Página 1 UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS EXTENSIÓN LATACUNGA DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA PRACTICA No. 4 INTEGRANTES: ANDRANGO CRISTIAN DIAZ JONNATHAN NIVEL: VII “A” - MECATRÓNICA INGENIERO: FAUSTO ACUÑA MATERIA: SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA LATACUNGA, 07 DE JUNIO DEL 2016
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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS EXTENSIÓN LATACUNGA
DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA
PRACTICA No. 4
INTEGRANTES: ANDRANGO CRISTIAN
DIAZ JONNATHAN
NIVEL: VII “A” - MECATRÓNICA
INGENIERO: FAUSTO ACUÑA
MATERIA: SISTEMAS FLEXIBLES DE
MANUFACTURA
LATACUNGA, 07 DE JUNIO DEL 2016
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TEMA:
COMPENSACION DE HERRAMIENTAS
OBJETIVOS:
1. Compensar las herramientas de corte en radio en forma manual.
2. Compensación de las herramientas con sensores y en forma automática.
3. Escalar y reflejar un programa.
4. Fresar el trabajo encargado.
5. Comprobar las dimensiones con las del plano.
MATERIALES Y EQUIPOS:
1. Centro de Mecanizado Vertical LEADWELL V-30.
2. Manual de operación.
3. Trozo de aluminio de 200x200x50 mm
4. Fresas END MILL, HSS, de 1/8 inc. y 10 mm.
5. Plato de cuchillas de 50 mm, broca de 12
6. Tornillo de máquina o bridas escalonadas.
7. Calibrador de láminas.
8. Sensor de posición de herramientas.
9. Sensor de alturas de herramientas
10. Planos de piezas e instrumentos de medición
MARCO TEÓRICO:
1. COMPENACION DE HERRAMIENTAS DE CORTE EN RADIO G41 Y
G42
Las funciones preparatorias, también conocidas como Códigos G, son las más importantes
en la programación CNC, ya que controlan el modo en que la máquina va a realizar un
trazado, o el modo en que va a desplazarse sobre la superficie de la pieza que está
trabajando. Los posibles valores que acompañan a este comando, van de 00 a 999, y cada
bloque tiene una función determinada.
(Códigos G)
En los trabajos habituales de fresado, es necesario calcular y definir la trayectoria de la
herramienta teniendo en cuenta el radio de la misma, de forma que se obtengan las
dimensiones de la pieza deseadas.
La compensación de radio de herramienta, permite programar directamente el contorno
de la pieza sin tener en cuenta las dimensiones de la herramienta.
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El CNC calcula automáticamente la trayectoria que debe de seguir la herramienta, a partir
del contorno de la pieza y del valor del radio de la herramienta almacenado en la tabla de
herramientas. (ProgramacionCNC)
Existen tres funciones preparatorias para la compensación del radio de herramienta:
G40 Anulación de la compensación en radio
G41 Compensación de radio a la izquierda
G42 Compensación de radio a la derecha
COMPENSACIÓN CNC
Se refiere a valores numéricos almacenados en el controlador de la CNC, el cual reposiciona los
componentes de la máquina. Las compensaciones se utilizan para contrarrestar las variaciones
en la geometría de la herramienta, el tamaño de la pieza, el desgaste de la herramienta, otros
parámetros, que permiten la correcta operación de la maquinaria al momento de utilizarla.
(PÉREZ, 2013)
COMPENSACIÓN DE RADIO
En los trabajos habituales de fresado, es necesario calcular y definir la trayectoria de la
herramienta teniendo en cuenta el radio de la misma, de forma que se obtengan las
dimensiones de la pieza deseadas.
La compensación de radio de herramienta, permite programar directamente el contorno de la
pieza sin tener en cuenta las dimensiones de la herramienta. El CNC calcula automáticamente
la trayectoria que debe de seguir la herramienta, a partir del contorno de la pieza y del valor
del radio de la herramienta almacenado en la tabla de herramientas.
Si se utiliza la compensación del radio de la herramienta, el control calcula automáticamente
una trayectoria paralela al contorno y así se compensa el radio de la herramienta. (JIMÉNEZ,
CONTROL NUMÉRICO POR COMPUTADOR, 2011)
Ilustración 1 Compensaciones
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ALGORITMOS EN CODIGO “G PARA LAS COMPENSACIONES DE RADIO Y ALTURA. Compensación de Radio.
Los códigos utilizados para la compensación en radio son: G41 y G42.
Ilustración 2: Compensación de Radio (Zalamaña, 2005)
Estructura del Algoritmo:
G41__D__X__Y__: compensación a la izquierda.
G42__D__X__Y__: compensación a la derecha
Dónde:
X, Y: Coordenadas absolutas del punto final.
D: Selección de herramienta, la CNC toma el dato del radio de la tabla de herramientas.
Nota
No está permitido cambiar directamente entre G41 y G42 (primero cancelar con
G40).
Es imprescindible definir el radio de corte R y la posición de cuchilla T (tipo de
herramienta).
Es necesaria la selección en relación con G00 ó G01. (Fanuc)
2. METODOS DE COMPENSACION DE HERRAMIENTAS
Programación manual
El programa de mecanizado comprende todo el conjunto de datos que el control necesita para
la mecanización de la pieza.
Al conjunto de informaciones que corresponde a una misma fase del mecanizado se le
denomina bloque o secuencia, que se numeran para facilitar su búsqueda. Una secuencia o
bloque de programa debe contener todas las funciones geométricas, funciones máquina y
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funciones tecnológicas del mecanizado. De tal modo, un bloque de programa consta de varias
instrucciones.
Los caracteres más usados comúnmente, regidos bajo la norma DIN 66024 y 66025 son, entre
otros, los siguientes:
N: es la dirección correspondiente al número de bloque o secuencia. Esta dirección va
seguida normalmente de un número de tres o cuatro cifras. En el caso del formato N03, el
número máximo de bloques que pueden programarse es 1000 (N000 hasta N999).
X, Y, Z: son las direcciones correspondientes a las cotas según los ejes X, Y, Z de la máquina
herramienta (Y planos cartesianos). Dichas cotas se pueden programar en forma absoluta
o relativa, es decir, con respecto al cero pieza o con respecto a la última cota
respectivamente.
G: es la dirección correspondiente a las funciones preparatorias. Se utilizan para informar
al control de las características de las funciones de mecanizado, como por ejemplo, forma
de la trayectoria, tipo de corrección de herramienta, parada temporizada, ciclos
automáticos, programación absoluta y relativa, etc. La función G va seguida de un número
de dos cifras que permite programar hasta 100 funciones preparatorias diferentes.
Ejemplos:
G00: El trayecto programado se realiza a la máxima velocidad posible, es decir, a la
velocidad de desplazamiento en rápido.
G01: Los ejes se gobiernan de tal forma que la herramienta se mueve a lo largo de una
línea recta.
G02: Interpolación circular en sentido horario.
G03: Interpolación circular en sentido anti horario.
G33: Indica ciclo automático de roscado.
G40: Cancela compensación.
G41: Compensación de corte hacia la izquierda.
G42: Compensación de corte a la derecha.
G77: Es un ciclo automático que permite programar con un único bloque el torneado
de un cilindro, etc.
Programación automática
En este caso, los cálculos los realiza un computador, a partir de datos suministrados por el
programador dando como resultado el programa de la pieza en un lenguaje de intercambio
llamado APT que posteriormente será traducido mediante un post-procesador al lenguaje
máquina adecuado para cada control. (Computer Aided Machining o Mecanizado Asistido por
Antes de realizar cualquier mecanizado se debe comprobar el programa que se ha creado y
esto se puede hacer de dos formas.
Gráfica, en la cual mediante la pantalla de la máquina y realizando pasos pertinentes.
Física, mediante algún paso se puede comprobar físicamente si el programa está
correctamente descrito.
Ejecutar programas es vacío.
Este modo de operación se emplea para comprobar un programa ejecutándolo en vacío antes
de realizar alguna pieza. La ejecución en vacío consiste en correr el programa, pero sin colocar
en la máquina un trozo de materia prima o pieza. (Rodríguez F. , 2014)
Este proceso permite observar los movimientos que describe la herramienta, pero sin trabajar
sobre una pieza real. La ejecución en vacío la utilizan los operarios para hacerse una idea de la
secuencia de movimientos. Esta es una forma de verificar que todo está correcto, aunque muy
poco precisa, ya que se hace de forma visual. (Rodríguez F. , 2014)
PROCEDIMIENTO:
1. Encender la máquina y referenciarla. (Procedimiento realizado en la práctica No.2)
2. Sujetar el trozo de aluminio sobre el tonillo de máquina.
Ilustración 3 Pieza de aluminio
3. Montar en el ATC las herramientas de corte descritas en la siguiente tabla.
Ítem Heramienta A.T.C. N° Características
1 End Mill Ø 1/8 inc 1 HSS
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4. Utilizar la herramienta T1 para hallar el 0 pieza y almacenar en G54, similar a los pasos
realizados en la práctica N°. 2
5. Cambiar la herramienta a la T1, y anotar la compensación en radio presionando en el cuadro de OFFSET.
Ilustración 4 Tecla OFFSET
6. Llenar el cuadro de compensaciones digitando el radio de las herramientas montadas en el ATC.
Ilustración 5 Ubicación del radio de compensación
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7. Crear un programa completo para que la herramienta mecanice la trayectoria de la figura siguiendo los puntos indicados, con compensación y con radio vectores a una profundidad de fresado igual a 0.1 mm. Como datos se tiene que el material de la pieza es de aluminio, la herramienta es una END MILL de Ø 1/8 inc., de 4 filos, material HSS, localizada en el A.T.C. N°. 1. Calcular S y F.
𝑆 = 6015.30 𝑟𝑝𝑚 ≈ 6000 𝑟𝑝𝑚 𝐹 = 𝑧 ∗ 𝐹𝑧 ∗ 𝑆 𝐹 = 4 ∗ 0.18 ∗ 6000 𝑟𝑝𝑚 𝐹 = 4320𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛 % O0001; (PROGRAMA PARA RANURAR UNA CRUZ CON UNA FRESA FRONTAL CILINDRICA DE DIAMETRO DE 10 MM EN ATC NUMERO 1 SOBRE ALUMINIO REALIZADO POR DÍAZ JONNATHAN); N10 G17 G21 G40 G49 G54 G80 G90 G94; N20 M06 T01; N21 G42 D1 X60 Y30 F5000 N30 G00 X60 Y30; (PUNTO1) N40 M03 S5000; (husillo on )
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N50 G01 Z50 F5000;(zona de seguridad) N60 Z5 F1000;(aproximacion) N70 Z-1 F230;( penetracion) N71 X20 Y 20; N80 Y60 F460;(punto 2) N90 X-20; (punto 3) N100 Y20; N110 X-60; N120 Y-20; N130 X-20; N140 Y-60; N150 X20; N160 Y-20; N170 X60; N180 Y20; N190 X25; (vuelta al punto 1) N200 G00 Z50; (retorna zona de seguridad) N210 M05S0; (husillo stop) N220 G91 G28 Z0; (coordenadas relativas) N230 G28 X0 Y0; (retorno a cero pieza) N240 M30; (regresa programa al punto uicnial) %
8. En modo DNC CD, comprobar el programa anteriormente digitado. 9. Correr el programa paso a paso, utilizando SINGLE BLOCK, reducir los porcentajes de
las velocidades al inicio del programa, luego ajustarlos al 100% y eliminar SINGLE BLOCK.
10. Utilizando instrumentos de medición comprobar el producto final.
ANALISIS DE RESULTADOS:
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Compensación en Radio.
Ilustración 7: Resultado obtenido en CNC simulator
El código de programación fue implementado en un simulador “CNC Simulator”, como
se puede observar los resultados satisfacen los requerimientos expuestos cuyo objetivo
fue de formar una cruz realizando la compensación a la derecha del contorno de la
pieza, es decir compensar el radio para obtener un sólido cuyas dimensiones están
limitados por los puntos P1 (20,20); P2 (20,60); P3 (-20,60); P4 (-20,20); P5 (-60,20);