FRESA CNC Escuela Técnica Ntra Sra. De la Guardia Nº 8199

Transcripción

1 Control Numérico Computarizado (CNC): Un control numérico es una computadora que interpreta códigos con un formato predeterminado (Código ISO) y los transmite a la máquina herramienta como órdenes hacia las diferentes partes que la componen (torreta, husillo, servomotores, etc) traduciéndolas en movimientos. En la elaboración con máquinas herramientas el dibujo de la pieza constituye el soporte de toda la programación disponible para mecanizar la pieza. Para realizar la pieza el operador lee é interpreta el dibujo y actúa sobre la maquina efectuando las maniobras necesarias (posicionamiento de la herramienta y pieza, elección de velocidades y avances, entre otras) a fin de obtener la pieza requerida. Plano de la Pieza Operador Máquina Herramienta Cuando se emplea una máquina herramienta a Control Numérico (CN) el proceso es el siguiente: La información contenida en el plano de la pieza se convierte en una sucesión ordenada de datos alfanuméricos, que constituyen el programa de elaboración de una pieza. Para realizar una pieza, se introduce el programa en la unidad de gobierno de la máquina herramienta de CNC y se oprime el pulsador de inicio del ciclo. En este caso la unidad de gobierno y no el hombre, es el que transmite a los mandos de la máquina las instrucciones necesarias para elaborar la pieza. El esquema será el siguiente: Plano de la Pieza Programador Unidad de Gobierno Máquina Herramienta Un operador experto en Máquina Herramienta con Control Numérico (MHCN) debe conocer sus prestaciones y los límites dentro de los que opera. No es suficiente con amarrar la pieza y manipular el control. Para obtener los resultados óptimos en programación CN se debe de planificar toda la secuencia de operaciones anticipadamente. Los sistemas de una MHCNson: 1) Ejes de desplazamiento 2) Transmisiones de avance 3) Dispositivos para la medida de la posición o desplazamientos 4) Husillo principal o cabezal 5) Sistemas para la sujeción de la pieza 6) Dispositivos para el cambio de herramienta 7) Ejes de rotación y desplazamiento complementarios. La descripción de los dispositivos se aplica al torno y a la fresadora, al ser estas dos máquinas las de mayor difusión en las empresas de mecanizado. Prof. Cattaneo Ma. 1

2 - Ejes Principales: Se utiliza siempre el concepto de "eje" a las direcciones de los desplazamientos principales de las partes móviles de la máquina como la mesa porta piezas, cabezal. Las MHCN están provistas de un número de ejes principales característico quehace factibles los trabajos de mecanizado sobre la pieza. Estos ejes se designan convencionalmente como X, YyZ. Los tornos disponen de dos ejes principales, mientras que las fresadoras están dotadas de tres. Dos de ellos se asocian al movimiento en un plano horizontal de la mesa de trabajo, mientras que el tercero es el desplazamiento vertical del cabezal de la máquina. X Movimiento Longitudinal Y Movimiento Transversal Z Movimiento Vertical - Dispositivos de Medición: Punto Cero de Máquina: El punto 0 de la máquina viene determinado por el fabricante y en general las fresadoras lo tienen en el centro del husillo y en la tangencia de la herramienta. Punto Cero de Pieza: Establece el origen de coordenadas de la pieza en relación al punto cero de la máquina, su ubicación es elegida por el operador. Conviene adoptarlo como la figura siguiente para trabajar con coordenadas positivas en ejes X e Y. Sistemas de Acotación: Coordenadas absolutas: Establece al sistema de dimensiones en modo absoluto. Este modo utilizacomo punto de referencia el punto cero de la pieza. Coordenadas relativas: Establece al sistema de dimensiones en modo incremental. Este modo utiliza la posición actual como punto de referencia para el siguiente movimiento. Prof. Cattaneo Ma. 2

3 50 FRESA CNC Escuela Técnica Ntra Sra. De la Guardia Nº 8199 Ejemplo de los Sistemas de Acotación: 100 P4 P0 P3 P1 Modo Absoluto Modo Incremental Punto X Y Punto X Y Introducción a la Programación: Denominaremos programa al conjunto de datos que el control necesita para el mecanizado de la pieza, estos pueden ser agrupados en: Geométricos Tecnológicos Adicionales a) Dimensión de la pieza b) Acabado Superficial c) Tolerancias d) Dimensiones de la Herramienta e) Velocidad de Avance f) Velocidad de Corte g) Características del material de la pieza h) Características del material de la herramienta i) Refrigerante j) Sentido de Giro k) Inicio y/o Final del ciclo o programa. Para poder realizar un programa de mecanizado se debe conocer: - Potencia, velocidades posibles, esfuerzos admisibles, campo de desplazamiento de la máquina herramienta. - Características del CNC. - Dimensiones y características de la pieza antes y después del mecanizado. - Cantidad de piezas a realizar. - Herramientas a utilizar en el mecanizado. Conocido esto se deben cumplimentar los siguientes pasos: - Definir el orden de los pasos de mecanizado. - Determinar el orden de las herramientas y los dispositivos a utilizar. - Efectuar los cálculos para determinar el recorrido de la herramienta en el mecanizado. - Diseñar el programa. Para que un control CNC pueda interpretar la información dada, ésta debe estar codificada en el lenguaje propio de la máquina, normalizado por el código ISO 1050 coincidente con la DIN Los programas son divididos en bloques de información; cada bloque contiene la información necesaria para que la máquina pueda ejecutar un paso dentro del proceso de mecanizado. Prof. Cattaneo Ma. 3

4 - Funciones de Programación: N Numeración de bloques, indica ordenamiento. G Funciones preparatorias, indican que hacer. M Funciones auxiliares, indican como hacerlo. F Velocidad de Avance. S Velocidad de Giro. T Número de Herramienta, indica con que útil se debe hacer. X,Y,Z Cotas de ejes, indican posición. Códigos Básicos más utilizados: G00 Este comando permite el posicionamiento rápido de la herramienta, por lo tanto no puede ir mecanizando. G01 Este comando permite mecanizar en línea recta a la velocidad de trabajo introducida en el programa a través de la letra F. Indicando las coordenadas del punto final la fresa realiza el movimiento para obtener el trabajo. G02 Este comando permite realizar trayectorias circulares en sentido horario, indicando el punto final y el radio. G03 Este comando permite realizar trayectorias circulares en sentido antihorario, indicando el punto final y el radio. G90 Acotación en modo Absoluto. G91 Acotación en modo Incremental. G71 Acotación en milímetros [mm]. G70 Acotación en Pulgadas. G40 Anula compensación del Radio S Velocidad de giro del Husillo en revoluciones por minuto [RPM]. F Avance de la Herramienta en milímetro por minuto [mm/min]. T Número de la Herramienta. M03 Permite el arranque del husillo en el sentido horario. M04 Permite el arranque del husillo en el sentido antihorario. M05 Detiene el Husillo. M06 Cambio de Herramienta. M08 Encender Líquido refrigerante. M09 Apagar Líquido refrigerante. M02 Indica elfin de Programa (sin retornar al inicio). M30 Indica elfin de Programa (retornando al inicio). Estructura de un Programa: Prof. Cattaneo Ma. 4

5 Encabezado de un Programa O0001 G0 G90 G71 M6 T1 M3 S1500 Nombre del Programa Defino Parámetros de Acotación Selección de la Herramienta Indica sentido y velocidad de giro del Cuerpo de un Programa G0 X100 Y50 Z5 G1 Z-2 Movimientos para el mecanizado..... Fin de un Programa G0 Z20 M5 M2 Parada del Husillo. Indica el fin del Programa. Tipos de Operaciones de Fresado: - Replanado: Es la operación que consiste básicamente en alisar una de las caras de la pieza que se mecaniza. - Escuadrado: El fresado en escuadra es una variante del planeado que consiste en dejar escalones perpendiculares en la pieza que se mecaniza. - Taladrado: El taladrado consiste básicamente en realizar una perforación en el centro de la pieza en dirección a su eje simétrico. Cabe resaltar que la operación de taladrado es tan solo una operación de desbaste, es decir, que el acabado resultante tras el paso de la broca no será acorde a la tolerancia de fabricación exigida para la pieza. - Alesado: Consiste en ensanchar un agujero a fin de dejarlo exactamente a la medida deseada. Con el alesado se obtienen superficies cilíndricas o cónicas internas, según ejes paralelos entre sí y a distancias precisas con tolerancia. - Ranurado: Operación que consiste en tallar un canal o conducto en el interior de la pieza. - Copiado: Se llama copiado a la operación de fresado que se encarga de realizar una pasada de terminación, generalmente sobre superficies complejas o de radios. Se utilizan fresas generalmente de puntas esféricas para dicha operación. Prof. Cattaneo Ma. 5

6 Cálculos utilizados en el fresado: - Velocidad de corte: Se define como velocidad de corte a la velocidad lineal de la periferia de una herramienta acoplada a una máquina herramienta. Su elección viene determinada por el material de la herramienta, el tipo de material a mecanizar y las características de la máquina. Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. La velocidad de corte se expresa en metros/minuto. La velocidad adecuada de corte depende de varios factores y en ningún caso debe superar la que aconsejan los fabricantes de las herramientas. Es el factor principal que determina la duración de la herramienta. La velocidad de corte excesiva puede dar lugar a: - Desgaste muy rápido del filo de corte de la herramienta. - Deformación plástica del filo de corte con pérdida de tolerancia del mecanizado. - Calidad del mecanizado deficiente. La velocidad de corte demasiado baja puede dar lugar a: - Mayor tiempo de entrega de los trabajos. - Efecto negativo sobre la evacuación de viruta. - Baja productividad - Coste elevado del mecanizado. Número de Revoluciones [RPM] Velocidad de Corte [m/min] RPM = Vc x 1000 Ø fresa x π Vc = Ø fresa x π x RPM Velocidad de Avance: En la industria de mecanizados por arranque de viruta se denomina avance a la velocidad de penetración que tienen las herramientas de corte en la pieza que se mecaniza. El avance se puede expresar en mm/min en el fresado y en mm/rev en el caso del torneado. El avance por minuto se obtiene de multiplicar el avance por vuelta del husillo por las revoluciones por minuto que tenga. Una velocidad elevada de avance da lugar: - Buen control de viruta. - Menor tiempo de corte. - Menor desgaste de la herramienta. - Riesgo más alto de rotura de la herramienta. - La calidad superficial del mecanizado se puede deteriorar. Una velocidad de avance baja da lugar a: - Viruta más larga. - Mejora la calidad del mecanizado.

7 - Desgaste acelerado de la herramienta. - Mayor duración del tiempo de mecanizado. - Mayor coste del mecanizado. Velocidad de Avance [mm/min] F = RPM x cant. Filos x Fz Normas de seguridad a tener en cuenta cuando se manipula la máquina herramienta: Los trabajadores deben utilizar anteojos de seguridad contra impactos, sobre todo cuando se mecanizan metales duros, frágiles o quebradizos, debido al peligro que representa para los ojos las virutas y fragmentos que pudieran salir proyectados. Manejar la máquina sin distraerse. Las virutas producidas durante el mecanizado nunca deben retirarse con la mano, ya que se pueden producir cortes y pinchazos. Las virutas secas se deben retirar con un cepillo o brocha adecuados, estando la máquina parada. Para virutas húmedas o aceitosas es mejor emplear una escobilla de goma. Se debe llevar la ropa de trabajo bien ajustada. Las mangas deben llevarse ceñidas a la muñeca. Se debe usar calzado de seguridad que proteja contra cortes y pinchazos, así como contra caídas de piezas pesadas. Es muy peligroso trabajar llevando anillos, relojes, pulseras, cadenas en el cuello, bufandas, corbatas o cualquier prenda que cuelgue. Asimismo es peligroso llevar cabellos largos y sueltos, que deben recogerse bajo gorro o prenda similar. Lo mismo la barba larga. Durante el mecanizado, se deben mantener las manos alejadas de la herramienta que gira o se mueve. Aún paradas las fresas son herramientas cortantes. Al soltar o amarrar piezas se deben tomar precauciones contra los cortes que pueden producirse en manos y brazos. Todas las operaciones de comprobación, ajuste, etc. deben realizarse con la máquina parada, especialmente las siguientes: Sujetar la pieza a trabajar. Medir o calibrar. Comprobar el acabado. Limpiar y engrasar. Ajusta protecciones o realizar reparaciones.

8 150 FRESA CNC Escuela Técnica Ntra Sra. De la Guardia Nº 8199 Guía de trabajos Prácticos: Trabajo Práctico Nº1: 1) Elaboración de croquis con iniciales de nombre y apellido en hoja cuadriculada para pieza de madera de 20 cm x 15 cm. 2) Realización del programa CN. 3) Verificar en el Simulador (Mach2). 4) Ejecutar el trabajo en la máquina (Realizaremos uno de modelo). Aclaración: Todos los trabajos presentados deben tener: - Búsqueda de puntos. - Estudio de movimientos. - Hoja de procesos (Croquis, herramienta utilizada, condiciones de corte) - Hoja de Programa CN. Ejemplo: 200

9 Y = FRESA CNC Escuela Técnica Ntra Sra. De la Guardia Nº 8199 Desarrollo del TP: Y 200 R15 P6 P8 R15 P3 P4 P10 P9 P2 P1 P11 P12 R15 P5 P7 R15 X = 70 X PUNTOS X Y

10 Programa CN: G90 G71 M3 S1500 F150 T1 G0 X70 Y55 Z20 G0 Z5 G1 Z-2 G2 X40 Y55 R15 G1 X40 Y95 G2 X70 Y95 R15 G0 Z20 G0 X80 Y40 G0 Z5 G1 Z-2 G1 X80 Y110 G1 X120 Y40 G1 X120 Y110 G0 Z20 G0 X160 Y95 G0 Z5 G1 Z-2 G3 X130 Y95 R15 G1 X130 Y55 G3 X160 Y55 R15 G0 Z100 M5 M2

11 110 FRESA CNC Escuela Técnica Ntra Sra. De la Guardia Nº 8199 Trabajo Práctico Nº2: 1) Elaboración de croquis con los puntospara realizar la siguiente pieza. 2) Realización del programa CN. 3) Verificar en el Simulador (Mach2). 4) Ejecutar el trabajo en la máquina. (Realizaremos uno de modelo)

12 FRESA CNC Escuela Técnica Ntra Sra. De la Guardia Nº ,5 8 29, R16 P2 R2 R6 R16 R10 R6 P1 R6 R Trabajo Práctico Nº3: 1) Elaboración de croquis con los puntospara realizar la siguiente pieza. Herramienta T2 Ø12 mm para realizar el taladrado. 2) Realización del programa CN. 3) Verificar en el Simulador (Mach2). 4) Ejecutar el trabajo en la máquina. (Realizaremos uno de modelo).

13 60 83 FRESA CNC Escuela Técnica Ntra Sra. De la Guardia Nº Ø12 Ø12 Ø12 Trabajo Práctico Nº 4: 1) Elaboración de croquis o plano de pieza libre con todas las medidas correspondientes. 2) Realización del programa CN. 3) Verificar en el Simulador (Mach2). 5) Ejecutar el trabajo en la máquina. Debe realizarse para aprobar la materia. Bibliografía: - Apuntes CNC de la Cátedra. - Apuntes CNC del Profesor Lombardo Carlos. - Material del Sector Metalúrgico respecto a Operador de Fresa con CNC del Ministerio de Trabajo, Empleo y Seguridad Social de la Presidencia de la Nación. - Curso Básico de Máquinas Herramientas con Control Numérico. Ing Juan Franco Terlevich -