Programación de Máquinas a Control Numérico

Programación de Máquinas a Control Numérico

Maquina a Control Numérico moderna

Interior

Estructuras Principales

Plato

Carros Longitudinal y Transversal

Torreta Portaherramientas

Portaherramientas

Flujo de Virutas

Tablero de operación y carga de programas de una máquina CNC moderna Ingreso de datos Parada de emergencia Operación Manual Botones de ciclo Seguridades Reóstato de Velocidad Reóstato de avance MPG

Capacidades de Mecanizado

Capacidades de Mecanizado

Diagramas de Potencia

Uso de caja de Velocidades Gama baja Gama alta 281

PESO?

Espacio ocupado

Cuando usar una máquina CNC? Lotes grandes? Lotes pequeños? Producciones flexibles?

Fórmulas de VC y n Vc= Π x Ø x n 1000 n= Vc x 1000 Π x Ø

Calculo de la potencia consumida N = Ejemplo: Vc = 200 m/min F= 0.5 mm/rev Ap = 5 mm Ks (N/mm 2 ) * Vc (m/min) * Ap (mm) * F (mm/rev) η * 60.000 (KW) Acero SAE 1045 => Ks = 2100 N/mm 2 η = 0.9 N = 19.4 KW

Proceso de mecanizado Antes de pensar en el programa, debemos PENSAR y DEFINIR el proceso Como si fuera un diagrama de flujo en un programa de computadora, debemos determinar: Fases Fijaciones Operaciones Seleccionar herramientas Condiciones de corte El plano de la pieza es nuestro documento principal, y el proceso debe asegurar el cumplimiento de las especificaciones solicitadas

El mejor proceso Para mecanizar una pieza NO hay una solución única El mejor proceso será aquel que: Sea estable Sea el más económico Costo total = Costo Maquina + Costo Mano de obra + Costo Herramientas + Costos Fijos

Variables que intervienen Experiencia en fabricación de piezas similares Experiencia en aplicación de herramientas similares Producto disponible Posibilidad o no de tener una buena fijación Preferencias del usuario Items que ya se usan en la planta

Sistema normalizado de Programación ISO Códigos alfanumérico de programación normalizados Idioma Universal Macro instrucciones especificas a cada control Ayudas a la programación

Estructura de programa O0001; (en otros controles, en lugar de O se usa el % ) N10..; N20.;..; ; N1050 M30; Nombre del programa, para ubicarlo en el directorio Fin de bloque, puede ser otros símbolo Fin de programa Numero de bloque El número de bloque no es necesario, pero si recomendable usarlo. El control no lo usa para ordenar el programa. Al menos hay que numerar los pasos principales.

Instrucciones necesarias para fabricar una pieza Accionar el husillo Seleccionar herramientas Definir parámetros de corte Posicionamientos Definir recorridos (pasadas, perfiles, etc) Accesorios Refrigerante Plato y/o Contrapunta Carga y descarga Subrutinas

Instrucciones definidas por Default Unidades de medida Programación en mm G71 Programación en pulgadas G70 Sistema eje X Programación en diámetro Programación en radio Sistema de coordenadas Coordenadas absolutas G90 Coordenadas relativas G91 Modo de avance G95 mm x revolución G94 mm x minuto

Grupos de instrucciones Orientadas al husillo Orientadas a los carros Orientados a la torre y/o herramientas Misceláneas Las funciones G de un mismo grupo son modales, es decir quedan activas hasta que otra del mismo grupo la reemplace.

Instrucciones orientadas la husillo M4 Cambio de Velocidad Maquinas con Caja M41 gama baja M42 gama alta Sentido de Giro M4- Sentido Horario M3 - Sentido Anti-horario Modo de Velocidad G96 Vc = cte G97 n = cte Velocidad S300 S2500 Limitador de Velocidad G50 S. M3

Bloques para accionar el husillo O..; N10...; N20 G50 S2800 M42; N30 G96 S250 M4; N. n máxima 2800 rpm Gama Alta Sentido de giro horario Vc = 250 m/min Modo Vc = cte

Sistema Coordenado de referencia + X Opciones de Cero pieza + X Cada control tiene distintos modos de definir el cero pieza, desplazandolo desde el cero máquina. El Fanuc con el parámetro workshift, o con los offset de las herramientas, el Siemens con el G59 Z. 0 0 + Z Cero pieza Cero pieza

Sistema Coordenado de referencia En general, la dirección del eje X depende de donde está colocada la torreta portaherramientas. En caso de que la máquina tenga dos torretas, una adelante y una atrás, hay que tener mucho cuidado porque de acuerdo donde trabaje hay que colocar el signo correcto a las coordenadas X. Normalmente, las máquinas tienen en su parte exterior una placa indicando la dirección de los ejes 0 0 + Z + X + X

Punto P de la herramienta + X. P 0 Por ahora, manejaremos un punto P teórico, como si fuera la punta de un lápiz + Z

Posicionamiento rápido G0 (G00) No importa la trayectoria (de hecho, en la mayoría de los controles no la puedo manejar o definir) Tampoco se controla la velocidad, que es la máxima en cada eje + X La dirección de está línea depende de la composición de las velocidades en rápido de cada eje (tornillo + motor). P 0. P 0. P 1 0 + Z

Posicionamiento rápido G0 (G00) N n G0 X x 1 Z z 1 ;. P 0 + X. P 1 0 + Z

Interpolaciones Se define y controla la trayectoria Se define y controla la velocidad de avance F (mm/rev o mm/min) Interpolación lineal G01 Interpolación circular Horaria G02 Anti horaria G03

Interpolación Lineal G1 (G01) La trayectoria es lo MAS importante. P 0 + X. P 0. P 1 0 + Z

Interpolación Lineal G1 (G01) N n G1 X x 1 Z z 1 F f ;. P 0 + X. P 1 0 + Z

Interpolación Circular horaria G2 (G02). P 0 + X r. P 1 0 + Z

Interpolación Circular horaria G2 (G02) N n G2 X x 1 Z z 1 R r F f ;. P 0 + X r. P 1 0 + Z

Interpolación Circular antihoraria G3 (G03). P 0 + X. P 1 r 0 + Z

Interpolación Circular antihoraria G3 (G03) N n G3 X x 1 Z z 1 R r F f ;. P 0 + X. P 1 r 0 + Z

Definición del circulo a mecanizar N n G3 X x 1 Z z 1 I i c K k c F f ; r I K c C. P 0 I c (radial) K + X r Arco a realizar por default. P 1 I y K son las coordenadas del centro del círculo respecto al punto de partida (con su signo) 0 + Z

Coordenadas relativas + X ; U Se usan para indicarle al control movimientos relativos desde la ubicación actual. En la norma ISO se definen los códigos G y G para usar absolutas o relativas respectivamente. En el control Fanuc se usan las coordenadas asociadas U y W 0 + Z ; W

Coordenadas relativas + X ; U G01 X 40 Z 5 F0.1 105 ó G01 U -65 W -75 F0.1 40 En diámetro 0 5 80 + Z ; W Se pueden usar en cualquiera de las instrucciones G mencionadas

Ejemplo O0001; N10 G0 X275 Z500 T0 G40; N20 G50 S1800 M42; +x N30 G96 S200 M4; N40 G0 X0 Z0 M8; N50 G1 X16 F0.15; N60 X20 Z-2 F0.1; N70 Z-40 F0.2; N80 X40 Z-60; Ø90 Ø70 2 X 45 N90 Z-76; N100 G2 X48 Z-80 R4 F0.1; N110 G1 X58 F0.2; Ø40 0 Ø20 N120 G3 X70 Z-86 R6 F0.1; N130 G1 Z-95 F0.2; +z N140 X95; N150 G0 X275 Z500 T0 G40; N160 M30;

Ejemplo O0001; N10 G0 X275 Z500 T0 G40; N20 G50 S1800 M42; +x N30 G96 S200 M4; N40 G0 X0 Z0 M8; N50 G1 U16 F0.15; N60 U4 W-2 F0.1; N70 W-38 F0.2; N80 U20 Z-20; Ø90 Ø70 2 X 45 N90 W-16 N100 G2 U8 Z-4 R4 F0.1; N110 G1 U10 F0.2; Ø40 0 Ø20 N120 G3 U12 W-6 R6 F0.1; N130 G1 W-9 F0.2; +z N140 U25; N150 G0 X275 Z500 T0 G40; N160 M30;

Acotación Correcta +x 0 +z

Punto P de la herramienta + X 0 CRASH!! + Z

Punto P de la herramienta + X 0 + Z

Ejemplo + X 0 + Z

Selección de Herramientas M17 Posición Fisica de la Torreta Giro por el camino más corto T0303 M16 M18 Número de corrector de la herramienta (Offset)

Selección de Herramientas T0303 M16 Número de corrector de la herramienta (Offset)... Punto que maneja la máquina (cero torre)

Correctores de Herramienta (Offsets) X Z. T01 T02 T03 T04 T05 T06 T07 T08 X Z R T

Roscado G32 Coordinación electrónica entre el husillo y los ejes Encoder de husillo Velocidad de giro constante Sentido de giro, avance y mano del portaherramientas Cantidad de pasadas y escalonamiento

G32 N n G32 X x 1 Z z 1 F f ; IMPORTANTE: USAR G97 + X Rosca de paso f P 1 P 0 0 + Z

Proceso de Roscado Retorno G0 G0 G0 Nueva profundidad de corte P P 0 1 G32 Salida de la pieza Cantidad de pasadas según el paso y recomendación del fabricante de la herramienta

Tipos de herramientas Perfil Completo Perfil Parcial

Sentido de giro, dirección de avance y mano del portaherramientas

Caso más general SENTIDO DE GIRO ANTI-HORARIO M3!!!! Porta herramienta derecho, invertido!!

Sistemas de penetración

Escalonamiento de pasadas

Punto P de la herramienta + X. P P 0 + Z

Determinación de los correctores (offsets) de la herramienta + X. P. P 0 + Z El punto que queda determinado es el punto P, intersección de cada tangente en los sentidos paralelos a los ejes

Punto P de la herramienta + X. P R + Z 0 R es el radio de la punta de la herramienta. Tiene valores normalizados: 0.2, 0.4, 0.8, 1.2, 1.6, etc Su elección depende del tipo de operación a efectuar Nosotros usaremos 0.8

Error de mecanizado por el radio de la herramienta. P R Mecanizado real Mecanizado programado Este error va a aparecer siempre que mecanicemos planos inclinados o círculos. Necesitamos corregir la trayectoria programada, para que el mecanizado real concuerde con lo requerido.

Cálculo de la compensación del radio de la herramienta La corrección depende del radio de la herramienta y del ángulo del plano inclinado Z X P. Nomenclatura : Verde = Pieza Negro = Herramienta Rojo = Trayectoria programada

Cálculo de la compensación del radio de la herramienta. Z Z P X P Z

Cuidado!! ERROR!!!! P.

Cálculo de la compensación del radio de la herramienta Z = R r R. r Rp = r - R Rp = r + R X=2 * R X=2 * R R P Z = R

Ciclos Fijos Ayudas de programación Específicos para cada control Rígidos Rápidos para programar pero lentos para mecanizar

Ciclo de desbaste longitudinal G71 N n 0-1 G0 X x 0 Z z 0 + X N n 0 G71 U u d R e; N n 0+1 G71 P n i Q n f U u t W w t F f d ; N n i X 0 ; Z 0 w t... Descripción del perfil u t N n f e u d 0 + Z IMPORTANTE X 0 y Z 0 DEBEN estar afuera de la pieza!!!

Ejemplo G71 + X 0 + Z

Ejemplo G71 + X 0 Desde aquí se llama al G71 + Z

Error de mecanizado por el radio de la herramienta. P R Mecanizado real Mecanizado programado Este error va a aparecer siempre que mecanicemos planos inclinados o círculos. Necesitamos corregir la trayectoria programada, para que el mecanizado real concuerde con lo requerido.

Dirección del avance Compensación automática del radio de la herramienta. P R Material a la izquierda de la herramienta en la dirección del avance: compensación (a derecha) G42

Dirección del avance Compensación automática del radio de la herramienta. P R Material a la izquierda de la herramienta en la dirección del avance: compensación (a derecha) G42 Se coloca en el bloque anterior al que se necesita compensar G0 X Z G42; G1 X Z F ;

Compensación automática del radio de la herramienta. P R Dirección del avance Material a la derecha de la herramienta en la dirección del avance: compensación (a izquierda) G41

Facilidades de programación Calculan automáticamente puntos de intersecciones y empalmes de difícil cálculo 2 G1 X 60 C-2 F.15; G1 Z-11; ø60

Compensación automática del radio de la herramienta Correctores de Herramienta (Offsets) Radio de la herramienta Indicador de dirección X Z. T01 T02 T03 T04 T05 T06 T07 T08 X Z R T

Compensación automática del radio de la herramienta Indicador de dirección T T=1 T=1 T=1 T=1. P R T=1 T=1 T=1 T=1 T=1 T=1. P T=1 R

Facilidades de programación G1 X 60 R-3 F.15; G1 Z-11; R=3 ø60

Facilidades de programación A=150 Ø50 P1 Z G1 X50 A 150;

Facilidades de programación Z=75 A=150 P1 Z G1 Z-75 A 150;

Facilidades de programación A=150 P1 Z

Facilidades de programación Z=75 A=160 A=135 Ø50 P1 Z G1 A 135; X60 Z-75 A160

Facilidades de programación Z=75 A=160 A=135 Ø50 4 P1 Z G1 A 135 C4; X60 Z-75 A160

Facilidades de programación Z=75 A=160 A=135 Ø50 R5 P1 Z G1 A 135 R5; X60 Z-75 A160

Facilidades de programación Z=75 Ø50 R ó C R5 A=160 A=135 P1 Z G1 A 135 R5; X60 Z-75 A160 R r (ó C c)