manual sistemas cam cnc 2010

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MMAANNUUAALL DDEE

PPRRÁÁCCTTIICCAASS

SISTEMAS CAM Y CNC

INGENIERÍA MECATRÓNICA

2

Universidad Politécnica de Zacatecas

Ingeniería Mecatrónica

´´Manual de Prácticas de Sistemas CAM y CNC´´

Asesor: M.I. Arquímedes Ortiz Rivera.

Elaboro: M.I. Arquímedes Ortiz Rivera

Fresnillo, Zac. 30 de Enero del 2010.

3

Manual de Prácticas de

Sistemas CAM y CNC.

4

INDICE.

1. Introducción 5

2. Notas sobre seguridad y funcionamiento 7

3. Procedimiento para encendido del Torno Control Numérico Guss and Roch ATM-20S 8

4. Procedimiento para apagado del Torno de Control Numérico Guss and Roch ATM-20S 9

5. Practicas 10

6. Principales Componentes de una MH de CN. 22

7. Nomenclatura de los Insertos Intercambiables a la Norma ISO 1832 – 1991 30

8. Comandos “G” empleados en el Torno de Control Numérico ATM 20-S 33

9. Nomenclatura de los Comandos “M” empleados en el Torno de Control Numérico 37

10. Descripción del equipo. 39

11. Bibliografía 42

5

1. INTRODUCCIÓN.

Esta guía de programación manual en torno de control numérico tiene como objeto servir de manual

de referencia y consulta para la realización de las prácticas correspondientes a la asignatura de

Sistemas CAM y CNC. Por ello, los contenidos que se aportan en este documento corresponden a un

nivel básico de conocimientos sobre programación Control Numérico.

La máquina herramienta ha jugado un papel fundamental en el desarrollo tecnológico del mundo hasta

el punto que no es una exageración decir que la tasa del desarrollo de maquinas-herramientas

gobierna directamente la tasa del desarrollo industrial de un país.

Una máquina herramienta de control numérico básicamente es una máquina herramienta

convencional, sin embargo existen diferencias específicas. La principal diferencia consiste en que en la

MH manual, para fabricar una pieza el operador debe manipular los carros o mesas de trabajo, con

ayuda de volantes hasta conseguir la forma deseada, por tanto depende del operador, controlar la

velocidad de corte, revoluciones por minuto de la pieza o herramienta, refrigeración, velocidad de

avance, el acabado superficial, etc. Mientras que en las MH de CN, todos los carros de los ejes están

provistos de motores (servomotores), para realizar los movimientos que sean necesarios para fabricar

una pieza.

Las principales ventajas de emplear las maquinas MH de CN, son:

- Mejora de la precisión, así como un aumento en la calidad de los productos.

- Una mejor uniformidad en la producción.

- Posibilidad de utilización de varias máquinas simultáneamente por un solo operario.

- Mecanización de productos de geometría complicada.

- Reducción de la fatiga del operario.

- Aumento de los niveles de seguridad en el puesto de trabajo.

Las desventajas de implantar una MHCN en la fabricación de un producto, son:

- Elevado costo de los accesorios y maquinaria.

- Necesidad de cálculos, programación y preparación de forma correcta para un eficiente

funcionamiento.

- Costos de mantenimiento más elevados, ya que el sistema de control y mantenimiento de los

mismos es más complicado, lo que genera la necesidad de personal de servicio y

mantenimiento con altos niveles de preparación.

- Necesidad de mantener grandes volúmenes de pedidos para una mejor amortización del

sistema

- Posibilidad de simulación de los procesos de corte antes de la mecanización definitiva lo que

ahorra en piezas defectuosas.

6

Los principales componentes de una MHCN, son:

Ejes de desplazamiento y ejes de rotación

Transmisiones

Dispositivos de control de posición y desplazamientos.

Husillo principal o cabezal.

Sistemas para la sujeción de piezas.

Cambiadores de herramientas.

Para la realización de las prácticas están diseñadas para trabajar con el siguiente equipo:

- Torno de Control Numérico Guss & Roch Modelo ATM-20S, de 5 ejes con herramientas vivas

- Kit de herramientas

- Numerar los insertos, boquillas, cortadores

- Software de simulación de trayectoria de la herramienta para el Torno de Control Numéricos

7

2. ANTES DE REALIZAR CUALQUIER PRACTICA TOMAR EN CUENTA LAS SIGUIENTES

RECOMENDACIONES.

NOTAS SOBRE SEGURIDAD Y FUNCIONAMIENTO EN LA REALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS DE LA

ASIGNATURA DE SISTEMAS CAM Y CNC.

En atención a su propia seguridad, debería de tomarse en cuenta lo siguiente:

- Uso responsable del área de trabajo así como de las herramientas e implementos del torno de control

numérico Guss & Roch ATM-20S

- Durante la operación del torno de control numérico es necesario que cada alumno utilice el siguiente

equipo de seguridad obligatorio. Lentes de seguridad, bata y zapato de trabajo.

- Para encender el torno es necesario verificar las condiciones iniciales, indicadas en el procedimiento de

encendido del torno Guss & Roch ATM-20S

- Considerar los parámetros de corte en base al material a maquinar.

- Compilar y revisar el programa de control numérico para la fabricación de la pieza.

- Verificar que el número de la herramienta a utilizar corresponda con la numeración indicada dentro del

programa de control numérico.

- En caso de realizar un cambio de herramientas o de boquilla, realizarlo con la herramienta adecuada,

antes de encender la maquina.

- Durante el maquinado estar atento a la trayectoria de la herramienta en operación con el fin de evitar

un choque con la pieza o con algún componente de la maquina.

- Nunca introducir ninguna parte del cuerpo (mano, cabeza, etc.) o ningún objeto (celulares, brochas,

piezas, etc.) a la zona de trabajo del torno, mientras realice alguna operación de maquinado.

- Nunca cerrar la boquilla de sujeción cuando no exista pieza a maquinar.

- En caso de utilizar los dispositivos neumáticos del torno (Freno neumático, Cachador de piezas),

verificar que exista presión de aire en el manómetro correspondiente. La presión de trabajo máxima

debe ser de p= 6 bar (600 kPa)

- Una vez terminada la practica limpiar la zona de trabajo, retirar la rebaba y depositarla en el

contenedor correspondiente.

- Apagar el torno de acuerdo al procedimiento de apagado.

8

3. PROCEDIMIENTO DE ENCEDIDO DEL TORNO DE CONTROL NUMÉRICO ATM-20S

- Antes de encender el torno es necesario verificar que las siguientes condiciones:

Interruptor principal desconectado.

Interruptor de encendido/apagado, debe estar en la posición de apagado (OFF).

Paro de emergencia activado.

Verificar los niveles de aceite de lubricación de los ejes, de refrigerante sea adecuados, en caso de

que sea necesario añadir algunos de estos líquidos, consultarlo con el encargado del Laboratorio o

con el Maestro de la asignatura.

Se recomienda instalar todas las herramientas a emplear durante el maquinado de una pieza, antes

de encender la maquina.

- Cada vez que se encienda el torno de control numérico es necesario llevar a cabo los siguientes pasos

en el orden indicado:

1. Accionar interruptor principal ubicado en la parte posterior del torno.

2. Interruptor de encendido/apagado, debe estar en la posición de apagado (ON).

3. Presionar el botón de encendido, esperar un tiempo para que se inicialice completamente el

software de simulación del torno.

4. Quitar paro de emergencia.

5. Oprimir el botón de Ready ubicado a un costado de la maquina

6. En ese momento se activan la alarma, indicando en la pantalla del torno que los ejes de la maquina

están fuera de su posición de Inicio (Home)

7. Para eliminar esta alarma es necesario mover los 5 ejes de la maquina (X, Y, Z, X1, Z1) en sentido

negativo, para lo cual la perilla de modo de movimiento debe estar en la posición de movimiento

continuo.

8. Mover la perilla del movimiento debe estar en la posición de Home, mandar a la posición de casa

(Home) cada uno de los ejes en el siguiente orden, con el fin de evitar algún choque entre los ejes:

1º Oprimir el botón del eje X +

2º Oprimir el botón del eje Y +

3º Oprimir el botón del eje Z1 +

4º Oprimir el botón del eje X1 +

5º Oprimir el botón del eje Z +

Por último ubicar al eje C en su posición de orientación en 0º, oprimiendo el botón

correspondiente a ese eje.

Al momento de que cada alcanza su posición de inicio (Home), en la pantalla de visualización va

desapareciendo la alarma correspondiente a cada eje.

9. Cuando todos los ejes están en su posición de inicio, no existe ninguna alarma, el torno está listo

para utilizarse

9

4. PROCEDIMIENTO DE APAGADO DEL TORNO DE CONTROL NUMÉRICO ATM-20S

- Cada vez que se apague el torno de control numérico es necesario llevar a cabo los siguientes pasos en

el orden indicado:

1. Retirar los ejes de trabajo a una posición alejada del husillo principal

2. Accionar el paro de emergencia del torno de control numérico

3. Presionar el botón de apagado y esperar un tiempo para que se apague la pantalla de visualización.

4. Girar el interruptor de encendido/apagado, a la posición de apagado (OFF).

5. Desactivar el interruptor principal ubicado en la parte posterior del torno.

6. En caso de utilizar los dispositivos neumáticos del torno (Freno neumático, Cachador de piezas),

apagar el compresor.

7. Una vez terminada la practica limpiar la zona de trabajo, retirar la rebaba y depositarla en el

contenedor correspondiente.

- Condiciones finales después de utilizar el torno de control numérico ATM-20S.

Interruptor principal desconectado.

Interruptor de encendido/apagado, debe estar en la posición de apagado (OFF).

Paro de emergencia activado.

Verificar los niveles de aceite de lubricación de los ejes, de refrigerante sea adecuados, en caso de

que sea necesario añadir algunos de estos líquidos, avisar al encargado del Laboratorio y/o al

Maestro de la asignatura.

10

Fecha:

Nombre de la

asignatura:

Sistemas CAM y CNC

Nombre: Elaboración de un Programa de Control Numérico y Simulación de

Trayectorias de las herramientas de corte

Número : 1 Duración (horas) : 2

Resultado de

aprendizaje:

Comprender los conceptos fundamentales del Control Numérico,

mediante la generación, compilación y simulación de un programa de

control numérico, necesario para la fabricación de una pieza.

Justificación

El alumno pone en práctica los conocimientos adquiridos en la

asignatura, sistemas CAM y CNC

Sector o subsector para el desarrollo de la práctica:

Centro de Computo

Actividades a desarrollar:

- Selecciona y enumerar las herramientas necesarias

- Determinar la velocidad de corte y avance necesario de acuerdo al material especificado en el

plano de fabricación.

- Definir las secuencia de las operaciones a programar.

- Aplicando los comandos básicos, realizar un programa de control numérico de acuerdo a la forma y

dimensiones del plano de fabricación de una pieza definida.

- Simular las trayectorias de las herramientas de corte.

- Identificar y corregir los errores que se presenten durante la simulación.

Evidencia a generar en el desarrollo de la práctica:

ED: Simulación y compilación del programa de control numérico

EP: Reporte de práctica de acuerdo al formato establecido

DESARROLLO DE PRACTICA

11

Descripción:

- En base a la dimensiones establecidas en un plano de fabricación de una pieza, realizar un

programa de control numérico y simular las trayectorias de las herramientas de corte empleando

el simulador del torno de control numérico Guss & Roch ATM-20S, que definen el camino a seguir

de las herramientas dentro de la máquina.

Secuencia:

1. Lectura del plano de fabricación

2. Definir las herramientas a utilizar

3. Determinar la velocidad de corte y avance de la herramienta.

4. Definir la secuencia de la operaciones a programar

5. Realizar el programa de control numérico

6. Simular las trayectorias de las herramientas de corte.

Material necesario:

- Plano de fabricación de un elemento mecánico

- Software de simulación del torno de control numérico Guss & Roch ATM-20S

- Computadora con sistema operático Windows XP o anterior

Esquema:

Conclusiones:

12

DESARROLLO DE PRÁCTICA

Fecha:

Nombre de la

asignatura:

Sistemas CAM y CNC

Nombre: Medición de Herramientas de corte

Número : 2 Duración (horas) : 2 por Equipo

Resultado de

aprendizaje:

El alumno realizará la medición de las diferentes

herramientas necesarias para el maquinado de una pieza

Justificación

El alumno pone en práctica los conocimientos adquiridos en la asignatura, sistemas CAM y CNC


Laboratorio de Electromecánica.


- Encender el torno de control numérico Guss & Roch

- Identificar los componentes principales del torno de control numérico

- Familiarizare con el modo de operación torno

- Realizar la medición de las herramientas a utilizar durante una operación de maquinado.




13

Descripción:

Identificar e instalar las herramientas necesarias para realizar un proceso de maquinado en el

torno de control numérico. Realizar la secuencia de encendido del el torno de control numérico,

establecer las condiciones de inicio moviendo los ejes X, Y, Z, X1, Z1, a la posición de inicio

(Home), posteriormente mover los ejes necesarios, en los diferentes modos de operación, para

obtener la medición de cada una de las herramientas con respecto a la coordenada cero de una

pieza a maquinar

Secuencia:

1. Identificar y colocar en el torno de control numérico las herramientas a utilizar

2.Energizar el torno de control numérico

3. Encender el torno de control numérico

4. Identificar los componentes del torno.

5. Establece la posición de inicio (Home) de los ejes X, Y, Z, X1, Z1,

6. Realizar la medición de la herramientas

Material necesario:

- Lentes de seguridad, Bata y Zapato de trabajo

- Torno de control numérico Guss & Roch ATM-20S

- Herramientas de torneado y fresado

- Herramienta en general para instalación herramientas

- Barra solida de aluminio, latón o acero de ½ plg. de diámetro.

Panel de

control del

torno

Zona de

trabajo del

torno

Base del

torno

Indicadores de

la presión de

aire, hidráulica,

voltaje,

corriente

Nivel de

refrigerante

14

Esquema:

Subir el

interruptor

principal para

energizar al

torno de control

numérico

Perilla para encendido y

apagado del torno de control

numérico, ubicada atrás del

torno.

Paro de Emergencia

Botón para encender el

control del torno

Botón para apagar el

control del torno

Botón para reiniciar y terminar la

ejecución de un programa de control

numérico.

15

Conclusiones:

16

Fecha:

Nombre de la

asignatura:

Sistemas CAM y CNC

Nombre: Maquinado de una pieza


Resultado de

aprendizaje:

El alumno realizará el maquinado de una pieza en un torno de control numérico, de acuerdo a especificaciones de un plano de

fabricación.

Justificación

El alumno pone en práctica los conocimientos adquiridos en la

asignatura, sistemas CAM y CNC


Laboratorio de Electro – Mecánica


- Determinar la velocidad de corte y avance necesario de acuerdo al material especificado en el

plano de fabricación.

- Definir las secuencia de las operaciones a programar.

- Realizar un programa de control numérico

- Simular las trayectorias de las herramientas de corte.

- Identificar y corregir los errores que se presenten durante la simulación.

- Puesta en marcha del torno de control numérico Guss & Roch

- Transferir el programa de control numérico de la computadora al Torno

- Realizar la medición de las herramientas a utilizar durante una operación de maquinado.

- Maquinar la pieza

- Comparar la pieza terminada vs las dimensiones establecidas en el plano.


ED: Fabricación de una pieza de acuerdo a dimensiones establecidas.



17

Descripción:

En base a las dimensiones establecidas en un plano de fabricación, realizar un programa de control

numérico, simular las trayectorias de las herramientas de corte y maquinar una pieza empleando el

torno de control numérico Guss & Roch ATM-20S

Secuencia:

1. Lectura del plano de fabricación

2. Definir las herramientas a utilizar, determinar la velocidad de corte y avance de cada herramienta.

3. Definir la secuencia de la operaciones a programar

4. Realizar el programa de control numérico

5. Puesta en marcha del torno de control numérico Guss & Roch

6. Compilar y corregir los errores de programación en el control de la maquina

7. Maquinado de la pieza

8. Medición de la pieza terminada

9. Limpieza del área de trabajo de torno de control numérico Guss & Roch

Material necesario:




- Lentes de seguridad, Bata y Zapato de trabajo

- Torno de control numérico Guss & Roch ATM-20S

- Herramientas de torneado y fresado

- Herramienta en general para instalación herramientas y pieza a maquinar.

- Barra solida de aluminio, latón o acero.

Esquema:

Conclusiones:

18

Fecha:

Nombre de la

asignatura:

Sistemas CAM y CNC

Nombre: Simulación de maquinado en un software de CAM (Torneado)


Resultado de

aprendizaje:

El alumno identifica los pasos a seguir para simular las trayectorias de las

herramientas de corte y generar el código de control numérico, en

operaciones de Torneado mediante un software de CAM.

Justificación


Centro de Cómputo Actividades a desarrollar:

- Realizar un dibujo en 3 dimensiones en base a un plano de fabricación.

- Realizar la interface CAD-CAM, para definir la geometría de la pieza a maquinar.

- Determinar la velocidad de corte y avance necesario para tornear una pieza de acuerdo al

material especificado.

- Seleccionar las herramientas necesarias para el torneado de una pieza empleando las

base de datos del software de CAM (Edge CAM ®).

- Definir las secuencia de las operaciones a simular

- Simular las trayectorias de las herramientas de corte en el software de CAM (Edge CAM ®)

- Generar el código de control numérico en el software de CAM (Edge CAM ®)


ED: Simulación de las trayectorias de las herramientas de corte,

generación del código de control numérico.


Descripción:

- Se realiza una simulación de las herramientas de corte, en operaciones de torneado y la

generación del código de control numérico en un software de CAM (Edge CAM ®), en base a

un dibujo realizado en un software de CAD


19

Secuencia:

1. Elaboración de la pieza en un software de CAD

2. Realiza la interface entre los software CAD-CAM

3. Se define el material en bruto y la geometría a seguir por las herramientas.

4. Se define las características de la maquina donde se realiza la simulación.

5. Determinar la velocidad de corte y avance necesario, para tornear una pieza acuerdo al material

especificado.

6. Seleccionar las herramientas de torneado necesarias para el maquinado de la pieza empleando

las base de datos del software de CAM (Edge CAM ®).

7. Realiza la simulación de la trayectoria de la herramienta de corte en un software de CAM (Edge

CAM ®).

8. Generación del código de control numérico en el software de CAM (Edge CAM ®).

9. Compilación del código en el software de control del Torno Guss & Roch ATM-20S

Material necesario:


- Software de dibujo en 3 D, Solid Works®

- Software de CAM Edge CAM® , modulo de torneado.



Esquema:

Unidades están en mm

Conclusiones:

20

Fecha:

Nombre de la

asignatura:

Sistemas CAM y CNC

Nombre: Simulación de maquinado en un software de CAM (Fresado)

Número : 5 Duración (horas) 4

Resultado de

aprendizaje:

El alumno identifica los pasos a seguir para generar las trayectorias

de las herramientas de corte y el código de control numérico en operaciones de Fresado mediante un software de CAM

Justificación


Centro de Cómputo. Actividades a desarrollar:

- Realizar un dibujo en 3 dimensiones en base a un plano de fabricación.

- Realizar la interface CAD-CAM, para definir la geometría de la pieza a maquinar.

- Determinar la velocidad de corte y avance necesario para fresar una pieza, de acuerdo al material

especificado.

- Seleccionar las herramientas necesarias para el fresado de una pieza empleando las base de

datos del software de CAM (Edge CAM ®).

- Definir las secuencia de las operaciones a simular

- Simular las trayectorias de las herramientas de corte en el software de CAM (Edge CAM ®)

- Generar el código de control numérico en el software de CAM (Edge CAM ®)


ED: Simulación de las trayectorias de las herramientas de corte,

generación del código de control numérico.



21

Descripción:

- Se realiza una simulación de las herramientas de corte, en operaciones de fresado y la

generación del código de control numérico en un software de CAM (Edge CAM ®), en base a un

dibujo realizado en un software de CAD.

Secuencia:

1. Elaboración de la pieza en un software de CAD

2. Realiza la interface entre los software CAD-CAM

3. Se define el material en bruto y la geometría a seguir por las herramientas.

4. Se define las características de la maquina donde se realiza la simulación.

5. Determinar la velocidad de corte y avance necesario, para fresar una pieza acuerdo al material

especificado.

6. Seleccionar las herramientas de fresado necesarias para el maquinado de la pieza empleando las

base de datos del software de CAM (Edge CAM ®).

7. Realiza la simulación de la trayectoria de la herramienta de corte en un software de CAM (Edge

CAM ®).

8. Generación del código de control numérico en el software de CAM (Edge CAM ®).

Material necesario:


- Software de CAD en 3 D, Solid Works®

- Software de CAM Edge CAM®, modulo de fresado.



Esquema:

Unidades están en plg.

Conclusiones:

22

6. Principales Componentes de una MH- de Control Numérico.

Los principales componentes de una MHCN, son:

Ejes de desplazamiento y ejes de rotación

Transmisiones

Dispositivos de control de posición y desplazamientos.

Husillo principal o cabezal.

Sistemas para la sujeción de piezas.

Cambiadores de herramientas.

La descripción de los componentes se aplica al torno y a la fresadora, al ser estas dos máquinas las

de mayor difusión en las empresas de mecanizado.

Fig.01: Torno y Fresadora CN

6.1 Ejes principales de una MH de CN

En las MH de CN se utiliza siempre el concepto de "eje": direcciones de los desplazamientos

principales de las partes móviles de la máquina como la mesa portapiezas, cabezal, torreta. Las

MHCN están provistas de un número de ejes principales característico que hace factibles los

trabajos de mecanizado sobre la pieza. Estos ejes se designan convencionalmente como X, Y y Z.

En los tornos, los ejes X y Z se asocian al desplazamiento del carro principal sobre el que se desliza

ortogonalmente el portaherramientas (como por ejemplo un torreta o revolver). Mediante la

combinación de ambos movimientos se pueden describir trayectorias oblicuas.

Fig. 02. Ejes principales de un torno horizontal

23

Las fresadoras disponen de tres ejes X, Y y Z. 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. Si la fresadora dispone de una mesa fija, es el cabezal el que ejecuta los tres

desplazamientos. En trabajos de mecanizado de formas complejas se requieren MHCN dotadas de

más ejes de desplazamiento.

Figura 03. Ejes principales de una fresadora vertical

La disposición de los carros móviles en las MHCN puede ser muy sofisticada, dando origen a una

gran variedad de diseños/modelos tanto en fresadoras como tornos. Los fabricantes de MH de CN

determinan dichas disposiciones en función de los requerimientos en cuanto a capacidad de carga

y precisión de posicionado. Esta disposición viene condicionada por:

La forma de la trayectoria a recorrer.

Las propiedades de las superficies de contacto.

La precisión necesaria en el mecanizado

Los diferentes tipos de materiales a mecanizar.

El tamaño de las piezas, entre otros.

La denominación de la MH de CN según su capacidad de interpolación, se refleja en la siguiente

tabla.

Las principales operaciones que se pueden realizar en el torno como en la fresadora son:

24

1,2, Planeado 3, 4, 5 Rasurado, Canteado o Escuadrado 6. Ranuras en T 7Cola de milano.8. Cuñeros

6 7

8

Las distintas formas de las piezas de revolución, se obtienen mediante distintos procedimientos de

torneado, ya sea en torneado exterior o interior, como las que se muestran en la siguiente figura.

Cilindrado

Refrentado Exterior e

interior.

Torneado Cónico

Torneado de Piezas

perfiladas

Roscado Exterior e Interior

Figura 04. Principales Operaciones en el Fresador y Torneado.

25

6.2 Sistemas de Transmisión (Fresadora - Torno).

Los recorridos de la herramienta sobre la pieza se originan por la acción combinada de los

desplazamientos en cada uno de sus ejes principales. Los sistemas de transmisión producen

traslaciones rectilíneas en los ejes principales a partir del giro básico generado por el grupo del

motor-reductor.

El corazón del movimiento de las MH de CN es la transmisión mediante la recirculación de bolas.

Consiste en un sinfín acanalado y un acoplamiento al que se fija el conjunto mecánico a desplazar.

Cuando el grupo del motor gira, su rotación se transmite al sinfín y el cuerpo del acoplamiento se

traslada longitudinalmente a través de este arrastrando consigo a la mesa de trabajo en el sentido

oportuno. El accionamiento contiene un conjunto de bolas en recirculación que garantizan la

transmisión de esfuerzos del sinfín a la mesa con unas pérdidas por fricción mínimas. Las dos

partes de su cuerpo están ajustadas con una precarga para reducir al mínimo el juego transversal

entre ellas con lo que se mejora la exactitud y repetibilidad de los desplazamientos.

Fig.05. Acoplamiento por accionamiento de bolas recirculantes

Para generar los movimientos de cada eje se usan habitualmente motores eléctricos de corriente

continua controlados mediante señales electrónicas de salida y entrada. Estos actuadores pueden

girar y acelerarse en ambos sentidos. Los desplazamientos longitudinales de los ejes no deben ser

afectados, en la medida de lo posible, por los esfuerzos y acciones exteriores (por ejemplo las

fuerzas de corte). Por esta razón es esencial que los sistemas de transmisión y guía garanticen la

rigidez mecánica. Adicionalmente la transmisión debe producir movimientos suaves y estables y

ser capaz de reaccionar rápidamente en las aceleraciones y deceleraciones.

6.3 El husillo principal ejecuta:

El movimiento rotativo de la pieza en los tornos.

La rotación de herramienta en las fresadoras y taladradoras.

El husillo puede accionarse por, motores de corriente alterna de tres fases o motores de corriente

continúa

.

- En el primer caso la regulación de la velocidad de giro se lleva a cabo mediante un reductor de

engranajes. Dependiendo del diseño y complejidad de este reductor se consigue un rango más o

menos variado de velocidades de giro.

26

Fig.06. Husillo principal de un torno y Cabezal de una fresadora.

En la mayor parte de las MHCN el elemento que acciona el cabezal es un motor de corriente

continua. Esto proporciona una variedad casi infinita de velocidades de giro, las cuales se procesan

mediante un tacómetro. Todo ello permite al programador establecer la velocidad de giro de

forma casi arbitraria, dentro del rango y capacidad del motor. Los motores de corriente continua

incorporan frecuentemente reductores en la transmisión de dos o cuatro salidas para la obtención

de los pares más favorables en las diferentes operaciones de mecanizado.

6. 4 Principales Elementos de un Control de una MH- de CN.

En cuanto a los elementos que debe disponer el control de una MH de CN, son los siguientes:

El programa de instrucciones, que consta de una serie de sentencias ejecutadas paso a

paso que directamente dirigen al equipo de procesado, ejes de trabajo.

El control numérico, es la unidad que debe interpretar las instrucciones contenidas en el

programa, convertirlas en señales que accionen los dispositivos de las maquinas y

comprobar su resultado.

El equipo de procesado, es el componente que realiza el trabajo útil y lo forma la mesa de

trabajo, los motores que accionan a los ejes de trabajo y los dispositivos para moverlos y

controlarlos.

Fig. 07. Principales elementos de un control de una MH de CN.

27

6.5 Rugosidad de una superficie

El tema del acabado superficial incluye las irregularidades microgeométricas conocidas como

ondulación y rugosidad. Ambas se generan durante el proceso de fabricación; la ondulación

resulta de la flexión de la pieza durante el maquinado, la falta de homogeneidad del material,

liberación de esfuerzos residuales, deformaciones por tratamientos térmicos, vibraciones, entre

otros. La rugosidad (que es la huella digital de una pieza) son irregularidades provocadas por la

herramienta de corte o elemento utilizado en su proceso de producción, corte, arranque y fatiga

superficial.

No basta con saber que existen irregularidades en una superficie sino que tales irregularidades se

le deben poner un número y con esta finalidad se han definido diferentes parámetros que

caracterizan una superficie, los parámetros que se miden son:

Ra: El valor promedio de rugosidad en µm es el valor promedio aritmético de los valores

absolutos de las distancias del perfil de rugosidad de la línea intermedia de la longitud de

medición. El valor promedio de rugosidad es idéntico a la altura de un rectángulo donde su

longitud es igual a la longitud total lm y esto a su vez es idéntico con la superficie de la

suma que existe entre el perfil de rugosidad y la línea intermedia.

Máxima altura del perfil, Rz: Suma de la máxima altura de pico y de la máxima

profundidad de valle comprendida en una longitud de muestreo. Habitualmente se

emplea el parámetro Rz5: Media aritmética de la máxima altura del perfil de la rugosidad

de cinco longitudes de muestreo consecutivas en la longitud evaluada.

Fig.08. Grafica obtenida con el Rugosímetro digital

28

En la figura tomada del apéndice B de la norma ANSI/ASME B46.1-1985, muestra los rangos típicos

de valores de rugosidad superficial que pueden obtenerse mediante métodos comunes de

maquinado. El costo de una superficie maquinada crece cuando se desea un mejor acabado

superficial y es tarea del diseñador especificar el acabado superficial deseado.

Figura 09. Rugosidad promedio de los diferentes tipos de maquinado.

29

6.5 Los Refrigerantes

Existen tres tipos de refrigerantes:

1/ Las disoluciones en agua (ejemplo: soluciones salinas) presentan buenas propiedades

como refrigerante pero malas como lubricante.

2/ Las emulsiones (agua y aceites minerales con aditivos) incorporan las ventajas de

lubricación de las substancias grasas.

3/ Los aceites de corte (con grasas y aditivos).

Se debe tener presente las siguientes consideraciones:

Los refrigerantes tienen caducidad y deben renovarse de forma regular.

Existen refrigerantes que atacan la piel y requieren el uso de ropa de protección y

medidas de seguridad adicionales.

Los refrigerantes pueden ser perjudiciales para determinados componentes de la máquina

(picado de guías u oxidando componentes) por lo que se recomienda el uso exclusivo de

aceites minerales

Para conseguir unas condiciones de mecanizado óptimas es necesaria la intervención de un

refrigerante. Sus funciones son:

Disipar el calor generado durante el corte en la punta de la herramienta manteniendo la

temperatura de la pieza lo más baja posible.

Reducir la fricción y el desgaste de la herramienta por lubricación.

Facilitar la extracción de la viruta

30

7. Nomenclatura de los Insertos Intercambiables a la Norma ISO 1832 – 1991

Teniendo en cuenta la gran variedad de herramientas de fresado que existen y que cada fabricante

las denomina de una manera particular, solamente se tomara en cuenta las plaquitas

intercambiables por denominación de la Norma ISO 1832 – 1991. En el caso de la denominación

no unificada, se deberá estudiar cada catálogo del fabricante.

El código ISO consta de nueve símbolos de los cuales el octavo y/o el noveno sólo se utilizan

cuando es necesario. Asimismo, el fabricante puede añadir símbolos adicionales al código ISO

después de un guión, por ejemplo para identificar el código de un inserto se tiene la siguiente

designación.

Primera letra indica la forma de la Placa. Segunda letra indica el ángulo de incidencia

31

Tercera letra indica la Tolerancia.

Cuarta letra indica tipo de Plaquita. Quinta letra indica longitud de la

Plaquita.

Sexta letra indica espesor de la plaquita. Séptima letra indica radio de la plaquita

32

Octava letra indica condición de filo. Novena letra indica dirección de avance

33

8. Comandos G empleados en el Torno de Control Numérico ATM 20-S

Dentro de la programación de control numérico existen dos tipos de comandos:

Código G: Funciones de movimiento de la máquina, tales como movimientos rápidos, avances

radiales, pausas, ciclos, etc.

Códigos M: Funciones Misceláneas que se requieren para el maquinado de piezas, tales como

arranque y paro del husillo principal, cambios de herramienta, accionamiento y paro del

refrigerante, paro y fin de programa, etc.

Tabla de código G empleadas en el Torno de control numérico Guss & Roch ATM-20S

(Modal) G00 Posicionamiento rápido

(Modal) G01 Interpolación lineal

(Modal) G02 Interpolación circular a derechas (sentido horario)

(Modal) G03 Interpolación circular a izquierdas (sentido anti-horario)

(Modal) G04 Temporización

(Modal) G05 Trabajo en arista matada

G06 Interpolación circular con programación centro arco en coordenadas absolutas

(Modal) G07 Trabajo en arista viva

G08 Trayectoria circular tangente a la trayectoria anterior

G09 Posición paro exacto

G10 Introducción datos programables

G17 Selecciona Plano X-Y

G18 Selecciona Plano Z-X

G19 Selecciona Plano Y-Z

G20 Ciclo de corte de Diámetros interior o exterior

G21 Ciclo fijo de roscado

G24 Ciclo de corte careado

34

G28 Retorno al punto de referencia

G29 Regreso al punto de referencia

G30 Retorno de cualquier punto de referencia (2º.3º y 4º)

G33 Ciclo fijo de roscado

(Modal) G40 Anulación de compensación de radio de nariz de la herramienta

(Modal) G41 Compensación de radio de nariz de la herramienta a izquierdas

(Modal) G42 Compensación de radio de nariz de la herramienta a derechas

(Modal) G49 Cancela compensación de Longitud de la Herramienta

G52 Establece sistemas de coordenadas locales

G53 Establece sistemas de coordenadas de Máquina

G54 Selecciona sistema de coordenadas de 1ª pieza






G59.1 Selecciona sistema de coordenadas de 7ª pieza

G59.2 Selecciona sistema de coordenadas de 8ª. pieza






35



G65 Llama Macro

G66 Llama macro manual

G67 Cancela la llamada del macro manual

(Modal) G70 Programación en pulgadas

(Modal) G71 Programación en milímetros

(Modal) G72 Ciclo fijo de acabado

(Modal) G73 Ciclo fijo de desbaste lateral

(Modal) G74 Ciclo fijo de desbaste frontal

(Modal) G75 Ciclo fijo de desbaste de contornos

(Modal) G76 Ciclo fijo de barrenado con desatasco

(Modal) G77 Ciclo fijo de barrenado

(Modal) G78 Ciclo fijo de múltiples roscados

G80 Cancela ciclos de barrenado

(Modal) G83 Ciclo fijo de barrenado con desatasco

(Modal) G84 Ciclo fijo de machueleado

(Modal) G85 Ciclo fijo de boreado frontal

(Modal) G87 Ciclo fijo de barrenado lateral

(Modal) G88 Ciclo fijo de machueleado lateral

(Modal) G89 Ciclo fijo de boreado lateral

(Modal) G90 Programación de cotas absolutas

(Modal) G91 Programación de cotas incrementales

36

G92 Establece sistemas de coordenadas de trabajo

(Modal) G94 Avance F de la herramienta (mm/minuto o in/min)

(Modal) G95 Avance F de la herramienta (mm/revolución o in/rev)

(Modal) G96 Velocidad S del husillo principal (metros/minuto)

(Modal) G97 Velocidad S del husillo principal (revoluciones/minuto)

Un bloque puede contener varias funciones G colocadas en cualquier orden, excepto las siguientes

funciones especiales que deben ir solas: G14, G15, G16, G20, G21, G22, G23, G24, G25, G26, G27,

G28, G29, G30, G31, G32, G50, G51, G52, G53/G59, G72, G74 y G92.

Algunas consideraciones que hay que tomar en cuenta al momento de realizar la programación:

- Debe contener únicamente un solo movimiento de la herramienta por línea

- Debe contener únicamente una velocidad de corte

- Debe contener únicamente una herramienta o velocidad del husillo

- El numero del bloque o línea del programa debe ser secuencial.

- Cuando se mencione Interpolación, se refiere al movimiento simultáneo de dos o más ejes

de forma controlada, realizando trayectorias perfectamente definidas tanto lineales como

curvas.

Para mayor información acerca de cada comando consulte, el manual de operación del torno de

control numérico Guss & Roch ATM-20S [1].

37

9. Código M de Funciones auxiliares empleados en el Torno de control numérico Guss &

Roch ATM-20S

M00 Parada de programa forzado

M01 Parada condicional u opcional del programa

M02 Final de programa

M03 Arranque del husillo principal hacia la derecha (sentido horario)

M04 Arranque del husillo principal hacia la izquierda (sentido antihorario)

M05 Paro de giro del husillo principal y cancelación de orientación

M06 Enciende bomba del refrigerante a través de la torreta.

M07 Apaga bomba del refrigerante a través de la torreta.

M08 Enciende bomba del refrigerante a través del husillo principal

M09 Apaga bomba del refrigerante a través del husillo principal

M10 Sujeta pieza en husillo principal

M11 Libera pieza en husillo principal

M13 Acciona Cachador de partes

M14 Retira cachador de partes

M15 Enciende Saca rebaba y/o viruta

M16 Apaga Saca rebaba y/o viruta

M30 Fin de programa y regresa al inicio del programa

M81 Retroalimentación husillo principal

M82 Retroalimentación del 2º husillo

M83 Retroalimentación del 3er. Husillo

M105 Paro del giro del husillo principal y cancela orientación

M117 Enclava Husillo Principal

38

M118 Desenclava Husillo Principal

M119 Orienta Husillo Principal

M155 Cancela sincronización del Husillo Principal y Husillo secundario

M303 Giro a la derecha 3 er. Husillo de las Herramientas vivas

M304 Giro a la izquierda de 3 er. Husillo de las Herramientas vivas

M305 Para de giro de Giro 3 er. Husillo de las Herramientas vivas

Los códigos misceláneos M, pueden cambiar dependiendo de cada fabricante de la máquina de

control numérico.

39

10. EQUIPO DISPONIBLE PARA LA MATERIA DE SISTEMAS CAM Y CNC

No. Descripción del equipo Cant.

1

Torno de Control Numérico Guss & Roch ATM-20S

El torno cuenta con 5 ejes, con la peculiaridad que cuenta con herramienta viva (live tool), lo

que le da ventaja en otros aspectos del maquinado, ya que cuenta con la motorización

independiente de la herramienta transversal con retroalimentación real, además de que el

husillo principal también cuenta con la característica de indexado, que para taladrado lateral,

fresado. Además puede operar con dos programas, uno que opera el gong tool (sistema de ejes

principales) y otro que opera los 2 ejes adicionales.

1

Capacidad Especificación

volteo 200 mm (7.87 “)

40

2 Juego de Boquillas ER-16(8 piezas)

1

3 Juego de Boquillas ER-20(8 piezas)

1

4 Juego de insertos para desbaste (10 piezas)

1

5 Juego de insertos para roscado (5 piezas)

1

6 Juego de insertos para ranurado (10 piezas)

1

7 Cortador vertical de diámetro de 5/16 plg con 4 gavilanes

1

8 Juego de brocas de diferentes medidas (29 piezas)

1

9 Porta herramientas (4 piezas) 1

10 Chuck Hidráulico de 6” con 3 mordazas duras con accesorios

1

11 Kit de 3 mordazas suaves para usarse en chuck 1

41

12 Boquilla redonda para piezas de ¾ plg.

1

13 Boquillas redonda para piezas de 1 plg

1

14 Juego de porta insertos con llave

3

15 Caja con herramientas en general (Llaves allen, llave española, grasera, desarmador plano, etc.)

1

116 Manuales

User´s Guide 1

Programming Guide 1

Electrical Diagram 1

AC Spindle Drive 1

Curso Práctico de Torno de control numérico CNC 1

ATM-20S

42

11. Referencias Bibliográficas:

[ 1 ] Curso de Programación del Torno de Control Numérico Guss & Roch ATM-20S

* 2 +Francisco Cruz Teruel, “Control Numérico y programación”, Editorial Marcombo

[ 3 ] Getting Star of Software Edge CAM®

[ 4 ] Mike Mattyson; Cnc Programming, Principles and Applications, Editorial Thomson Learning

[ 5 ]Heinrich Gerling, Alrededor de la Maquinas Herramientas, Editorial Reverte S.A

[ 6 ]R. L. Timings, Tecnología de la Fabricación, Editorial Alfaomega

[ 7 ]Carlos González, Ramón Zeleny, Metrologia, Editorial Mc Graw Hill

[ 8 ]Texto de la Escuela del Trabajo Henry Ford de Dearborn Michigan, Teoría del Taller, Editorial

Gustavo Gili.

Abreviaciones empleadas.

MH corresponde a máquina herramienta convencional o manual

MH de CN, corresponden a máquina herramienta de control numérico.

CN, corresponden a Control Numérico.

UC, indica Unidad de control

manual sistemas cam cnc 2010

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