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MÁQUINAS CNC (ComputerNumerical Control),[object Object],POR,[object Object],NATALIA URREGO OSPINA,[object Object]
INTRODUCCIÓN – MAQUINAS CNC,[object Object],El CNC tuvo su origen a principios de los años cincuenta en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), en donde se automatizó por primera vez una gran fresadora.,[object Object],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.,[object Object],Hoy día las computadoras son cada vez más pequeñas y económicas, con lo que el uso del CNC se ha extendido a todo tipo de maquinaria: tornos, rectificadoras, eletroerosionadoras, máquinas de coser, etc.,[object Object]
INTRODUCCION – MAQUINAS CNC,[object Object],En una máquina CNC, a diferencia de una máquina convencional o manual, una computadora controla la posición y velocidad de los motores que accionan los ejes de la máquina. Gracias a esto, puede hacer movimientos que no se pueden lograr manualmente como círculos, líneas diagonales y figuras complejas tridimensionales.,[object Object],Las máquinas CNC son capaces de mover la herramienta al mismo tiempo en los tres ejes para ejecutar trayectorias tridimensionales como las que se requieren para el maquinado de complejos moldes y troqueles.,[object Object]
INTRODUCCION – MAQUINAS CNC,[object Object],En una máquina CNC una computadora controla el movimiento de la mesa, el carro y el husillo. Una vez programada la máquina, ésta ejecuta todas las operaciones por sí sola, sin necesidad de que el operador esté manejándola. Esto permite aprovechar mejor el tiempo del personal para que sea más productivo.,[object Object],El término "control numérico" se debe a que las órdenes dadas a la máquina son indicadas mediante códigos numéricos. Estos códigos son un conjunto de órdenes que siguen una secuencia lógica constituyen un programa de maquinado. ,[object Object]
INTRODUCCION – PROGRAMACION CNC,[object Object],Al principio hacer un programa de maquinado era muy difícil y tedioso, pues había que planear e indicarle manualmente a la máquina cada uno de los movimientos que tenía que hacer. Era un proceso que podía durar horas, días, semanas y aún así era un ahorro de tiempo comparado con los métodos convencionales.,[object Object],Actualmente muchas de las máquinas modernas trabajan con lo que se conoce como "lenguaje conversacional" en el que el programador escoge la operación que desea y la máquina le pregunta los datos que se requieren. Cada instrucción de este lenguaje conversacional puede representar decenas de códigos numéricos. Por ejemplo, el maquinado de una cavidad completa se puede hacer con una sola instrucción que especifica el largo, alto, profundidad, posición, radios de las esquinas, etc. Algunos controles incluso cuentan con graficación en pantalla y funciones de ayuda geométrica. Todo esto hace la programación mucho más rápida y sencilla.,[object Object]
INTRODUCCIÓN – PROGRAMACIÓN CNC,[object Object],También se emplean sistemas CAD/CAM que generan el programa de maquinado de forma automática. En el sistema CAD (diseño asistido por computadora) la pieza que se desea maquinar se diseña en la computadora con herramientas de dibujo y modelado sólido. Posteriormente el sistema CAM (manufactura asistida por computadora) toma la información del diseño y genera la ruta de corte que tiene que seguir la herramienta para fabricar la pieza deseada; a partir de esta ruta de corte se crea automáticamente el programa de maquinado, el cual puede ser introducido a la máquina mediante un disco o enviado electrónicamente.,[object Object],Hoy día los equipos CNC con la ayuda de los lenguajes conversacionales y los sistemas CAD/CAM, permiten a las empresas producir con mucha mayor rapidez y calidad sin necesidad de tener personal altamente especializado.,[object Object]
Las ventajas, dentro de los parámetros de producción son:,[object Object],Posibilidad de fabricación de piezas imposibles o muy difíciles. Gracias al control numérico se han podido obtener piezas muy complicadas como las superficies tridimensionales necesarias en la fabricación de aviones.,[object Object],Seguridad. El control numérico es especialmente recomendable para el trabajocon productos peligrosos.,[object Object],Precisión. Esto se debe a la mayor precisión de la máquina herramienta de control numérico respecto máquinas herramienta convencionales.,[object Object],Aumento de productividad de las máquinas. Esto se debe a la disminución del tiempo total de mecanización, en virtud de la disminución de los tiempos de desplazamiento en vacío y de la rapidez de los posicionamientos que suministran los sistemas electrónicos de control.,[object Object],Reducción de controles de calidad y desechos. Esta reducción es debida fundamentalmente a la gran fiabilidad y repetitividad de una máquina herramienta con control numérico. Esta reducción de controles permite prácticamente eliminar toda operación humana posterior, con la subsiguiente reducción de costos y tiempos de fabricación.,[object Object],VENTAJAS DEL CNC,[object Object]
DESVENTAJAS DEL CNC,[object Object],La aplicación de las máquinas de control numérico es sólo rentable para la producción en serie de 5 o más piezas, también teniendo en cuenta que su fabricación será repetida más de una vez al año.,[object Object],Para una cantidad menor a 5 piezas, solo es justificable si su geometría es muy compleja, justificando así el uso de una computadora para su fabricación. En caso que la geometría no sea compleja, la fabricación de un lote menor a 5 unidades es mucho más económica usando máquinas herramientas convencionales.,[object Object]
SISTEMAS DE COORDENADAS,[object Object],El sistema de coordenadas utilizado en las máquinas de control numérico, es el sistema cartesiano o rectangular, donde:,[object Object],El eje Z se encuentra situado en la dirección del husillo principal (el que proporciona la potencia de corte). Si no existiera husillo principal, el eje Z se obtiene según la normal saliente al plano de sujeción de la pieza. Su sentido positivo es aquel en que se aleja la herramienta de la pieza.,[object Object],El eje X es perpendicular a Z y se elige sobre un plano horizontal paralelo a la superficie de sujeción de la pieza. Su sentido positivo es aquel tal que la herramienta se aleja de la pieza. En máquinas en las que el eje Z es horizontal, X también es horizontal.,[object Object],El eje Y forma un triedro a derechas con X y Z.,[object Object],Z+,[object Object],Y+,[object Object],X +,[object Object],X-,[object Object],Y-,[object Object],Z-,[object Object]
SISTEMAS DE REFERENCIA - TORNO,[object Object],El torno es el más primario de las máquinas herramientas y posee 2 o 2 ½ ejes,[object Object],REGLAS:,[object Object],Lo que se mueva es “Z” ,[object Object],Se mecaniza en “Z-”,[object Object],“0”  mecaniza o no, dependiendo de la pieza.,[object Object],	“0” de máquina depende de esta.,[object Object],El próximo eje a analizar es el “X”,[object Object],X+: cuando la herramienta se aleja de la pieza.,[object Object],X-: cuando la herramienta se acerca a la pieza,[object Object]
SISTEMAS DE REFERENCIA - FRESADORA,[object Object],Z=0 Es la superficie mas alta del sustrato.,[object Object],En una máquina el eje X es aquel que tenga el mayor recorrido (el eje longitudinal) y el otro es el Y. X=0 y Y=0 se definen según la pieza y la conveniencia del maquinado de acuerdo al operario.,[object Object],Z+,[object Object],Y+,[object Object],X +,[object Object],X-,[object Object],Y-,[object Object],Z-,[object Object]
SISTEMAS DE COORDENADAS EN MAQUINAS DE 4, 5 Y 6 EJES,[object Object],SISTEMA COORDENADO PARA MÁQUINAS DE 4 EJES,[object Object],CENTRO DE MECANIZADO DE 6 EJES,[object Object],SISTEMA COORDENADO PARA MÁQUINAS DE 5 EJES,[object Object]
PROGRAMACIÓN – CODIGO ISO,[object Object],El código ISO comúnmente conocido como el leguaje G, esta compuesto por unas letras que siempre van en mayúsculas y se les conoce como direcciones.,[object Object],Las letras se combinan con números y a ese conjunto se le llama instrucción, varias instrucciones en la misma línea se llaman bloques; la máquina ejecuta las ordenes por bloques.,[object Object],A# …………   E#  C#   } Bloque,[object Object],Dirección 	Instrucción,[object Object]
INSTRUCCIONES “G” - OPERACIONES,[object Object],Las instrucciones G son de operaciones.,[object Object],G0:Movimiento rápido, no se utiliza para mecanizar si no para desplazamiento y posicionamiento rápido de la herramienta en un punto determinado.,[object Object],Ejemplo: G0X0Y0Z0 ,[object Object],	   Coordenadas,[object Object],OJO!!Los bloques se escriben sin espacios.,[object Object],La cantidad de decimales que acepta la máquina para operar, depende del tipo de máquina. Las máquinas pequeñas aceptan centésimas de mm y las grandes milésimas de mm,[object Object],Ejemplo 2 : G0 X10   ,[object Object],mueve la maquina solo en x, pero no en “Y” ni en “Z” porque no se le ordeno,[object Object]
INSTRUCCIONES “G” - OPERACIONES,[object Object],Los bloques con instrucciones G usan las letras X, Y, Z, A, B, C, I, J y K para dar la posición, donde:,[object Object],[object Object]
Y = movimiento en el eje “Y”
Z = movimiento en el eje “Z”
A = rotación en “X”
B = rotación en “Y”
C = rotación en “Z”
I = vector unitario de X
J = vector unitario de Y
K = vector unitario de ZAlgunos controles permiten hasta 720° pero lo normal es hasta 360°,[object Object],lineal,[object Object],en grados: 0° a 360°,[object Object],para hacer arcos,[object Object]
INSTRUCCIONES “G” - OPERACIONES,[object Object],G1: movimiento controlado, el movimiento G1 lo controla la letra F que significa feed o avance y se da en mm/min en el sistema métrico y en in/min (ipm) si se trabaja en el sistema ingles.,[object Object],F es una función modal, teniendo en cuenta que modal significa que se sigue con la función anterior a menos que alguna variable lo cambie, es decir, en este caso el avance no varia a menos que se especifique un cambio al ingresar una nueva instrucción.,[object Object],Ejemplo : G1Z20F50 ,[object Object], 			Avance,[object Object],		Coordenadas,[object Object],       		Comando,[object Object]
INSTRUCCIONES “G” - OPERACIONES,[object Object],Para determinar el sistemas de unidades que se va a utilizar para la programación de la máquina se utilizan las siguientes instrucciones:,[object Object]
INSTRUCCIONES “G” - OPERACIONES,[object Object],Para programar el maquinado de una pieza se debe escoger entre dos sistemas de coordenadas, para indicar la posición de los puntos objetivos donde tiene que ir la máquina. Estos sistemas de coordenadas son el absoluto y el relativo. El sistema de coordenadas se establece al principio pero se puede cambiar en cualquier momento al cambiar la instrucción.,[object Object],G90  Sistema de coordenadas absolutas,[object Object],X,[object Object],40,[object Object],B,[object Object],C,[object Object],30,[object Object],D,[object Object],10,[object Object],G91  Sistema de coordenadas relativas,[object Object],A,[object Object],10,[object Object],E,[object Object],50,[object Object],Y,[object Object],10,[object Object]
INSTRUCCIONES “G” - OPERACIONES,[object Object],Cada programa que se hace debe llevar un nombre, los nombres de los programas de denotan con la letra “O” y con un número, los paréntesis en los programas son los comentarios y la letra “N” denota el número de la línea.,[object Object],Y,[object Object],5,[object Object],Ejemplo: Realizar un programa con los comandos aprendidos hasta ahora,[object Object],25,[object Object],4,[object Object],6,[object Object],  10,[object Object],3,[object Object],7,[object Object], 5,[object Object],O1 (mi primer programa),[object Object],N1G21G90 (Unidades y Coordenadas),[object Object],N2G0X0Y0Z0  (origen de la pieza),[object Object],N3G0Z5 (Plano de seguridad),[object Object],N4G0X20Y10,[object Object],N5G1Z-2F50 1,[object Object],N6G1X70Y10F200  2,[object Object],N7Y60  3,[object Object],N8X80  4,[object Object],N9X45Y85  5,[object Object],N10X10Y60  6,[object Object],N11X70  3,[object Object],N12G0Z5 (Plano de seguridad),[object Object],N13X20 7,[object Object],N14G1Z-2,[object Object],N15Y10  1  (Ahora la puerta),[object Object],N16X35  8,[object Object],N17Y40  9,[object Object],N18X55  10,[object Object],N19Y10  11,[object Object],N20G0Z5 (Plano de seguridad),[object Object],N21G0X25Y45  12…,[object Object],   5,[object Object], 10,[object Object], 50,[object Object],20,[object Object],10,[object Object],9,[object Object],30,[object Object],1,[object Object],2,[object Object],8,[object Object],11,[object Object],  10,[object Object], 50,[object Object],0,0,[object Object],X,[object Object], 20,[object Object]
INSTRUCCIONES “M” - MISCELANEAS,[object Object],Las instrucciones con la letra “M” son instrucciones para indicaciones tecnológicas como encender o apagar el husillo, prender o apagar el refrigerante….,[object Object],[object Object]
M2: Finalizar programa
M3: Prender el husillo en sentido horario (CW : Clockwise)
M4: Prender el husillo en sentido anti horario (CCW: Counter Clockwise )
M5: Apagar el husilloPara prender el husillo se requiere de dar la velocidad, por lo tanto M4 y M3 van acompañadas de la letra S que es la velocidad en RPM.,[object Object],Ejemplo: ,[object Object],N4.1M3S2500 (enciende el husillo a 2500RPM),[object Object],N33.1 M5 (Apaga el husillo,[object Object]
INSTRUCCIONES “M” - MISCELANEAS,[object Object],[object Object]
M8: Prende el refrigerante externo a la herramienta
M9: Apaga el refrigerante interno y externo.Notas:,[object Object],Todo lo programado es modal a menos que se indique lo contrario.,[object Object],Un plano de seguridad bueno es Z=5, entendiendo como plano de seguridad un plano donde la herramienta no va a tocar el material que esta siendo maquinado, con el propósito de cambiar su posición o hacer cambios en alguna variable.,[object Object],RECOMENDACIÓN: No sacar la herramienta en diagonal!! G0 en diagonal NO!!,[object Object]
PERFILES CIRCULARES….,[object Object],Planos en que se realizan los perfiles circulares ,[object Object],XY G17,[object Object],XZ  G18,[object Object],YZ  G19,[object Object],G17,[object Object],Nota: Existen máquinas que sólo son capaces de procesar códigos de líneas, otras son capaz de procesar círculos y líneas, y las más nuevas son capaces de procesar NURS (Non Uniform Rotational Splines),[object Object],La mayoría de las máquinas sólo procesa círculos en el plano G17.,[object Object],G18,[object Object],G19,[object Object],G18,[object Object],Z,[object Object],Y,[object Object],X,[object Object]
PERFILES CIRCULARES….,[object Object],G2: Trayectoria circular (o arco) en el sentido de las manecillas del reloj,[object Object],G3: Trayectoria circular (o arco) en sentido anti horario.,[object Object]
PERFILES CIRCULARES….,[object Object],Los comandos G2 y G3 necesitan las coordenadas en los ejes X, Y y Z, para dar la posición del punto final del arco, además de unos vectores unitarios que se denotan con las letras I, J y K que son las distancias desde el origen  (donde comienza la trayectoria la herramienta) hasta el centro del arco, así:,[object Object],	G2X#Y#Z#I#J#K#,[object Object],	G3X#Y#Z#I#J#K#,[object Object],30,[object Object],G2 y G3 conservan el Feed (F) de G1,[object Object],3,[object Object],4,[object Object],Y,[object Object],20,[object Object],1,[object Object],2,[object Object],X,[object Object],0,0,[object Object],G3X30Y0I0J-10,[object Object]
PERFILES CIRCULARES,[object Object],Ejemplo: hace un pequeño programa para la figura,[object Object],Coordenadas relativas,[object Object],O2 (El segundo programa),[object Object],G90G21 (coordenadas absolutas y mm),[object Object],G0X0Y0Z5,[object Object],G91  (Coordenadas relativas),[object Object],M3S2500 (Encender husillo),[object Object],G1Z-7F50,[object Object],G1X0Y20F100  4,[object Object],G1X30  3,[object Object],G17 (Plano donde se realiza el arco),[object Object],G2X0Y-20I0J-10 2,[object Object],G1X-301,[object Object],G0Z5  ,[object Object],M5 (Apagar el husillo),[object Object],M2 (Finalizar programa),[object Object],Coordenadas absolutas,[object Object],O2 (El segundo programa),[object Object],G90G21,[object Object],G0X0Y0Z5,[object Object],M3S2500 (Encender husillo),[object Object],G1Z-2F50  ,[object Object],G1Y20F100  4,[object Object],G1X30  3,[object Object],G17 (Plano donde se realiza el arco),[object Object],G2X30Y0I0J-10  2,[object Object],G1X0Y0  1,[object Object],G0Z5,[object Object],M5 (Apagar el husillo),[object Object],M2 (Finalizar programa),[object Object],30,[object Object],3,[object Object],4,[object Object],Y,[object Object],20,[object Object],1,[object Object],2,[object Object],X,[object Object],0,0,[object Object],G3X30Y0I0J-10,[object Object]
COMPENSACIÓN,[object Object],Hasta ahora en los programas de ejemplo, han hecho el mecanizado donde la trayectoria de la herramienta se hace por el centro de la misma.,[object Object],trayectoria,[object Object],Ranura hecha con una fresa (sin compensación de radio),[object Object],Centro de la herramienta,[object Object],Muchas veces lo que necesitamos son dimensiones finales, y eso se logra por medio de compensaciones, las compensaciones se pueden hacer manualmente o por medio de un cogido G.,[object Object],Contorno hecho con una fresa (con compensación de radio a izquierdas).,[object Object]
COMPESACIONES PERFILES LINEALES,[object Object],40,[object Object],15,[object Object],Tenemos un lamina de madera (MDF) de 60 x 25 mm y un espesor de 4 mm, se debe maquinar el perfil que se ilustra en la imagen en todo el centro del material con una broca de 10 mm,[object Object],20,[object Object],20,[object Object],25,[object Object],10,[object Object],10,[object Object],60,[object Object]
COMPESACIONES PERFILES LINEALES,[object Object],Primero re acotamos la pieza para sacar las coordenadas para hacer el programa.,[object Object],Para compensar se debe ubicar es el centro de la herramienta , para este caso el centro de la broca.,[object Object],1,[object Object],2,[object Object],10,[object Object],0,0,[object Object],5,[object Object],3,[object Object],2.5,[object Object],10,[object Object],6,[object Object],4,[object Object],12.5,[object Object],7.5,[object Object],27.5,[object Object],27.5,[object Object],5 mm,[object Object],1,[object Object]
COMPESACIONES PERFILES LINEALES (punto 2),[object Object],Tan  α =10/15,[object Object],α =tan-1 (10/15)=33.69°,[object Object],β=180- α =180-33.69°=146.31°,[object Object],β=2* θ θ= β/2=73.15°,[object Object],ΔX=ΔY/Tan θ=5/Tan(73.15°)=2.2434,[object Object]
COMPESACIONES PERFILES LINEALES (punto 3),[object Object],Sen α = 5/H,[object Object],H=5/Sen (33.69°)= 9.904,[object Object],ΔX=H,[object Object]

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