El corte de chapa mediante oxicorte (1 parte)
Rico, J.C.(1); Valio, G.(1); Cuesta, E.(1); Villanueva, A.(2)(1)
Profesores del Area de Ingeniera de los Procesos de Fabricacin -
Universidad de Oviedo(2) Director de IDP, S.L.
1.INTRODUCCINEntre aquellos procesos no convencionales cuyo
campo de aplicacin es principalmente el corte de chapa, se puede
realizar una particular clasificacin que nos lleva a englobar
muchos de ellos (90% de las aplicaciones industriales) en un slo
grupo denominado procesos de corte por chorro (beam cutting
processes). En estos procesos, la herramienta se sita en direccin
perpendicular a la superficie de la chapa. El chorro incide en esta
direccin y corta la chapa. La naturaleza del chorro determina una
segunda clasificacin de los diferentes procesos de corte por
chorro:. Aquellos procesos que utilizan la accin mecnica directa,
ya sea de un nico material o combinndolo con abrasivos, para
incidir sobre el material a cortar, se denominan procesos de corte
por chorro mecnico (mechanical beam processes). 555t1920f Se
utilizan cuando no pueden emplearse tcnicas tradicionales debido a
la dureza del material, a su extrema fragilidad o, principalmente,
cuando pueden resultar daados si se mecanizan por procesos
elctricos o trmicos (sensibilidad a altas temperaturas). Cabe
citar, dentro de los procesos de esta naturaleza, el corte por
chorro de agua con o sin abrasivos (waterjet machining, WJM y
abrasive waterjet machining, AWJM) y el corte por chorro de aire
con abrasivos (abrasive jet machining, AJM).. Cuando la separacin
del material se debe principalmente al efecto de las altas
temperaturas localizadas sobre una pequea zona de material, estamos
ante los procesos de corte por chorro trmicos. Tienen un amplio
campo de aplicacin, y ocupan un segmento cada vez mayor del
mercado. Esto se debe en parte, no slo al incremento en el nmero de
mquinas, sino tambin a la diversidad de fuentes de energa
utilizadas para provocar el aumento trmico localizado. El oxicorte
(flame or oxygen-flame cutting), el arco de plasma (plasma arc
system) y el lser (laser beam cutting) son los principales procesos
aplicables a la chapa. El corte por haz de electrones (electron
beam cutting) pertenece tambin a este tipo de procesos, pero no est
indicado para el corte 2D de chapa, sino ms bien para mecanizado de
precisin en el taladrado de pequeos agujeros, grabado, tratamientos
trmicos, etc.Un parmetro crtico que presentan todos stos procesos
alrededor de la lnea de corte es la zona afectada trmicamente (ZAT)
alrededor de la lnea de corte. Actualmente existen trabajos
encaminados a reducir dicha zona, no slo controlando los parmetros
de corte sino mejorando y/o ensayando nuevas tecnologas. En el
corte por lser se reducen significativamente las anchas zonas ZAT
que presentan procesos como el plasma o el oxicorte (1-4 mm),
alcanzndose en condiciones ptimas y utilizando procesos como el
lser, valores de 0.1 mm. Esta disminucin de la ZAT, en ciertos
procesos trmicos, redunda en la posibilidad de cortar materiales
sensibles al calor como plsticos, telas, etc. aumentando
sensiblemente su campo de aplicacin.2.TECNOLOGA DEL CORTE DE CHAPA
POR OXICORTE2.1. El ProcesoEl proceso fue desarrollado
completamente en el siglo XX y sus primeras aplicaciones se
llevaron a cabo en Europa. No obstante, su total desarrollo hasta
lo que hoy conocemos por oxicorte se produjo en Estados Unidos
durante el primer cuarto del siglo XX.El proceso de oxicorte, al
contrario de lo que pueda parecer, no consiste en una fusin del
metal, el corte se produce por una literal combustin del mismo. En
otras palabras al cortar quemamos el metal a medida que avanzamos
con el soplete. Por esta razn, la presencia de aleantes se hace
crtica, ya que merman la capacidad del acero a ser quemado.Para que
se produzca una reaccin de combustin son necesarios tres
requisitos; presencia de combustible (a su temperatura de ignicin),
presencia de comburente (en una mnima proporcin), y un agente
iniciador. En el proceso de oxicorte, el combustible es el Fe, el
comburente el O2, y el agente iniciador la llama del soplete. En
condiciones normales, aunque apliquemos un agente iniciador a una
pieza de acero, sta no arde espontneamente por dos motivos; el Fe
contenido no est a su temperatura de ignicin (aproximadamente 870C)
y el O2 atmosfrico no es lo suficientemente puro (el O2 atmosfrico
se encuentra en una proporcin del 20% y la proporcin mnima
necesaria para quemar el Fe es un 87%).2.2. El sopleteEl soplete de
corte juega tres papeles distintos: llevar el Fe contenido en el
acero a su temperatura de ignicin, aportar una atmsfera envolvente
con una proporcin mayor que la mnima necesaria en O2 y, por ltimo,
generar el agente iniciador.Para lo primero el soplete de corte
utiliza parte del O2 disponible para mezclarlo con el gas
combustible y as crear la llama de precalentamiento formada por un
anillo de llamas en la boquilla de corte. La llama de
precalentamiento puede alcanzar temperaturas entre 2.425C y 3.320C
dependiendo del tipo de gas utilizado y la riqueza de O2 en la
mezcla. La proporcin de O2 y gas en la mezcla para el
precalentamiento se controla a travs de las dos vlvulas que
incorpora el soplete. Con la llama de precalentamiento bien
ajustada, se acerca sta a la pieza a cortar hasta que se alcanza la
temperatura de ignicin. Una vez alcanzada sta, el metal se torna en
un color naranja brillante y pueden verse algunas chispas saltar de
la superficie.
Fig. 1.- Cuatro sopletes trabajando simultneamentesobre la misma
chapa (ARGON)En este momento debe ser accionada la palanca del
soplete para permitir la salida por el orificio central de la
boquilla de un chorro de O2 puro (llamado chorro de corte) (figura
1). As se consigue enriquecer en O2 la atmsfera que rodea la pieza
precalentada para que sea posible la combustin.Inmediatamente, y
gracias a la presencia de la llama de precalentamiento que acta
tambin como agente iniciador, comienza la reaccin exotrmica de
combustin del Fe, que nos llevar finalmente al corte de la pieza.
Como toda combustin, la reaccin de oxidacin del Fe es altamente
exotrmica, y precisamente esa enorme cantidad de energa desprendida
en la reaccin ayuda a llevar las zonas colindantes a la temperatura
de ignicin, y poder as progresar en la accin del corte.
El xido resultante de la combustin fluye constantemente por la
ranura, cuyas paredes calienta propagando la reaccin de combustin.
Para obtener cortes limpios y econmicos, es conveniente no utilizar
presiones de O2 demasiado elevadas. A menudo los fabricantes de
mquinas de oxicorte suministran tablas tecnolgicas con los valores
ms recomendados de presin, velocidad de corte, etc. en funcin del
espesor del material a cortar (tabla 1).En algunos casos, las
tablas incluyen datos relativos a la sangra del corte (tabla 2) en
funcin de la presin (proporcional al espesor), y del tipo de
soplete utilizado (para chaflanes, de tipo doble o triple, etc.).
Otras tablas aportan datos del consumo de los diferentes gases
utilizados con la finalidad de poder determinar el coste de las
operaciones de corte.
Tabla 2.- Valores recomendados para el proceso de oxicorte
(SAF)2.3. La combustin del FeEn la combustin del Fe, se observan
las siguientes reacciones qumicas estequiomtricamente igualadas:1
reaccin:2 Fe + O2 3v4 u 2 FeO + 128 kcal2 reaccin:3 Fe + 2 O2 3v4 u
Fe3O4 + 268 kcal3 reaccin:4 Fe + 3 O2 3v4 u 2 Fe2O3 + 394 kcalPara
poder comparar las tres reacciones, debemos tomar las tasas de
calor liberado por kg de Fe, que son respectivamente: 1.142 kcal,
1.598 kcal y 1.762 kcal. Aunque la tercera ecuacin es la ms
exotrmica, y por tanto, parece ser la ms espontnea (tericamente lo
es), en la prctica no es la reaccin predominante puesto que la
cantidad de O2 necesaria para quemar 1 kg de Fe siguiendo cada una
de las reacciones es respectivamente: 200, 267 y 300 l. Por tanto,
la prctica nos muestra que mientras la tercera reaccin solamente se
da en el oxicorte de grandes secciones (donde se aplica un
abundante chorro de O2 de corte), la primera y la segunda son mucho
ms comunes.A medida que el Fe va siendo oxidado y se forman sus
xidos correspondientes, stos, y parte del Fe de la pieza, se van
fundiendo por la accin trmica en juego y van siendo expulsados por
la accin fsica del chorro de O2. La propiedad de los xidos de Fe de
fundir a temperaturas semejantes al Fe atmico hace posible el
fenmeno del oxicorte. Esta propiedad es excepcional, puesto que la
mayora de los metales funden a temperaturas menores que sus xidos.
Precisamente por ste motivo metales como el Al, Mg o Cr no pueden
ser cortados por este proceso dado que sus xidos funden a una
temperatura mucho mayor que su fase atmica.Es por ello que la
aplicacin fundamental de oxicorte, y para la cual est diseado, es
el corte de aceros de bajo contenido en Carbono (normalmente entre
0,1% y 0,3%) y bajo contenido en aleantes. La presencia en altas
concentraciones de los aleantes normalmente presentes en el acero
afecta a la capacidad del proceso de cortar el metal. Elementos
como el Mn, Si, P y S, afectan poco a esta capacidad cuando estn
presentes en concentraciones normales. Por otra parte, elementos
como el Cr, Ni, Mo, y por supuesto el C, reducen la capacidad de
corte del O2 existiendo algunos lmites a partir de los cuales el
corte no es posible: 5% para el Cr, 7% para el Ni, etc...Antes de
intentar cortar una chapa mediante oxicorte, deben tenerse en
cuenta los elementos aleantes contenidos en su material, sus
combinaciones, exactamente igual a como debe hacerse antes de
aplicar un tratamiento trmico o un endurecimiento a la llama. Todos
los metales deben examinarse, no solamente desde el punto de vista
de los aleantes que contienen, sino tambin de las propiedades que
las combinaciones que dichos aleantes tienen.2.4. El
precalentamientoLa principal funcin de la llama de precalentamiento
es llevar la pieza hasta la temperatura de ignicin, que como se ha
mencionado anteriormente es de aproximadamente 870C. No obstante,
la llama de precalentamiento tiene otras funciones:Limpiar la
superficie de la pieza a cortar de cualquier sustancia extraa como
xido, suciedad, escamas, no slo durante el precalentamiento sino
tambin durante la accin de corteAyudar a alcanzar la temperatura de
ignicin a medida que se avanza con el corte.Mantener un entorno de
proteccin alrededor del chorro de O2 de corte.Precalentar el O2
contenido en el chorro de corte hacindolo ms reactivo.Ayudar a
mantener las escorias producidas en la ranura del corte en estado
fluido para que puedan ser expulsadas.2.5. El chorro de O2 de
corteTal y como se ha explicado anteriormente, es obvio que el O2
de corte juega un papel principal durante la operacin de corte. Su
pureza debe ser del 99,5% o superior. Una prdida de pureza de un 1%
implica una prdida de velocidad de avance de aproximadamente un 25%
y a su vez incrementa el consumo de O2 en aproximadamente un 25%.
Con una pureza de O2 de un 95% la accin de corte por oxidacin es
imposible de conseguir y se transforma en una accin de fusin y
limpieza.Para conseguir la mejor calidad en el corte, siempre deben
observarse las recomendaciones del fabricante de los equipos de
corte referentes a:Tamao de la boquilla en funcin del grosor de
chapa a cortar.Ajuste de la llama de precalentamiento.Presin de
gas.Presin de O2 de corte.Velocidad de corte. Si se siguen
correctamente las recomendaciones se conseguir un corte adecuado en
el que podremos observar las siguientes caractersticas (ver
apartado 3)Caras de corte perpendiculares con unas aguas
suavesAusencia de mordedurasCanto superior anguloso, ni redondeado
ni fundido.Canto inferior libre de escorias y rebabas.Existen
muchas aplicaciones de oxicorte en las que no se requiere estos
niveles de calidad y normalmente se aceptan cortes ms bastos. Este
es el caso ms general en el que la superficie del corte va a ser
cubierta con soldadura, escondida dentro de la pieza a fabricar o
cubierta con pintura. Si la calidad que se le exige al corte no es
la mxima, la velocidad de avance puede ser, en muchos casos,
incrementada.2.6. Mquinas de oxicorteLa mquina de oxicorte consta
de un prtico sobre el que se monta el soplete, de forma que su
velocidad de desplazamiento es constante y se mantiene
invariablemente a la altura e inclinacin correctas, condiciones
esenciales para obtener cortes limpios y econmicos. Normalmente se
controlan tambin las presiones de todos los gases. La mayora de la
mquinas-herramienta de este tipo incorporan la posibilidad de
utilizar tambin sopletes de plasma, los cuales se montan sobre el
prtico de igual forma que los de oxicorte, pero acoplndolos ahora a
los distintos gases que requiere el plasma.
Fig. 2.- Mquina de oxicorte (Oxiser). Detalle del prtico con
varios sopletesHay muchos modelos de mquinas de oxicorte, desde la
mquina porttil, que se apoya y se desplaza sobre la chapa, hasta la
mquina fija (figura 2), con una o varias cabezas de corte, capaces
de cortar chapas de espesores muy diversos. Todava hoy en da, es
habitual ver mquinas que utilizan un dispositivo de lectura o
copiador ptico que va siguiendo el contorno de la/s pieza/s a
cortar dibujadas sobre un plano fijado sobre una mesa incorporada a
la mquina. No obstante, cada da es ms comn la incorporacin del
control numrico (CN) a la mquina de oxicorte, de tal forma que la
geometra y los parmetros tecnolgicos se introducen en el CN en
forma de un programa codificado. La instalacin de una mquina de
oxicorte, an dotada de control numrico, no es muy costosa si se
compara con cualquier otra mquina-herramienta.Tanto con el uso de
los copiadores pticos como del CN, el oxicorte permite realizar
todo tipo de cortes rectilneos y curvos sobre chapas de acero de
cualquier espesor, o sobre perfiles, tubos, etc. Pueden cortarse en
buenas condiciones chapas superpuestas, incluso muy delgadas, si
estn bien sujetas unas contra otras. Cuando el soplete est bien
regulado (presin, mezcla y velocidades adecuadas), los cortes son
uniformes y presentan buen aspecto; basta un posterior y sencillo
desbarbado para obtener un acabado aceptable. Aunque depende de la
aplicacin, frecuentemente se dejan los bordes tal como quedan
despus del corte.
3.CONTROL DE LOS PARMETROS TECNOLGICOS. CALIDAD DEL CORTELos
procesos de corte por chorro presentan, de forma similar a lo que
sucede en otros procesos como el mecanizado por arranque de
material, unos parmetros tecnolgicos crticos que son necesarios
controlar para obtener los acabados superficiales y las tolerancias
dimensionales requeridas. Para los procesos menos extendidos como
el lser y el corte por agua, cabe decir que todava hoy se siguen
probando nuevas combinaciones de parmetros tecnolgicos en funcin de
aquellos materiales (ya sean nuevos o mejorados) susceptibles de
ser cortados por estos mtodos.En cuanto al oxicorte e incluso el
corte por plasma, adecuados para la mayora de los aceros de
construccin, aceros de fundicin y aceros aleados (incluso
inoxidables), son procesos relativamente sencillos con pocas
variables a controlar. A pesar de ello, el nmero de empresas que
optimizan realmente esas pocas variables (parmetros tecnolgicos) es
muy reducido, creando una falsa idea de que son procesos donde no
se pueden conseguir buenos acabados ni mucho menos pequeas
tolerancias (del orden de 1 mm).Las imprecisiones dimensionales
pueden ser debidas a trayectorias de corte errneas, a movimientos
de la chapa o de las piezas durante el corte o a tensiones
residuales en la chapa. Los defectos que se puedan corregir durante
la programacin del CN, utilizando trayectorias idneas como por
ejemplo insertando puentes en los perfiles de las piezas durante el
corte, controlando el sentido de recorrido (figura3), etc., sern
tratados en el apartado siguiente. En otros casos se recurre a
tcnicas externas a la programacin, realizndose el enfriamiento de
la ZAT con aire fro inmediatamente despus del corte cuando la chapa
an presente tensiones residuales, utilizacin del plasma en mesas de
agua, control de las presiones y caudales de los gases, etc.
Fig. 3.- Influencia del sentido de recorrido de las trayectorias
en la calidad del corteTodos los problemas y defectos que se citan
a continuacin, incluyendo sus causas y sus posibles soluciones, han
sido preparados no slo gracias a la literatura existente, sino
tambin teniendo en cuenta la experiencia de usuarios y, sobre todo,
de fabricantes de mquinas de oxicorte y plasma.La calidad de la
superficie del corte para la fabricacin de estructuras metlicas
viene recomendada por la norma DIN 2310, y recientemente, por el
proyecto de norma europeo EN 1090-1-1993. En la figura 4 se muestra
una parte de esta norma, correspondiente al acabado del corte, en
la que se indica como deben controlarse la desviacin angular de la
superficie de corte (en la direccin del chorro) y la profundidad de
las estras o marcas en el sentido de recorrido (direccin de avance
del corte). La norma establece tambin que ambos requisitos pueden
suavizarse si las chapas o componentes estructurales se van a
soldar en la superficie del corte.
Fig. 4.- Detalle de la norma europea EN 1090-1-1993 referente al
acabadode las superficies de corte para estructuras metlicasLos
distintos errores observados por causas tecnolgicas, se pueden
clasificar en funcin del dao o defecto causado en la chapa. Esta
clasificacin se establece con la finalidad de reconocer sus causas
y posibilitar su posterior remedio. Debe hacerse notar que los
errores son de tipo individual, es decir, debidos principalmente a
un slo parmetro, pero la combinacin de varios de ellos puede dar
lugar a contradicciones en los pronsticos de las causas que los
originaron. Tambin debe considerarse que para la elaboracin de los
defectos aqu listados no se han tenido en cuenta causas externas al
proceso, como vibraciones de la propia mquina o de otras mquinas
prximas en el taller, etc. Se asume adems que el O2 empleado es de
pureza estndar industrial.3.1. Defectos en el filo superior del
corteFusin de las esquinas. El filo del corte, presenta un redondeo
excesivo debido a la fusin del material en dicha zona. Este defecto
se debe principalmente a una velocidad de corte demasiado baja o a
una llama de corte (presin de O2) demasiado fuerte. Tambin se puede
deber a una distancia boquilla-chapa demasiado grande o demasiado
pequea o a una mezcla con demasiado O2 (figura 5a)Formacin de
cadena de gotas fundidas. La cadena de gotas fundidas de la figura
5b, formadas sobre el filo de corte son debidas a suciedad, xidos,
etc. existentes en la superficie de la chapa. En segundo orden de
magnitud pueden deberse a una distancia excesivamente pequea entre
boquilla-chapa.Filo de corte colgante. La formacin de un filo de
corte colgante, con forma convexa sobre el filo ideal (a escuadra),
se debe a una llama demasiado fuerte. An cuando la presin y mezcla
de O2 es correcta se puede producir este defecto si la distancia
entre boquilla y chapa es pequea o la velocidad de corte es
excesivamente lenta (figura 5c).Borde separado de la zona de corte
con adherencia de escorias. En la figura 5d se puede observar este
error causado generalmente por una distancia de la boquilla a la
chapa demasiado grande. Cuando la distancia es la correcta, se
puede producir por una presin del O2 de corte demasiado alta.
Fig. 5.- Defectos propios de la arista superior del perfil
cortado (Messer)3.2. Defectos en la superficie del corte:
IrregularidadesTodas las desviaciones e irregularidades de la
superficie ideal de corte se definen de acuerdo a la distancia
entre dos planos paralelos, separados por la sangra y creados por
contacto entre la llama y los puntos superior e inferior de la
chapa sobre el perfil de corte. Tericamente, el ngulo correcto de
la chapa con la superficie cortada debe ser de 90, de forma que la
sangra debe permanecer constante a lo largo de todo el espesor de
la chapa.Concavidad bajo el borde superior. La concavidad que se
produce en la parte inmediatamente inferior al borde superior de la
superficie de corte se debe a una presin de O2 demasiado alta, que
produce un chorro turbulento inicialmente, volvindose laminar al
penetrar en la chapa. Este tipo de daos revela tambin suciedades en
la boquilla (figura 6a).Estrechamiento del filo (sangra
convergente). Este defecto se produce cuando ambas superficies de
corte (derecha e izquierda), convergen hacia la parte inferior.
Claramente indica un chorro de corte dbil que puede ser debido a
una velocidad demasiado alta, alta distancia de la boquilla o al
empleo de una boquilla de dimetro demasiado pequeo para el espesor
de la chapa que se quiere cortar (figura 6b).Ensanchamiento del
filo (sangra divergente). Es el defecto contrario al anterior, se
consideran tambin las causas opuestas (figura 6c).Seccin cncava de
la superficie del corte. La concavidad se produce a lo largo de
toda la superficie, particularmente en la zona media (figura 6d).
Se produce principalmente por una velocidad de corte demasiado
elevada o por utilizar poca presin de O2. Otras causas secundarias
son debidas a la boquilla, dimetro pequeo para el espesor
considerado, suciedad o deterioro, etc.Seccin ondulada de la
superficie del corte. La seccin transversal de corte presenta en
este caso unas inflexiones cncavas y convexas alternadas (figura
6e). Como en la mayora de stos defectos, la alta velocidad de corte
es la causa primordial. En este caso, el empleo de boquillas
demasiado grandes o su vibracin (causada por suciedad a lo largo de
la gua, etc.) pueden tambin originar estas ondulaciones.Superficie
de corte desviada de la vertical. Si las superficies son paralelas,
sin defectos en su interior, debemos presuponer que la presin,
velocidad, y distancia de la boquilla son correctas. Por lo tanto,
este defecto slo puede ser debido a un incorrecto posicionamiento
angular de la antorcha. Ocasionalmente puede producirse por
defectos superficiales o suciedad en la chapa (figura 6f).Borde
inferior redondeado. En la figura 6g se observa este defecto,
pudiendo ser ms o menos severo en funcin de ciertos daos sufridos
por la boquilla. Tambin puede producirse cuando la velocidad de
corte es muy alta (flujo muy turbulento de la llama)Escaln en el
borde inferior. Se trata de un defecto similar al anterior. Las
causas son tambin las mismas aunque predominando el exceso de
velocidad (figura 6h)Direccin defectuosa del corte y superficie
transversal ondulada. La superficie de corte no sigue una lnea
recta, sino que presenta un contorno ondulado (figura 6i). Esta
irregularidad en la direccin del corte se debe principalmente al
exceso de velocidad o al elevado contenido de los aleantes. Causas
secundarias pueden ser la suciedad o daos en la boquilla, contenido
en Carbono elevado o llama con exceso de gas comburente. Si el
control de la velocidad se hace de forma irregular tambin se
manifiesta de esta forma.
Fig. 6.- Defectos en la superficie de la pieza cortada:
Irregularidades (Messer)3.3. Defectos en la superficie del corte:
marcadoLa separacin y direccin de las lneas de marcado, forman un
patrn que delata cmo se est realizando el proceso. Las normas DIN
2310 y EN 1090-1-993, detallan cual debe ser el patrn de marcado
ideal y qu profundidad pueden tener las marcas. El patrn ideal debe
tener las marcas formando ngulo recto con el borde superior del
corte y una pequea desviacin hacia atrs en el sentido de la marcha,
con el borde inferior. Cualquier desviacin, tanto en la direccin de
las lneas de marcado cmo en la profundidad, denotar un mal empleo
de alguno de los parmetros.Excesiva deflexin del marcado inferior.
Es un defecto muy usual en este tipo de procesos y quizs el menos
importante. La excesiva velocidad de corte es la causa principal.
Cuando las exigencias de acabado no sean muy severas, es preferible
utilizar una alta velocidad de corte an cuando las marcas presenten
dicha deflexin (figura 7a).Marcado superior con deflexin. El patrn
superior se encuentra trasladado hacia la parte de atrs. Se debe a
un ngulo incorrecto de la antorcha en la direccin del corte.
(figura 7b).Excesiva deflexin del marcado inferior hacia adelante.
Normalmente indica que hay un defecto en la boquilla que produce un
flujo de la llama muy turbulento (figura 7c).Deflexiones locales
del patrn de marcado. Las irregularidades de las marcas del patrn
que se manifiestan por deflexiones en uno u otro sentido (hacia
adelante o hacia atrs) como las de la figura 7d, son causadas por
lneas de segregacin, inclusiones distribuidas (de zonas con
distinta concentracin de aleantes), inclusiones de escoria y otros
defectos similares sobre la chapa.Profundidad del marcado excesiva.
Cuando en sentido transversal al corte, la profundidad de las
marcas es excesiva, e independientemente del patrn de marcado que
quede grabado sobre la superficie, esto indica que la velocidad de
desplazamiento de la antorcha es demasiado alta o irregular. Tambin
puede deberse a una distancia demasiado corta entre boquilla-chapa
(figura 7e). Irregularidades en la profundidad del marcado. Las
diferencias en cuanto a las profundidades de marcado, pasando desde
un marcado normal al del caso anterior y viceversa (figura 7f),
ponen de manifiesto que se ha producido irregularidad o exceso en
la velocidad de corte.
Fig. 7.- Defectos en la superficie del corte: Marcado
(Messer)3.4. Defectos en la superficie del corte: Cortes
incompletosSon defectos caracterizados por la prdida de continuidad
del corte, produciendo defectos de separacin, total o parcial,
entre las superficies de corte.Zonas aisladas de corte
interrumpido. En la figura 8a, se puede observar un defecto de este
tipo, que se manifiesta por la aparicin de un tringulo de material
remanente, no cortado, en la parte inferior. Como es de esperar, se
debe a una velocidad de corte excesiva o a una llama demasiado dbil
que no traspasa todo el espesor de la chapa.Grupos de zonas de
corte interrumpido. Cuando se produce el mismo defecto anterior,
pero esta vez en forma de grupos aislados e irregulares
distribuidos a lo largo de una zona, significa no slo que la
velocidad es demasiado alta (llama demasiado dbil) sino que adems
hay zonas oxidadas, escoria, etc. en la superficie de la chapa
(figura 8b).Zonas erosionadas en la parte inferior. Este fenmeno,
caracterizado por grandes zonas erosionadas, durante intervalos
irregulares, situados en la parte inferior (figura 8c), es una
consecuencia usual del empleo de una velocidad de corte
excesivamente lenta.
Fig. 8.- Defectos en la superficie de corte: Cortes Incompletos
(Messer)3.5. Defectos por adhesin de escoriaLos depsitos de escoria
en la parte inferior o central de la superficie del corte son un
defecto muy perjudicial para el proceso puesto que slo pueden ser
eliminados con dificultad.Barras de escoria adherida en la parte
inferior. La formacin de una "cadena" de escoria en el borde
inferior de la superficie de corte (figura 9a) puede deberse a
valores excesivamente bajos de la velocidad, aunque la causa ms
usual consiste en el empleo de boquillas demasiado pequeas para el
espesor. Otras causas secundarias son, una llama demasiado fuerte,
o una llama con alto contenido de gas comburenteZonas de escoria
incrustada en la superficie de corte. El defecto que se observa en
la Figura 9b, se debe a un contenido en aleantes demasiado alto.
3.6. Defectos de agrietamiento Las grietas pueden aparecer dentro o
sobre la superficie de corte y son atribuibles al material. Las
grietas visibles (sobre la superficie) son mucho ms frecuentes que
las internas.Grietas en la superficie de corte. Las grietas que se
esquematizan en la figura 10a, siempre visibles externamente, se
producen por contenido en carbono o en aleantes demasiado elevado,
acero susceptible a rotura trmica, insuficiente tratamiento trmico
de la pieza, enfriamiento demasiado rpido, etc.Grietas internas en
las proximidades a la superficie de corte. Las grietas aparecen
dentro de la chapa, en zonas cercanas a la superficie de corte, slo
son visibles en una seccin transversal (figura 10b). Las causas son
anlogas a las del caso anterior.
Fig. 9.- Defectos por adhesin de escoria (Messer)
Fig. 10.- Defectos de agrietamiento (Messer)Normalmente los
fabricantes de mquinas de corte, controles numricos e incluso los
suministradores de los gases, elaboran tablas que resumen las
causas y los defectos ms comunes. En ocasiones, estas tablas de
"consejos prcticos" llegan a establecer causas de distinto orden de
magnitud para un mismo tipo de fallo, transformndose en autnticos
manuales de usuario.Todos los problemas mencionados hasta el
momento tienen que ver con parmetros tecnolgicos en los que no
interviene directamente la generacin de trayectorias. Con controles
numricos que permiten programar la velocidad de corte, la presin de
los gases, e incluso la distancia de la boquilla a la chapa
(sistema de control de distancia con palpador), se solucionan
fcilmente y no supondrn ninguna dificultad a la hora de la
programacin automtica utilizando un sistema CAD/CAM.Sin embargo,
los problemas que se presentan en el siguiente captulo s requieren
una programacin especfica, y actualmente slo se pueden abordar con
xito cuando se dispone de un sistema CAM muy especializado.El corte
de chapa mediante oxicorte (2 parte)
Rico, J.C.(1); Valio, G.(1); Cuesta, E.(1); Villanueva, A.(2)(1)
Profesores del Area de Ingeniera de los Procesos de Fabricacin -
Universidad de Oviedo(2) Director de IDP, S.L.
4.PROBLEMTICA DEL CORTE DE CHAPA Y LA GENERACIN DE
TRAYECTORIASTrabajar con una aplicacin CAD/CAM destinada a la
generacin automtica de trayectorias de corte 2D para mquinas de
oxicorte requiere inevitablemente conocer toda la problemtica
especfica que presenta este proceso.Aunque este conocimiento se
centra principalmente en los problemas que requiere la generacin de
trayectorias, inevitablemente lleva con frecuencia a tratar
problemas relacionados con la geometra de partida, constatando la
dificultad aadida que conlleva generar un trayectoria correcta si
el perfil de la pieza no est perfectamente definido. Un tipo
especial de geometra muy utilizada en calderera, como es el caso de
aquellas que provienen del desarrollo plano de piezas 3D de chapa
(tolvas, codos, etc.), tambin llevan asociado un tratamiento
especfico.Otros problemas aportados por la experiencia de los
usuarios, y relativos a temas tcnicos como el control de los
parmetros tecnolgicos (espesor, velocidad, etc.) de cada proceso,
el postprocesado de los programas CN y su correspondiente
transmisin al control numrico de la mquina, etc., influyen tambin
decisivamente en el modo en que se generarn las
trayectorias.4.2Problemtica referente a la geometra de partidaUn
primer aspecto que debe contemplar una aplicacin de CAD/CAM para
corte automtico de chapa en 2D es la "identificacin del perfil" de
la pieza a cortar, con la finalidad de garantizar una correcta
generacin de las trayectorias correspondientes. En este sentido, se
hace imprescindible un reconocimiento automtico de todas las
entidades que conformen el dibujo seleccionado con el fin de
determinar exactamente cul es el perfil de la pieza y en su
defecto, que errores presenta. Si durante esta identificacin se
detecta algn error, el sistema debe ser capaz de corregirlo (en la
medida de lo posible) de acuerdo con el usuario.La geometra de
partida en cualquier sistema de CAD puede haber sido generada por
el propio sistema o importada a travs de formatos normalizados
(DXF, IGES, etc.). Cuando esta geometra se realiza sobre el propio
sistema de CAD y se orienta a la generacin de trayectorias de corte
en 2D, debe tratarse de un perfil plano perfectamente construido.
En muchas ocasiones, esto no es as y a menudo el delineante o
programador comete errores inherentes a su forma de trabajo, no
selecciona adecuadamente los puntos iniciales o finales de un
segmento para enlazarlo con el siguiente, duplica entidades (una
encima del otro), se producen cruces de elementos que deben ser
consecutivos, etc. Este tipo de problemas deben ser solucionados si
se quieren evitar trayectorias errneas, cortes repetidos de un
mismo segmento/s, etc.Otro tipo de problemas asociados a la
geometra consiste en todas aquellas bifurcaciones, zonas de
entidades que se solapan, etc., que se suelen producir durante el
trazado manual debido al empleo de elementos auxiliares, textos o
cotas que han debido ser borrados posteriormente, etc. Los
problemas de este ndole no son fciles de detectar, ni siquiera
ampliando la zona de trabajo. En el caso de cruces y/o
bifurcaciones la deteccin puede ser relativamente sencilla,
ampliando el dibujo hasta que el defecto sea visible. Probablemente
una funcin de chequeo a nivel de toda la informacin asociada al
plano o que recorra automticamente el perfil en busca de elementos
mal cerrados, puede ser muy conveniente es estos casos.Si el perfil
de la pieza a cortar no est correctamente cerrado, esto es, si el
punto final de una entidad no coincide exactamente con el inicial
de la siguiente, la trayectoria simplemente no puede ser generada
por falta de continuidad. Si la distancia de separacin de los
elementos es grande, del orden del kerf o compensacin de la
herramienta (separacin que depende del tipo de antorcha, presin del
gas que se suministra, etc.), es posible que la geometra tenga
realmente un final en dicho extremo. En el caso de que la distancia
de separacin sea igual o un poco mas pequea que la sangra, la pieza
cortada no se corresponder con la que realmente se ha dibujado, y
cuando esa distancia de separacin es mucho mas pequea (menor de 1
mm) lo ms probable es que se trate de un error no detectado por el
usuario. En todos estos casos, ser imposible generar la trayectoria
completa deseada.El ltimo de los casos mencionado anteriormente es
un problema frecuente cuando se trabaja con dibujos generados con
otros sistemas de CAD. Aqu la prdida de precisin en los decimales
asociados a los puntos de la geometra que se tiene al utilizar
formatos normalizados (DXF o IGES) puede provocar problemas de
contornos abiertos muy difciles de detectar (incluso con
ampliaciones sucesivas) a simple vista, incluso del orden de 10-12
mm, y en consecuencia la imposibilidad de generar correctamente las
trayectorias de corte.4.3. Geometras especiales de partida:
superficies desarrollables para caldereraEn los sectores de
construccin metlica y sobre todo de calderera, aparece un tipo
diferente de problemas debida al uso comn de un tipo especial de
piezas. Se trata de piezas formadas, total o parcialmente por
superficies desarrollables de chapa que adems presentan
intersecciones entre s.El desarrollo plano de stas superficies se
han venido realizando tradicionalmente de forma manual, bien por
mtodos grficos de triangulacin, utilizando plantillas flexibles,
etc. Los errores de precisin aadidos por la diferencia de espesor
del trazado manual se suman a los debidos al redondeo de decimales,
etc. y a la hora de su lectura por medio del copiador ptico de la
mquina de corte, se traducen en una dificultad aadida para
conseguir las tolerancias dimensionales requeridas, an cuando stas
sean amplias (del orden de 1 2 mm).Para la clasificacin de los
desarrollos usualmente empleados en calderera, suelen considerarse
una serie de elementos, agrupados por su
forma:CilindrosConosCodosPantalonesTolvasTransformadoresDe igual
forma debe resolverse el desarrollo de todo de intersecciones,
cilindro-cilindro, cilindro-cono, cilindro-codo, cono-codo, etc.Los
parmetros de definicin de cada uno de los elementos vara, incluso
dentro del mismo grupo de clasificacin. Entre estos parmetros de
definicin se encuentra el nmero de divisiones deseadas por el
usuario para obtener el desarrollo de las zonas no planas. En base
a este nmero de divisiones, obtendremos en el desarrollo una mayor
o menor precisin en las lneas del contorno que definirn la pieza en
3D. Un elevado nmero de divisiones puede provocar un programa CN
excesivamente largo (cada divisin generar una lnea) y, dependiendo
del proceso y del material, esta precisin puede no ser factible
(debido a una sangra demasiado grande, etc).Asimismo, en el dibujo
del desarrollo se deben incluir las posibles lneas de soldadura,
con el fin de posibilitar la divisin de la pieza en dos o ms partes
cuando el tamao del desarrollo completo exceda al de la chapa base.
Las lneas de soldadura se han hecho coincidir, bien con las
generatrices de menor longitud de cada desarrollo, o con lneas
perpendiculares al borde de la pieza. De esta forma, se consigue
que los cordones de soldadura sean lo ms reducidos posibles,
permitiendo un ahorro en el tiempo, o facilitando su montaje
posterior.En el caso de elementos simtricos, se debe contemplar la
posibilidad de obtener slo una de las partes de su desarrollo. El
desarrollo completo se puede construir utilizando las herramientas
del programa base CAD/CAM.4.4. Problemtica en la generacin de
trayectoriasLos requerimientos expuestos por las empresas a la hora
de proceder a generar la trayectorias sobre una pieza (dibujo) se
pueden agrupar en varios apartados segn el proceso de corte
considerado, segn el espesor de la chapa implicada, segn el tipo de
CN (postprocesador) y su capacidad de memoria, etc. El estudio de
la problemtica en funcin del espesor de la chapa como parmetro ms
significativo, fue la elegida para estructurar el presente
apartado, dada su mayor relevancia frente al resto de
factores.4.4.1. Problemtica en pequeos espesoresEl corte de chapa
de pequeo espesor, menor de 3 mm, suele requerir mejores acabados.
Implcitamente, stos pequeos espesores llevan asociado una zona
afectada trmicamente tambin menor, y si el sistema utilizado es el
corte por agua o por lser nos podemos situar en el orden del
milmetro o las dcimas de milmetro con facilidad y con un buen
control de los parmetros de corte. En el oxicorte o en el plasma
podemos llegar a ZAT de 2 o 3 milmetros. Pero incluso as, puede
haber piezas de chapa que requieran mejores acabados, no slo en
cuanto a la zona trmica sino tambin en cuanto a la rugosidad de la
superficie de los bordes. Un buen acabado de las piezas (dado un
material y espesor), que no exija posteriores operaciones de
desbarbado, debe ser controlado por los parmetros tecnolgicos
propios del proceso (presin de O2, velocidades, etc.), pero no se
debe olvidar que la forma de realizar las trayectorias de corte van
a seguir jugando un papel muy importante. Sobre todo en dos zonas
de la pieza:En las esquinas angulosas (con ngulo exterior >=
90), donde la herramienta o soplete pase por velocidad nulaEn las
zonas o puntos de Entrada/Salida (E/S) del corte del perfil de la
pieza.En las esquinas pronunciadas se debe disminuir la potencia,
bien programndola en el postprocesado (lser) o controlando
manualmente la presin del gas (oxicorte o plasma), para que la zona
cercana a la esquina no resulte "daada" o fundida. Sin embargo a
menudo esta reduccin de energa no es suficiente y requiere una
importante experiencia del programador o del operador en los
aspectos tecnolgicos del proceso, por lo que se recurre a una
solucin consistente en generar "bucles de seguridad". Estos bucles
se utilizan tanto en chapa delgada como de medio espesor (entre 3 y
4.76 mm), con la finalidad de mejorar el acabado en stas zonas e
incluso para poder conseguir el perfil real de la pieza.Los bucles
se obtienen modificando la trayectoria previamente generada (arco),
de forma que se sustituye sta por un lazo (triangular o circular)
que sale y entra en forma tangencial con respecto al perfil (figura
11). Se evita de esta forma que la velocidad de desplazamiento del
soplete se haga nula (o disminuya) en las zonas cercanas a las
esquinas pronunciadas del perfil real, trasladando los cambios de
velocidad y direccin a zonas alejadas del perfil.
Respecto a las zonas donde se produce la E/S del corte, la forma
en que sta se realice, determinar el acabado. As por ejemplo, la
entrada perpendicular y salida perpendicular al perfil, suelen
originar un "pico" o muesca indeseable sobre la pieza y,
dependiendo del proceso, esta muesca puede llegar a tener un tamao
inaceptable. Cuando se programa una E/S con un cierto ngulo, se
disminuye la muesca, y se puede llegar a eliminar por completo si
se adopta una E/S tangencial al perfil o se provoca un solapamiento
(pequea zona por la que se pasa dos veces). Siempre que el perfil
disponga de una esquina formada por tramos rectos se puede iniciar
el corte en esa esquina de forma que no exista ninguna muesca en el
resto del perfil. Todos estos aspectos se pueden observar en la
figura 12.
Fig. 12.- Programacin de distintos tipos de entradas y salidas
sobre un perfilPor lo tanto, a la hora de programar la trayectoria,
se debe contemplar la posibilidad de realizar distintos tipos de
entradas y salidas al perfil. Los tipos preferidos por los usuarios
son las entradas y salidas tangenciales (buen acabado) y las
entradas y salidas angulares (esta ltima permite la entrada cuando
el control no disponga de entrada al corte por medio de un tramo
curvo con compensacin). Es importante tambin poder programar
distancias de salida nulas (figura 12), para evitar el reflujo de
los gases (que daa la parte inferior de la chapa) al llegar el
soplete a una zona que no tiene material (cuando se concluya el
corte cerrando el perfil). Esta opcin de distancia de salida nula
es utilizada en grandes espesores. Tambin debe contemplarse la
posibilidad de generar un solapamiento de la entrada y la salida
que asegura adems el desprendimiento total de la pieza.La generacin
de las trayectorias de corte debe posibilitar la creacin de
"puentes" entre piezas con la finalidad de que los perfiles as
cortados no se desprendan prematuramente de la chapa base e incluso
que permanezcan unidos una vez cortada toda la chapa. Una solucin
de este tipo suele ser muy recomendable en el corte por lser de
pequeos espesores, evitando que la herramienta pueda colisionar con
alguna pieza "ladeada" sobre la chapa, sobre todo cuando no se
dispone de sensores de interferencias (control de la distancia
boquilla-chapa).En la figura 13 pueden observarse los dos tipos de
puentes mas utilizados: puentes exteriores, generados entre piezas
para mantenerlas unidas entre s; y puentes interiores, dejando
pequeas zonas del contorno sin cortar. Los puentes interiores
disminuyen adems la prdida de rigidez que producen los sucesivos
cortes cuando la chapa es muy delgada (< 2 mm).
Fig. 13.- Programacin de puentes interiores y exteriores
Fig. 14.- Correcta eleccin del punto de entrada y del sentido de
recorrido para evitar distorsiones en la chapaUn ltimo aspecto que
debe ser tenido en cuenta, causado por la fragilidad de la chapa
que se acenta a medida que transcurre el corte, atae tambin a
chapas de medio espesor (hasta 5 o 6 mm). Las trayectorias deben
tener el sentido de recorrido de la pieza de tal forma que la parte
donde queda el borde inservible de la chapa, zona ms dbil, se corte
en ltimo lugar. Este efecto (figura 14), puede provocar alabeos y
deformaciones en las piezas finales. Se ha considerado dentro del
apartado siguiente puesto que tambin se produce en chapas de medio
espesor y adems se prefiere el agrupamiento de las figuras en
funcin de la problemtica. En este caso la solucin vendr dada por la
posibilidad del cambio del sentido de recorrido.4.4.2. Problemtica
en medios y grandes espesoresCuando se trabaja con chapa en medios
y grandes espesores (> 4.76 mm), el coste del material se
incrementa sustancialmente. Esto obliga a ser todava mas cuidadoso
debido al riesgo que supone cualquier desperdicio de material. Como
se desprende de los aspectos tecnolgicos vistos hasta el momento,
slo el oxicorte y el plasma (aunque tambin recientemente el corte
por agua) permiten el corte de grandes espesores. Los problemas de
prdida de rigidez o movimiento de las piezas sobre la chapa base ya
no tienen sentido en este caso, pero siguen siendo vlidas las
necesidades de programacin de diferentes tipos de E/S al corte de
las piezas, sobre todo para eliminar la salida (apagando el soplete
justo al terminar el perfil) impidiendo daos por reflujo de
gases.Tambin debe contemplarse la posibilidad de realizar salidas
programadas fuera del perfil que vayan hasta el borde exterior de
la chapa. Esta trayectoria tiene la finalidad de facilitar (incluso
permitir en algunos casos) la extraccin de la pieza una vez
cortada. En este caso, el problema se presenta cuando se corta
chapa muy gruesa (espesores del orden de 200 mm o ms), puesto que
el perfil transversal de corte en este rango de espesores resulta
ser cnico y en consecuencia impide la posterior extraccin de la
pieza. En la figura 15 pueden observarse como deberan programarse 3
salidas diferentes para facilitar la extraccin de la pieza.
Fig. 15.- Trayectorias de corte para extraer la piezaOtro
aspecto que se presenta durante el corte de chapas de grandes
espesores, en este caso por encima de los 60 mm, es la necesidad de
elevada presin del gas en el soplete (> 6 bar). Esta alta
presin, necesaria para el corte, produce una elevada cantidad de
chispas con desprendimientos fundidos del material en la zona donde
el chorro incide sobre la chapa que queda por cortar. Si este
chorro de chispas se dirige contra el operario, impedir su
visibilidad y no podr realizar una inspeccin "in situ", lo que a
veces resulta muy necesario (por ejemplo, cuando se realiza un
control manual de la velocidad de avance en las entradas o en
perfiles complicados).Razones adicionales para controlar el sentido
de recorrido residen en que la parte sobrante debe quedar, durante
el mayor recorrido posible, del lado donde hay ms material. Si
fuera preciso se cambiar el punto de entrada, en concordancia con
dicho sentido (figura 16). Esto, junto con la eleccin de dicho
sentido de acuerdo con la calidad del corte, de forma que la
superficie de corte ms perpendicular quede del lado donde est la
pieza, (figura 13), evitar innecesarias distorsiones debidas al
calentamiento, a falta de rigidez (en chapa de medio espesor, de 3
a 5 mm), etc., que producirn unas dimensiones inadecuadas. Por
tanto, el programa de generacin de trayectorias de corte deber
permitir el cambio del sentido de recorrido del perfil de la pieza
cuando sea necesario (figura 14 y 16).
Fig. 16.- Cambio del sentido de recorrido para permitir
inspeccin del trabajoTambin en grandes espesores, es necesario
efectuar no slo un precalentamiento de la chapa base sino tambin
unas perforaciones previas con el soplete en los puntos previstos
de entrada de corte (trayectorias intermedias entre desplazamientos
en vaco y en corte), permitiendo la posterior entrada al perfil del
chorro de corte en condiciones ptimas. La generacin de las
trayectorias de corte deber contemplar por tanto, la posibilidad no
slo de programar esas perforaciones previas (zonas de entrada),
sino la de evitar las zonas prximas a dichas perforaciones, que son
zonas muy difciles de cortar por haberse endurecido por temple
(figura 17 y 18).
Fig. 17.- Programacin de trayectorias con inicio del corte sobre
taladros previos
Fig. 18.- Detalle de la zona de entrada al corte enmedios y
grandes espesores. La distancia "a" seproduce en el sentido de la
trayectoria y est enconcordancia con el espesor.La necesidad de
aprovechamiento de material se hace mas patente en espesores medios
y grandes. Podemos encontrar un buen ejemplo de ello en la
posibilidad de generar piezas adosadas o con un lado comn. Por
ello, bien sobre un mismo programa de CN o bien sobre todas las
piezas que forman parte de una chapa base, se generan algunas
trayectorias con una compensacin de herramienta determinada (por
ejemplo, izquierda) y otras trayectorias con otra compensacin (por
ejemplo, derecha o con compensacin nula).Esta particularidad de
cambio de compensacin de herramienta dentro del mismo programa CN,
no suele aparecer en los programas CAD/CAM de tipo comercial
empleados en el corte de chapa. En cambio, su inclusin permitira
por ejemplo, cortar piezas adosadas (con un lado comn), con el
consiguiente ahorro de material, tiempo y coste asociado al corte
(figura 19).
Fig. 19.- Trayectorias para el corte de piezas adosadas
Fig. 20.- Preparacin de chaflanes o juntas para soldadura
Fig. 21.- Perfiles resultantes preparados para soldaduraCuando
se procede a preparar la chapa para el montaje y posterior
soldadura, se disponen cabezales de corte con sopletes girados,
pudiendo tambin montarse dispositivos con sopletes dobles o
triples. La programacin del orden de encendido (I ,II y III en la
figura 20) y la zona donde comienza y termina el chafln, ya sea
chafln simple (unin en V), doble (unin en X o en Y), o triple (unin
en K), debe tenerse en cuenta a la hora de la generacin de
trayectorias, de forma que el postprocesado pueda reconocer las
lneas sobre las que debe aplicar el/los chaflanes. Esto permite
dejar la pieza preparada para cualquier tipo de soldadura, tanto en
perfiles curvos como rectos (figura 21).4.5. Problemtica en la
programacin. Controles numricos y postprocesadoresAparte de los
problemas ya mencionados, existe otra problemtica asociada a la
chapa que es prcticamente independiente del espesor. Estos
problemas son debidos al propio proceso y afectan a la forma de
programacin, al posicionamiento de la chapa, a las particularidades
del CN y del postprocesador, etc.A este respecto cabe citar que los
bordes de la chapa no suelen formar parte de las piezas, debido a
su oxidacin y al mal acabado que presentan. En algunos casos como
en el oxicorte, esta exigencia se acenta aun ms debido al reflujo
de gases, sobre la parte inferior de la chapa, al entrar a cortar
el material. En chapa de poco espesor, se puede entrar a cortar el
material desde el exterior, pero la zona adyacente, de unos 5 o 10
mm de "margen", no puede pertenecer a la pieza (distancias Xmin e
Ymin en la figura 22). Se prefiere incluso entrar a cortar desde el
interior de la chapa, dando por perdida esa pequea zona de
margen.
Fig. 22.- Puntos significativos para programacin CNEl
posicionamiento de la chapa base con respecto a la mesa (punto de
imbricacin), el origen de coordenadas (0,0) y del programa
(situacin inicial del soplete) deben ser controlados perfectamente
por el sistema. El operario debe tener conocimiento de todos estos
aspectos y si es posible, trabajar conjuntamente con el programador
a la hora de prefijarlos.En este mismo sentido, las funciones
iniciales del programa que se encarguen de estas tareas, deben
posibilitar una total movilidad de la chapa, por medio del punto de
imbricacin (vrtice inferior-izquierdo de la chapa), al cual se
referir el origen de coordenadas (0,0 del programa CAD/CAM) y el
origen de programa (0,0 del CN).La finalidad de la modificacin a
voluntad de la distancia del origen de coordenadas al vrtice de la
chapa, estriba no slo en conocer exactamente donde debe
posicionarse el soplete al reiniciar de nuevo el corte tras una
parada forzosa (virutas o elementos extraos en las guas, etc.) que
en caso contrario ocasionara el estropicio de la chapa, sino tambin
porque usualmente este punto origen de coordenadas sirve para la
toma de referencia en el caso del empleo de sopletes solidarios,
midindose sobre l las distancias a las cuales se posicionarn las
dems boquillas (figura 22). El programa desarrollado calcula
automticamente el punto que servir como origen de coordenadas
(situando en la interseccin de las tangentes horizontal y vertical
a las piezas ms exteriores) y posiciona el punto de imbricacin de
la chapa a la distancia de seguridad (Xmin, Ymin). De esta forma,
ningn perfil se aproxima ms de lo permitido al borde de la
chapa.Antes del proceso de generacin de trayectorias, el usuario
debe disponer de funciones especficas para el correcto posicionado
(manual o automtico) de los perfiles de la/s pieza/s sobre la chapa
base, que junto con la posibilidad de situar y/o modificar el punto
de imbricacin de la chapa sobre el dibujo, nos llevarn a la
correcta seleccin del origen de programa y dems puntos
significativos.
Fig. 23.- Distancias de seguridad al borde de la chapa y
trayectoria de salida para obtener un recorte
Tambin resulta interesante contar con la posibilidad de realizar
trayectorias de corte que no exijan ninguna geometra previa
dibujada. Esta opcin tiene mltiples aplicaciones, la ms usual
consiste en poder incluir, en el mismo programa CN, una ltima
trayectoria de corte destinada a generar un determinado recorte
sobrante de la chapa base (figura 23) con una forma generalmente
rectangular, que facilite su posterior almacenamiento y
reaprovechamiento.