control deposición y desplazamiento.
• Cabezal.
• Sistemas de sujeción de las diferentes piezas.
• Cambiadores automáticos de herramientas. Ejes
complementarios.

EJES PRINCIPALES
EJES PRINCIPALES
Las direcciones de los diferentes desplazamientos a las partes
móviles de la máquina
• Como la mesa porta piezas,
• Carro transversal
• Carro longitudinal

EJES PRINCIPALES
Torno
• Eje Z
Es el que realiza el movimiento
longitudinal en sentido del eje principal de la
maquina.
• Eje X
Es el que realiza el movimiento
transversal perpendicular al eje principal de
la maquina.(Basado en un torno con la
herramienta trabajando desde el lado del
operario

EJES PRINCIPALES
Fresadora
• Eje Z
Es el que realiza el movimiento perpendicular
de la herramienta hacia el suelo.
• Eje Y
Es el que realiza el movimiento transversal
de la herramienta.
• Eje X
Es el que realiza el movimiento longitudinal
de la herramienta.

EJES PRINCIPALES
Las MHCN disponen de diferentes organos de movimiento
lineal(generalmente ejes), para poder programar el
movimiento de dichos elementos se les asigna una letra
• Esta regla de letras esta normalizada y no puede ser
cambiada en ningun caso.
• Los signos “+” y “-“ no tienen un sentido matemático
sino de dirección .
• Los tornos disponen de un mínimo de dos ejes,
mientras que las las fresadoras están dotadas de un
mínimo de tres.

CONSIDERACIONES DEL CNC
Los sistemas CNC incluyen un ordenador que consiste físicamente en
uno o varios procesadoras(CPU) y en circuitos integrados para
almacenamiento de datos (módulos de memoria).
La CPU interviene en el proceso de los datos del programa (cálculos,
gestión, memorización)introducidos por el operador que se traducen a
señales electrónicas que gobiernan la MHCN.

Los datos del programa están constituidos por instrucciones CN
y de inicialización o estado de la maquina y los utillajes (por
ejemplo dimensiones de las herramientas).
El proceso de los datos de programa genera unos resultados que
se traducen a señales o pulsos electrónicos que controlan la
máquina-herramienta.

Un programa CN editado y almacenado en la memoria incluye una instrucción en que
una fresa debe desplazarse mecanizando linealmente una distancia de 100 mm en un
eje de la mesa.
• Cuando el procesador interpreta esta instrucción calcula inicialmente el punto de
destino, mostrando una señal de puesta en marcha del Motor que controla el
desplazamiento del eje oportuno.
• El motor a través de la transmisión desplaza la mesa una distancia corta ( paso ).
• El sistema de medición, que envía señales constantemente, le indica al
procesador que la mesaesta en una nueva posición (posición actual)

El procesador lleva a cabo una comparación entre la posición actual y la de destino,
tomando a dos posibles a continuación:
1.Detener el motor en el caso de que la posición actual sea igual a la de destino.

https://www.youtube.com/watch?v=jOJkZgz5i9Y

La interfaz de control
Información preliminar:
Se puede usar un computadora personal como núcleo de un sistema
CNC para maquinas herramienta. Las conexiones más sencillas solo
permiten unas pocas funciones maquina y se centran en las tareas de
edición de programas CN.
En la actualidad, se tiende a que pueda ser una opción completa de
gobierno que es recomendable cuando la MHCN debe trabajar de forma
coordinada con otras instalaciones (robots, sistemas de transporte
automático, otras MHCN, etc.).

La interfaz de control
Para conectar un ordenador personal a una máquina-herramienta se
necesita generalmente una unidad de control que traduce las
instrucciones y cálculos del PC a señales que controlan los motores de la
máquina.
Esta unidad realiza la labor de interfaz entre la alimentación de potencia
de la máquina y sus actuadores (motores).

https://www.youtube.com/watch?v=BYpErI0XduY

Las funciones que ejecuta una maquina-herramienta
No pueden ser inicializadas de forma directa por el ordenador de su
sistema CNC. Se requiere la intervención de un filtro o elemento
intermedio que traduzca las señales que generan y gestionan ambos
dispositivos.
El nexo de unión entre la máquina-herramienta y el ordenador del sistema
CNC está constituido por la interfaz de control, que actúa sobre el control
de ejes y sobre el sistema de alimentación auxiliar de potencia.

Ejemplo:
Se recibe una señal de arranque del eje X desde el sistema CNC en un torno. La
interfaz de control debe verificar un conjunto de requisitos anterior como:
• Que el panel de protección de la zona de trabajo de la MHCN esté cerrado.
• El control manual de eje (volante, si lo hay) está desacoplado.
• El sistema hidráulico de transmisión se encuentre activado. Cuando las condiciones
de arranque se cumplen se puede poner en marcha el motor que gobierna el eje X.
Esta acción conlleva
• Simultáneamente otras en la maquina (por ejemplo, se enciende una luz en el panel
de control que indica el arranque).

También se activan mecanismos de seguridad para maquina que no se ejecutan otras
funciones improcedentes (por ejemplo, la presión de cierre del plato de garras no debe
variar).
• El control de los ejes tiene la misión de simplificador la interacción entre el
mecanismo de Verificar de la posición y los motores de avance con el ordenador
del sistema CNC.
• Para ello se regulan ciertas actividades de forma independiente y
automática. Generalmente las señales electrónicas de los sistemas CNC son de baja
potencia para conmutar motores eléctricos, electroválvulas, etc.
• Por esta causa resulta necesaria la intervención de un sistema de alimentación

CODIFICACÓN CNC
El nombre G & M viene del hecho de que el programa está constituido por instrucciones Generales
y Misceláneas.
• Si bien en el mundo existen aún diferentes dialectos de programación con códigos G&M, se dio un gran
paso adelante a través de la estandarización que promovió la ISO.
• Esta estandarización fue adoptada por la totalidad de los fabricantes industriales serios de CNC y
permite utilizar los mismos programas en distintas máquinas CNC de manera directa o con adaptaciones
menores.

CODIFICACÓN CNC
La seguridad primero
•Asegúrese de que todos saben dónde está y cómo se activa el botón de parada de
emergencia
•Nunca deje objetos extraños en el área de maquinado (calibres, cepillos, latas de
lubricantes, piezas ya maquinadas, etc)
•En ninguna circunstancia trate de acceder a la zona de maquinado mientras haya
partes en movimiento
•Use las herramientas provistas para ajustar puntas y fresas

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