Modulo Control Numerico Computarizado

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1 MÓDULO CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO FABIÁN BOLÍVAR MARÍN UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA CCAV NEIVA 2012

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    MDULO CONTROL NUMRICO COMPUTARIZADO

    FABIN BOLVAR MARN

    UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA CCAV NEIVA

    2012

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    CONTENIDO

    INTRODUCCIN

    OBJETIVO GENERAL

    EVALUACIN DIAGNSTICA UNIDAD 1

    UNIDAD 1 FUNDAMENTOS BSICOS E INTRODUCCIN AL CONTROL NUMRICO COMPUTARIZADO

    Objetivos especficos

    1. Definiciones bsicas y fundamentos del Control Numrico Computarizado 1.1 Definicin de Control Numrico Computarizado. 1.2 Cmo funciona el CNC? 1.3 Ventajas del CNC. 1.4 Cualidades del CNC. 1.5 Resea histrica de la industria y del CNC.

    2. Generalidades del Control Numrico Computarizado 2.1 CNC: Una nueva alternativa. 2.2 El ambiente de trabajo. 2.3 Tipos de automatizacin. 2.4 Cundo emplear el Control Numrico Computarizado? 2.5 Cmo seleccionar un centro de mecanizado CNC?

    3. Clasificacin y caractersticas de las mquinas herramienta 3.1 Definicin y clasificacin de mquinas herramienta. 3.2 Arquitectura general de una mquina herramienta de CNC 3.3 Descripcin de las principales mquinas herramienta. 3.4 El torno. 3.5 La fresadora.

    AUTOEVALUACIN UNIDAD 1

    REALIMENTACIN AUTOEVALUACIN UNIDAD 1

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    EVALUACIN DIAGNSTICA UNIDAD 2

    UNIDAD 2 PROGRAMACIN EN CONTROL NUMRICO COMPUTARIZADO

    Objetivos especficos

    4. Conceptos y definiciones fundamentales en la programacin CNC 4.1 Aspectos generales en programacin CNC. 4.2 Programacin manual de una mquina CNC 4.3 El texto previo. 4.4 Programa de mecanizado. 4.5 Conceptos bsicos de programacin CNC.

    5. Programacin en CNC con WinUnisoft 5.1 WinUnisoft: Simulador de CNC. 5.2 Estructura de ficheros en WinUnisoft. 5.3 Formato de bloque de un programa CNC. 5.4 Descripcin de la funcin G en WinUnisoft 5.5 Funciones complementarias del WinUnisoft

    6. Ejemplos de programacin CNC 6.1 Ejemplo 1 para torno. 6.2 Ejemplo 2 para torno. 6.3 Ejemplo 3 para torno. 6.4 Ejemplo 1 para fresadora. 6.5 Ejemplo 2 para fresadora.

    AUTOEVALUACIN UNIDAD 2

    FUENTES DOCUMENTALES

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    INTRODUCCIN

    En el presente mdulo, el estudiante encontrar las caractersticas principales del Control Numrico Computarizado y su aplicacin en la industria de hoy.

    Bsicamente, el mdulo inicia con una introduccin a la historia de la industria y su evolucin con la automatizacin de procesos, destacando las principales mquinas herramientas utilizadas en la fabricacin de productos como tornos, fresadoras, cepillos, rectificadoras y taladros. Adems, se establece un concepto bsico acerca del CNC.

    Con esta preparacin inicial, el estudiante ya podr abordar la arquitectura, programacin y descripcin de cada uno de los componentes de una mquina herramienta para que conozca su funcionamiento y los identifique en un contexto real, con el objetivo de entrar en el mundo de la programacin de mquinas, que le permitirn al estudiante analizar y corregir fallas en sistemas de Control Numrico Computarizado.

    Entremos, pues, en este maravilloso mundo del Control Numrico Computarizado, y apliqumoslo en nuestro entorno con el fin de mejorar las condiciones de produccin.

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    OBJETIVO GENERAL

    Este mdulo ha sido diseado con el propsito que el estudiante identifique y analice sistemas de Control Numrico Computarizado, a travs del estudio de mquinas herramienta con diversas arquitecturas, conociendo e identificando cada uno de sus componentes y su funcionamiento con el fin de programar y automatizar procesos que anteriormente se realizaban de forma manual.

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    EVALUACIN DIAGNSTICA UNIDAD 1

    Antes de iniciar el estudio del Control Numrico Computarizado, es necesario que el estudiante retome algunos aspectos bsicos del control electrnico y se cuestione sobre lo que conoce del tema que va a abordar. Para ello, es importante que se de respuesta a las siguientes preguntas antes de entrar en materia.

    1. Cules son las caractersticas ms importantes en el campo del Control?

    2. Cmo define una mquina herramienta, para su concepto?

    3. Qu diferencias encuentra ente los equipos utilizados en la industria antigua y la de hoy?

    4. Qu significa la palabra automatizacin?

    5. Considera importante la aplicacin de la Electrnica en el campo de la industria para la fabricacin de productos? Por qu?

    6. Defina con sus palabras lo que cree que sea Control Numrico Computarizado

    Dando respuesta a estas inquietudes, el estudiante podr abordar con ms seguridad el nuevo tema a tratar en este mdulo (Control Numrico Computarizado)

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    UNIDAD 1 FUNDAMENTOS BSICOS E INTRODUCCIN AL CONTROL NUMRICO COMPUTARIZADO

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    OBJETIVOS ESPECFICOS

    Que el estudiante comprenda el concepto de Control Numrico Computarizado y lo identifique en el contexto cotidiano.

    Que el estudiante adopte una nueva terminologa en el mbito de la produccin y en la industrializacin y automatizacin de los procesos.

    Que el estudiante reconozca los diferentes tipos de automatizacin y su aplicacin en los procesos de fabricacin y estandarizacin de productos.

    Que el estudiante identifique las partes de una mquina herramienta de control numrico.

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    CAPTULO 1: DEFINICIONES BSICAS Y FUNDAMENTOS DEL CONTROL NUMRICO COMPUTARIZADO

    1.1 DEFINICIN DE CONTROL NUMRICO COMPUTARIZADO

    El Control Numrico por Computador, tambin llamado CNC (en ingls Computer Numerical Control), es todo aquel dispositivo que pueda contar con la capacidad de dirigir el posicionamiento en diferentes planos de un dispositivo mecnico, que resulta ser mvil por medio de rdenes elaboradas y predeterminadas para cumplir un trabajo especfico por medio de la interaccin de un lenguaje de programacin y un ordenador o computador (ver Figura 1).

    Figura 1. Definicin ilustrativa del CNC

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    1.2 CMO FUNCIONA EL CNC?

    Para cumplir una tarea o trabajo, el sistema de control numrico computarizado utiliza una serie de rdenes, generadas por un software de control, que sern simuladas, identificadas y codificadas y puestas en marcha para luego ser asumidas por la mquina, utilizando movimientos en un sistema de coordenadas de referencia que especificarn el movimiento del dispositivo o de la herramienta que hace la operacin.

    Generalmente el Control Numrico Computarizado es utilizado en operaciones especficas de maquinado como son las de torneado y de fresado, cortado, doblado especialmente cuando la industria necesita producir objetos o productos que cumplan con las caractersticas de normalizacin e igualdad de productos exigidas por un mercado, tomando como ejemplo el mercado de repuestos y auto partes; este sistema ha revolucionado la fabricacin de todo tipo de objetos, en la industria metalrgica. El mercado y la competencia han hecho surgir el desarrollo de nuevas tecnologas en las cuales se busca la economa de materia prima y la obtencin de productos utilizando una fraccin del tiempo utilizado en los mtodos tradicionales de fabricacin. De all surge la necesidad de adecuar nuestras industrias a fin de que puedan ser competentes en reto de los prximos aos.

    Una opcin o alternativa clara frente a la competencia de tecnologas es la conversin de las industrias a elementos como el de la automatizacin por medio del CNC.

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    1.3 VENTAJAS DEL CNC

    Las mquinas y herramientas de Control Numrico Computarizado, brindan algunas ventajas adicionales como:

    Amplia capacidad de operaciones de trabajo. Seguridad. El control numrico es especialmente recomendable para el

    trabajo con productos peligrosos o de alto riesgo. Amplia capacidad de diseo. Las mquinas o herramientas de control

    numrico computarizado cuentan con una amplia y abierta capacidad para realizar diseos desde bsicos hasta complejos.

    Disposicin de varios lenguajes de programacin, aunque es muy comn encontrar diferentes fabricantes de mquinas o herramientas de control numrico computarizado donde cada uno asume un software actual para el desarrollo de las operaciones de la mquina, pero que generalmente suelen ser compatibles entre sus versiones.

    Control y normalizacin de sus productos. Por medio del uso de esta tecnologa, se ejerce mayor control en las empresas sobre el uso adecuado de materias primas, puesto que segn una produccin, se pueden estimar las dimensiones de la materia prima.

    Precisin. Mayor precisin de la mquina herramienta de control numrico respecto de las maquinas tradicionales, puesto que la mquina realiza avances programados totalmente asistidos por computador.

    Un solo operador para varias mquinas. Con el uso de esta tecnologa un operario puede sincronizar varias mquinas para que trabajen al mismo tiempo, ahorrando el uso de mano de obra calificada.

    Mayor exactitud en sus operaciones. Aunque el margen de error que se maneja es muy pequeo, la mquina cuenta con un sistema de auto calibraciones peridicas para evitar errores.

    Mnimas prdidas de materia prima.

    Mayor capacidad en cuanto a la programacin y puesta en marcha.

    Competitividad frente a las mquinas tradicionales.

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    Mayor rendimiento y menores costos.

    Amplia representacin de mantenimiento y repuestos por parte del fabricante.

    El control numrico computarizado se ha planteado un objetivo y es el de incrementar la productividad, precisin, rapidez, menor uso de talento humano, mayor autonoma para el uso de mquinas y herramientas. Su uso ha permitido la mecanizacin de piezas que antes se podran considerar como muy complejas, especialmente en la industria metalmecnica, y procedimientos de exactitud como en la industria militar, que anteriormente no se conceban en un diseo desde los mtodos de fabricacin tradicional.

    La tecnologa da un gran paso con la implementacin del control numrico computarizado, que aporta principios funcionales y operacionales a la robtica, y genera nuevas expectativas que apuntan a la fabricacin autnoma del trabajo con productos metal mecnicos, resinas, y polietilenos con mayor uso en las diferentes utilidades en la industria.

    La competitividad y el acelerado mundo de lo comercial, econmico y poltico, los cuales afectan directamente las sociedades como la nuestra (pases en desarrollo) crean una oportunidad creciente para el desarrollo de nuevas tecnologas y mayor produccin.

    Las nuevas polticas mundiales de mercados abiertos y globalizacin apuntan hacia esta competencia y surge la necesidad inmediata de adecuar nuestras industrias a fin de que puedan ser competentes. Una opcin es la introduccin de la automatizacin.

    Uno de los factores que impiden la adquisicin de estos recursos (Mquinas de Herramientas de Control Numrico Computarizado), es la alta inversin contra la amplia capacidad de produccin.

    Algunos de los problemas en la industria que podemos mencionar hoy son:

    Existe cada vez una mayor exigencia en la precisin y normalizacin.

    Los diseos son cada vez ms complejos, diversos y multipropsitos.

    Los altos costos de fabricacin hacen necesario minimizar errores.

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    El tiempo de entrega de los productos tiende a ser cada vez ms corto para ser competente en un mercado.

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    1.4 CUALIDADES DEL CNC

    Una mquina herramienta CNC es un equipo de trabajo que permite manufacturar piezas de distintos materiales a travs de sus sistemas. Este equipo se diferencia de una herramienta convencional porque es posible programar la secuencia de fabricacin de una pieza, trabajo que tardara mucho ms tiempo en un equipo tradicional.

    Esto significa que el operador de la mquina herramienta slo hace una vez el trabajo de definir cmo hacer una pieza (trabajo de programacin) y el control de la mquina produce la cantidad de piezas que se necesite con un mnimo de errores. A diferencia de un equipo convencional, el CNC se compone especialmente de dos cuerpos principales: el control y la herramienta misma.

    El control de todo el procedimiento lo ejerce un computador, que procesa y ejecuta la informacin guardada por el operador de la mquina. Luego vendra la simulacin de todo el proceso por parte del operador; si el programa se ejecuta correctamente, se procedera a montar en la mquina herramienta la materia prima a ser trabajada, luego se le dara luz verde a la ejecucin del mismo cuando el control comunica a la mquina herramienta (mediante seales o pulsos elctricos) para luego realizar las trayectorias y elaborar la pieza deseada.

    Esto caracteriza las mquinas CNC. Una sola persona puede operar muchas mquinas simultneamente ofreciendo con esto bajos costos en cuanto a la mano de obra calificada, mientras que en el sistema tradicional es necesario localizar muchas coordenadas por medio de un plano a medidas y con el dimensionamiento para la ejecucin de un proyecto que dar como fruto un solo producto.

    En cuanto a la mquina herramienta CNC, el operario cuenta con el programa, tiene todo el control de los parmetros a medidas y con el dimensionamiento para ser ejecutado n nmero de veces, luego que se ejecuta el programa virtualmente, se realiza cualquier trabajo.

    El siguiente cuadro muestra las caractersticas que un operador de una mquina sistematizada por Control Numrico Computarizado debe tener:

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    Habilidades Fortalezas El operador de CNC deber tener conocimientos en geometra, lgebra y trigonometra.

    Conocimientos de la estructura de la mquina CNC.

    Deber conocer sobre la seleccin y diseo de la herramienta de corte.

    Conocimientos del proceso de transformacin mecnica.

    Dominar los mtodos de sujecin especialmente metal mecnicos.

    Conocimientos de la programacin CNC.

    Uso de medidores y conocimientos de metrologa.

    Conocimientos del mantenimiento y operacin CNC.

    El programa tiene el control de los parmetros de corte.

    No se requiere de una gran experiencia para realizar proyectos.

    Interpretacin de planos. Mejora el ambiente de trabajo. Gozar de toda la interaccin de recursos tanto fsicos como virtuales para la ejecucin exitosa de un proyecto y su multiplicacin continua sin que se ofrezcan ninguna clase de prdidas por temas relacionados con dimensionamiento y normalizacin.

    Desarrollo de una nueva cultura en cuanto al trabajo, puesto que se programa una sola vez para n numero de operaciones.

    Cuadro 1. Caractersticas de un operario de CNC

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    1.5 RESEA HISTRICA DE LA INDUSTRIA Y DEL CNC

    El Control Numrico por Computador, nace de la necesidad que tiene el hombre de ahorrar procesos, tiempo, y la bsqueda de homogenizar el producto terminado buscando su normalizacin en el mercado.

    Este desarrollo se produjo gracias al avance significativo que ha tenido la tecnologa, buscando solucionar las problemticas cotidianas del hombre, especialmente desarrollado por la problemtica generada en las empresas manufactureras de repuestos que trabajaban manualmente, en donde se realizaban productos que solan presentar una serie de errores sobre todo por mediciones incorrectas. Por tal motivo, sta se considera como la propuesta inicial para el desarrollo de esta tecnologa.

    La segunda propuesta de inters para el desarrollo de esta tecnologa la aportan los industriales que necesitaban ahorrar tiempo de manufactura y mano de obra calificada que resultaba muy costosa.

    La tercera propuesta de inters para el desarrollo de esta tecnologa se reflej en las grandes inversiones que se deberan realizar para adquirir mltiples equipos de trabajo para con esto poder dar cobertura a una produccin sostenible.

    A partir de dichas problemticas, se plante la necesidad de contar con una tecnologa ms compacta, que aportara significativamente al planteamiento de las inquietudes plasmadas.

    Estas son algunas de las referencias histricas generadas a partir del desarrollo de esta tecnologa durante el proceso de revolucin tecnolgica que ha tenido el mundo.

    (1725) Mquinas de tejer construidas en Inglaterra, controladas por tarjetas perforadas con agujeros.

    (1863) M. Forneaux - primer piano que toc automticamente por medio de tarjetas perforadas con agujeros.

    (1870-1890) Eli Whitney - desarrollo de plantillas y dispositivos de escritura y lectura.

    (1880) Introduccin de una variedad de herramientas para el maquinado de diferentes materiales.

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    (1940) Introduccin de los controles hidrulicos, neumticos y electrnicos. (1945) Comienzo de la investigacin y desarrollo del control numrico. (1945) Comienzo de los experimentos de produccin a gran escala (1947) John Parsons empez a experimentar con la idea de generar los

    datos y posiciones en factores X, y Y, de un plano y sus curvas, usarlos para controlar los movimientos direccionndolos dentro del potencial de trabajo que puede tener una mquina herramienta.

    En (1949) se otorg un contrato a la Parsons Corporacin para encontrar un mtodo rpido de produccin que garantizara autonoma, alto desempeo y normalizacin de productos generados por una mquina herramienta.

    En (1952) el MIT (Instituto Tecnolgico de Massachusetts) demostr exitosamente un modelo de mquina con control numrico que presentaba una opcin clara y confiable para la introduccin de esta tecnologa. La mquina produjo exitosamente partes y productos, con movimientos simultneos generados a partir de plasmar unas magnitudes en los ejes de movimiento de las herramientas de corte, de all se introdujo el trmino "control numrico".

    En (1955) los modelos introductorios comerciales de las mquinas de CNC se exhibieron ante el pblico y se empezaron a masificar en el mundo aunque aun presentaban limitantes en cuanto a su desempeo.

    En (1957) el CNC es aceptado por la industria y reconocido como mquinas de alto desempeo, acreditndose as en el mercado instalndose con muchas de estas mquinas. A partir de esta fecha se incorpora el uso del PC como una herramienta adicional al diseo de partes que configura amplia maniobrabilidad y mayor disposicin de recursos.

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    Figura 2. Evolucin en los telares

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    CAPTULO 2: GENERALIDADES DEL CONTROL NUMRICO COMPUTARIZADO

    2.1 CNC: UNA NUEVA ALTERNATIVA

    Actualmente existe un ambiente de grandes expectativas e incertidumbre en cuanto al desarrollo de nuevas tecnologas. Mucho de esto se da por los rpidos cambios de la tecnologa actual, pues stos no permiten asimilarla en forma adecuada de modo que es muy difcil sacar su mejor provecho. Tambin surgen cambios rpidos en el orden econmico y poltico los cuales en sociedades como la nuestra (pases en desarrollo) inhiben el surgimiento de soluciones autctonas o propias para nuestros problemas ms fundamentales.

    Entre todos estos cambios, uno de los de mayor influencia lo ser sin duda el desarrollo de las nuevas polticas mundiales de mercados abiertos y globalizacin, lo que implica una libre competencia y surge la necesidad de adecuar nuestras industrias a fin de que puedan satisfacer el reto de los aos venideros. Una opcin o alternativa frente a esto es la reconversin de las industrias introduciendo el elemento de la automatizacin. Sin embargo, se debe hacerse en la forma ms adecuada de modo que se pueda absorber gradualmente la nueva tecnologa en un tiempo adecuado; todo esto sin olvidar los factores de rendimiento de la inversin y capacidad de produccin.

    Uno de los elementos importantes dentro de este resurgir de la automatizacin son las mquinas de herramientas del Control Numrico Computarizado, las cuales brindan algunas ventajas adicionales que son de importancia considerar detenidamente.

    Tomado de El Control Numrico Computarizado en el Desarrollo Industrial, autora del Ing. Lino Ruiz.

    Los pases de mayor desarrollo en el mundo, poseen una gran experiencia en cuanto a automatizacin y el manejo de los recursos que, entre otros, demuestran problemas industriales dentro de los cuales cabe mencionar:

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    Existe cada vez una mayor exigencia en la precisin y normalizacin en cuanto al uso permanente de normas de calidad.

    Se hace necesario minimizar errores en cuanto a la productividad y el tiempo de entrega de los productos tiende a ser cada vez ms corto para ser competente y poder sostener una lnea de productos en un mercado.

    Los diseos a desarrollar en metalurgia son cada vez ms complejos, exigen diversidad de procesos y su nivel de complejidad es alto.

    Menor utilizacin de mano de obra calificada, puesto que este factor incrementa en un buen porcentaje el valor del producto terminado.

    Disponibilidad de herramientas que puedan realizar diversos procesos bajo la utilizacin de una sola maquina.

    Implementacin de constante seguimiento del uso de la maquinaria, hoja de vida, horas de utilizacin, cantidad de mantenimientos preventivos y correctivos.

    Estndar de planificacin en cuanto a la produccin general de la mquina, esto puesto que en el mundo de hoy se subcontrata y arrienda maquinaria frecuentemente en la industria

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    2.2 EL AMBIENTE DE TRABAJO

    El entorno del ambiente industrial se encuentra frecuentemente con situaciones tales como:

    Escasez de mano de obra calificada.

    Produccin masiva de mltiples modelos de un mismo producto.

    Ambiente de produccin y taller poco atractivo.

    Estos aspectos son ms fciles de encontrar en sociedades industriales, que en pases subdesarrollados.

    Tomado de El Control Numrico Computarizado en el Desarrollo Industrial, autora del Ing. Lino Ruiz.

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    2.3 TIPOS DE AUTOMATIZACIN

    Existen cinco formas de automatizar en la industria moderna, de modo que se deber analizar cada situacin a fin de decidir correctamente el esquema ms adecuado.

    Los tipos de automatizacin son:

    Control automtico de procesos.

    Procesamiento electrnico de datos.

    Automatizacin fija.

    Control Numrico Computarizado.

    Automatizacin flexible.

    Control automtico de procesos: se refiere usualmente al manejo de procesos caracterizados de diversos tipos de cambios (generalmente qumicos y fsicos); un ejemplo de esto podra ser el proceso de refinacin del petrleo.

    Proceso electrnico de datos: frecuentemente es relacionado con los sistemas de informacin, centros de cmputo, etc. Sin embargo, en la actualidad tambin se considera dentro de este tipo de automatizacin la obtencin, anlisis y registros de datos a travs de interfases y computadores.

    Automatizacin fija: es aquella asociada al empleo de sistemas lgicos tales como los sistemas de relevadores y compuertas lgicas. Sin embargo, estos sistemas se han ido flexibilizando al introducir algunos elementos de programacin como es el caso de los PLC o Controladores Lgicos Programables.

    Un mayor nivel de flexibilidad lo poseen las mquinas de control numrico computarizado. Este tipo de control se ha aplicado con xito a mquinas herramienta de control numrico (MHCN) como lo son las fresadoras, los tornos, las troqueladoras y herramientas de corte.

    El mayor grado de flexibilidad en cuanto a automatizacin se refiere es el de los Robots industriales que en forma ms genrica se les denomina como "Celdas de Manufactura Flexible".

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    2.4 CUNDO EMPLEAR EL CONTROL NUMRICO COMPUTARIZADO?

    La decisin sobre cundo es necesario utilizar mquinas o herramientas de control numrico computarizado, muchas veces se resuelve en base a un anlisis de produccin y rentabilidad. Sin embargo, en nuestros pases subdesarrollados, muchas veces existe un factor inercial que impide a los empresarios realizar el salto tecnolgico en la medida que estas personas se motiven a acercarse a estas tecnologas.

    Por otro lado, una vez tomado este camino se dar una rpida transferencia tecnolgica a nivel de las empresas incrementando el nivel tcnico. Fenmenos como stos no son raros, pues se dan muchas veces en nuestros pases al nivel de consumidores. Somos consumidores de productos de alta tecnologa y nos adaptamos rpidamente a los cambios que se dan en productos tales como automviles, equipos de comunicacin, computadores, etc.

    Entonces, cmo se decide la alternativa de usar o no Control Numrico Computarizado en trminos de produccin:

    Cuando se tienen altos volmenes de produccin.

    Cuando la frecuencia de produccin de un mismo artculo no es muy alta.

    Cuando el grado de complejidad de los artculos producidos es alto.

    Cuando se realizan cambios en un artculo a fin de darle actualidad o brindar una variedad de modelos.

    Cuando es necesario un alto grado de precisin.

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    2.5 CMO SELECCIONAR UN CENTRO DE MECANIZADO CNC?

    La racionalizacin de la produccin en las pequeas y medianas empresas, es un proceso que se desarrolla da a da y en el que la adquisicin de nuevas mquinas y sistemas de trabajo asistidos por computador, juegan un papel preponderante. Gracias a la mejora del ratio precio/prestaciones, los centros de mecanizado a control numrico son hoy en da una opcin vlida en muchos casos y permite una gran flexibilidad, versatilidad y precisin.

    Gracias a la demanda de este tipo de mquinas, se ha desarrollado el software que permite un manejo de las mismas sin necesidad de grandes conocimientos de programacin (sistemas CAD-CAM), y reduce el tiempo necesario para el mismo, lo que sin duda los hace an ms interesantes. Adems, la reduccin de los niveles de precios de los equipos informticos y el aumento de sus prestaciones influyen de forma positiva en la introduccin de estas tecnologas dentro de las empresas.

    Los beneficios de este tipo de mquinas son varios y se podran enumerar en los siguientes:

    Reduccin del ciclo de fabricacin; es decir, menor tiempo de preparacin, de mecanizado y de espera en taller.

    Ahorro de medios de fabricacin.

    Reduccin de tiempos de preparacin de mquinas: en una misma puesta en mquina se pueden realizar varias operaciones que de otro modo necesitaran varias mquinas convencionales, lo que implica reduccin de tiempo de preparacin y eliminacin del tiempo de ajuste. Excepto el posicionamiento del sistema de amarre y situacin de la pieza en el punto adecuado, las dems operaciones de puesta a punto lo realiza la propia mquina mediante el programa. Una vez realizado el programa para una pieza, se pueden ejecutar tantas veces como se requiera siempre que tengamos un almacn de herramientas lo suficientemente dotado para eliminar sus tiempos de colocacin.

    Reduccin de tiempos de mecanizado: como se coment anteriormente, en la misma mquina se pueden realizar ms de una operacin, lo que permite una reduccin del tiempo total de mecanizado. La calidad y precisin de los mecanizados son mucho mejores con menores tiempos de mecanizado, y por ello se pueden eliminar las mediciones y comprobaciones entre proceso

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    y proceso. Se elimina la mano de obra de todas estas mquinas y las velocidades de trabajo que permiten estas mquinas son mucho mayores y se pueden optimizar.

    Reduccin de tiempos muertos: al realizar diferentes mecanizaciones en una misma mquina, se eliminan los tiempos en espera entre mquina y mquina. Se elimina la mano de obra necesaria para realizar estos transportes internos. La pieza recorre menos metros por dentro del taller.

    Ahorro en costos de fabricacin: se mantiene una sola mquina, aunque su coste puede ser mayor. Se requiere menos mano de obra. Se evita el dao de las pieza durante el transporte interno y en stocks intermedios. Se reduce stocks en curso. Se obtienen calidades de acabado mayores que en muchos casos facilitan procesos posteriores. Se obtiene mayor calidad y repetitividad de las piezas, eliminando tiempos de ajuste, reprocesamientos y costos de no calidad.

    Otros beneficios como: independencia de la situacin anmica del operario tanto en las comprobaciones de calidad, dimensiones, como en las relativas al propio mecanizado, permitiendo tiempos conocidos y ms estables de las piezas. Menor manejo de las piezas por parte de los operarios. Posibilidad de hacer mecanizados que con mquinas convencionales no se pueden realizar de forma adecuada. Ms seguridad para el operario al no estar en contacto con las herramientas de corte de una forma directa en el proceso de mecanizado. Mayor flexibilidad en la produccin, mejor servicio, ms uniformidad en el tiempo de mecanizado, etc.

    Los primeros aspectos que se han de tener en cuenta, han de ser los relativos al anlisis de los mecanizados que han de ser realizados en la mquina: geometra y dimensiones de las piezas, nmero de piezas, tanto a corto como a largo plazo. Este ltimo punto es muy importante porque esta mquina tiene un costo muy elevado y es necesario saber lo que se le exige ahora y lo que se le puede exigir a medio plazo y de esta forma, adquirir un equipo que permita adecuarla a sus necesidades a medio plazo.

    Hay que analizar los materiales de trabajo (potencia de motores, tipos de herramientas), mecanizados a realizar (nmero de grupos que ha de incluir el centro de trabajo como taladros, peines, taladros horizontales, sierras orientables, fresadoras, nmero de herramientas a tener en el almacn, etc) y geometra de las piezas; es decir, dimensiones de la mesa de trabajo y nmero de ejes necesarios para mecanizarlos, caractersticas de cada uno de ellos como giros y un largo nmero de opciones.

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    Adems de este anlisis, se pueden deducir aspectos como sistemas de amarre a utilizar, dimensiones de prtico, nmero de cabezales, sistema de la mesa y otras caractersticas de la mquina tales como el sistema de posicionamiento cero-cero, sistemas que faciliten la puesta a punto y otras innovaciones que ofrece el mercado.

    Por lo que respecta al nmero de piezas, estas deben agruparse por tipologas, lo cual permitir deducir la capacidad a instalar una vez se determinen los tiempos de mecanizado para cada uno de ellos y los turnos necesarios para realizarlos, aspectos necesarios para un correcto anlisis de la inversin. Este anlisis es de suma importancia, dado que un centro de trabajo permite aglutinar en un mismo tiempo de preparacin de la pieza una serie de operaciones que anteriormente se venan haciendo en diferentes mquinas, y por ello es interesante determinar el nmero mximo de operaciones a realizar, y que por supuesto sea rentable realizarlos.

    Una vez analizados estos aspectos, ya se tiene una idea exacta de las necesidades, y por ello es el momento de buscar en el mercado algo que satisfaga las mismas para realizar una evaluacin del costo de la inversin. Es en este punto cuando hay que mirar el mercado y qu mejor oportunidad que la celebracin de una feria en la que se tiene toda la oferta en un mismo recinto y se puede maximizar el beneficio obtenido en la bsqueda. Existen tres ferias a nivel europeo que suelen ser una referente en temas de maquinarias, por un lado la Feria FIMMA-Maderalia que se celebra de forma bianual en Valencia; por otro lado, la Feria LIGNA que se celebra tambin de forma bianual en Hannover (Alemania), y por ltimo INTERBIMALL, tambin bianual y que se celebra en Miln (Italia).

    Como es lgico y dada la gran importancia que el factor mantenimiento y servicio van a tener en la eleccin de la mquina, es de gran importancia visitar la feria del pas de destino de la mquina, dado que aqu se puede verificar si la empresa fabricante de la mquina dispone de una estructura slida en la zona en que se encuentre ubicada la empresa.

    Otro punto muy importante es la versatilidad del equipo y la facilidad de programacin, por lo que habr que tener muy en cuenta las facilidades ofertadas por los distintos fabricantes y sus costos asociados.

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    CAPTULO 3: CLASIFICACIN Y CARACTERSTICAS DE LAS MQUINAS HERRAMIENTA

    3.1 DEFINICIN Y CLASIFICACIN DE MQUINAS HERRAMIENTA

    Se conoce con el nombre de mquina - herramienta a toda mquina que por procedimientos mecnicos, hace funcionar una herramienta, sustituyendo la mano del hombre. Una mquina herramienta tiene por objetivo principal sustituir el trabajo manual por el trabajo mecnico, en la fabricacin de piezas. Esquemticamente, el proceso que se desarrolla en una mquina herramienta puede representarse as: Un producto semielaborado (preforma) penetra en la mquina y, despus de sufrir prdida de material, sale con las dimensiones y formas deseadas; todo gracias al movimiento y posicin relativos de pieza y herramienta.

    Como el arranque de material supone vencer las tensiones que se oponen a este proceso, hay implcito en ello un trabajo que vendr determinado por diversos factores, segn las condiciones en que se realice: avance, profundidad de corte, seccin de viruta, volumen de viruta arrancada, velocidad de corte, esfuerzo de corte, y potencia absorbida en el mismo.

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    CLASIFICACIN DE LAS MQUINAS HERRAMIENTA La siguiente, es una clasificacin de las mquinas herramienta, de acuerdo a las transformaciones que sufre el material manipulado.

    Mquinas herramienta por arranque del material

    Este tipo de mquinas se clasifican en:

    Arranque de grandes porciones de material:

    - Cizalla.

    - Tijera. - Guillotina.

    Arranque de pequeas porciones de material:

    - Tornos: Tornos revlver y automticos. Tornos especiales.

    - Fresadoras.

    - Mandrinadoras y mandrinadoras fresadoras.

    - Taladros.

    - Mquinas para la fabricacin de engranes.

    - Roscadoras.

    - Cepilladoras, limadoras y mortajas. - Brochadoras.

    - Centros de mecanizado (con almacn y cambio automtico de herramienta). - Mquinas de serrar y tronzadoras.

    - Unidades de mecanizado y mquinas especiales.

    Arranque de finas porciones de material:

    - Rectificadoras.

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    - Pulidoras, esmeriladoras y rebarbadoras.

    - Mquinas de rodar y lapeadoras.

    Mquinas de mecanizado por procesos fsico-qumicos

    Mquinas herramienta que trabajan por deformacin.

    Mquinas herramienta por deformacin del material

    Este tipo de mquinas se clasifican en:

    - Prensas mecnicas, hidrulicas y neumticas.

    - Mquinas para forjar. - Mquinas para el trabajo de chapas y bandas. - Mquinas para el trabajo de barras y perfiles. - Mquinas para el trabajo de tubos. - Mquinas para el trabajo del alambre. - Mquinas para fabricar bulones, tornillos, tuercas y remaches.

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    3.2 ARQUITECTURA GENERAL DE UNA MQUINA HERRAMIENTA DE CNC

    A continuacin, estudiaremos la arquitectura general de una mquina herramienta de control numrico computarizado, identificando sus partes y funcionamiento de cada una de ellas.

    Figura 3. Arquitectura general de una mquina herramienta de control numrico

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    UNIDAD DE ENTRADA Y SALIDA DE DATOS

    Sirve para cargar los programas de mecanizado en el equipo de control numrico, utilizando un lenguaje especfico para esto. En los sistemas antiguos se utilizaron para la introduccin de datos, mtodos rudimentarios que presentaban grandes inconvenientes, sobre todo en programas extensos, provocando su total eliminacin.

    Posteriormente, se utiliz para la programacin de la mquina una cinta perforada de papel o aluminio, por lo que el lector de cinta se constitua en el rgano principal de entrada de datos. Se denominaba tarjeta de rdenes. Dicha cinta era previamente perforada utilizando un perforador de cinta o un teletipo. Estos agujeros planteaban un recorrido para la mquina CNC. El nmero de agujeros mximo por cada carcter era de ocho (cinta de ocho canales). Adems, exista otro agujero de menor tamao, ubicado entre los canales 3 y 4 que permita el arrastre de la cinta sobre el aparato lector.

    Los primeros lectores de cinta fueron electromecnicos, los cuales utilizaban un sistema de agujas palpadoras, que determinaban la existencia de agujeros o no en cada canal de la cinta. Luego, esto actuaba sobre un sistema conmutable cuyos contactos se abren o cierran dependiendo de la existencia o no de dichos agujeros y de esta manera se realizaba el trabajo.

    Luego, con la utilizacin de lectores de cinta fotoelctricos, los cuales permitan una velocidad de lectura muy superior, se mejor el proceso de lectura de las cintas. Estos constaban de clulas fotoelctricas, fotodiodos o fototransistores como elementos sensores. Estos elementos sensibles a la luz, se ubicaban bajo cada canal de la cinta o el canal de arrastre, de tal manera que cada sensor produca una seal indicando la presencia o no de un agujero que sera amplificada y suministrada al equipo de control como datos de entrada, quien emita estos datos como un lenguaje.

    Otro medio que se incorpor para la entrada de datos era el cassette, grueso y pequeo, que era ms fcil de utilizar, guardar y transportar que la cinta, siendo ptima su utilizacin en medios complejos. Su capacidad variaba entre 1 y 5 MB, pero no dur mucho tiempo hasta la llegada del diskette, cuya principal caracterstica era la de tener acceso aleatorio lo que permita acceder a cualquier parte del disco en menos de medio segundo.

    Con la aparicin del teclado como rgano de entrada de datos en los computadores, se solucion el problema de la modificacin del programa para su posterior ejecucin, que no poda realizarse con la cinta perforada, adems

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    de una rpida edicin de programas y una cmoda insercin y borrado de bloques, mayor autonoma de trabajo segn la memoria del computador.

    UNIDAD DE MEMORIA INTERNA E INTERPRETACIN DE RDENES

    En las mquinas que posean slo cinta perforada como entrada de datos, se utilizaban memorias buffer. Luego, con el surgimiento del teclado y la necesidad de ampliar significativamente la capacidad, se comenzaron a usar memorias no voltiles ya que su informacin permanece almacenada aunque desaparezca la fuente de potencia del circuito.

    Una vez almacenado el programa en memoria, inicia su lectura para su posterior ejecucin, identificando bloques que se van leyendo secuencialmente y la informacin necesaria para la ejecucin de una operacin de mecanizado de la mquina.

    UNIDAD DE CLCULO

    Una vez interpretado un bloque de informacin en el cual se han depositado los datos numricos del desplazamiento de una herramienta, esta unidad se encarga de crear el conjunto de rdenes que sern utilizadas para gobernar la mquina herramienta y dar correcta autonoma al desempeo del proyecto utilizado.

    Por lo tanto, una vez el programa se encuentre en la memoria del computador, se inicia su ejecucin aunque el operador puede disponer de parar este proceso en cualquier paso de la operacin. El control lee un nmero de rdenes necesario para la realizacin de un ciclo de trabajo de un proyecto.

    Estas ordenes del programa son interpretados por el control de computador, que identifica inicialmente las trayectorias a recorrer segn un sistema de ordenadas semejantes al x,y,z, de un plano cartesiano a tres dimensiones.

    Es as como se configura la trayectoria a alcanzar x, y, z de un punto en el caso de un equipo de tres ejes, el avance y su velocidad se configura anteriormente con la que se realizar la trayectoria. Dentro de este programa tambin encontramos otras informaciones como compensacin y cambio de herramientas, cambio de utilidad, rotacin o movimientos especficos del mismo, refrigeracin de la operacin efectuada. Y finalmente el camino a recorrer segn las dimensiones y el recorrido en tres ejes.

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    SERVOMECANISMOS

    La funcin principal de un control numrico es gobernar los motores (servomotores) de una mquina herramienta, los cuales provocan un desplazamiento relativo entre el til y la pieza situada sobre la mesa. Si consideramos un desplazamiento en el plano, ser necesario accionar dos motores, en el espacio o tres motores si se trata de tres ejes y as sucesivamente.

    Para el control de los motores de la mquina herramienta se pueden utilizar dos tipos de servomecanismos, a lazo abierto y a lazo cerrado. En los de lazo abierto, las rdenes a los motores se envan a partir de la informacin suministrada por la unidad de clculo, y el servomecanismo no recibe ninguna informacin ni de la posicin real de la herramienta ni de su velocidad. No as en un sistema de lazo cerrado, donde las rdenes suministradas a los motores dependen a la vez de las informaciones enviadas por la unidad de clculo y de las informaciones suministradas por un sistema de medidas de la posicin real por medio de un captador de posicin (generalmente un encoder), y uno de medida de la velocidad real (tacmetro), montados ambos sobre la mquina

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    3.3 DESCRIPCIN DE LAS PRINCIPALES MQUINAS HERRAMIENTA

    Mquina

    Trabajo Realizado

    Tornos CNC.

    Se denomina torno a un conjunto de mquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de forma geomtrica de revolucin. Estas mquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnolgicas de mecanizado adecuadas. Desde el inicio de la Revolucin industrial, el torno se ha convertido en una mquina bsica en el proceso industrial de mecanizado.

    Fresadora CNC

    Una fresadora es una mquina-herramienta utilizada para dar formas complejas a piezas de metal u otros materiales. Tambin se le conoce como "ruteadora", palabra derivada del anglicismo "router", pero su traduccin correcta al espaol es "caladora". Son mquinas que pueden ejecutar una gran cantidad de operaciones de mecanizado complejas, como cortes de ranuras, planificacin, perforaciones, encaminado, etctera.

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    Dependiendo de la complejidad de la fresadora, sta puede, o no, tener un control numrico por computadora (CNC) el cual sea capaz de recibir instrucciones para su operacin automtica.

    Los movimientos en el trabajo realizado con una fresadora observan el dictado de los planos cartesianos; pues en un caso sencillo, dgase de una fresadora manual, la accin ser la de una vertical o una horizontal, mas en una mquina ms sofisticada, la direccin de movimientos puede ser combinada, an en mayor cantidad de movimientos axiales, los cuales se subscriben a la regla de la mano derecha.

    Mquinas de Pantgrafo CNC

    Sistemas electrnicos de tres y cuatro ejes motorizados con mandriles de potencia variable para grabado y corte sobre diversas superficies. Disponemos de una amplia gama de modelos para todo tipo de aplicaciones, grabado de letras en superficies muy duras, desde pequeos y econmicos pantgrafos.

    Mquinas de Corte por Hilo CNC

    En estos equipos, una fuente lser que incide sobre el material sustituye a la herramienta. Segn las aplicaciones marcado, corte o mecanizado- y el tipo de materiales que se desee utilizar, existen diversas opciones y tipos de lser. Fundamentalmente, lser CO2 para materiales orgnicos y lser para metales y plsticos.

    Cuadro 2. Caractersticas de principales mquinas herramienta

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    3.4 EL TORNO

    En esta mquina, el arranque de viruta se produce al acercar la herramienta a la pieza en rotacin, mediante el movimiento de ajuste. Al terminar una revolucin completa, si no hubiera otros movimientos, debera interrumpirse la formacin de viruta; pero como el mecanizado se ha de realizar, adems de en profundidad (segn la direccin de ajuste), y en longitud (segn el eje de rotacin de la pieza), la herramienta deber llevar un movimiento de avance. Segn sea ste paralelo o no al eje de giro se obtendrn superficies cilndricas o cnicas respectivamente. Se deduce de aqu que las partes esenciales del torno sern, aparte de la bancada, las que proporcionen los tres movimientos, de ajuste, avance y corte. El torno ms corriente es el llamado torno paralelo; los otros se consideran como especiales.

    Partes principales del torno paralelo:

    El torno paralelo se compone de las siguientes partes principales:

    Figura 4. Torno Paralelo

    A) Bancada: Es un zcalo de fundicin soportado por uno o ms pies, que sirve de apoyo y gua a las dems partes principales del torno. La fundicin debe ser de la mejor calidad; debe tener dimensiones apropiadas y suficientes para soportar las fuerzas que se originan durante el trabajo, sin experimentar deformacin

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    apreciable, an en los casos ms desfavorables. Para facilitar la resistencia suele llevar unos nervios centrales.

    Las guas han de servir de perfecto asiento y permitir un deslizamiento suave y sin juego al carro y contracabezal. Deben estar perfectamente rectificadas. Es comn que hayan recibido un tratamiento de temple superficial, para resistir el desgaste. A veces, las guas se hacen postizas, de acero templado y rectificado.

    B) Cabezal: Es una caja fijada al extremo de la bancada por medio de tornillos o bridas. En ella va alojado el eje principal, que es el que proporciona el movimiento a la pieza. En su interior suele ir alojado el mecanismo para lograr las distintas velocidades, que se seleccionan por medio de mandos adecuados, desde el exterior.

    El mecanismo que ms se emplea para lograr las distintas velocidades es por medio de trenes de engranajes. Los principales sistemas empleados en los cabezales de los tornos son:

    Cabezal monopolea: El movimiento proviene de un eje, movido por una polea nica. Las distintas velocidades o marchas se obtienen por desplazamiento de engranajes.

    Transmisin directa por motor: En lugar de recibir el movimiento a travs de una polea, lo pueden recibir directamente desde un motor. En este tipo de montaje es normal colocar un embrague, para evitar el cambio brusco del motor, al parar o invertir el sentido de la marcha. La potencia al transmitir es ms directa, pues se evitan prdidas por deslizamiento de correas.

    Caja de cambios: Otra disposicin muy frecuente es la colocacin de una caja o cambio, situada en la base del torno; desde all se transmite el movimiento hasta el cabezal por medio de correas. Este sistema se presta muy bien para tornos rpidos y, sobre todo, de precisin. El eje principal queda descargado de tensiones, haciendo que la polea apoye en soportes adecuados.

    C) Eje principal: Es el rgano que ms esfuerzos realiza durante el trabajo. Por consiguiente, debe ser robusto y estar perfectamente guiado por los rodamientos, para que no haya desviaciones ni vibraciones. Para facilitar el trabajo en barras largas suele ser hueco. En la parte anterior lleva un cono interior, perfectamente rectificado, para poder recibir el punto y servir de apoyo a las piezas que se han de tornear entre puntos. En el mismo extremo, y por su parte exterior, debe llevar un sistema para poder colocar un plato portapiezas.

    D) Contracabezal o cabeza mvil: El contracabezal o cabezal mvil, llamado impropiamente contrapunta, consta de dos piezas de fundicin, de las cuales una se desliza sobre la bancada y la otra puede moverse transversalmente sobre la primera, mediante uno o dos tornillos. Ambas pueden fijarse en cualquier punto de

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    la bancada mediante una tuerca y un tornillo de cabeza de grandes dimensiones que se desliza por la parte inferior de la bancada. La superior tiene un agujero cilndrico perfectamente paralelo a la bancada y a igual altura que el eje del cabezal. En dicho agujero entra suavemente un manguito cuyo hueco termina, por un extremo en un cono Morse y, por el otro, en una tuerca. En esta tuerca entra un tornillo que puede girar mediante una manivela; como este tornillo no puede moverse axialmente, al girar el tornillo el manguito tiene que entrar o salir de su alojamiento. Para que este manguito no pueda girar, hay una ranura en toda su longitud en la que ajusta una chaveta. El manguito puede fijarse en cualquier parte de su recorrido mediante otro tornillo. En el cono Morse puede colocarse una punta semejante a la del cabezal o bien una broca, escariador, etc. Para evitar el roce se emplean mucho los puntos giratorios. Adems de la forma comn, estos puntos giratorios pueden estar adaptados para recibir diversos accesorios segn las piezas que se hayan de tornear.

    E) Carros: En el torno, la herramienta cortante se fija en el conjunto denominado carro. La herramienta debe poder acercarse a la pieza, para lograr la profundidad adecuada y, tambin, poder moverse con el movimiento de avance para lograr la superficie deseada. Las superficies que se pueden obtener son todas las de revolucin: cilindros y conos, llegando al lmite de superficie plana. Por tanto, la herramienta debe poder seguir las direcciones de la generatriz de estas superficies. Esto se logra por medio del carro principal, del carro transversal y del carro orientable.

    E.1) Carro principal: Consta de dos partes, una de las cuales se desliza sobre la bancada y la otra, llamada delantal, est atornillada a la primera y desciende por la parte anterior. El delantal lleva en su parte interna los dispositivos para obtener los movimientos automticos y manuales de la herramienta, mediante ellos, efectuar las operaciones de roscar, cilindrar y refrentar.

    Dispositivo para roscar: El dispositivo para roscar consiste en una tuerca en dos mitades, las cuales por medio de una manivela pueden aproximarse hasta engranar con el tornillo patrn o eje de roscar. El paso que se construye variar segn la relacin del nmero de revoluciones de la pieza que se trabaja y del tornillo patrn.

    Dispositivo para cilindrar y refrentar: El mismo dispositivo empleado para roscar podra servir para cilindrar, con tal de que el paso sea suficientemente pequeo. Sin embargo, se obtiene siempre con otro mecanismo diferente. Sobre el eje de cilindrar va enchavetado un tornillo sin fin que engrana con una rueda, la cual, mediante un tren basculante, puede transmitir su movimiento a un pin que engrana en una cremallera fija en la bancada o a otro pin en el tornillo transversal. El tren basculante puede tambin dejarse en posicin neutra. En el primer caso se mueve todo el carro y, por tanto, el torno cilindrar; en el segundo, se mover solamente el carro transversal y el torno refrentar; en el tercer caso, el carro no

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    tendr ningn movimiento automtico. Los movimientos del tren basculante se obtienen por medio de una manivela exterior. El carro puede moverse a mano, a lo largo de la bancada, por medio de una manivela o un volante.

    E.2) Carro transversal: El carro principal lleva una gua perpendicular a los de la bancada y sobre ella se desliza el carro transversal. Puede moverse a mano, para dar la profundidad de pasada o acercar la herramienta a la pieza, o bien se puede mover automticamente para refrentar con el mecanismo ya explicado.

    Para saber el giro que se da al husillo y, con ello, apreciar el desplazamiento del carro transversal y la profundidad de la pasada, lleva el husillo junto al volante de accionamiento un tambor graduado que puede girar loco o fijarse en una posicin determinada. Este tambor es de gran utilidad para las operaciones de cilindrado y roscado, como se ver ms adelante.

    E.3) Carro orientable: El carro orientable, llamado tambin carro portaherramientas, est apoyado sobre una pieza llamada plataforma giratoria, que puede girar alrededor de un eje central y fijarse en cualquier posicin al carro transversal por medio de cuatro tornillos. Un crculo o limbo graduado indica en cualquier posicin el ngulo que el carro portaherramientas forma con la bancada. Esta pieza lleva una gua en forma de cola de milano en la que se desliza el carro orientable. El movimiento no suele ser automtico, sino a mano, mediante un husillo que se da vueltas por medio de una manivela o un pequeo volante. Lleva el husillo un tambor similar al del husillo del carro transversal.

    Los trabajos caractersticos que se hacen en el torno paralelo son: Cilindrado exterior: Es una operacin para dar forma y dimensiones a la superficie lateral de un cilindro recto de revolucin. Se emplea siempre la herramienta adecuada, recta o curvada, de acuerdo con la operacin de desbaste o de acabado. La posicin debe ser correcta para que se pueda realizar toda la longitud de la pasada sin interrupciones. Hay que asegurarse de que no estorban: el perro, las garras del plato, la contrapunta, las lunetas, etc.

    As como en el desbaste lo fundamental no es ni la rugosidad ni la precisin, sino el rendimiento en la cantidad de viruta cortada, en el acabado, dentro de las limitaciones del torno, lo fundamental es la precisin en las medidas y la rugosidad, que deben ser pedidas en los dibujos de taller. Se realiza maniobrando de igual modo que en el cilindrado de desbaste, pero variando los elementos de corte, como son la velocidad, el avance y la profundidad de pasada, as como la herramienta.

    Refrentado: Se llama as a la realizacin de superficies planas en el torno. El refrentado puede ser completo, en toda la superficie libre, o parcial, en superficies limitadas. Tambin existe el refrentado interior.

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    Torneado de conos exteriores: En lneas generales, es muy parecido al torneado de cilindros. Pero presenta algunas peculiaridades. El torneado de conos puede hacerse de varias maneras:

    - Con inclinacin del carro orientable.

    - Con aparato copiador.

    - Entre puntos con desplazamiento del cabezal.

    El torno que se ha utilizado para la descripcin general de sus diferentes mecanismos es el torno paralelo o cilndrico. La ndole de las piezas, el nmero de ellas o los trabajos especiales, han impuesto la necesidad de otros tipos que se diferencian, principalmente, por el modo de sujetar la pieza o el trabajo que realizan. Los ms importantes son:

    Tornos revolver: Se distinguen de los cilndricos en que no llevan contrapunto y el cabezal mvil se sustituye por una torre giratoria alrededor de un rbol horizontal o vertical. La torre lleva diversos portaherramientas, lo cual permite ejecutar mecanizados consecutivos son slo girar la torre.

    Figura 5. Torno revlver

    Tornos al aire: Se utilizan para el mecanizado de piezas de gran plato, en el eje principal. El avance lo proporciona una cadena que es difcil de fijar en dos puntos. Entonces se fija la pieza sobre un gran plato en el eje principal. El avance lo proporciona una cadena que transmite, por un mecanismo de trinquete, el movimiento al husillo, el cual hace avanzar al portaherramientas.

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    Figura 6. Torno al aire

    Tornos verticales: Los inconvenientes apuntados para los tornos al aire se evitan haciendo que el eje de giro sea vertical. La pieza se coloca sobre el plato horizontal, que soporta directamente el peso de aquella. Las herramientas van sobre carros que pueden desplazarse vertical y transversalmente.

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    Figura 7. Torno vertical

    Tornos automticos: Son tornos revolver en que pueden realizarse automticamente los movimientos de la torre as como el avance de la barra. Suelen usarse para la fabricacin en serie de pequeas piezas.

    Figura 8. Torno automtico

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    3.5 LA FRESADORA

    La fresadora es una mquina-herramienta con movimiento de corte circular en el que la herramienta (fresa) presenta corte mltiple. El trabajo en ella se caracteriza porque el material cambia continuamente de forma durante el mismo y el contacto de la herramienta con la pieza es intermitente. Esto supone que las virutas arrancadas son cortas y el contacto de la cuchilla con el material, breve; como el movimiento de la herramienta es circular, hay un intervalo en que sta gira en vaco, sin cortar, hasta que toma su puesto la cuchilla inmediata, lo cual supone que en ese tiempo puede refrigerarse y el calentamiento es menor. Se puede, por tanto, trabajar con mayores velocidades de corte. El movimiento principal o de corte lo realiza la fresa, mientras que los de avance y penetracin, en general, la pieza. De estos tres movimientos, los de corte y avance son realizados por la mquina. Por fresado pueden obtenerse piezas muy diversas: superficies planas y curvas, roscas, ranuras, dientes de engranajes, etc. La gran variedad de fresadoras existentes puede reducirse a cuatro tipos principales:

    Fresadora horizontal: Esencialmente consta de una bancada vertical, llamada cuerpo de la fresadora, a lo largo de una de cuyas caras se desliza una escuadra llamada mnsula, o consola, sobre la cual, a su vez, se mueve un carro portamesa que soporta la mesa de trabajo, en la que se fija la pieza que se ha de fresar. En la parte superior de la bancada estn alojados los cojinetes, sobre los que gira el rbol o eje principal, que puede ir prolongado por un eje portafresas.

    Fresadora universal: cuando la mesa de trabajo puede girar alrededor de un eje vertical y recibir movimiento automtico en sentido vertical, longitudinal y transversal, o al menos en sentido longitudinal.

    Fresadora vertical: As se llama la fresadora cuyo eje portafresas es vertical. En general es monopolea y tiene la mesa con movimiento automtico en sentido vertical, longitudinal y transversal.

    Fresadora mixta: En esta fresadora el husillo portafresas es orientable en cualquier sentido; su posicin se determina por medio de dos crculos graduados.

    Las partes principales de la fresadora universal son las siguientes:

    A) Cuerpo: La fresadora universal debe tener la forma y dimensiones necesarias para alcanzar la mxima rigidez. Su cuerpo va apoyado en una base, que tambin ha de ser suficientemente rgida. En l se encuentran, normalmente, el motor de accionamiento y la mayora de mecanismos y sistemas de engrase y refrigeracin.

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    B) Puente: Llamado vulgarmente en algunos lugares carnero, es simplemente un elemento de soporte, que suele correr sobre el cuerpo, por unas guas cilndricas o en forma de cola de milano, que se pueden bloquear fuertemente. En el puente van los soportes del eje portafresas provistos de cojinetes de bronce ajustables y con un sistema de engrase conveniente.

    C) Conjunto de la mesa: Consta de mesa, carro portamesa y mnsula. Sobre la bancada, por unas guas verticales con regletas de ajuste, corre un bastidor llamado mnsula. Sobre la mnsula, en direccin perpendicular al plano de las guas de la mnsula, y horizontalmente, corre un carro portamesa, tambin sobre unas guas ajustables y, por ltimo, sobre dicho carro, en direccin transversal, corre la mesa propiamente dicha. Si la fresadora es universal, existe entre el carro portamesa y la mesa un soporte giratorio para permitir las diversas posiciones.

    Una clasificacin elemental de los tipos de fresado sera la siguiente:

    Fresado plano o planeado: Es la operacin por la cual se hace plana la superficie de una pieza por medio de una fresa. Se realiza con una fresa cilndrica, preferiblemente con dientes helicoidales interrumpidos, o bien con fresa frontal. Cuando la superficie se estrecha, hasta ser menor que el ancho de la fresa, da buen resultado la fresa cilndrica.

    Ranurado: El ranurado, o ejecucin de ranuras, puede ser: a) Ranurado simple o fresado de ranuras abiertas: Se emplean fresas de tres cortes. El ancho de la ranura simple resultar algo mayor que el de la fresa empleada, debido al cabeceo o descentramiento lateral. Por tanto, en los trabajos de precisin se cuidar mucho el centrado de la fresa.

    b) Fresado de ranuras T: De acuerdo con el nmero de piezas a construir pueden ser varios los mtodos empleados para realizar esta clase de ranuras:

    - Con aparato vertical: Se fresa la parte recta de la ranura, con fresa cilndrica de mango; despus, con fresa especial, la parte ancha de la misma sin mover la pieza.

    - Sin aparato vertical: Se fresa la ranura recta, con fresa de tres cortes; luego se coloca la pieza a 90 y se elabora la T con la fresa correspondiente, ajustada directamente sobre el husillo de la fresadora.

    - Mtodo mixto: Se hace la ranura inicial, como en el caso anterior, con la fresa de tres cortes y eje normal. Se desmonta la fresa y se coloca el aparato vertical, con la fresa especial para la ranura de T.

    c) Ranurado equidistante: Este ranurado puede darse en piezas planas o en piezas redondas. Para las primeras, se emplean divisores lineales o los tambores de la mesa; para las segundas, los divisores circulares.

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    Fresado de chaveteros: Los chaveteros pueden ser abiertos o cerrados luego tendremos:

    a) De chavetero abierto: Es un trabajo similar al de cualquier ranura simple. Se elige una fresa de tres cortes y de ancho adecuado; si no est perfectamente centrada lateralmente, se corre peligro de que el ancho resulte mayor del tolerado. Si se trata de una sola ranura, se puede emplear una fresa algo ms estrecha y dar dos pasadas; sin embargo, para varias ranuras, no sera rentable. En todo chavetero es primordial, adems del ancho, el centrado lateral, para el buen funcionamiento de las chavetas.

    b) De chavetero cerrado: La fresa empleada es frontal de vstago, con mango cilndrico o cnico, con dos o ms dientes.

    Corte con sierra circular: Se puede considerar como un ranurado de gran profundidad y pequea anchura. Las fresas sierras de disco son herramientas delicadas. Por ello debe tenerse en cuenta:

    - Que giren bien centradas y montadas entre dos platos de igual dimetro.

    - Que se afilen con frecuencia. - Que se utilicen las del nmero apropiado de dientes (dientes finos para materiales duros). - Que la pieza est bien sujeta. - Una causa frecuente de rotura es el exceso de profundidad de pasada, con las fresas de pequeos dientes, debido a que la viruta, al no tener salida, tiene que acumularse en el hueco del diente. Si el volumen arrancado en cada pasada es mayor que el hueco, se producir la rotura. La acumulacin de la viruta, de sucesivas pasadas, puede dar lugar a igual resultado si queda adherida a la sierra. Para evitar estas roturas, no hay ms remedio que reducir la pasada y emplear lubricante no pegajoso, con un chorro abundante y fuerte, para lograr una limpieza completa.

    - La fijacin de la pieza tambin es importante. Al ir llegando al final del corte, las partes separadas no deben tender a cerrarse contra la fresa, aprisionndola.

    Fresado de perfiles: El fresado de un perfil especial se puede conseguir: a) con una combinacin apropiada de fresas sobre el mismo eje y b) con una sola fresa de forma conveniente y dientes destalonados. La primera solucin se utiliza para perfiles quebrados y la segunda para perfiles curvos.

    Fresado de polgonos: Si el polgono que se ha de fresar est convenientemente torneado, como sucede en la mayora de los casos, se puede emplear una fresa plana y un eje portafresas normal. Cuando el trabajo propuesto no permita la salida de la fresa cilndrica, se emplea el aparato vertical y fresa frontal.

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    Figura 9. Fresadora universal Figura 10. Fresadora horizontal

    Figura 11. Fresadora vertical Figura 12. Fresadora mixta

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    HERRAMIENTAS DE CORTE PARA TORNO

    En el mundo de la metalurgia y el trabajo de torneado con equipos de Control Numrico Computarizado es muy comn encontrar cuchillas de corte que son denominadas como buriles, el buril es cuchilla porque cumple con la funcin de cortar otros metales apoyado en la velocidad de rotacin que entrega el eje del torno.

    BURIL: Se denomina buril a una herramienta manual de corte o marcado formada por una barra prismtica, terminada en una punta de forma variada de acero templado con un mango en forma de pomo que sirve fundamentalmente para cortar, ranurar o desbastar material en fro mediante el golpeo a que se somete al buril con martillo adecuado, o mediante presin.

    Para que el buril corte perfectamente otro material es necesario que este cuente con una inclinacin especfica en grados, segn la tarea que se est pensando realizar, un ejemplo claro de esto es: torneado de desbaste, torneado fino o de terminacin, ajustado, roscado etc.

    El buril est construido en un acero rpido. Para algunas aplicaciones especficas es conveniente utilizar aceros que cuenten con mayor dureza y resistencia al desgaste.

    PORTAHERRAMIENTA CON PUNTA DE CORTE: La ventaja de esta es que le permite montar y desmontar indeterminado nmero de veces las puntas de corte.

    Generalmente el uso de un buril o cuchilla de corte est totalmente limitado a la utilidad especfica que se plantee desarrollar, esto tambin determina la complejidad de la misma en cuento a su diseo y operacin. El buril ms utilizado en el torno es el denominado como universal, es decir el que se puede utilizar universalmente para algunas aplicaciones de trabajo cotidiano. Con esta herramienta se pueden hacer diferentes operaciones como desbastado, ajustado, terminado de la pieza.

    Un corte recto en un material cilndrico que gira a algunas revoluciones es fcil realizarlo, pero cuando entrega parmetros especficos como profundidad de avance y los ngulos marcados por este mismo corte podemos aseverar que entran en juego otros parmetros que son especficos de las cuchillas de corte, por esta razn su importancia dentro de su trabajo.

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    Figura 13. Ejemplos de torneado exterior

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    HERRAMIENTAS DE CORTE PARA FRESADORA

    Las fresas son herramientas diseadas para cortar generalmente metales, corresponden a un diseo y cada una realiza un trabajo especfico, como desbastado, taladrado, pulido y terminado.

    Generalmente las fresas se redisean para trabajos pesados, en donde permanentemente se corta y se realiza bombeo permanente de lquido refrigerante para evitar el desgaste de la herramienta, y bajar las altas temperaturas generadas por el rozamiento de metales.

    La fresa es supremamente dura en cuanto a la composicin del acero utilizado en el diseo y trabajo de la herramienta, generalmente en aceros de corte con aleaciones que resultan ser muy durables y esto le ampla la proyeccin de utilidad de la herramienta.

    Figura 14. Ejemplos de fresas

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    Actividad para realizar en grupo colaborativo

    Visitar en la ciudad tres fbricas donde implementen mquinas herramienta e identificar dentro de ellas un torno y una fresadora y elaborar el siguiente cuadro:

    Nombre fbrica

    Marca del

    Torno Potencia Tipo de Torno

    Marca de la

    fresadora Potencia Tipo de fresadora

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    AUTOEVALUACIN UNIDAD 1

    Selecciona entre las opciones de respuesta, slo una correcta

    1. Una mquina herramienta es: A. Un computador B.Toda mquina que por procedimientos mecnicos hace funcionar una herramienta C. Cualquier herramienta controlada por computador. D. Una mquina que controla al hombre

    2. La sigla CNC traduce: A. Comisin Nacional de Computacin B. Consejo Nacional de Computacin C. Control Numrico Computarizado D. Clculo Numrico Computarizado

    3. Una de las ventajas del CNC es: A. Seguridad. El control numrico es especialmente recomendable para el trabajo con productos peligrosos o de alto riesgo B. No se puede controlar la produccin C. Las herramientas controlan directamente los computadores. D. Ninguna de las anteriores.

    4. Una de las siguientes mquinas, pertenece al grupo de mquinas por deformacin del material: A. Mquinas para el trabajo de tubos. B. Rectificadoras. C. Taladros D. Pulidoras

    5. Una de las siguientes mquinas, pertenece al grupo de mquinas por arranque de pequeas porciones de material: A. Mquinas para el trabajo de tubos. B. Rectificadoras. C. Guillotina D. Fresadoras

    6. El Control Numrico Computarizado se define como: A. Un programa que disea controles automticos. B. Toda mquina que por procedimientos mecnicos hace funcionar una herramienta.

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    C. Todo aquel dispositivo capaz de dirigir el posicionamiento de un dispositivo mecnico mvil por medio de rdenes elaboradas y predeterminadas para cumplir con un trabajo especfico. D. Un computador con herramienta.

    7. El CNC surgi debido a: A. No haba fbricas en el mundo. B. La necesidad de reducir costos de produccin y producir en cantidad de forma secuencial. C. Reducir el costo del personal calificado para comprar ms computadores. D. El alto ndice del desempleo.

    8. Un torno se define como: A. Un conjunto de mquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de forma geomtrica de revolucin. B. Una mquina-herramienta utilizada para dar formas complejas a piezas de metal u otros materiales. C. Conjunto de sistemas electrnicos de tres y cuatro ejes motorizados con mandriles de potencia variable para grabado y corte sobre diversas superficies. D. Una fuente lser que incide sobre el material sustituyendo a la herramienta.

    9. Una fresadora se define como: A. Un conjunto de mquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de forma geomtrica de revolucin. B. Una mquina-herramienta utilizada para dar formas complejas a piezas de metal u otros materiales. C. Conjunto de sistemas electrnicos de tres y cuatro ejes motorizados con mandriles de potencia variable para grabado y corte sobre diversas superficies. D. Una fuente lser que incide sobre el material sustituyendo a la herramienta.

    10. Una mquina de pantgrafo es: A. Un conjunto de mquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de forma geomtrica de revolucin. B. Una mquina-herramienta utilizada para dar formas complejas a piezas de metal u otros materiales. C. Conjunto de sistemas electrnicos de tres y cuatro ejes motorizados con mandriles de potencia variable para grabado y corte sobre diversas superficies. D. Una fuente lser que incide sobre el material sustituyendo a la herramienta.

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    REALIMENTACIN AUTOEVALUACIN UNIDAD 1

    Pregunta 1 (Opcin B) Recordemos que una mquina herramienta es diseada con el fin de manipular una herramienta a travs de procedimientos mecnicos reduciendo as la manipulacin directa de la misma.

    Pregunta 2 ( Opcin C) La sigla CNC traduce Control Numrico Computarizado

    Pregunta 3 ( Opcin A) El CNC proporciona un alto grado de seguridad al reducir el riesgo de manipular herramientas que podran ser muy peligrosas para el hombre.

    Pregunta 4 ( Opcin A) La rectificadora, la pulidora y el taladro son mquinas por arranque del material, por consiguiente las mquinas para el trabajo con tubos corresponde al grupo de mquinas por deformacin del material.

    Pregunta 5 ( Opcin D) Dentro de las mquinas mencionadas, la nica que pertenece al grupo de mquinas por arranque de pequeas porciones del material es la fresadora.

    Pregunta 6 ( Opcin C) Todo aquel dispositivo capaz de dirigir el posicionamiento de un dispositivo mecnico mvil por medio de rdenes elaboradas y predeterminadas para cumplir con un trabajo especfico es un Control Numrico Computarizado.

    Pregunta 7 ( Opcin B) La dificultad ms grande que tena la industria era producir material en cantidad y que todos los productos obtenidos tuvieran las mismas normas de estandarizacin. Adems, con el CNC se redujo la necesidad de personal calificado, ya que ahora una sola persona puede manejar una cantidad considerable de herramientas.

    Pregunta 8 ( Opcin A) Un torno es un conjunto de mquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de forma geomtrica de revolucin.

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    Pregunta 9 ( Opcin B) Una fresadora es una mquina-herramienta utilizada para dar formas complejas a piezas de metal u otros materiales.

    Pregunta 10 ( Opcin C) Una mquina de pantgrafo es un conjunto de sistemas electrnicos de tres y cuatro ejes motorizados con mandriles de potencia variable para grabado y corte sobre diversas superficies

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    EVALUACIN DIAGNSTICA UNIDAD 2

    Una vez abordados los conceptos generales del Control Numrico Computarizado, y conociendo el funcionamiento bsico de las mquinas herramienta ms convencionales, el estudiante se debe preparar para abordar el tema ms fundamental, como lo es la programacin. Para eso, es importante que se cuestione sobre este aspecto, contestando las siguientes preguntas:

    1. En el campo de los computadores, qu se conoce como programacin?

    2. Maneja lenguajes de programacin. Cules? 3. Cul sera la ventaja que usted encuentra en el manejo de herramienta a travs de computadores programados con respecto a las herramientas operadas de forma manual?

    4. Conoce software simulador de Control Numrico Computarizado?

    Dando respuesta a estas inquietudes, el estudiante podr abordar con ms seguridad el nuevo tema a tratar en esta unidad (Programacin en Control Numrico Computarizado)

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    UNIDAD 2 PROGRAMACIN EN CONTROL NUMRICO

    COMPUTARIZADO

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    OBJETIVOS ESPECFICOS

    Que el estudiante comprenda el concepto de programacin en Control Numrico Computarizado.

    Que el estudiante identifique las variables a programar en una mquina herramienta.

    Que el estudiante conozca el funcionamiento y la estructura del programa WinUnisoft utilizado en Control Numrico Computarizado.

    Que el estudiante conozca y maneje software de simulacin para Control Numrico Computarizado.

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    CAPTULO 4: CONCEPTOS Y DEFINICIONES FUNDAMENTALES EN LA PROGRAMACIN CNC

    4.1 ASPECTOS GENERALES EN PROGRAMACIN CNC

    Para programar una mquina de Control Numrico Computarizado, inicialmente se debe partir de una grfica de la pieza final a entregar, para lo cual es necesario contar con todas las coordenadas y medidas que deben ser calculadas previamente respecto al material a ser maquinado con sus respectivas medidas.

    Posteriormente, se pueden utilizar dos mtodos tradicionales para el desarrollo de un proyecto, los cuales son:

    PROGRAMACIN MANUAL EN LENGUAJE DE MQUINA

    En este caso, el operario de la mquina debe realizar una serie de clculos consecutivos para cumplir con el objetivo propuesto y luego pasar al proceso de mecanizado.

    PROGRAMACIN AUTOMTICA

    Para este tipo de programacin, los clculos se hacen desde un computador, el cual cumple con el propsito de cargar el programa para luego generar una salida del mismo en lenguaje de mquina.

    Dicho lenguaje de mquina es asumido por la herramienta a ser controlada de forma autnoma; es por esto que el Control Numrico Computarizado recibe tambin el nombre de asistido por computador.

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    4.2 PROGRAMACIN MANUAL DE UNA MQUINA CNC

    Para realizar una programacin manual, se parte del conjunto de datos que el control necesita para ejercer la mecanizacin de la pieza.

    El conjunto de rdenes de ejecucin de movimientos de corte es denominado como bloque de secuencia. Este conjunto frecuentemente son enumerados para facilitar su bsqueda y ambiente de trabajo.

    Dichas rdenes, son decodificadas por un intrprete de rdenes. La informacin dentro de cada bloque est caracterizada por un formato y ste a su vez puede ser fijo o variable.

    Se puede definir como formato fijo a aqul que utiliza caracteres y nmeros ms comunes; es decir, se utilizan caracteres de la a hasta la z y nmeros en dgitos desde el 0 hasta el 9, sin utilizar caracteres o formatos diferentes.

    Cada instruccin se compone de una letra llamada direccin, y una parte numrica constituida por un cierto nmero de cifras decimales. Las partes decimales pueden indicar la profundidad de un desplazamiento, las velocidades de avance, o indicaciones auxiliares para el control.

    El formato de programacin de un equipo de Control Numrico Computarizado suministra al programador reglas de juego; es decir, la forma por la cual se debe hacer la programacin en el lenguaje de mquina empleado.

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    4.3 EL TEXTO PREVIO

    El texto previo se utiliza como opcional y contiene las indicaciones tcnicas de la fabricacin y datos, los cuales pueden indicar el nmero del programa, el nmero de piezas, e inclusive otros comentarios del operador de la mquina.

    PRINCIPO DE PROGRAMA

    Este utiliza el smbolo LF, en (ISO) y CR en (E1A).

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    4.4 PROGRAMA DE MECANIZADO

    Este contiene todas las indicaciones necesarias para el proceso de mecanizado. Para su escritura, es necesario regirse al formato del equipo de control con el cual se est trabajando.

    Las direcciones, el programa las asume como las coordenadas de los ejes x, y, z de un sistema de coordenadas tridimensional para una mquina herramienta.

    Figura 15. Programacin de mquinas CNC

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    4.5 CONCEPTOS BSICOS DE PROGRAMACIN CNC

    Al principio, la elaboracin de un programa de maquinado resultaba muy difcil y tedioso, pues se deba planear e indicarle manualmente a la mquina, cada uno de los movimientos que tena que ejecutar. Era un proceso que poda durar horas, das, o tal vez, semanas. Sin embargo, era un proceso econmico de tiempo comparado con los mtodos convencionales.

    En la actualidad, podemos encontrar muchas mquinas modernas que trabajan con lo que se conoce como lenguaje conversacional, en el cual el programador selecciona la operacin que desea y la mquina le pregunta los datos que requiere. Cada instruccin en este lenguaje conversacional, puede representar decenas de cdigos numricos. Por ejemplo, el maquinado de una cavidad completa, se puede hacer con una sola instruccin que especifica el largo, alto, profundidad, posicin, radios de las esquinas, entre otros muchos datos. Algunos controles incluso cuentan con simuladores grficos en pantalla y funciones de ayuda geomtrica. Todo esto hace que la programacin sea, hoy en da, mucho ms sencilla y rpida.

    Para entender mejor los trminos empleados en la programacin CNC, es indispensable conocer la definicin de algunos ms utilizados y/o recordar algunos conceptos bsicos de geometra tales como:

    ngulo Recto: Es un ngulo formado por dos lneas perpendiculares entre s. La esquina de una hoja de papel, por ejemplo, es un ngulo recto.

    Figura 16. ngulo recto

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    Asociacin de Industrias Electrnicas (Electronics Industries Association): Organizacin que se encarga de dictar las normas para las industrias tecnolgicas.

    Centro de Maquinado (Machining Center): Una sofisticada mquina de CNC que puede realizar mltiples operaciones de maquinado en el mismo lugar con varias herramientas.

    Centro de Torneado (Turning Center): Una sofisticada mquina de CNC que se especializa en operaciones de torneado, mandrilado, taladrado y roscado; todas en la misma mquina.

    Cero Mquina (Machine Zero): La posicin ubicada a la mayor distancia posible en una direccin positiva a lo largo de los ejes x, y , z. Esta posicin est predeterminada de manera permanente para cada mquina de CNC.

    Cero Pieza (Program Zero): La posicin que acta como origen para el programa de una pieza de trabajo en particular. Esta posicin es nica para el diseo de cada pieza de trabajo y es seleccionada por el programador.

    Contorneado (Contouring): Movimiento de la herramienta a lo largo de dos o ms ejes a la vez.

    Control Numrico Computarizado (Computer Numerical Control): Un tipo de sistema de control programable, dirigido por medio de datos matemticos, el cual usa microcomputadores para realizar variadas operaciones de maquinado.

    Coordenadas Absolutas (Absolute Coordinates): Una serie de posiciones numricas que se calculan a partir de un punto de origen fijo.

    Coordenadas Incrementales (Incremental Coordinates): Una serie de posiciones numricas que usan la posicin anterior como punto de origen.

    Eje A (A-axis): Un eje rotativo que describe el movimiento alrededor del eje x.

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    Eje B (B-axis): Un eje rotativo que describe el movimiento alrededor del eje y.

    Eje C (C-axis): Un eje rotativo que describe el movimiento alrededor del eje z.

    Eje X (X-axis): El eje lineal que representa los movimientos y las posiciones que recorren la distancia ms larga de forma paralela a la mesa de trabajo.

    Eje Y (Y-axis): El eje lineal que representa los movimientos y las posiciones que recorren la distancia ms corta de forma paralela a la mesa de trabajo.

    Eje Z (Z-axis): El eje lineal que representa los movimientos y las posiciones perpendiculares a la mesa de trabajo. El eje z siempre es paralelo al husillo.

    Ejes (Axes): Una lnea imaginaria que pasa a travs del centro de un objeto. Los ejes se utilizan para medir las distancias de los objetos en el sistema de coordenadas cartesianas.

    Ejes Rotativos (Rotational Axes): Los ejes que describen movimientos giratorios o de vuelta.

    Fresadora horizontal (Horizontal Milling Machine): Fresadora con husillo paralelo al suelo y una mesa de trabajo dispuesta verticalmente.

    Fresadora vertical (Vertical Milling Machine): Fresadora con una mesa de trabajo paralela al suelo y un husillo ubicado de manera vertical.

    Husillo (Spindle): La parte de la mquina herramienta que gira. En el centro de maquinado, el husillo sujeta una herramienta de corte. En el centro de torneado, el husillo sujeta la pieza de trabajo.

    Interpolacin Lineal (Linear Interpolation): Un movimiento a lo largo de dos o ms ejes de manera simultnea, el cual crea una lnea recta.

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    Mesa de Trabajo (Worktable): La mesa en la cual se apoya una pieza de trabajo durante la operacin de fabricacin.

    Origen (Origin): El punto central fijo en el sistema de coordenadas cartesianas. El origen tiene un valor numrico de cero.

    Pieza de Trabajo (Workpiece): Una pieza en la que se est trabajando. Puede estar sujeta a operaciones de corte, soldadura, forma, etc.

    Programa de Pieza (Part Program): Serie de instrucciones numricas usadas por la mquina de CNC para realizar la secuencia necesaria de operaciones para maquinar una pieza de trabajo determinada.

    Regla de la mano derecha (Right-Hand Rule): Referencia rpida para los ejes x, y, z. Una persona extiende su mano derecha, de la cual los primeros tres dedos desde la derecha representan los ejes x, y, z respectivamente.

    Figura 17. Regla de la mano derecha

    Sistema de Coordenadas Cartesianas (Cartesian Coordinate System): El sistema numrico que describe la ubicacin de un objeto al expresar numricamente su distancia a partir de una posicin fija a lo largo de tres ejes lineales.

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    CAPTULO 5: PROGRAMACIN EN CNC CON WINUNISOFT

    5.1 WINUNISOFT: SIMULADOR DE CNC

    Winunisoft, es un programa que permite el aprendizaje y ejercitacin de la programacin de los controles numricos Fagor (fabricante de tecnologa CNC), ampliamente extendidos en el entorno industrial.

    Gracias a este programa, se pueden poner en uso los conocimientos bsicos que pueden ser aplicados en la mayora de los controles industriales.

    El programa est dotado de un editor y un simulador para programas en cdigo ISO de torno y fresadora, as como un gestor de datos de herramientas, orgenes, puntos, mquinas, etc, necesarios para definir un mecanizado.

    Las opciones principales de Winunisoft son:

    La edicin de programas de CNC con ayuda grfica para cada una de las funciones ISO programables, as como el anlisis sintctico y semntico de cada bloque editado.

    La simulacin en 3D de programas de CNC, permitiendo visualizar diferentes planos y puntos de vista. La simulacin puede realizarse visualizando la trayectoria de la herramienta sobre el slido o mostrando la trayectoria seguida por la punta de la herramienta. La verificacin de dimensiones permite analizar si la programacin es correcta.

    La definicin de todos los parmetros necesarios para la configuracin de la mquina, as como del punto de partida y las herramientas a utilizar. Todos los datos necesarios para definir el mecanizado de una pieza y su verificacin en el simulador son gestionados de forma sencilla en el gestor del programa.

  • 67

    5.2 ESTRUCTURA DE FICHEROS EN WINUNISOFT

    En Winunisoft, un proyecto est formado por ficheros y extensiones que corresponden a los siguientes:

    El plano de la pieza (opcional) (fichero .wmf) El proceso de mecanizado (opcional) (fichero .txt) El programa CNC (fichero .nc) Los datos de la mquina donde se mecanizar (fichero .prj) El tipo y dimensiones (fichero .prj) Las herramientas para el mecanizado (fichero .prj) Los orgenes del programa (origen de la pieza) (fichero .prj) Notas o comentarios al proyecto (fichero .prj)

    Figura 18. Simulador Winunisoft

  • 68

    5.3 FORMATO DE BLOQUE DE UN PROGRAMA CNC

    La edicin de programas de control numrico computarizado se realiza en forma de bloques. Cada cdigo se encuentra separado de otro por un espacio y cada uno de estos bloques forma una lnea de trabajo para el control.

    Generalmente, estos bloques son consecutivos; es decir, pueden ir de diez en diez, o como se desee enumerar. Lo importante es que entre un nmero y otro exista por lo menos una diferencia de nueve posibilidades de colocar bloques adicionales, con el fin de hacer modificaciones a programas ya establecidos. Por ejemplo:

    N0010 G74 N0011 N0012 N0013 N0014 N0015 N0016 N0017 N0018 N0019 N0020 N0021 G75

    Observemos que entre el bloque G74 y el bloque G75 existen 10 posibilidades de colocar lneas de programacin adicionales en caso de una modificacin al programa original.

    Cuando se desee incluir comentarios, stos van entre parntesis, con un mximo de 43 caracteres generalmente.

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    5.4 DESCRIPCIN DE LA FUNCIN G EN WINUNISOFT

    LA FUNCIN G EN TORNOS Y FRESADORAS CNC

    La funcin G00, correspondiente a posicionamiento rpido, se utiliza para ubicar la herramienta en un punto cualquiera de la pieza a maquinar.

    El cdigo G00 nos brinda un desplazamiento al aire de la herramienta. No se debe tocar la pieza. Se debe introducir el comando G00 seguido del valor X, Y o Z

    Figura 19. Posicionamiento rpido (G00)

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    La funcin G01, correspondiente a la interpolacin lineal, es similar a la G00, con la diferencia que los desplazamientos se ejecutan dependiendo del avance programado.

    El comando G01 responde a un movimiento de la herramienta con propsito de maquinar la pieza. Se introduce el comando G01 seguido del valor del desplazamiento en X, Y o Z.

    Figura 20. Interpolacin lineal (G01)

    La funcin G02, sirve para hacer mecanizados de redondeos de cualquier radio. El comando G02 responde a un movimiento circular basado en el punto al cual se quiere llegar (cotas Xp y Zp) y en el radio en X(I) y en Z(k). Previamente se debe ubicar la herramienta en el punto de inicio a la izquierda de la curva.

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    Figura 21. Interpolacin circular a derecha (G02)

    La funcin G03, prcticamente funciona como la anterior. Se diferencian en que un cdigo es cncavo y el otro convexo.

    El comando G03 responde a un movimiento circular basado en el punto al cual se quiere llegar (cotas Xp y Zp) y en el radio en X(I) y en Z(k). Previamente se debe ubicar la herramienta en el punto de inicio a la derecha de la curva

    Figura 22. Interpolacin circular a izquierdas (G03)

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    La funcin G04 se utiliza para temporizar un ciclo de maquinado.

    Figura 23. Temporizacin (G04)

    La funcin G05 reemplaza las aristas de 90 grados por unos redondeos de radio muy pequeo.

    Figura 24. Trabajo en arista matada (G05)

    La utilidad de la funcin G06 es muy poca, pero se emplea para posicionar las cotas desde un origen y no desde un arco.

    Este comando nos permite usar los comandos G02 y G03 de otra forma, usando el punto de origen y el valor absoluto de los radios I y K. Primero se introduce el

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    comando G06 seguido del comando G02 o G03, el punto de origen y el valor absoluto de los radios.

    Figura 25. Interpolacin circular con programacin del centro en absolutas G06

    La funcin G07 sirve para dejar en un mecanizado algunas aristas a 90 grados.

    Figura 26. Trabajo en arista viva (G07)

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    Por medio de la funcin G08, podemos hacer ciclos de mecanizado con curvas. Se define una trayectoria circular al momento de la elaboracin de una pieza.

    Despus de haber realizado una trayectoria circular se puede continuar con otra fcilmente insertando la funcin G08 seguida de las coordenadas del centro de trayectoria circular.

    Figura 27. Trayectoria circular tangente a la trayectoria anterior (G08)

    La funcin G09 se emplea para definir una trayectoria circular (arco), programando el punto final (P) y un punto intermedio (I), donde el punto inic