DEFINICIONManufactura Asistida por Computadora (CAM) comnmente se refiere al uso de aplicaciones de software computacional de control numrico (NC) para crear instrucciones detalladas (G-code) que conducen las mquinas de herramientas para manufactura de partes controladas numricamente por computadora (CNC). Los fabricantes de diferentes industrias dependen de las capacidades de CAM para producir partes de alta calidad.Una definicin ms amplia de CAM puede incluir el uso de aplicaciones computacionales para definir planes de manufactura para el diseo de herramientas, diseo asistido por computadora (CAD) para la preparacin de modelos, programacin NC, programacin de la inspeccin de la mquina de medicin (CMM), simulacin de mquinas de herramientas o post-procesamiento. El plan es entonces ejecutado en un ambiente de produccin, como control numrico directo (DNC), administracin de herramientas, maquinado CNC, o ejecucin de CCM. (Rafael, 2009)

COMPONENTES DE MAQUINAS CNCI. Programa CNCII. Dispositivos de entrada programa (IHM)III. Controlador de maquinaIV. Sistemas de actuacinV. Sistemas de realimentacinVI. Herramientas de maquinasCOMPONENTES FUNCIONALES DE MAQUINAS CNCa. Servomotor b. Mesa c. Consola visualizacin d. Controlador de maquinae. Sensor de posicinf. Control del refrigerante g. Cambio automtico de herramientah. Recogida y retirada de virutai. Controlador de accionamientosj. Interfaz IHMk. Motor lineal l. Controlador CNC m. Motores Brushelssn. Injertos, Herramienta de sujecin (Ivn, 2009)SISTEMAS DE MECANIZADO EN FUNCION DE TIPO DE PROCESOEs un conjunto de elementos dinmicamente relacionado los cuales forman parte de una actividad, con el fin de alcanzar un objetivo operando sobre datos/energa/materia. Es decir; es la parte del sistema que se implementa por medios informticos.MECANIZADO SIN ARRANQUE DE VIRUTAConsiste en proceder a un amasado de material. Segn el material sea calentado para ello o no lo sea se hablara de obtencin de forma en cliente o en frio, trabajos de esta clase son por ejemplo: La forja El doblado El laminado El prensado El estirado El embutido El repujado El acuadoMECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTAEn el mecanizado por arranque de viruta se eliminan trozos de material mediante herramientas con filos perfectamente definidos. Los ms habituales son: Serrado Limado Taladrado Roscado Torneado Fresado Brochado Mortajado

MECANIZADO POR ABRACIONLos abrasivos se proyectan o frotan sobre las superficie de la pieza que se desea limpiar, y los diminutos cristales que lo forman arrancan parte del material cuando sus aristas agudas se presentan de forma favorable. Sin embargo, los abrasivos no se emplean generalmente para arranques importantes de material, sino ms bien para limpieza, acabado y pulido Rectificado (Jaime, 2011)ESTRATEGIAS DE MECANIZADO Estrategias de desbaste aplicadas en trayectorias optimizadasLa optimizacin de trayectorias mediante el uso de sistemas de CAM ha sido algo muy habitual durante un tiempo, especialmente en los sectores de moldes y matrices. Sin embargo, ha sido recientemente cuando los talleres han comenzado a combinar dicha capacidad con estrategias de mecanizado relativamente nuevas y herramientas de corte enterizas y rotativas especialmente diseadas para optimizar las operaciones de mecanizado en desbaste.

Ilustracin 1. Proceso de mecanizadoEstas estrategias de mecanizado en desbaste basado en CAM, o fresado dinmico, se centran en el arco de contacto de una herramienta de corte y su espesor medio de viruta. Mediante la manipulacin del arco de contacto de una herramienta a travs de la trayectoria generada por CAM, los talleres pueden aumentar las velocidades de corte en desbaste, controlar de manera efectiva la temperatura del proceso, aplicar mayores avances por diente y aumentar la profundidad de corte para acortar significativamente los tiempos de corte del mecanizado en piezas; y todo ello sin incrementar el esfuerzo en los husillos de las mquinas.Arco de contacto y carga trmica en relacin con las velocidades de corteEl arco de contacto de una herramienta de corte es una variable independiente que influye en la carga trmica de la herramienta y es la clave para optimizar las operaciones de desbaste.El arco de contacto mximo de toda herramienta es 180 grados o, bsicamente, su dimetro. Por tanto, para un contacto total del arco, la profundidad de pasada radial (ancho de corte) es la misma que el dimetro de la fresa y se representa mediante ae (ancho de corte) = Dc (dimetro de fresa).A la hora de manipular el arco de contacto, los talleres pueden reducir la cantidad de calor generada durante las operaciones de desbaste. A medida que el ancho de corte disminuye, tambin lo hace el arco de contacto de la fresa. Una menor superficie de contacto reduce a su vez la friccin y, por tanto, el calor entre los filos de corte de la herramienta y el material que se est mecanizando. Lo que ocurre es que los filos de corte de la herramienta tienen ms tiempo para enfriarse desde el momento en que abandonan la zona de corte, giran y vuelven a la zona de corte. Esta reduccin de las temperaturas de mecanizado se traduce en velocidades de corte ms rpidas y tiempos de ciclo ms breves.Espesor medio de viruta y carga fsicaEl espesor medio de viruta de una herramienta de corte (hm) se basa en la carga fsica y se mantiene mediante una combinacin de ajustes de avance por diente y el arco de contacto. Como el espesor de viruta cambia constantemente durante el corte, en el sector se usa el trmino espesor medio de viruta (hm).Un arco de contacto total de 180 grados producir las virutas ms gruesas en el centro del ancho de la fresa. Por tanto, un arco de contacto menor reduce el grosor de viruta, lo que permite un mayor avance por diente (fz) a modo de compensacin.Tomemos como ejemplo un ranurado de 10 mm en desbaste ae (arco de contacto total). Con dicho ae, la fresa genera el mayor espesor medio de viruta y la mayor carga fsica. En los primeros 90 grados, el fresado se produce de menos a ms hasta que se alcanza el mximo grosor de viruta (fz) y, a continuacin, en los segundos 90 grados, el fresado es de ms a menos hasta que el grosor de viruta desciende hasta llegar a cero. Pero si ae se disminuye (ae < Dc) hasta 1 mm (10 por ciento), entonces el espesor medio de viruta se har ms pequeo y permitir un desbaste ms rpido mediante la aplicacin de un mayor avance por diente (fz). Aunque la fresa extrae menos material, lo hace a un ritmo mucho mayor y con menos esfuerzo por parte de la herramienta y el husillo de la mquina si se compara con un proceso en el que se apliquen cortes radiales mayores pero a un ritmo menor. Adems, en aplicaciones de ranurado, un menor ae permite un mayor ap (profundidad de corte) para lograr una extraccin de material ms rpida. [footnoteRef:1] (Asten, 2010) [1: REVISTATOPE Estrategias de desbaste ]

La estrategia de mecanizado implementada consta de tres fases: Desbaste, Focalizacin y AcabadoDesbaste:Consiste en remover la mayor cantidad de material sin importar el acabado, hasta acercarse lo ms posible al perfil final deseado. A partir del cero flotante, el buril debe penetrar en el eje X de la maquina una distancia igual a la profundidad de cortedy maquinar en lnea recta por el eje Z hacia el mandril, hasta una distancia igual a la longitud de la pieza, o, en su defecto, hasta que se intercepte con algn segmento del perfil deseado,vase la figura Ilustracin 11. Cada vez que se llega al punto final de un barrido, el buril se retirar la distancia establecida y regresa a la coordenada Z = 0. El proceso descrito se repite hasta que el buril llegue a la lnea de centro del cilindro,vase la Ilustracin 12.

Ilustracin 2 Proceso de desbaste

Ilustracin 3 Posterior al desgaste

Focalizacin:En esta etapa se perfila cada bache encontrado de izquierda a derecha, uno por vez. Los baches son identificados por medio del algoritmo implementado. En este orden de ideas, para el ejemplo, se mecaniza primero la zona 1 y luego la zona 2,vase la Ilustracin 13.

Ilustracin 4 Pieza luego del proceso de focalizado a) en la zona 1 b) en la 2Acabado:En este proceso habr movimiento simultneo de ambos motores para generar las diferentes formas geomtricas del perfil y as seguir el contorno del perfil deseado,vase la Ilustracin 14. Hecho esto se finaliza el proceso de mecanizado y se obtiene la pieza deseada.

Ilustracin 5. Proceso de acabadoCdigos de programacin ISO La programacin de una mquina de control numrico consiste en elaborar y codificar la informacin en un lenguaje que la mquina sepa interpretar.El conjunto de informacin que corresponde a una fase de mecanizado recibe el nombre de bloque o secuencia. El formato del bloque permite diferenciar e interpretar las distintas informaciones contenidas en el mismo. En los bloques de formato fijo el nmero total de caracteres del bloque y su significado, definido por la posicin del carcter en el interior del bloque, son siempre constantes. Es un procedimiento muy rgido y est prcticamente en desuso. En los bloques de formato variable la informacin se agrupa en instrucciones, palabras o funciones. Cada instruccin se compone de una letra llamada direccin seguida de unos nmeros. La letra de la direccin identifica el significado de las cifras que le siguen. Para facilitar el intercambio de programas entre mquinas de distintos fabricantes se han propuesto varias normas que si bien no se han seguido completamente han conseguido que al menos se utilice un ncleo comn de cdigos para la letra de direccin de las funciones (ISO P840, EIA RS 244-A). Para la codificacin de los caracteres (nmeros, letras y smbolos) se utilizan bsicamente tres sistemas: EIA, ASCII, e ISO. (Rafael, 2009)

El programador dispone del plano de la pieza y de las caractersticas geomtricas y tecnolgicas de la mquina. Est conformada por una serie de secuencias y funciones donde se van programando las tareas que debe realizar la mquina de acuerdo con los parmetros de la pieza y las condiciones tecnolgicas de su mecanizado. Puntos de referencia, todos los tornos de control numrico estn dotados de tres puntos de referencia que hay que tener en cuenta a la hora de iniciar un programa. Estos puntos son conocidos como cero mquinas, cero piezas y punto de referencia (Gregor T. , 2001).Las caractersticas de las codificaciones ISO-EIA normalmente utilizadas en cintas perforadas es la de tener siempre, en todos los caracteres un numero par (ISO) o impar (EIA) de perforaciones (bits=1) La codificacin ASCII se utiliza en general cuando los programas, en vez de ser por cinta perforada se introducen en soportes magnticos o bien por comunicacin directa del ordenador Las palabras o funciones dentro del bloque se dan por convencin en el siguiente orden;1. Nmeros de secuencia N 2. Funcin preparatoria G3. Movimientos en coordenadas XYZ. ABC.UVW.PQR.ED.IJK.4. Velocidad de avance F5. Velocidad de rotacin del Husillo S6. Seleccin de herramienta T7. Funciones Auxiliares M. (Rafael, 2009)Funcin M (funcin miscelnea o auxiliar) Se utiliza para designar un modo particular de operacin, usualmente para encender y apagar funciones de la mquina tales como suministro de refrigerante, lubricacin, arranque y parada del movimiento del husillo, entre otros.Tabla 1 Funciones M

Funcin S (Funcin del Husillo) Se usa para controlar la velocidad de giro del husillo.

Funcin T (Funcin de la Herramienta)

Se utiliza para el cambio automtico de la herramienta y para la ejecucin de desfase de la herramienta. El control lgico de cambio de la herramienta es ejecutado por el PLC y el desfase por el NC. Solamente puede existir una funcin T en un bloque.Funcin F (Funcin de Avance de la Herramienta) Velocidad de avance la relacin entre las velocidades de avance en mm/min y en mm/rev viene dada por la siguiente frmula:

Dnde: Fm velocidad de avance [mm/min], Fs velocidad de avance [mm/rev], n velocidad del husillo [rpm].Funcin G (Funcin Preparatoria) Est formada por la letra de direccin G, seguida de un valor de uno o dos dgitos. Se usa para definir la geometra de la pieza de trabajo, determinando el movimiento relativo de la herramienta respecto a la pieza de trabajo, y las condiciones de trabajo del controlador. Puesto que los movimientos de corte son determinados principalmente por esta letra G, este lenguaje de programacin frecuentemente se denomina "cdigo G".[footnoteRef:2] [2: Gregor, T. Hill, Procesos bsicos de manufactura]

Tabla 2. Funciones preparatorias

ALGORITMOS DE PROGRAMACIN CNC.Para la mecanizacin automtica de la pieza la mquina debe conocer: 1) Qu debe hacer. Caractersticas de la operacin. 2) Dnde. Posicionado herramienta-pieza. 3) Cmo. Velocidades de corte y avance. Refrigeracin. 4) Con qu. Tipo de herramienta. Toda esta informacin la precisa para cada uno de los movimientos elementales o fases. Pero slo est en condiciones de interpretar un nmero muy limitado de smbolos: letras, nmeros, puntuaciones, que constituyen su "lenguaje mquina". Toda la informacin necesaria se le debe proporcionar en este tipo de lenguaje. (Rafael, 2009)

Mediante el uso de tcnicas de CAM se consigue abaratar costes, aumentar la calidad y reducir el tiempo de diseo y produccin. Estos tres factores son vitales para la industria actual. Dentro del ciclo de producto descrito se ha incluido un conjunto de tareas agrupadas en proceso CAM, que, a su vez, son subconjuntos del proceso de diseo y proceso de fabricacin respectivamente. (ACUA. F, 2005)

Ilustracin 6 Proceso de CAMLos pasos generales y el algoritmo para llevar a cabo los procesos de mecanizado se detallan en lo que sigue.Diseo del perfil: El perfil de la pieza a maquinar deber ser creado en cualquier programa CAD que permita exportar los diseos a archivos DXF. El punto a favor de este formato, y la razn de su adopcin, es que es soportado por la mayora de programas CAD del mercado, y sus especificaciones tcnicas estn estandarizadas y publicadas de manera abierta para los desarrolladores. En el programa CAD solo se debe dibujar medio perfil, dado que la pieza es simtrica, y deber ser dibujado en el primer cuadrante con todas sus coordenadas (x,y) positivas.Importacin de archivo DXF: El archivo DXF generado deber ser importado en la aplicacin desarrollada. El programa extraer toda la informacin del perfil, los diferentes segmentos que lo conforman (solo se permiten Lneas y arcos), sus parmetros, y los organizar en vectores. El sistema dibujar el perfil y las lneas de mecanizado en el rea de "Visualizador CAD" e informar de todos los procesos que se realicen en el rea "Lista de Eventos".Importacin de archivo DXF: El archivo DXF generado deber ser importado en la aplicacin desarrollada. El programa extraer toda la informacin del perfil, los diferentes segmentos que lo conforman (solo se permiten Lneas y arcos), sus parmetros, y los organizar en vectores. El sistema dibujar el perfil y las lneas de mecanizado en el rea de "Visualizador CAD"

BibliografaAsten, T. V. (2010). Estrategias de desbaste aplicadas en trayectorias optimizadas. REVISTATOPE. Obtenido de http://www.revistatope.com/193_art_SECO_TOOLS_Fresadoras.htmlGregor T. . (2001). Procesos bsicos de manufactura. Mexico: Alfaomega.Ivn, E. (2009). Diseo y Manufactura asistido por computadora. EI Cid Editor Apuntes. Obtenido de http://ezp1.espe.edu.ec:2050/lib/espesp/detail.action?docID=10316185Jaime, F. (2011). Mecanizado bsico. Iberia: Macmillan Iberia S.A. Obtenido de http://ezp1.espe.edu.ec:2050/lib/espesp/detail.action?docID=10505381&p00=cnc+taladradoRafael, F. M. (2009). Fabricacin asistida por computador-CAM. Barcelona: Marcombo. Obtenido de http://ezp1.espe.edu.ec:2050/lib/espesp/reader.action?docID=10345161