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es un recorrido por todas las máquinas herramientas con control numérico computarizado -CNC- que trabajan por arranque de viruta
Tipo: Ejercicios
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¡No te pierdas las partes importantes!
flexibles, donde trabajan maquinas CNC y robots. En estos momentos, son el máximo grado de automatización industrial.
2. Centro de Mecanizado. 2.1 Ejes de movimiento. En el laboratorio trabajaremos sobre un centro de mecanizado de tres ejes Hartford (similar al de la foto). El mismo posee una mesa de trabajo de 800 mm que permite colocar piezas de ese largo y con un peso máximo de 300 kg. El Centro se desplaza en los ejes X, Y y Z, y tienen la posibilidad de agregar un eje mas (A) que se montaría (como se ve en la foto nuevamente) sobre el eje X. Si quisiéramos
una maquina de 5 ejes, deberíamos tener una maquina en donde bascule el husillo o la mesa de trabajo. En el gráfico que colocamos a continuación se ve claramente. Todos estos movimientos son dirigidos por un Control Numérico Computarizado marca FANUC. Mas adelante, desarrollaremos el código o lenguaje de programación con el cual trabajan todos los controles numéricos. 2.2 Transmisión de los movimientos en los Ejes. Las máquinas convencionales tenían transmisiones de sus movimientos en forma mecánica. Dos eran los métodos más usados: tornillo y tuerca y piñón-cremallera. Con el tiempo y el uso, estas transmisiones tomaban juego o huelgo; por lo que estas maquinas iban perdiendo precisión en sus desplazamientos.
2.3 Generación del Movimiento. En las máquinas convencionales se utilizan motores eléctricos. En las primeras máquinas CNC se utilizaban motores paso a paso. En las CNC actuales, utilizamos servomotores. Los mismos funcionan con corriente alterna y frecuencia variable; permitiendo una gran variación en las velocidades, por lo que sus desplazamientos son muy rápidos en las traslaciones, y sus velocidades de 8.000 RPM en el husillo que hace girar la herramienta de corte (en nuestro CNC). 2.4 Detectores de posición: ENCODERS. Los servomotores mueven a los tornillos a bolas con la indicación del Control Numérico. Ahora bien, necesitan desplazarse a una posición de X, Y o Z determinada. Esta posición la entregan los encoders. Estos instrumentos le proporcionan al control, a través de pulsos electrónicos, coordenadas en los cuales se encuentra la mesa de trabajo (ejes X, Y) o el husillo ( eje Z). Pueden trabajar con coordenadas absolutas – referenciadas a posiciones- o incrementales – referenciadas a movimientos-.
3. Husillo, Conos Porta-herramientas y Calesita de herramientas. El husillo es un elemento vital en las maquinas CNC y en cualquier máquina herramienta convencional. Él hace girar a la herramienta de trabajo en los centros de mecanizado y a la pieza de trabajo en los tornos CNC. Husillo con mangueras de refrigeración. Los conos porta-herramientas son elementos fabricados con una gran precisión. Todos son iguales, pues son el sistema de sujeción de las herramientas. Estos conos entran en el husillo y también en la calesita porta-herramientas. Se utilizan para setear las herramientas, es decir, indicarle al control una altura determinada de la herramienta para luego calcular su posición.
Por ultimo, este cono conteniendo a la herramienta de trabajo, se introduce en la calesita. En nuestro CNC tenemos 24 posiciones para colocar herramientas. Por supuesto que utilizaremos una por mecanizado; lo que queremos decir es que podemos preparar muchas herramientas para el trabajo que vayamos a realizar. Un brazo con movimientos mecánicos, como vemos en la imagen, será el encargado de depositar en el husillo y en la calesita las herramientas.
En la figura observamos los ejes de movimiento del torno. Se diferencia, claramente, en la velocidad de sus movimientos que le aportan las transmisiones antes descriptas; y en la capacidad del porta-herramientas. En nuestro caso, el torno puede cargar 6 herramientas de corte en la torreta. Tiene un contra-punto para tornear piezas entre puntas. Permite mecanizar piezas de 1500 mm y 350 mm de diámetro. Es una máquina muy robusta y que se puede utilizar en cualquier proceso productivo. Lo mismo se diga del Centro de mecanizado.
Las piezas, en su generalidad cilíndricas aunque puede tomar piezas irregulares, se toman en el PLATO DE AGARRE. Este puede ser de tres mordazas autocentrante o de cuatro mordazas. En la imagen vemos uno igual al que tenemos en el laboratorio:
La geometría y los diseños de las herramientas son “infinitos”. Los proveedores de estos elementos tienen una inversión inmensa en tecnología e ingeniería. También pueden recomendar el tipo de sujeción de la pieza de trabajo.
6. Utilajes en Centros de Mecanizado. Por último, y para realizar cualquier tipo de mecanizado en los centros de mecanizado; necesitamos utilajes. Definimos de esta manera a cualquier elemento de sujeción que me permita mecanizar una pieza. Pueden ser de los más sencillos como por ejemplo un chaponete o una morsa, hasta utilajes o dispositivos complejos para fabricaciones en serie. Pueden ser hidráulicos, neumáticos o mecánicos. Y, generalmente, son fabricados por los mismos proveedores de herramientas de corte y en consonancia con aquellas. En la primera imagen observamos uno fabricado a pedido; y en la segunda, una pieza tomada con utilajes convencionales.
G00 Posicionamiento rápido G01 Interpolación lineal G02 Interpolación Circular horaria G03 Interpolación Circular anti-horaria G40 Anulación de compensación de Radio G41 Compensación de radio a izquierda G42 Compensación de radio a derecha G43 Compensación de longitud de la herramienta G66 Ciclo fijo de seguimiento de perfil G68 Ciclo fijo de desbaste según el eje X G69 Ciclo fijo de desbaste según el eje Z G70 Programación en pulgadas G71 Programación en milímetros G90 Programación en coordenadas absolutas G91 Programación en coordenadas relativas G94 Velocidad de avance F en mm/min G95 Velocidad de avance F en mm/rev G96 Velocidad de corte S constante G97 Velocidad de corte S en rev/min Las funciones M , auxiliares, mas utilizadas son las siguientes: M00 Parada de programa. M02 Final de programa M03 arranque husillo en sentido horario. M04 Arranque husillo en sentido anti-horario. M05 Parada de husillo. M06 Cambio automático de herramienta. M08 accionamiento del refrigerante. M09 parada del refrigerante. M30 parada de programa con vuelta al principio.
En la programación debemos indicar velocidades de giro del husillo con la letra S en revoluciones por minuto y velocidades de desplazamiento F en mm/min. Cabe decir que el control permite sobrescribir para S y F mientras la máquina esta funcionando en diferentes porcentajes. Con ello, se pueden hacer ajustes en el programa. Cuando indicamos M03 S1500, queremos decir que el husillo se encienda en sentido horario a 1500 revoluciones por minuto. Cuando indicamos que la maquina se mueva en alguna posición de los ejes con F 200 mm/min; queremos decir que se desplace a ese punto con esa velocidad. Por último debemos indicar con la letra T 01 , T 05 , etc.; la herramienta que será colocada en el husillo para trabajar. M T, quiere decir, cambio automático de la herramienta. En el Centro de mecanizado, podemos disponer de 24 herramientas y 6 en el torno como ya hemos dicho.
