INSTITUTO POLITECNICO NACIONA7 NUNCA NADA ESTA REALMENTE PERDIDO CUADERNILLO DE PRACTICAS DE CENTROS DE MAQUINADO INTRODUCCION Los centros de torneado y maquinado son máquinas- herramienta de control numérico computarizado (Figura-1 y 2), esto significa que es la codificación de un modo operativo de una máquina-herramienta que efectúa sus movimientos controlados por medio de códigos, éstas cuentan con torretas porta-herramienta con alojamiento para un número determinado de las mismas, que trabajan de forma automática; el movimiento de estas herramientas puede ser de forma manual o por medio de una instrucción dentro de un programa de control numérico computarizado. Figura-1 Centros de torneado. Figura-2 Centros de Maquinado. EL USO DE LAS MÁQUINAS DE CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO NOS PERMITE OBTENER: 1.- Mayor seguridad del operador- los sistemas CNC se operan por lo general desde una consola, por lo tanto, el operador no esta expuesto a partes en movimiento o a la herramienta de corte. ING. SERGIO CERVANTE7 VILLA AÑO 2011 MIANGEL 1
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INSTITUTO POLITECNICO NACIONA7
NUNCA NADA ESTA REALMENTE PERDIDO
CUADERNILLO DE PRACTICAS DE CENTROS DE MAQUINADO
INTRODUCCION
Los centros de torneado y maquinado son máquinas-herramienta de control numérico computarizado (Figura-1 y 2), esto significa que es la codificación de un modo operativo de una máquina-herramienta que efectúa sus movimientos controlados por medio de códigos, éstas cuentan con torretas porta-herramienta con alojamiento para un número determinado de las mismas, que trabajan de forma automática; el movimiento de estas herramientas puede ser de forma manual o por medio de una instrucción dentro de un programa de control numérico computarizado.
Figura-1 Centros de torneado. Figura-2 Centros de Maquinado.
EL USO DE LAS MÁQUINAS DE CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO NOS PERMITE OBTENER:
1.- Mayor seguridad del operador-los sistemas CNC se operan por lo general desde una consola, por lo tanto, el operador no esta expuesto a partes en movimiento o a la herramienta de corte.
2.- Mayor eficiencia del operador-una máquina CNC no requiere tanta atención como una máquina convencional.
3.- Reducción de desperdicio-en vista del alto grado de precisión de los sistemas CNC, el desperdicio ha sido drásticamente abatido.
4.- Reducción de error humano-el programa CNC reduce o elimina la necesidad de que un operador efectúe cortes de prueba, tome medidas de prueba, efectué movimientos de posicionamiento o cambie de herramienta. 5.- Elevado grado de precisión-CNC se asegura que todas las piezas producidas serán precisas y de una calidad uniforme.
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6.- Operaciones complejas de maquinado-se pueden efectuar operaciones complejas con rapidez y precisión utilizando CNC y equipo electrónico de medición.
7.- Menores costos de herramental-las máquinas CNC utilizan generalmente dispositivos simples de sujeción, lo que reduce el costo del herramental en un 70%. Herramientas de torneado y fresado estándar eliminan la necesidad de herramientas de perfiles especiales.
8.- Mayor seguridad de la máquina herramienta-virtualmente se elimina el daño a las máquinas-herramienta debido a errores del operador en vista de la menor intervención de éste último.
9.- Mayor uso de la máquina-los ritmos de producción pueden incrementarse hasta en un 80% porque se requiere de menos tiempo para la puesta a punto y para los ajustes del operador.
PROGRAMACIÓN
La planeación del programa es una parte muy importante del maquinado CNC. Debe recolectarse, analizarse y calcularse información de importancia antes de escribir el programa. El programa debe además considerar las capacidades de la máquina consultando el manual de programación y de operación, requerimientos de herramental, formato de programación, etc.
La programación en las máquinas de control numérico computarizado, está dada por la información ordenada, sistematizada, estructurada en forma inteligible para el control del trabajo que realiza la máquina. Uno de los requisitos principales de un buen programador debe ser la capacidad de analizar el plano de la pieza y decidir sobre la secuencia de las operaciones de maquinado. Es buena costumbre desarrollar el hábito de identificar los puntos de inicio y de terminación, así como las operaciones de desbaste para el acabado, si así se requiere.
CORRIDA DE PRUEBA DEL PROGRAMA
Una pieza no debe ser nunca maquinada sin antes hacer una corrida de prueba del programa. Algunos controles están equipados con un despliegue gráfico que le permite al operador recorrer los pasos del programa en la pantalla de control sin tener que cortar la pieza. Dado que no están involucrados ningún movimiento de corredera, cambio de torreta o uso de herramental, ésta es una manera segura de verificar la precisión del programa.
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Si la máquina no está equipada con gráficos, otro método es ejecutar el programa sin la pieza en la máquina. Utilice el modo de pasos/bloques individuales y velocidad de avance cancelada para reducir la velocidad programada. Mantenga siempre un dedo en el botón de detención y manténgase informado de la localización del paro de emergencia en caso de existencia de un error en el programa. Siempre haga una doble comprobación de interferencias cuando se gire la torreta de herramientas y asegúrese que todas las compensaciones introducidas en el control coinciden correctamente con su número de herramienta. Una vez seguro el operador, el programa y la puesta a punto son correctos, la pieza se puede maquinar.
SISTEMA FANUCM
El programa FANUCM es un lenguaje que permite agilizar la entrada de información hacia la computadora, codificándola como ordenamiento para la ejecución de un programa, con esto se refleja la reducción de bloques de programa, además de la simplificación de los mismos, bajo el concepto de manejar comandos.
Con este programa los usuarios del mismo podrán aprender a programar herramientas para las maquinas CNC, y probar dicho programa a través de la simulación grafica animada del curso del corte.
Este lenguaje es de hecho el que se utiliza de manera común en la mayoría de las maquinas CNC industriales desde fresadoras, tornos, hasta los centros de maquinado.
SISTEMA DE EJES CARTESIANOS
Es importante recordar cómo se trabajan los ejes cartesianos (Figura-12), ya que para la programación en sistema FANUCM, se trabaja a base de dichos ejes; también es necesario entender que cuando se está programando es importante pensar que lo que se desplaza es la herramienta y no la pieza, para efectos de los signos en los diferentes ejes.
NOTA: Cuando se programa se recomienda utilizar los ejes positivos en X y en Y, ya que si se trabaja en formato absoluto solo se manejaran ejes positivos en ambas coordenadas, y si trabajamos en el formato incremental se utilizaran signos positivos y negativos en las coordenadas ya mencionadas.
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Figura-12 ejes cartesianos. A continuación se presentan las funciones preparatorias (códigos G) y las funciones auxiliares (códigos M) que utiliza el sistema FANUCM, con los que se va a estar interactuando a lo largo de los programas de control numérico computarizado que se estudien y analicen durante este curso de centros de maquinado.
FUNCIONES PREPARATORIAS (CODIGOS G)
CÓDIGO OPERACIÓN DATOS DE ENTRADA
G00 Desplazamiento rápido sin corte. X, Z.
G01Interpolación lineal, movimiento
con avance controladoX, Z, F.
G02Interpolación circular sentido
HorarioX, Z, F, R.
G03Interpolación circular sentido
anti-horarioX, Z, F, R.
G20Introducción de datos en sistema
InglesNo requiere datos de entrada
G21Introducción de datos en sistema
MétricoNo requiere datos de entrada
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G28Regreso al punto de referencia
HomeX0, Y0, Z0 en formato incremental
G40Cancelación de compensación
del cortadorNo requiere datos de entrada
G41Compensación del cortador a la
izquierdaNo requiere datos de entrada
G42Compensación del cortador hacia la
derechaNo requiere datos de entrada
G73Ciclo de barrenado rápido con
retracción de 1mmX, Y, Z, Q, R, K
G74 Ciclo de machueleado rápido X, Y, Z, R, P, K
G81 Ciclo punto (marca) para barreno X, Y, Z, R, K
G83Ciclo de barrenado por picos con
retracción al punto inicialX, Y, Z, Q, R, K
G90 Formato absoluto No requiere datos de entradaG91 Formato incremental No requiere datos de entrada
G94 Alimentación (avance) por minuto
G95Alimentación (avance) por
Revolución
FUNCIONES AUXILIARES (CÓDIGOS M)
CÓDIGO OPERACIÓN DATOS DE ENTRADA
M03Encendido y giro del husillo sentido normal (al operario)
Velocidad del giro del mandril
M04Encendido y giro del husillo
sentido contrario o en reversaVelocidad del giro del mandril
M05 Paro del giro del husillo No requiere datos de entrada
M06Cambio de herramienta
(automático)Numero de la herramienta
M02 Fin de programa No requiere datos de entrada
M30Fin de programa (regresa al cursor
al primer bloque del programaNo requiere datos de entrada
M70 Espejo encendido en X No requiere datos de entrada
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M71 Espejo encendido en Y No requiere datos de entrada
M80 Espejo en X apagado No requiere datos de entrada
M81 Espejo en Y apagado No requiere datos de entrada
M98Sirve para llamar a un
subprogramaEl numero del programa A
M99 Terminación de un subprograma No requiere datos de entrada
APLICACIÓN DE LOS CÓDIGOS “G”
G00 DESPLAZAMIENTO RAPIDO.
Este código se utiliza para el desplazamiento de la herramienta de un punto a otro y la información que se le necesita introducir es el valor de la nueva posición que va a ocupar la herramienta en los ejes “X”, “Y” y “Z”. Los movimientos que se realizan con este código solo se limitan al vació y no son de corte.
G01 MOVIMIENTO LINEAL CONTROLADO.
Este código lo utilizamos para los movimientos lineales con corte y se acompañara de la nueva posición de la herramienta en los ejes “X”, “Y”, “Z” y “F” que es el avance al que se desplazaran la herramienta, y se utilizara tanto en el formato absoluto e incremental.
G02 MOVIMIENTO CIRCULAR SENTIDO HORARIO.
Con este código se realizaran arcos de circunferencias y se le introducirá el valor de las nuevas coordenadas en los ejes “X”, “Y”, “Z”. El valor de radio de curvatura “R” y “F” que es el avance que se le da a la herramienta.
G03 MOVIMIENTO CIRCULAR ANTIHORARIO.
Utilizamos este código para realizar arcos de circunferencia en sentido contrario a las manecillas del reloj y es necesario acompañarlo de “X”, “Y”, “Z”. El valor de radio de curvatura “R” y “F” que es el avance que se le da a la herramienta.
G20 INTRODUCCIÓN DE DATOS SISTEMA INGLES.
Con este código le indicamos al software que se va a trabajar en el sistema ingles.
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G21 INTRODUCCION DE DATOS SISTEMA METRICO.
Utilizamos este código para indicarle a la maquina que trabajaremos en el sistema métrico.
G28 REGRESO AL PUNTO DE REFERENCIA.
Este código lo utilizaremos para desplazar la herramienta al cero maquina o home. Utilizamos este punto como referencia para el cambio automático de las herramientas, para que no exista ningún choque entre la herramienta y la pieza.
NOTA: Para este código las coordenadas se darán en el sistema incremental (G91) X0, Y0, Z0, ya que si se dan en el formato absoluto la torreta se desplazara al cero pieza
G40 CANCELACIÓN DE COMPENSACIÓN DEL CORTADOR.
Utilizamos este código para cancelar la compensación de las herramientas ya sea a la izquierda o a la derecha.
G41 COMPENSACIÓN DEL CORTADOR A LA IZQUIERDA.
Este código compensa el radio de las herramientas a la derecha (Figura13), esto va a depender de que si la trayectoria de dicha herramienta sea en un sentido o en otro. Y lo único que se necesita introducir es el valor del radio de la herramienta que se esté utilizando.
G42 COMPENSACIÓN DEL CORTADOR A LA DERECHA.
El código G42 se utiliza para compensar el radio de las herramientas (fresas) a la izquierda (Figura-13), dependiendo de la trayectoria de dicha herramienta sea en un sentido o en otro. Esto es muy importante ya que el sistema hace los ajustes necesarios, independientemente del radio del cortador en uso en este momento; y el usuario no tiene que hacer cálculos difíciles ni tardados para realizar dicha compensación lo único que el usuario requiere es introducir el valor del radio de la herramienta en uso, observe el ejemplo presentado en la siguiente figura:
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Figura-13 Compensación de la herramienta “derecha-izquierda”
G90 FORMATO ABSOLUTO.
Este código se utilizara cuando se requiera trabajar en la forma tradicional a la hora de programar, o sea, que independientemente donde se encuentre la herramienta siempre se referirá o tomará como base el mismo origen.
G91 FORMATO INCREMENTAL.
El G91 permite que todos los datos introducidos en el programa estén en sistema incrementa, que significa que se va a trabajar con orígenes móviles, o sea, que en cada punto en donde se haya ubicado la herramienta será un nuevo origen.
G94 ALIMENTACION POR MINUTO.
Al usar este comando se le está indicando al paquete que los datos introducidos de avance serán en unidades de longitud sobre cada revolución. Es importante tener cuidado al introducir dichos valores de avance cuando se usa este código, ya que si no es el correcto puede darse el caso de bloquearse el equipo, por no estar el valor dentro del rango de la máquina.
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G95 ALIMENTACION POR REVOLUCIÓN
Este comando le indica al paquete que los datos de avance que los datos introducidos dentro del programa estarán dados en unidades de longitud entre unidades de tiempo.
APLICACIÓN DE LOS CÓDIGOS “M”
M02 FIN DE PROGRAMACION.
Este comando como su nombre lo dice, se utiliza para dar por terminado un programa.
M03 ENCENDIDO DEL HUSILLO HACIA LA DERECHA.
Este código, permite hacer girar el husillo hacia la derecha, además permite programar la velocidad a la que debe girar dicho husillo.
M04 ENCENDIDO DEL MANDRIL EN REVERSA.
Este código, permite hacer girar el husillo hacia la izquierda, además permite programar la velocidad a la que debe girar dicho husillo.
M05 PARO DEL GIRO DEL HUSILLO.
El código M05 se utiliza para detener el movimiento del husillo cuando así se requiera. Y no podrá girar hasta nuevo aviso, este comando puede ser utilizado por ejemplo cuando se requiera realizar el cambio de herramienta.
M06 CAMBIO AUTOMATICO DE HERRAMIENTAS.
Con este comando se le ordena a la maquina que retire a la herramienta en desuso y prepare y posicione a la herramienta en su uso. Es importante hacer el cambio en home. Este punto es un lugar estratégico en el cual no hay peligro de lastimar ni la pieza ni la maquina, cuando se realiza el cambio.
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M30 FIN DE PROGRAMA CON REGRESO DEL CURSOR AL PRIMER BLOQUE
Este comando permite que al correr un programa para el maquinado de una pieza, al terminarlo, el cursor se posiciona otra vez en el primer bloque listo para iniciar otro maquinado.
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LOCALIZACION DE PUNTOS ENABSOLUTO E INCREMENTAL
MODO ABSOLUTO MODO INCREMENTALN° X Y N° X Y N° X Y N° X Y1 11 21 312 12 22 323 13 23 334 14 24 345 15 25 356 16 26 367 17 27 378 18 28 389 19 29 3910 20 30 40
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PRACTICA DE CAMBIO DE HERRAMIENTA-G28
Este código lo utilizaremos para desplazar la herramienta al cero maquina o home. Utilizamos este punto como referencia para el cambio automático de las herramientas, para que no exista ningún choque entre la herramienta y la pieza.
CAMBIO DE HERRAMIENTAO001 NOMBRE DEL PROGRAMA[ BILLET X75 Y50 Z12.7; DIMENSIONES DE LA PIEZA[TOOLDEF T01 D2 Z65; DATOS DE LA HERRAMIENTAN010 G21; SISTEMA METRICON020 G91; FORMATO INCREMENTALN030 G28 X0 Y0 Z0; HOMEN040 M06 T01; CAMBIO DE HERRAMIENTAN050 M03 S1500; ENCENDIDO DEL MANDRIL HACIA ENFRENTEN060 G90; FORMATO ABSOLUTON070 G00 X0 Y0 Z5; UBICACIÓN DE LA HERRAMIENTA
NOTA 1: Para este código las coordenadas se darán en el sistema incremental (G91) X0, Y0, Z0, ya que si se dan en el formato absoluto la herramienta se desplazara al cero pieza.
NOTA 2: TOOLDEF son datos de la herramienta, en donde T=numero de la herramienta, D=diámetro de la herramienta y Z=longitud de la herramienta.
NOTA 3: El carrusel tiene espacio para 8 herramientas.
CAMBIO DE HERRAMIENTAO002[ BILLET X75 Y50 Z12.7;[TOOLDEF N010N020N030N040N050N060N070
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CAMBIO DE HERRAMIENTAO003[ BILLET X75 Y50 Z12.7;[TOOLDEF N010N020N030N040N050N060N070
CAMBIO DE HERRAMIENTAO004[ BILLET X75 Y50 Z12.7;[TOOLDEF N010N020N030N040N050N060N070
CAMBIO DE HERRAMIENTAO005[ BILLET X75 Y50 Z12.7;[TOOLDEF N010N020N030N040N050N060N070
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CAMBIO DE HERRAMIENTAO006[ BILLET X75 Y50 Z12.7;[TOOLDEF N010N020N030N040N050N060N070
CAMBIO DE HERRAMIENTAO007[ BILLET X75 Y50 Z12.7;[TOOLDEF N010N020N030N040N050N060N070
CAMBIO DE HERRAMIENTAO008[ BILLET X75 Y50 Z12.7;[TOOLDEF N010N020N030N040N050N060N070
DOBLE CAMBIO DE HERRAMIENTA-G28
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CAMBIO DE HERRAMIENTAO001 NOMBRE DEL PROGRAMA[ BILLET X75 Y50 Z12.7; DIMENSIONES DE LA PIEZA[TOOLDEF T01 D2 Z65; DATOS DE LA HERRAMIENTA #1[TOOLDEF T02 D4 Z57; DATOS DE LA HERRAMIENTA #2N010 G21; SISTEMA METRICON020 G91; FORMATO INCREMENTALN030 G28 X0 Y0 Z0; HOMEN040 M06 T01; CAMBIO DE HERRAMIENTAN050 M03 S1500; ENCENDIDO DEL MANDRIL HACIA ENFRENTEN060 G90; FORMATO ABSOLUTON070 G00 X0 Y0 Z5; UBICACIÓN DE LA HERRAMIENTA
MAQUINADO DE LA PIEZAN520 G00 Z5; RETIRAR LA HERRAMIENTA DEL MATERIALN530 G91; FORMATO INCREMENTALN540 G28 X0 Y0 Z0; HOMEN550 M06 T02; CAMBIO DE HERRAMIENTA #2N560 M03 S1500; ENCENDIDO DEL MANDRIL HACIA ENFRENTEN570 G90; FORMATO ABSOLUTON580 G00 X0 Y0 Z5; UBICACIÓN DE LA HERRAMIENTA
CAMBIO DE HERRAMIENTAO002[ BILLET X75 Y50 Z12.7;[TOOLDEF [TOOLDEF N010N020N030N040N050N060N070
CICLO DE BARRENADO RAPIDO CON RETRACCION DE 1MM (G73).
Por medio de este ciclo podemos realizar barrenos (agujeros) en cualquier parte del material que haya sido montado en la fresa. Esto se realiza utilizando brocas helicoidales, las cuales entrarán en el material por picos con cierta profundidad y regresará un milímetro (retracción), lo cual permite el desalojo de las rebabas. Para realizar este tipo de operaciones se ocupará el código G73 que trabaja con un solo bloque de información, en este se indicará los parámetros necesarios para tal fin; en el siguiente ejemplo se presenta un programa en el cual se involucra un ciclo de barrenado rápido:
NOTA 1: Si dentro del maquinado se tienen que hacer varios barrenos, solo una vez se da la instrucción con el G73 y la coordenada del primer barreno, posteriormente las coordenadas de los barrenos siguientes.
NOTA 2: Si se quiere repetir la operación en el mismo barreno, solo hay que cambiar el valor de “K” dependiendo de cuantas veces se quiera repetir, para que en todos los barrenos respete el número de repeticiones hay que poner “K” en todos los bloque de las nuevas coordenadas.
En el bloque G73 se tiene:
N140 Numero de bloqueG73 Ciclo de barrenado rápido con retracción de 1mm
X10 Y10 Posición del primer barrenoZ-14 Profundidad total del barrenoQ1 Valor de cada picoR1 Plano “R”, posición de la herramienta para iniciar el cicloK1 Número de repeticiones para el mismo barreno
CICLO PUNTO (MARCA) PARA BARRENO G81
Por medio de este ciclo podemos realizar puntos o marcas para barrenos, esto se realiza utilizando brocas de centro, las cuales entrarán en el material una distancia considerable para realizar el punto y regresará u su lugar de inicio.
Para realizar este tipo de operaciones se ocupará el código G81 que trabaja con un solo bloque de información, en este se indicará los parámetros necesarios para tal fin; en el siguiente ejemplo se presenta un programa en el cual se involucra un ciclo de barrenado rápido:
NOTA 1: Si dentro del maquinado se tienen que hacer varios puntos o marcas, solo una vez se da la instrucción con el G81 y la coordenada del primer punto, posteriormente las coordenadas de los puntos siguientes.
NOTA 2: Si se quiere repetir la operación en el punto o marca, solo hay que cambiar el valor de “K” dependiendo de cuantas veces se quiera repetir, para que en todos los puntos respete el número de repeticiones hay que poner “K” en todos los bloque de las nuevas coordenadas.
En el bloque G81 se tiene:
N140 Numero de bloqueG81 Ciclo punto (marca) para barreno
X10 Y10 Posición del primer puntoZ-14 Profundidad total del puntoR1 Plano “R”, posición de la herramienta para iniciar el cicloK1 Número de repeticiones para el mismo punto
Ejemplo para el código G73 y G81Cero pieza, esquina inferior izquierda, formato absoluto.