SISTEMAS DE CONTROL NUMÉRICO

COMPUTARIZADO (SCNC)

Apunte de la Cátedra “E-284 Electrónica Industrial”

Departamento de Electrotecnia Facultad de Ingeniería

Universidad Nacional de La Plata

SISTEMAS DE CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO

(SCNC)

1. Definición

Es una forma de automatización programable en la que el equipamiento de

procesado es controlado por medio de números, letras o símbolos. Estos números, letras o

símbolos son codificados en un formato apropiado para conformar un programa de

instrucciones para desarrollar una tarea en particular.

La capacidad que tienen los sistemas de control numérico (SCN) de cambiar

programas los hace apropiados para volúmenes de producción bajos o medios. Estos

aceptan muy bien cambios en la configuración del producto final haciéndolos ideales para la

producción en lotes (batch).

Entre las aplicaciones encontramos 2 grandes divisiones:

� Máquinas herramienta clásicas, tales como tornos, fresadoras, taladros, etc.

� Máquinas para el montaje de piezas (o ensambladoras), y de inspección.

Ambas categorías tienen en común la tarea de posicionar una herramienta o

elemento procesador con respecto al objeto para luego efectuar una tarea en particular.

2. Componentes básicos de un SCNC

Conceptualmente está constituido por tres partes:

PROGRAMA UNIDAD DE CONTROL UC

EQUIPAMIENTO DE PROCESADO

1. Programa de instrucciones

2. Unidad de control (UC)

3. Equipamiento de procesado

1. El programa es un conjunto detallado de instrucciones o comandos que alimentan a la UC

para dirigir paso a paso el equipamiento de procesado. Básicamente posiciona y dirige el

tipo de tareas que debe realizar la herramienta o efector final. Antiguamente el medio físico

utilizado para almacenar los programas era una cinta perforada porque la unidad de control

no era electrónica. En la actualidad se utilizan los medios clásicos para el almacenamiento

de software (diskettes, CD’s, etc.).

2. La UC es una unidad electrónica que posee la unidad de procesamiento y el hardware de

interfase para dirigir las órdenes del equipo de procesamiento.

3. El equipo de procesado es un sistema electromecánico, hidráulico, neumático, etc. que en

definitiva es el que realizará la tarea útil.

3. Historia de los SCNC

En 1940 a una empresa dedicada a la industria aeroespacial John Parsons & Frank

Stulen, proveedores de la fuerza aérea estadounidense, se le encarga hacer en serie las

palas de las hélices de los helicópteros. A partir de esto deciden hacer una máquina que

opere automáticamente. Otros fabricantes empiezan a desarrollar proyectos para introducir

SCN comerciales. La diversidad de lenguajes de programación y la falta de compatibilidad

hace imposible la tarea de migrar programas entre distintas maquinas. En 1960 el gobierno

de EEUU le encarga al MIT (Instituto de Tecnología de Massachussets) el proceso de

estandarización mediante el desarrollo de un lenguaje de control numérico. Tal lenguaje fue

denominado APT (Automatically Programmed Tooling); la complejidad del mismo era tan

elevada que los fabricantes de equipos no implementaron el nuevo lenguaje en sus

desarrollos.

Actualmente existe un lenguaje casi universal (standard) para la programación de

SCNC denominado RS-274, impulsado por la EIA (Electronic Industries Association).

4. Sistemas de coordenadas y movimiento de las máquinas.

4.1. Sistemas de coordenadas

Es necesario establecer ejes de coordenadas para referir la posición de la

herramienta (también denominado efector final) respecto de la pieza u objeto a trabajar. A

los efectos de definir las coordenadas normalmente la pieza se considera estacionaria y la

herramienta o efector final móvil con respecto a una mesa de trabajo, aunque en la práctica

puede ocurrir lo contrario. Para el usuario es problema del fabricante. Normalmente la

posición se determina en un sistema de coordenadas cartesianas (x,y,z) y además,

dependiendo del tipo de tarea que tengan que realizar, se usan ejes rotatorios (a,b,c). Los

ejes rotatorios se usan para que la pieza presente diferentes superficies de trabajo durante

el maquinado al orientar, ya sea la pieza o la herramienta, en diferentes ángulos. También

es necesario establecer los sentidos positivos de giro y de movimiento en los seis ejes

anteriores, como también el origen de medición sobre dichos ejes.

4.2. Cero fijo y cero flotante

El propósito del sistema de coordenadas es proveer el medio para localizar la

herramienta en relación a la pieza de trabajo. Dependiendo del tipo de máquina de CN, el

programador tendrá dos opciones para especificar la localización

Cero fijo: la determinación del origen está fijada por el fabricante (no se puede modificar).

Cero flotante: la determinación del origen puede asignarse mediante el programa, o

mediante algún interruptor (switch) ubicado en la consola de operación de la máquina.

4.3. Coordenadas absolutas y relativas

La localización de la herramienta se puede obtener utilizando coordenadas absolutas

o coordenadas incrementales. Mediante la utilización de coordenadas absolutas la

localización de la herramienta se mide en relación al origen de coordenadas. En cambio, la

utilización de coordenadas incrementales implica que la próxima localización de la

herramienta debe ser definida en referencia a la posición anterior.

Por ejemplo, si necesito posicionar a la herramienta en las coordenadas (x,y)=(6,8), y

la misma se encuentra en (x,y)=(4,5), utilizando coordenadas absolutas tendremos que

indicar las coordenadas (x,y)=(6,8), mientras que si utilizamos las coordenadas

incrementales tendremos que indicar (∆x, ∆y)=(2,3).

Un programa de un sistema de CNC contiene básicamente dos tipos de instrucciones:

las de posicionamiento y las relativas al tipo de trabajo que tiene que realizar el efector final.

Además, en el encabezado del programa suelen incluirse indicaciones de velocidad de

operación, límites y alarmas, unidades de medición (pulgadas, mm), etc.

5. Clasificación de los sistemas de CNC

Si se clasifican los SCNC desde el punto de vista de la capacidad de movimiento o

desplazamiento, los mismos se pueden dividir en tres grandes grupos:

5.1. Sistemas punto a punto (PTP).

En este tipo de sistema solo se tiene control sobre la posición del efector final

(también se lo conoce como sistema de posicionamiento). El objetivo es situar la

herramienta en un punto determinado con la mayor exactitud posible. El camino y la

velocidad para ir de una posición a otra son irrelevantes. Casos típicos de estos sistemas

son las máquinas de montaje automático y perforadoras. Este tipo de maquinas son las más

sencillas.

5.2. Sistemas de corte directo o lineal (Straight-cut)

Son SCN que tienen la capacidad de controlar movimientos paralelos a los ejes de

coordenadas, pero no en forma simultánea y por lo tanto no son posibles movimientos

angulares. En estos sistemas se controla la trayectoria y la velocidad del movimiento en

cada eje, además de la posición. Ejemplo de estos sistemas son las sierras circulares y los

sistemas de corte con discos en general.

5.3. Sistemas de contorneo (Contouring)

En estos sistemas es posible controlar la posición y la velocidad en los tres ejes de

forma simultánea. Como la herramienta funciona al mismo tiempo que se desplaza a lo

largo de una trayectoria predefinida, son importantes el control y la sincronización de las

velocidades y movimientos en los diferentes ejes. Este es el grado más complejo de control

de movimiento. Ejemplos de los mismos son maquinas de soldadura automática, de corte de

plasma, fresadoras, etc.

6. Sistemas de control de movimiento en CNC

El sistema de control de movimiento puede consistir en el posicionamiento de la

herramienta, o en el posicionamiento de la pieza a trabajar mediante movimientos de la

mesa de sujeción. En las siguientes secciones se supone que se posiciona la pieza. Existen

dos tipos de sistemas de control: a lazo abierto y a lazo cerrado. El sistema a lazo cerrado

emplea Motor de Corriente Contínua (MCC) ya conocido y estudiado en el curso, pero el a

lazo abierto emplea el Motor Paso a Paso (MPAP), por lo que explicaremos su funciona-

miento previamente al estudio de los sistemas de control de movimiento.

Principio de funcionamiento del MPAP.

El MPAP es utilizado generalmente para posicionar los cabezales de impresión

de impresoras, plotters, etc. Existen tres tipos de MPAP: de reluctancia variable (SRM),

de imán permanente y el híbrido, en este apunte sólo trataremos el de imán

permanente. En este tipo de MPAP el rotor es un imán permanente y el estator

contiene un conjunto de bobinas dispuestas en fases, como se muestra en la figura.

Al “energizar” ó alimentar una sola de las fases el rotor trata de alinearse con el campo

magnético producido por ella. Como el sentido del campo depende del sentido de

circulación de la corriente en la bobina, tendremos dos posiciones posibles del rotor

para cada fase:

- Fase A alimentada (IB=0): vertical SN (IA>0) y vertical NS (IA<0).

- Fase B alimentada (IA=0): horizontal NS (IB>0) y horizontal SN (IB<0).

Si se energizan dos fases simultáneamente, el campo estatórico resultante se

encuentra en la dirección de la bisectriz del ángulo formado por las fases, y su sentido

dependerá de los sentidos de las corrientes en las bobinas. En la figura siguiente se

muestran la posición del rotor para las dos fases alimentadas con diferentes sentidos

de corriente:

A cada posición estable del rotor se la denomina “paso”. La cantidad de pasos en una

vuelta completa del rotor queda determinada por:

p P Fn � �=

Siendo: np: número de pasos por revolución. NP: número de polos magnéticos de cada fase NF: número de fases

Para el MPAP de la figura tenemos 8 pasos (NP=2 y NF=2). El ángulo α formado entre la dirección de un paso y la del siguiente, se determina con la siguiente ecuación:

360º

pnα =

La bobina de cada fase se alimenta con un chopper de cuatro cuadrantes, como se muestra

en la figura. Estos choppers son gobernados por un circuito de disparo y éste por una lógica

de control; todos juntos forman el “driver” o controlador del MPAP. El driver recibe dos

señales lógicas de entrada: los pulsos (P) y la señal de sentido de rotación (SR). Pos cada

pulso recibido el MPAP avanza un paso, es decir rota un ángulo α, en el sentido indicado por

SR (por ejemplo en el sentido de las agujas del reloj para SR=1 y el contrario para SR=0).

Es decir que si el driver recibe una cantidad de P pulsos el motor girará un ángulo:

Pθ α= ⋅

El modo de operación visto, en donde las fases se alimentan con iguales intensidades

de corriente, se llama funcionamiento en “full - stepping”. Si se desea aumentar el número

de pasos sin modificar la construcción del motor se puede utilizar el modo de operación

“micro - stepping”. El mismo consiste en alimentar las fases con diferentes intensidades de

corriente usando PWM en los choppers. Con esta técnica se puede ubicar el rotor en

cualquier posición, pero como el controlador del driver es digital, ésta quedara discretizada y

la cantidad de pasos dependerá del número de bits empleados.

6.1. Sistemas de control de movimiento a lazo abierto

Estos sistemas se basan en la utilización de motores paso a paso. La posición final

se infiere de acuerdo a la cantidad de pulsos enviados al controlador del motor, bajo la

suposición de que, por cada pulso, el motor rota un ángulo de paso.

La siguiente figura muestra un sistema de control de la posición de una mesa, sobre

un eje. En la figura se observa un motor paso a paso (MPAP) alimentado por un “driver”. El

“driver” (o controlador del dispositivo) está constituido por un convertidor, los circuitos de

disparo y la lógica de control. A partir de una secuencia de pulsos y una señal de dirección,

que indica el sentido de giro, el eje del MPAP hace girar un tornillo sin fin adosado al mismo,

ya sea en forma directa o acoplado a través de un tren de engranajes como el de la figura.

El movimiento rotatorio del tornillo hace que un cubo roscado se desplace linealmente, es

decir que el tornillo transforma un movimiento rotativo en un movimiento lineal. Como

la mesa de trabajo está adosada al cubo roscado la mesa se mueve también en forma lineal

(eje x).

HERRAMIENTA

PIEZA

CUBO ROSCADO

FIJACION

TORNILLO

MOTOR PASO A PASO

DRIVER

PULSOS

SEÑAL DE DIRECCION (1,0)

TREN DEENGRANAJES

+X-X

+Z

-Z

1

0

θ, ω

6.1.1. Desplazamiento neto de la mesa (tornillo acoplado directamente al motor)

El desplazamiento lineal de la mesa queda determinado por el paso del tornillo (PT),

el ángulo total de giro del eje del motor (θ).

PASO (mm)

La posición final de la mesa es:

360

Tf i

Px x

θ⋅= +

El desplazamiento de la misma es la diferencia entre la posición final y la inicial, es

decir que se puede calcular el desplazamiento de la mesa como:

( )360

T T

p

P P P Px

n

α⋅ ⋅ ⋅∆ = =

En dónde α y np tienen valores fijos (característicos del motor), mientras que la

cantidad de pulsos (P) es variable. El desplazamiento mínimo de la mesa (P=1) queda

determinado por las características del motor y el paso del tornillo, para este caso es:

360º

T Tmin

p

P Px

n

α⋅∆ = =

6.1.2. Desplazamiento neto de la mesa (tornillo acoplado al motor a través de un tren

de engranajes)

Para disminuir el desplazamiento mínimo de la mesa se puede utilizar una caja de

engranajes o poleas dentadas, donde normalmente el motor mueve el engranaje más chico.

De las relaciones entre velocidades tangenciales y angulares:

1 1 1

2 2 2

v d

v d

ω

ω

= ⋅

= ⋅

Dónde:

v1 y v2 : velocidad tangencial de los engranajes del eje del motor y del tornillo

respectivamente,

ω1 y ω2: velocidad angular del eje del motor y del tornillo respectivamente,

d1 y d2: diámetro del disco de engranajes del motor y del tornillo respectivamente,

Teniendo en cuenta además, que las velocidades tangenciales v1 y v2 son iguales, y

que d dtω θ= , se puede obtener el desplazamiento de la mesa para este caso:

2 1 1

2360º 360º

T TP P dx

d

θ θ⋅ ⋅∆ = = ⋅

O bien:

( ) 1 1

2 2360º

T T

p

P P d P P dx

d n d

α⋅ ⋅ ⋅∆ = ⋅ = ⋅

El desplazamiento mínimo en este caso es:

1 1

2 2360º

T Tmin

p

P d P dx

d n d

α⋅∆ = ⋅ = ⋅

En la ecuación anterior se observa que el desplazamiento mínimo disminuye al

acoplar el tornillo sin fin al motor a través de un tren de engranajes, y el factor de

disminución es la relación entre los diámetros de los discos de engranajes.

6.2. Sistemas de control de movimiento de lazo cerrado

En un sistema de lazo cerrado la salida (posición) se realimenta y se utiliza como

corrección de posibles desplazamientos del valor deseado. La siguiente figura ilustra esta

situación:

6.2.1. Medición de la posición

Para medir posición se utiliza un contador electrónico que determina la cantidad de

pulsos de luz provocados por el movimiento de un disco ranurado (ver figura). Tales pulsos

se generan al incidir la luz de una fuente (generalmente diodos LED) sobre un fototransistor.

El cambio de posición angular θ se determina multiplicando la cantidad de pulsos por el

ángulo entre ranuras δ. Este dispositivo recibe el nombre de “codificador óptico incremental”

o “encoder óptico”. La posición no se obtiene de forma directa. La resolución (ángulo mínimo

detectable) está determinada por la cantidad de ranuras por vuelta (100 - 1200). Usualmente

se utilizan de 600 ranuras por vuelta (resolución: 0.6º).

Existen otros tipos de “encoders ópticos” denominados absolutos mediante los

cuales podemos determinar la posición directamente. Supongamos un “encoder” absoluto de

4 bits (de muy baja resolución).

En este caso, tendremos un arreglo de pares LED-fototransistor (4 bits� 4pares) que

generan un patrón único para cada posición del disco. En general es mucho más costoso

este tipo de codificadores. En la práctica suele utilizarse con mayor frecuencia los

“encoders” incrementales.

6.2.2. Medición de la velocidad angular

Para medir la velocidad angular ω de un eje mediante un encoder óptico incremental

se utilizan dos métodos utilizando la aproximación:

t∆

∆=

θω

Se fija uno de los valores, y se mide el restante, determinando la velocidad angular

mediante la expresión anterior.

Caso 1: Velocidad angular baja

Si la velocidad de giro es baja se utiliza el método de la medición del período, en el

mismo se mide el tiempo T que transcurre entre pulsos del encoder. Con tal objetivo se

cuentan los pulsos provenientes del reloj (clock)1 durante el período de tiempo transcurrido

entre dos pulsos del encoder. Entre pulso y pulso el “encoder” se mueve un ángulo δ

conocido, es decir:

ckt M T T

θ δ δω

∆= = =∆ ⋅

Siendo M el número de pulsos provenientes del clock y Tck es el período de la señal de

clock.

Caso 2: Velocidad angular alta

Si la velocidad angular es alta, se utiliza el método de medición de la frecuencia. En

este caso se cuenta el número de veces que aparece un pulso en el encoder durante un

período de la señal de clock.

Si N es el número de pulsos del encoder, y Tck el período de la señal de clock,

entonces la velocidad angular es:

ck

�

t T

θ δω

∆ ⋅= =∆

1 En general estos pulsos duran entre micro y nanosegundos.

7. Exactitud en SCNC

Los factores que limitan la exactitud en el posicionamiento de la herramienta (o la

pieza) son:

1. Limitaciones de resolución en la unidad de control electrónica (resolución de control

CR)

2. Limitaciones en el sistema electromecánico de posicionamiento (resolución

mecánica MR)

7.1. Resolución del control (CR)

Dada una unidad de control (UC) que trabaja con n bits, se pueden determinar 2n

puntos direccionables o reconocidos por la UC (si n=16bits � habrá 65536 puntos

direccionables). Si Lx es el desplazamiento máximo de la mesa (o de la herramienta) sobre

un eje, la resolución del sistema de control electrónico (CR) es:

2

x

n

LCR =

La CR disminuye con el avance de la tecnología (aumento de la cantidad de bits). Es

preciso aclarar que L no es la longitud de la mesa sino que es el máximo desplazamiento

posible de la misma.

7.2. Resolución mecánica (MR)

La MR es el desplazamiento mínimo debido a restricciones electromecánicas (∆xmín).

Para el caso de un motor un MPAP conectado directamente al tornillo guía, la resolución

mecánica es:

T

S

PMR

n=

donde PT es el paso del tornillo, y nS es la cantidad de pasos por revolución del MPAP, es

decir: 360ºsn α= .

La MR se puede disminuir, por ejemplo conectando el MPAP al tornillo mediante un

tren de engranajes, como ya se estudió en la sección 6.1.

7.3. Determinación de la cota de error

Si se desea hacer un agujero en un punto intermedio, entre puntos reconocibles por

la unidad de control, la posición es redondeada al punto más cercano. Esta situación se

ilustra en la figura siguiente.

Si el factor limitante es la computadora el mayor error se produce cuando se necesita

realizar una operación en el punto medio de dos puntos reconocibles por la computadora. Es

decir, el error es 2CR . A este tipo de errores se los llaman determinísticos, porque se

conoce su valor con exactitud. De igual manera, si el factor limitante es el sistema mecánico,

el máximo error queda determinado por el desplazamiento mínimo debido a limitaciones

electromecánicas; es decir que el error es 2CM .

Además de los errores determinísticos, existe otro tipo de errores que deben tenerse

en cuenta, estos son los errores aleatorios o fortuitos. Los errores fortuitos se deben al

sistema electromecánico, principalmente por causa de juego en los engranajes, desgaste,

dilatación térmica, deformación de las piezas debido al esfuerzo. Es común asignar una

distribución normal (gaussiana) para la probabilidad de ocurrencia de dichos errores, por lo

tanto se puede aproximar el error aleatorio mediante:

σ3=FE

Finalmente el máximo error del SCNC se calcula teniendo en cuenta los efectos de

los errores determinísticos y los aleatorios:

σ32

),(+=

MRCRmáxE

8. Aplicaciones por excelencia de los SCNC

La aplicación más difundida es el proceso de maquinado, el cual es un proceso de

manufactura en el que la geometría de una pieza es modificada mediante la remoción de

material en exceso. Esta remoción de material en exceso es obtenida por medio del

movimiento relativo entre una herramienta de corte y la pieza. Controlando este movimiento

se obtiene la geometría deseada. Los tipos más comunes son: torneado, taladrado, fresado,

y cepillado o devastado.

Para obtener buenos resultados en cuanto al proceso en sí y la vida útil de la

herramienta es necesario hacer las especificaciones correspondientes para cada tarea. Es

decir, si por ejemplo se desea realizar un orificio con un taladro, se deberá especificar las

condiciones de corte recomendables para el óptimo mecanizado. Dichas condiciones de

corte son:

Velocidad de corte (Vc): es la distancia en pies que la superficie de la pieza de trabajo o filo

de corte recorren en un minuto. Se mide en pies superficiales por minuto (sfpm).

Avance por revolución (F): es la distancia lineal que la herramienta avanza durante una

rotación de la pieza de trabajo o herramienta de corte. En la fresadora, el avance por

revolución (feed per revolution) puede utilizarse para convertir de avance por diente

ya sea a pulgadas por minuto o a milímetros por minuto.

Profundidad de corte (d): es el espesor de material removido en una pasada de la

herramienta de corte.

En los procesos de maquinado que se estudian en el presente apunte, uno de los

elementos sigue un movimiento giratorio. Este elemento se llama huso, por ejemplo en el

proceso de agujereado es la broca.

8.1. Torneado

El torneado es un proceso de maquinado en el cual una herramienta de punta sencilla

remueve material de la superficie de una pieza de trabajo cilíndrica en rotación. La

herramienta avanza linealmente en una dirección paralela al eje de rotación. El torneado se

lleva a cabo en una máquina herramienta denominada torno, la cual suministra la potencia

para tornear la parte a una velocidad de rotación determinada con avance de la herramienta

y profundidad de corte especificados.

La velocidad de corte queda expresada como:

[ ]12

oc

D SV sfpm

π ⋅ ⋅=

Siendo:

S: velocidad de rotación del huso [RPM]

Do: diámetro del huso en pulgadas.

La operación de torneado reduce el diámetro del trabajo Do al diámetro final Df. Es

decir que la profundidad de corte (d), se puede calcular como:

2

o fD Dd

−=

Finalmente la velocidad lineal de avance (Fr) de la pieza se relaciona con el avance

por revolución mediante:

rF S F= ⋅

F: alimentación o avance por revolución (feed per revolution), en pulg/rev o mm/rev.

Fr: velocidad de avance lineal del huso, en pulg/min o mm/ min.

8.2. Agujereado

El agujereado es una operación de maquinado que se utiliza para hacer agujeros

redondos en una parte de trabajo. El agujereado se realiza por lo general con una

herramienta cilíndrica rotatoria, llamada broca, que tiene dos bordes cortantes en su

extremo. La broca avanza dentro de la parte de trabajo para formar un agujero cuyo

diámetro está definido por el diámetro de la broca.

Al igual que en el caso anterior la velocidad de corte es:

[ ]12

c

D SV sfpm

π ⋅ ⋅=

S: velocidad de rotación del huso [RPM]

D: diámetro de la broca en pulgadas.

La velocidad lineal de avance (Fr) es:

rF S F= ⋅

F: alimentación o avance por revolución (feed per revolution), en pulg/rev o mm/rev.

Fr: velocidad de avance lineal del huso, en pulg/min o mm/ min.

8.3. Fresado

El fresado es una operación de maquinado en la cual se hace pasar una parte de

trabajo enfrente de una herramienta cilíndrica rotatoria con múltiples bordes o filos cortantes.

El eje de rotación de la herramienta de corte es perpendicular a la dirección de avance. La

herramienta de corte en el fresado se llama fresa o cortador para fresadora y los bordes

cortantes se llaman dientes. La máquina herramienta que ejecuta esta operación es una

fresadora.

Como en las máquinas anteriores la velocidad de rotación y la velocidad de corte se

relacionan mediante:

[ ]12

c

D SV sfpm

π ⋅ ⋅=

S: velocidad de rotación del huso, [RPM].

Vc: velocidad de corte, [sfpm]

D: diámetro exterior de la fresa en pulgadas.

El avance por revolución (F) en fresado se determina a partir del avance por diente

cortante, llamado chip load, y el número de dientes por revolución:

dientesF chip load n= ⋅

En dónde ndientes es número de dientes por revolución (en unidades

[dientes/revolución]), y el chip load es el grosor del material de viruta que cada filo de corte

de la herramienta remueve con una pasada, también llamado avance por diente cortante

(feef per tooth), y tiene unidades de [pulg/diente]

Finalmente la velocidad de avance en se determina, nuevamente, a partir de:

rF S F= ⋅

9. Parámetros que se utilizan para calcular costos y tiempos

Algunos de estos parámetros son:

MRR: Volumen de material removido por unidad de tiempo, sus unidades son

pulg3/min o mm3/min. En todos los casos el MRR se calcula como el producto entre el área

de corte por la velocidad de avance de la herramienta:

rMRR área del corte F= ⋅

En particular para el caso de torneado y agujereado, calculando las correspondientes

áreas de corte, se obtiene:

Para torneado: 12o r cMRR d D F V d Fπ= ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅

Para agujereado: 2 4 3r cMRR D F V D Fπ= ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅

Finalmente, el tiempo promedio utilizado para realizar una tarea en un eje se calcula

mediante la expresión:

medio

r

LT

F=

10. Programación de los SCNC

Se pueden distinguir cuatro tipos de programación:

1. Programación manual: consiste en la traducción al lenguaje de programación

(confección del programa), de los pasos del proceso de fabricación. La ejecución y

depuración del programa se realiza sobre el sistema real.

2. Asistidos por computadora: Una vez obtenido el programa, la depuración del mismo se

realiza sobre un modelo virtual (simulación en PC).

3. Sistemas CAD/CAM (diseño asistido por computadora): Se trata de un entorno

integrado de manufactura. En este caso, los programas de diseño se encargan de

generar programa para operar las maquinas CNC.

4. Programación automatizada por computadora: estos sistemas no requieren de la

intervención de programadores, optimizando los recursos disponibles mediante

técnicas de inteligencia artificial, redes neuronales, etc.

11. Principales ventajas de la aplicación de SCNC

� Reducen los tiempos muertos

� Los procesos de alimentación se efectúan más rápido

� Se acortan los tiempos de puesta en marcha

� Presentan buena flexibilidad ante futuros cambios

� Se mejora la exactitud

12. Bibliografía

“Automation, Production Systems, and Computer Integrated Manufacturing”, Mikell P.

Groover, Prentice-Hall International Editions, 1987.

“Fundamentos de Manufactura Moderna: Materiales, Procesos y Sistemas”, Mikell P.

Groover, Prentice Hall, México 1997.

“Electrónica Industrial E-284”, Notas del Curso. Departamento de Electrotecnia, Facultad de

Ingeniería, UNLP, 2004.