Tema 18: Control Numrico para MH 1/12

MMDULO III: MECANIZADO POR ARRANQUE DE DULO III: MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTAVIRUTA

TEMA 18: Control NumTEMA 18: Control Numrico para rico para MMquinasquinas--HerramientaHerramienta

TECNOLOGTECNOLOGAS DE FABRICACIAS DE FABRICACIN Y TECNOLOGN Y TECNOLOGA DE A DE MMQUINASQUINAS

DPTO. DE INGENIERDPTO. DE INGENIERA MECA MECNICANICA

Universidad del PaUniversidad del Pas Vasco s Vasco EuskalEuskal HerrikoHerriko UnibertsitateaUnibertsitatea

Tema 18: Control Numrico para MH 2/12

1. Introduccin

2. Interpolacin de ejes en una MH

3. Estructura de un Control Numrico

4. Control de ejes: Lazos de control

5. Automatizacin de funciones de no movimiento: PLC

6. Cuestionario tutorizado

7. Oportunidades laborales: empresas y productos

ContenidosContenidos

Tema 18: Control Numrico para MH 3/12

1. Introducci1. Introduccinn

El control numrico (CNC) es un conjunto de elementos que permite automatizar tanto el movimiento de los ejes como otra serie de funciones.

VENTAJAS DEL CNC

- Automatizacin de los movimientos de una mquina.

- Automatizacin flexible: se basa en un programa que se puede cambiar fcilmente.

- Posibilidad de dejar trabajando la mquina desatendida.

- Se reduce la influencia de la habilidad del operario en el manejo de la mquina.

- Mejora de precisin y velocidad en el movimiento.

MQUINAS HERRAMIENTAS QUE UTILIZAN CNC

- Centros de torneado.

- Centros de mecanizado.

- Mquinas hbridas.

- Rectificadoras.

- Mquinas de electroerosin, corte por lser, chorro de agua,

Las introduccin del CNC en las MH no cambia la arquitectura, estructura,

funciones, etc. El nico cambio es que el movimiento de los ejes se puede programar

Fresadora manual

Fresadora CNC

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2. Interpolaci2. Interpolacin de ejes en una MHn de ejes en una MH

Para que la MH sea capaz de guiar una herramienta a lo largo de una trayectoria compleja, es necesario combinar el movimiento de varios ejes de forma simultnea. Este movimiento simultneo se define como Interpolacin de los ejes en una MH.

FUNCIONES DEL CNC PARA INTERPOLAR LOS EJES

1.- Resolucin del problema cinemtico inverso

Partiendo de la trayectoria, se calcula el movimiento de cada eje.

2.- Control de cada uno de los ejes

En cada instante se regula cada eje para que la posicin sea la correcta.

Se realiza mediante los lazos de control (Se explica ms adelante).

Trayectoria de la herramienta

Posicin de cada uno de los ejes

Tema 18: Control Numrico para MH 5/12

3. Estructura de un CNC3. Estructura de un CNC

Lazos de control

Control de ejes

de la MH

Sensores, contactoresy electrovlvulas

Estado de la MH, conexin de vlvulas,

motores, etc.

Unidad Central

(C.N.)

Mquina Herramienta de Control Numrico

Programa------------------------------------------

Interfase de Usuario

PLC

Automatizacin funciones de no

movimiento

UNIDAD CENTRAL

- Lee e interpreta el programa

- Resuelve el problema cinemticoinverso.

- Recibe seales del interface, sensores de la mquina, alarmas, etc.

- Enva las consignas de posicin a los Lazos de Control

LAZOS DE CONTROL

- Hay uno por cada eje

- Ejecutan las consignas que da la Unid. Central.

- Control de movimiento de cada eje.

PLC

- Automatizacin de funciones de no movimiento.

Tema 18: Control Numrico para MH 6/12

3. Estructura de un CNC3. Estructura de un CNC

UNIDAD CENTRAL

- Lee e interpreta el programa

- Resuelve el problema cinemticoinverso.

- Recibe seales del interface, sensores de la mquina, alarmas, etc.

- Enva las consignas de posicin a los Lazos de Control

LAZOS DE CONTROL

- Hay uno por cada eje

- Ejecutan las consignas que da la Unid. Central.

- Control de movimiento de cada eje.

PLC

- Automatizacin de funciones de no movimiento.

Interface Fagor 8070

Unidad Central del Fagor8055

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4. Control de ejes: 4. Control de ejes: Lazos de controlLazos de control

Los ejes de una mquina herramienta se controlan mediante un lazo de control.

ACCIONAMIENTO

Husillo a bolas

MotorTransmisin

Sistema de Medida

Husillo a Bolas

Velocidad Medida

Posicin MedidaUnidad Central

Calcula la PosicinCNC

ELEMENTO DEMEDIDA

Reglas pticas o encoders

CONTROL DE UN EJE MEDIANTE LAZO CERRADO DE CONTROL

Tema 18: Control Numrico para MH 8/12

5. Automatizaci5. Automatizacin de lasn de lasfunciones de no movimientofunciones de no movimiento

Adems de los movimientos de los ejes, el CNC permite automatizar funciones de no movimiento como cambios de herramientas, apertura y cierre de puertas, alarmas, etc.

Las seales de automatizacin de estas funciones se gestionan a travs de un autmata de lgica programable o PLC.

El PLC se puede conectar a la unidad central o incluso puede estar integrado en la misma placa de la unidad central.

ENTRADASSensores y

alarmas

PLC

Programadel PLC

Sensor de puerta abierta Parada de emergencia Falta presin de aire Fin de carrera de eje Etc.

SALIDASVlvulas e

interruptores

Cambio de herramienta Abrir/Cerrar puerta Abrir/cerrar vlvula Arrancar parar husillo etc.

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5. Automatizaci5. Automatizacin de lasn de lasfunciones de no movimientofunciones de no movimiento

ALGUNOS EJEMPLOS DE AUTOMATIZACIN DE FUNCIONES DE NO MOVIMIENTO

- CAMBIO AUTOMTICO DE HERRAMIENTAS

Almacn de herramientas

Cambiador rpido herramientas

Tema 18: Control Numrico para MH 10/12

5. Automatizaci5. Automatizacin de lasn de lasfunciones de no movimientofunciones de no movimiento

ALGUNOS EJEMPLOS DE AUTOMATIZACIN DE FUNCIONES DE NO MOVIMIENTO

- CAMBIO AUTOMTICO DE PALLETS

Tema 18: Control Numrico para MH 11/12

6. Cuestionario 6. Cuestionario tutorizadotutorizado

1. Qu ventaja crees que introducen las Mquinas-Herramientas con CNC frente a otras mquinas automticas como las transfer o los tornos multihusillo?

2. Una de las funciones del CNC es resolver el problema cinemtico inverso Podras valorar la complejidad de esta operacin en un centro de mecanizado cartesiano de 3 ejes? Y en uno de 5 ejes? Y en uno de cinemtica paralela?.

3. En los lazos de control de los ejes, desde que el motor mueve el eje hasta que se vuelve a leer la posicin del eje pasa un cierto tiempo. Podras razonar si es interesante que este tiempo sea lo mayor o menor posible, por qu y como afectara a la pieza que se est mecanizando?

4. Investiga en qu orden de magnitud estn en la actualidad el tiempo de cierre del lazo de posicin y de velocidad.

5. Por qu crees que hay tantas mquinas con cambiadores automticos de pallets?Qu utilidad tienen?

6. En caso de que se desee incorporar un cambiador automtico de pallets a una mquina que ya estfuncionando en nuestro taller, adems del montaje mecnico del cambiador de pallet, qu otra modificacin sera necesaria?

7. En caso de que se desee incorporar un plato divisor a un centro de mecanizado de 3 ejes para incorporar un 4 eje, adems del montaje mecnico qu otra modificacin sera necesaria?

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FAGOR AUTOMATIONFabricante de Controles Numricos, reglas de captacin y encodersLocalizacin: Modragon (Gipuzkoa)www.fagorautomation.com

BERRIOLA S.Coop.Fabricante de motores para accionamientos de MHLocalizacin: Usurbil (Gipuzkoa)www.berriola.com

GOIALDEFabricante de accionamientos principales para fresado a alta velocidad (Electromandrinos)Localizacin: Zestoa (Gipuzkoa)www.goialde.com

Fidia IbricaFabricante de controles numricos y centros de mecanizadoLocalizacin: Zamudio (Bizkaia)www.fidia.com

7. Oportunidades laborales: empresas 7. Oportunidades laborales: empresas y productosy productos

Adems existen representantes de empresas multinacionales fabricantes de CNC y componentes relacionados: FANUC, Heidenhein, Siemens, Num,

Control Numrico 8070 y gama de motores para accionamiento de ejes de

Fagor Automation.