Practica No.2Parcial II

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS EXTENSIN LATACUNGA

DEPARTAMENTO DE ENERGA Y MECNICA

PRACTICA No. 2 II PARCIAL

INTEGRANTES: ADRIAN ALAY

MAURICIO BARRENO

CRISTIAN CHIMBO

NIVEL: VII A - MECATRNICA

INGENIERO: FAUSTO ACUA

MATERIA NRC SISTEMAS FLEXIBLES DE

MANUFACTURA 3436

LATACUNGA, 03 DE JUNIO DEL 2015

1. TEMA:

CICLOS DE MECANIZADO

2. OBJETIVOS:

Compensar las herramientas de Corte mediante la utilizacin de sensores.

Crear ciclos fijos de Punteado, Taladrado, Taladrado Profundo, Roscado,

Avellanado, Mandrinado y Rectificado.

Comprobar y ejecutar programas en Vacio.

Mecanizar ciclos fijos de Punteado, Taladrado, Taladrado Profundo y Roscado.

3. MATERIALES Y EQUIPOS:

Centro de Mecanizado Vertical LEADWELLV30 Manual de operacin. Trozo de aluminio de 200x200x50 mm Broca de centros HSS de 3/16 in de diam (ATC # 09) Broca HSS de 11/32 in de diam (ATC # 10) Machuelo para mquina CNC de 3/8-16 HSS E A60 (ATC#12) Tornillo de mquina o bridas escalonadas Calibrador de laminas Sensor de posicin de herramientas Sensor de altura de herramientas Planos de piezas e instrumentos de medicin.

4. MARCO TERICO:

A. SENSORES DE POSICIN.

Primeramente definimos lo que es un sensor.

Un sensor es un dispositivo diseado para recibir informacin de una magnitud del

exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente elctrica, que seamos capaces

de cuantificar y manipular. (Molina, 2012)

SENSOR DE POSICIN: Su funcin es medir o detectar la posicin de un

determinado objeto en el espacio. (Molina, 2012) Se basan simplemente en

probabilidades y estadsticas de movimiento, las cuales generalmente suelen ser

correctas la mayora de las veces. (MarlenneMac, 2011)

TIPOS DE SENSORES DE POSICIN:

Potencimetro angular

Es un transductor de posicin angular, de tipo absoluto y con salida de tipo analgico.

Bsicamente es una resistencia de hilo bobinado en una pista de material conductor,

distribuida a lo largo de un soporte en forma de arco y un cursor solidario a un eje de

salida que pueda deslizar sobre dicho conductor. El movimiento del eje arrastra el

cursor provocando cambios de resistencia entre ste y los extremos. De esta forma si se

alimentan los extremos con una tensin constante Vo aparece en la toma de medida una

tensin proporcional al ngulo girado a partir del origen. La frecuencia de

funcionamiento suele quedar limitada a 5 Hz por motivos mecnicos. (Gutierrez, s.f.)

Ilustracin 01: Potencimetro Angular

Encoders

Son dispositivos formados por un rotor con uno o varios grupos de bandas opacas y

translcidas alternadas y un estator con una serie de captadores pticos que detectan la

presencia o no de banda opaca. Existen dos tipos de encoders, incrementales y

absolutos. Un simple sistema lgico permite determinar desplazamientos a partir de un

origen, a base de contar impulsos de un canal y determinar el sentido de giro a partir del

desfase entre los dos canales. Algunos encoders pueden disponer de un canal adicional

que genere un pulso por vuelta y la lgica puede dar nmero de vueltas ms fraccin de

vuelta. (Gutierrez, s.f.)

Ilustracin 02: Encoder

Sincros y Resolvers

Un sincro es un transductor de posicin angular de tipo electromagntico. Su principio

de funcionamiento puede resumirse diciendo que se trata de un transformador, en el que

uno de los devanados es rotativo. La configuracin ms habitual es:

Primario en el rotor y monofsico

Secundario en el estator y trifsico

Ilustracin 03: Funcionamiento de un Sincro

Una configuracin particular del Sincro es la del Resolver, cuyo principio de

funcionamiento es anlogo, con las siguientes particularidades constructivas:

Primario en el estator y bifsico

Secundario en el rotor, monofsico o bifsico.

Ilustracin 04: Esquema del Resolver

Sensores Inductosyn

Es un transductor electromagntico utilizado para la medida de desplazamientos

lineales, con precisin del orden de micras. Se emplea en mquinas medidoras de

coordenada y mquinas herramientas de control numrico. (Gutierrez, s.f.)El

transductor consta de dos partes acopladas magnticamente, una denominada escala fija

y situada paralela al eje de desplazamiento y otra solapada a la anterior deslizante y

solidaria a la parte mvil.

Ilustracin 05: Sensor Inductosyn

Sensores LASER

Los sensores LASER pueden utilizarse como detectores de distancias por anlisis de

interferencias (interferometra LASER). El principio de funcionamiento se basa en la

superposicin de dos ondas de igual frecuencia, una directa y la otra reflejada. La onda

resultante pasa por valores mximos y mnimos al variar la fase de la seal reflejada. La

distancia se mide contando dichas oscilaciones o franjas, obtenindose una salida digital

de elevada precisin. (Gutierrez, s.f.)

Ilustracin 06: sensor Laser

Sensores ultrasnicos

Los sensores ultrasnicos emiten una seal de presin hacia el objeto cuya distancia se

pretende medir, y miden el tiempo que transcurre hasta la recepcin del eco reflejado.

Ilustracin 07: sensor Ultrasonico

Sensores magnetoestrictivos

Estn tambin basados en la deteccin de un impulso ultrasnico generado por la

deformacin elstica que se produce en algunos materiales bajo el efecto de un campo

magntico. (Gutierrez, s.f.)

Bsicamente se trata de una varilla de material magntico en la que se genera una

perturbacin ultrasnica mediante una bobina inductora, sobre la varilla se coloca un

imn mvil que puede deslizarse. El imn provoca un cambio de permeabilidad en el

medio y esto provoca una reflexin de la onda ultrasnica, pudindose detectar la

distancia al imn por el tiempo en recibir el eco. (Gutierrez, s.f.)

Ilustracin 08: Sensores magnetoestrictivos

B. SENSOR DE ALTURA

Es un dispositivo electromecnico manejado electrnicamente por el controlador

CNC. Es un opcional que se incorpora al equipo, cuando se quiere cortar con

plasma. Su funcin es mantener el movimiento de la torcha paralelo a la forma de la

plancha, lo que prolonga la vida til de los consumibles y permite mantener

constante la altura de corte y la calidad del mismo. Por ejemplo: (Colina, 2012)

Sensor de altura modelo THCEX02.

Su funcionamiento se basa en mantener el control constante del valor del voltaje de

arco que se produce entre la plancha a cortar y la torcha del plasma. Este voltaje

sube en caso que la plancha se aleje de la torcha a lo cual el dispositivo reacciona

moviendo el servomotor y acercando la torcha al material. A la inversa si el material

va acercndose por deformacin a colisionar con la torcha, el valor de voltaje se

hace inferior a lo cual el sensor reacciona alejando el arco del material. (Colina,

2012)

Ilustracin 09 Sensor de altura modelo THCEX02.

Caractersticas tcnicas:

Tabla 1 Caractersticas tcnicas del THCEX02.

C. PALPADOR:

Los sensores pticos palpadores estn compuestos por un emisor y un receptor en el

mismo encapsulado. Reaccionan a la presencia de un obstculo.

No requiere componentes adicionales para su funcionamiento, como reflectores, por

lo que permite una rpida puesta en marcha debido a la alineacin directa con el

objeto. (Sick, 2010)

Ilustracin 010 Palpador

D. CICLOS DE MECANIZADO.

PUNTEADO.

El punteado es similar al taladrado en lo nico que se diferencia es en la herramieta ya

que en el punteado se utiliza la broca de centro para puntear la pieza a mecanizar.

Ilustracin 011: Broca de centros utilizada para el punteado

TALADRADO PROFUNDO:

El taladrado profundo es un proceso de fabricacin utilizado para hacer hoyos

relativamente profundos, ya sean estos abiertos o cerrados. (Villareal, 2010)

Ilustracin 012: ciclo de taladrado Profundo

Estructura de Programacion en Codigos G.

G83 9899

X__Y__Z__R__Q__F__K__

Donde:

X, Y: Posicin en el plano XY.

Z: Distancia del punto R al fondo del orificio.

R: Distancia del nivel inicial al punto R.

Q: Profundidad de corte por cada avance.

F: velocidad de avance del mecanizado / paso de rosca.

K: # de repeticiones (de ser necesarias).

E. ROSCADO

Consiste en la mecanizacin helicoidal interior (tuercas) y exterior (tornillos) sobre

una superficie cilndrica. Este tipo de sistemas de unin y sujecin (roscas) est

presente en todos los sectores industriales en los que se trabaja con materia metlica

(Vives, n.d.)

Se lo puede efectuar con herramientas manuales (utilizando machos y terrajas) o se

puede efectuar en mquinas tanto taladradoras y fresadoras, como en tornos.

Ilustracin 013 Machuelo para realizar un roscado

Caractersticas de una rosca:

Tipo de rosca: Hay diferentes tipos de rosca que difieren en la forma geomtrica de

su filete, pueden ser triangulares, cuadrada, trapezoidal, redonda, diente de sierra,

etc.

Paso: Es la distancia que hay entre dos filetes consecutivos. Los pasos de rosca

estn normalizados de acuerdo al sistema de rosca que se aplique.

Dimetro exterior de la rosca: Es el dimetro exterior del tornillo. Tambin estn

normalizados de acuerdo al sistema de rosca que se utilice.

Dimetro interior o de fondo

Dimetro de flanco o medio

ngulo de la hlice de la rosca

G. AVELLANADO:

Este proceso genera un hundimiento cnico en torno a un agujero previamente

fresado donde cabe la cabeza de un tornillo para que no sobresalga. Se lleva cabo

con un avellanador mediante un desbaste cnico que sea igual a la cabeza del

tornillo. Este proceso requiere de un taladrado previo. Debido a que el avellanador

posee varios filos, el trabajo de desbaste es menor que en el taladrado normal.

(Grover, 2013)

Ilustracin 014 Proceso de avellanado (ProSilentPC, 2014)

H. MANDRINADO.

Se llama mandrinado a una operacin de mecanizado que se realiza en agujeros de

piezas ya realizados para obtener mayor precisin dimensional, mayor precisin

geomtrica o una menor rugosidad superficial, pudindose utilizar para agujeros

cilndricos como cnicos, as como para realizar roscas interiores. (DeGarmo, 1988)

El mandrinado puede realizarse en varias mquinas de herramientas diferentes como

el torno de cabeza giratoria. Si la pieza es un slido de revolucin pequeo con un

agujero en su eje de simetra, el mandrinado puede realizarse en un torno, haciendo

girar la pieza en el plato giratorio y fijando una barra de mandrinar con el filo

adecuado en el contrapunto del torno. Para otras piezas, con uno o varios agujeros,

se utilizan fresadoras, mandrinadoras y centros de mecanizado con una herramienta

rotatoria. (DeGarmo, 1988)

El portaherramientas utilizado en una mandrinadora es un mandril micromtrico

especficamente diseado para ello, tambin denominado mandrino o cabezal de

mandrinar. Tambin se puede aumentar el dimetro de agujeros ya realizados

realizando operaciones de taladrado o de escariado cuando las dimensiones son

adecuadas para la mquina y la herramienta utilizadas. (DeGarmo, 1988)

La limitacin de las condiciones de corte en el mandrinado viene impuesta por la

rigidez y el voladizo que pueda tener la herramienta, para evitar vibraciones

excesivas que comprometan la calidad y precisin del agujero. (DeGarmo, 1988)

Ilustracin 015 Mandriladora.

I. RECTIFICADO

Existe software que permite aumentar los tiempos de ciclo en las operaciones de

rectificado gracias a la medicin de la presin y el ruido generado durante el proceso de

rectificado. Si, debido a las caractersticas o el corte del material, este software reconoce

una disminucin en la resistencia de la herramienta de corte, acelera en consecuencia la

muela abrasiva. Y a la inversa, en caso de que los parmetros de ruido y presin

indicasen un aumento de la resistencia, reducira la velocidad de la herramienta.

(FANUC, s.f.)

Esta funcin avanzada, disponible en determinados CNCs, le permite rectificar hasta

cuatro piezas simultneamente en una mquina estndar. Las funciones de asignacin

flexible de rutas y ejes del CNC permiten aplicar un movimiento sincronizado. Tambin

existe otra funcin del CNC que permite dar forma a dos piezas de manera simultnea.

(FANUC, s.f.).

Ventajas con respecto a las convencionales, entre las que podemos mencionar:

Unificacin de movimientos para el rectificado (superior, frontal e inferior) en una sola mquina.

Total automatizacin, con mnima intervencin del operario. Mayores dimensiones de la mquina, lo que posibilita rectificar piezas de gran

tamao.

Sistemas de sujecin magntica de la pieza. Disponibilidad de diversas formas de bancadas o mesas de trabajo. Mejoramiento de los tiempos y la precisin del rectificado. Incorporacin de servomotores para cada eje, lo que permite un posicionamiento

ms preciso de la pieza.

Control automtico del estado de las muelas. posibilidad de programar coordenadas cartesianas y establecer la distancia

exacta de rectificado.

funcionamiento en un entorno cerrado, sin proyeccin externa de virutas, polvo o residuos. (Chay, 2012)

5. PROCEDIMIENTO:

5.1. COMPENSACION DE ALTURA MEDIANTE LA UTILIZACION DE

SENSORES DE POSICION Y ALTURA.

a) Encender el centro de mecanizado. (Practica 2)

b) Cambiar a la herramienta nmero 20 correspondiente a la herramienta sensor de

altura conocida como herramienta patrn.

c) Hallar el cero mquina y cero piezas (Prctica 2) utilizando la herramienta

patrn (sensor de altura) para el eje Z.

Ilustracin 016: Sensor de posicion con la utilizacion de sensor de altura

d) Otra manera es mediante la utilizacin del sensor de posicion.

Ilustracin 017: Calibracin mediante la utilizacin del sensor de posicin.

e) Una vez hallado el cero pieza guardar los datos en G55. (Practica 2)

f) Observar en la pantalla LCD los valores de las coordenadas y el valor

compensado de la herramienta.

Ilustracin 018: Valor compensado de la herramienta.

5.2. CICLO DE PUNTEADO.

1) Realizamos un programa para el ciclo de punteado en un block de notas.

%

O0010;

(Programa para realizar punteado con compensacin, con broca de centros,

HSS dimetro 3/16 plg., ubicada ATC nmero 9, realizado el 21 de mayo de

2015 a las 12H00);

N10 G17 G21 G40 G49 G54 G90 G80 G94; (Encabezado)

N20 M06 T09; (Cambio de herramienta)

N30 M03 S5346; (Encendido del husillo)

N40 G00 X50 Y0; (Punteado 1)

N50 G43 H9 Z50; (Compensacin y zona de seguridad)

N60 G01 Z10 F800; (Zona de aproximacin)

N70 G43 H9 Z-5 F409;

N80 G00 Z50; (Retorno a la zona de seguridad)

N90 X0 Y50; (Punteado 2)


N110 G43 H9 Z-5 F409;


N130 X-50 Y0; (Punteado 3)


N150 G43 H9 Z-5 F409;


N170 X0 Y-50; (Punteado 4)


N190 G43 H9 Z-5 F409;


N210 X0 Y0; (Punteado 5)


N230 G43 H9 Z-5 F409;


N250 G49 M05 S00;

N260 G91 G28 Z0; (Referenciado de la maquina en el eje Z)

N270 G28 X0 Y0; (Referenciado de la maquina en los eje X e Y)

N280 M30; (Fin y retorno al primer punto)

%

2) Ingresamos el programa a partir de una PC a la tarjeta.

3) Insertamos la tarjeta al centro de mecanizado.

Ilustracin 019 Ingreso de la tarjeta en el centro de mecanizado.

4) Ponemos la perilla en modo DNC.

Ilustracin 020 Modo DNC.

5) Pulsamos PROG.

Ilustracin 021 Pulsamos PROG.

6) Buscamos la opcin DNC-CD y pulsamos.

Ilustracin 022 Opcin DNC-CD.

7) Seleccionamos nuestro block de notas.

8) Pulsamos la opcin DNC-ST.

Ilustracin 023 Opcin DNC-ST.

9) Volvemos a pulsar PROG.

Ilustracin 024 Pulsamos PROG nuevamente.

10) Pulsamos el botn SINGLE BLOCK.

Ilustracin 025 Pulsamos la modalidad bloque a bloque.

11) Pulsamos CYCLE START.

Ilustracin 026Pulsamos CYCLE START.

12) Si creemos que todo est bien volvemos a pulsar SINGLE BLOCK, para que funcione de manera continua.

Ilustracin 027 Ciclo de punteado.

13) Revisamos el resultado final.

Ilustracin 028 Resultado final.

5.3. CILCO DE TALADRADO PROFUNDO:

5.4. Realizamos un programa para el ciclo de taladrado profundo (G83) en un block de notas.

%

O0010; (Programa para realizar taladrado profundo con compensacin,

con broca HSS de 11/32 in de diam (ATC # 10), realizado el 21 de mayo de

2015 a las 12H00);

N10 G17 G21 G40 G49 G55 G80 G90 G94;


N30 G00 X50 Y0;

N40 M03 S5349;

N50 G43 H15 Z50;

N60 G01 G99 G83 X50 Y0 Z-35 R10 Q2 F401;

N70 X-50;

N80 X0 Y50;

N90 Y0;

N100 Y-50;

N110 G98;

N120 G00 Z50;

N130 M05 S0;

N140 M30;

%

1) Ingresamos el programa a partir de una PC a la tarjeta.

2) Insertamos la tarjeta al centro de mecanizado, cargamos y corremos el programa en el centro de mecanizado siguiendo los pasos del

procedimiento anterior, eligiendo el nombre del programa.


3) En el panel de control configuramos de la siguiente manera:

Ilustracin 030 Visualizacin de la configuracin realizada

.

4) Pulsamos el botn SINGLE BLOCK.

Ilustracin 031 Pulsamos la modalidad bloque a bloque.

5) Pulsamos CYCLE START.


6) Si creemos que todo est bien volvemos a pulsar SINGLE BLOCK, para que funcione de manera continua.

Ilustracin 033 Ciclo de taladrado profundo

7) Revisamos el resultado final.


5.5. ROSCADO:

1. Utilizando el ciclo fijo de roscado con el machuelo (G84) crear un otro programa para que mecanice la rosca de los taladros anteriores, utilizar la

herramienta T12, la misma profundidad :

O0010; (Programa para realizar roscado con compensacin, con Machuelo para mquina CNC de 3/8-16 HSS E A60 (ATC#12) , realizado el 21 de

mayo de 2015 a las 12H00);

N10 G17 G21 G40 G49 G55 G80 G90 G94;


N30 G00 X50 Y0;

N40 M03 S5349;

N50 G43 H15 Z50;

N60 G01 G99 G84 X50 Y0 Z-35 R10 Q2 F401;

N70 X-50;

N80 X0 Y50;

N90 Y0;

N100 Y-50;

N110 G98;

N120 G00 Z50;

N130 M05 S0;

N140 M30;

%

2. Grabamos el programa en la tarjeta y lo cargamos en el centro de mecanizado como lo hemos venido haciendo en cada ciclo de mecanizado.


3. En el panel de control configuramos de la siguiente manera:

Ilustracin 036 Visualizacin de la configuracin realizada

.

4. Pulsamos el botn SINGLE BLOCK.

Ilustracin 037 Pulsamos la modalidad bloque a bloque

5. Pulsamos CYCLE START.


6. Si creemos que todo est bien volvemos a pulsar SINGLE BLOCK, para que funcione de manera continua.

Ilustracin 039 Ciclo de taladrado profundo

7. Revisamos el resultado final y vemos que el roscado de hizo en los agujeros que taladrado profundo hecho ateriormente.


6. ANALISIS DE RESULTADOS:

La compensacin realizada de las herramientas satisfacen la precisin y exactitud requerida, esto se debe a la utilizacin de los sensores de posicin y

altura utilizados para realizar la compensacin, los cuales por ser dispositivos

electrnicos poseen gran exactitud.

En la siguiente tabla se muestra las cdigos G usados para los diferentes ciclos de mecanizado:

CDIGOS CICLOS DE MECANIZADO

G81 Taladrado/Punteado

G82 Taladrado/Avellanado

G83 Taladrado profundo

G84 Roscado con machuelo

7. CONCLUSIONES:

Los sensores de posicin y de altura permiten alta exactitud al momento de

compensar las herramientas, brindan alta confianza para trabajar luego con

herramienta de diferentes dimensiones.

La compensacin en Altura de las herramientas mediante los sensores permite

reducir la posible taza de error que se comete al compensar de manera

tradicional.

Se pudo realizar cuatro los ciclos de mecanizado punteado, taladrado, taladrado

profundo y roscado correctamente, usando los respectivos cdigos G.

Para realizar un roscado interior con un machuelo es necesario realizar un

taladrado profundo antes con una broca que sea de dimetro menor al del

machuelo.

8. RECOMENDACIONES:

No se debe cambiar de posicin las herramientas del ATC, puesto a que cada

una de las herramientas de corte se encuentran registradas por sus dimensiones,

caso contrario al momento de realizar la compensacin sea de radio de altura

puede ocasionar daos tanto para la maquina como para la herramienta.

Se recomienda usar un simulador virtual de un centro de mecanizado donde

podamos probar nuestros programas en Cdigo G antes de cargarlo en la

mquina

Comprobar el programa paso a paso por bloques a baja velocidad antes de

mecanizar, para no ocasionar daos en la mquina-herramienta.

Es recomendable conocer los el significado de cada una de las letras del lenguaje

de programacin G, ya que las combinaciones de estas son las que permiten el

control de la maquina cnc, por ende necesita de conocimiento para utilizarlas

correctamente y no cometer accidentes por mal uso de estos.

9. BIBLIOGAFA

Chay, R. (22 de Diciembre de 2012). DEMAQUINAS Y HERRAMIENTAS. Obtenido de

DEMAQUINAS Y HERRAMIENTAS:

http://www.demaquinasyherramientas.com/maquinas/rectificadoras-tipos-y-usos

Colina, S. (8 de Junio de 2012). CIMTEC. Obtenido de CIMTEC:

http://www.cimtec.cl/producto/cimtec-2/

DeGarmo, P. E. (1988). TORNEADO Y MANDRINADO. Reverte.

Espinosa, D. M. (2013). Manual de practicas basicas del centro de mecanizado.

FANUC. (s.f.). Obtenido de http://www.fanuc.eu/es/es/applications/cnc-grinding

Grover, M. (Marzo de 2013). Procesos de manufactura II. Obtenido de Procesos de

manufactura II: https://denygonzalez.files.wordpress.com/2014/09/guia-de-torno-

general.pdf

Gutierrez, L. (s.f.). Sensores de Posicion. Obtenido de Sensores de Posicion: http://www.info-

ab.uclm.es/labelec/solar/Componentes/SPOSICION.htm

MarlenneMac. (2011). Sensores. Obtenido de Sensores:

https://sites.google.com/site/sensoresmarlennemac/tipos-de-sensore

Molina. (2012). Sensores. Obtenido de Sensores:

http://www.profesormolina.com.ar/tecnologia/sens_transduct/que_es.htm

ProSilentPC. (17 de Octubre de 2014). Creando un soporte para el depsito (actualizacin1).

Obtenido de Creando un soporte para el depsito (actualizacin1):

http://prosilentpc.com/blog/?p=104

Sick. (09 de Abril de 2010). Schadler SICK SPA. Obtenido de Schadler SICK SPA:

http://www.schadler.cl/index.php/productos-schadler/automatizacion/sensores-

opticos/schadler-sensor-palpadores

Practica No.2Parcial II

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