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TESINA DE CONTROL NUMERICO COMPUTARIZADO

Nombre Escuela: Centro de Bachillerato Tecnológico Industrial y de Servicios No. 145

Nombre Modulo: Realizar maquinado de piezas en CNC

Nombre Alumno: Diego López Cristino

Nombre Maestro: Jorge Moreno Mendoza

Fecha entrega: 29 octubre 2012

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INDICE

CONTENIDO PAG

1. INTRODUCCION 3

2. INVESTIGACION TEORICA 4

2.1 Historia de CNC 4

3. PROYECTO 30

3.1 INTRODUCCION AL PROYECTO 30

4. PIEZAS 31

5. REALIZACION DE PIEZAS EN SIMULADOR CNC 31

6. DIBUJO DE PIEZAS EN SOLID WORKS 36

7.DIBUJO COMPLETO EN SOLID WORKS 44

8. DISEÑO EN HOJAS MILIMETRICAS 48

9. FOTOGRAFIAS DEL HELICOPTERO ENSAMBLADO 53

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INTRODUCCION

En la sociedad actual se enfrenta al avance impresionante de la

tecnología que favorece en todos los ámbitos al sector laboral y el

área de maquinado de piezas en CNC no podría ser la excepción.

Esto se debe a que antes en los principios de este programa las

maquinas de ese entonces no cabían inclusive en un cuarto grande

eran de un costo extremadamente alto y solo podían utilizarlas

ingenieros altamente capacitados para poder ocupar todas las

facilidades que en ese tiempo eran consideradas lo máximo para el

maquinado de piezas en CNC.

Pero con los avances tecnológicos que presentaron las computadoras

fueron paulatinamente reduciendo los costos de elaboración y espacio

de las maquinas CNC haciéndolas cada vez mas practicas y sencillas

de operar y ya no era necesario de personas extremadamente

capacitadas para poder operarlas. Con el paso de los años estas

maquinas han ido adquiriendo mas utilidades que permiten realizar

mas de una función a la vez

4

INVESTIGACION TEORICA

El control numérico (NC) puede definirse como un método de controlar

con precisión la operación de una maquina mediante una serie de

instrucciones codificadas, formadas por números, letras del alfabeto,

símbolos que la unidad de control de la maquina (MCU)(MCU) puede

comprender. Estas instrucciones se convierten en pulsos eléctricos de

corriente, que los motores y controles de la maquina siguen para llevar

a cabo las operaciones de maquinado sobre una pieza de trabajo. Los

números, letras y símbolos son instrucciones codificadas que se

refieren a distancias, posiciones, funciones o movimientos específicos

que la máquina herramienta puede comprender al maquinar la pieza.

Los dispositivos de medición y de registro incorporados en las

maquinas herramienta de control numérico por computadora aseguran

que la pieza que se está manufacturando será exacta. Las máquinas

de control numérico por computadora (CNC) minimizan el error

humano.

TEORIA DEL CONTROL NUMERICO POR COMPUTADORA (CNC)

El control numérico por computadora (CNC) y la computadora han

aportado cambios significativos a la industria metalmecánica. Nuevas

máquinas herramienta, en combinación con CNC, le permiten a la

industria producir de manera consistente componentes y piezas con

precisiones imposibles de imaginar hace solo unos cuantos años. Si

el programa CNC ha sido apropiadamente preparado, y la maquina ha

sido puesta a punto correctamente, se puede producir la misma pieza

con el mismo grado de precisión cualquier cantidad de veces. Los

comandos de operación que controlan la maquina herramienta son

ejecutados automáticamente con una velocidad, eficiencia, precisión y

capacidad de repetición asombrosas.

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EL PAPEL DE UNA COMPUTADORA EN CNC

La computadora tiene también muchos usos en el proceso general de

manufactura. Se utiliza para el diseño de las piezas mediante el diseño

asistido por computadora (CAD), sin embargo, la computadora ha

causado profundos efectos en las técnicas de manufactura, mismos

que seguirá teniendo en el futuro. Las computadoras llenan tres

papeles importantes en el control numérico por computadora (CNC) :

1. Prácticamente todas las unidades de control de la maquina

(MCU) incluyen o incorporan una computadora en su operación.

Estas unidades generalmente se llaman CONTROL NUMERICO

POR COMPUTADORA(CNC)

2. La mayor parte de la programación de piezas para las maquinas

herramienta CNC se lleva a cabo con asistencia de

computadoras fuera de línea.

3. Un número cada vez mayor de máquinas herramienta esta

controlado o supervisado por computadoras que pueden estar

situadas en un cuarto de control separado o incluso en otra

planta. Esto se conoce mas comúnmente como CONTROL

NUMERICO DIRECTO (CND)

Procesamiento de datos Salida de datos

Almacenamiento

de datos

Entrada de datos

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En el siguiente esquema se muestra la función principal de la

computadora que es aceptar, procesar y entregar datos.

FUNCIONES DE LAS COMPUTADORAS

La función de una computadora es recibir instrucciones codificadas

(DATOS DE ENTRADA) en forma numérica, procesar dicha

información y producir datos de salida que hagan que una máquina

herramienta funcione, Se están utilizando muchos métodos para

introducir información en una computadora, como es cinta perforada o

punzonada, cinta magnética, disquetes y sensores especialmente

diseñados.

RENDIMIENTO CNC

CNC ha tenido grandes procesos desde que se introdujo por primera

vez la NC a mediados de los años 50 como un medio de guiar de

manera automática los movimientos de la maquinas herramienta, sin

ayuda humana. Las primeras máquinas eran capaces solo de un

posicionamiento de punto a punto (MOVIMIENTOS EN LINEA

RECTA), eran maquinas muy costosas y requerían de técnicos muy

preparados y de matemáticos para producir los programas en cinta.

No solamente han mejorado de manera dramática las maquinas

herramienta y sus controles, sino que el costo se ha venido

continuamente reduciendo. Las maquinas CNC ahora están dentro del

alcance financiero de los pequeños talleres de manufactura y de las

instituciones educativas. Su aceptación mundial ha sido el resultado

de su precisión, confiabilidad, capacidad de repetición y productividad

CNC ofrece

PRECISION CONFIABILIDAD CAPACIDAD DE

REPETICION

PRODUCTIVIDAD

7

En este esquema se muestra algunas de las muchas ventajas que

CNC le ofrece a la industria.

PRECISION

Las maquinas herramienta CNC no hubieran sido aceptadas por la

industria de no ser capaces de efectuar maquinados con tolerancias

muy estrechas. Cuando se estaba desarrollando CNC, la industria

estaba buscando una manera de mejorar las velocidades de

producción y lograr una mayor precisión en sus productos. Un

mecánico diestro es capaz de trabajar con tolerancias estrechas, como

por ejemplo: ±.001 plg (0.025 mm), o incluso menos en la mayor parte

de las maquinas herramienta. Le ha tomado al mecánico muchos años

de experiencia para adquirir esa destreza, pero esta persona no puede

ser capaz de trabajar con esta precisión todo el tiempo. Algún error

humano significara que alguna pieza producida tendrá que enviarse al

desperdicio.

Las maquinas herramienta modernas CNC son capaces

consistentemente de producir piezas que tienen una precisión con

tolerancias de hasta .0001 a .0002 pulg (0.0025 a 0.005 mm). Las

maquinas herramienta están mejor fabricadas y los sistemas de

control electrónicos aseguran que se producirán las piezas con las

tolerancias permitidas por los planos de ingeniería.

CONFIABILIDAD

El rendimiento de las maquinas herramienta CNC y de sus sistemas

de control tenia que se por lo menos tan confiable como los

mecanismos herramentistas y matriceros para que la industria

aceptara este concepto de maquinado. En vista que los consumidores

en todo el mundo estaban demandando de productos mejores y más

confiables, había una gran necesidad de equipo que pudiera maquinar

a estrechas tolerancias y que se pudiera contar en su capacidad de

repetir lo anterior una y otra vez, Las mejorías en las correderas,

8

cojinetes, tornillos de bolas y mesas de las maquinas, todas ella

ayudaron a que las maquinas fueran más robustas y más precisas. Se

desarrollaron nuevas herramientas de corte y sus soportes que

correspondían a la precisión de la máquina herramienta y que hacían

posible la producción de manera consistente de piezas precisas.

CAPACIDAD DE REPETICION

La capacidad de repetición y la confiabilidad son muy difíciles de

separar porque muchas de las mismas variables afectan a ambas. La

capacidad de repetición de una máquina herramienta involucra la

comparación de cada una de las piezas producida en dicha máquina

para ver cómo se comparan con otras piezas en lo que se refiere a

tamaño y precisión. La capacidad de repetición de una maquina CNC

debe ser por lo menos la mitad de la tolerancia más pequeña de la

pieza. Las maquinas herramientas capaces de la máxima precisión y

repetición naturalmente son más costosas, debido a la precisión

incorporada en la máquina herramienta y/o control del sistema.

PRODUCTIVIDAD

Ha sido la meta de la industria producir productos mejores a precios

competitivos o menores para alcanzar una porción más grande del

mercado. Para hacer frente a la competencia del extranjero, los

fabricantes deben producir productos de una calidad másalta, y al

mismo tiempo mejorando el rendimiento sobre el capital invertido y

reduciendo los costos de manufactura y de mano de obra. Estos

factores son suficientes para justificar el uso de CNC y para

automatizar las plantas. Proporcionan la oportunidad de producir

bienes de mejor calidad más rápido y aun costo menor.

La unidad de control de la maquina CNC moderna tiene varias

características que no se encontraban en las unidades de control de

circuitos físicos anteriores a 1970.

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Ventajas del CNC

CNC, ha crecido con una velocidad cada vez más rápida y su uso

seguirá creciendo dadas las muchas ventajas que le ofrece a la

industria. Algunas de las ventajas de mayor importancia de CNC se

van a enumerar a continuación:

1) MAYOR SEGURIDAD DEL OPERADOR-CNC: Los sistemas

CNC se operan por lo general desde una consola ubicada lejos

del área de maquinado, misma que en la mayor parte de las

maquinas está cerrada. Por lo tanto, el operador esta menos

expuesto a partes en movimiento o a la herramienta del corte.

2) MAYOR EFICIENCIA DEL OPERADOR: Una maquina CNC no

requiere tanta atención como una maquina convencional,

permitiendo que el operador lleve a cabo otras tareas mientras la

maquina está funcionando.

3) REDUCCION DE DESPERDICIO: En vista del alto grado de

precisión de los sistemas CNC, el desperdicio ha sido

drásticamente abatido.

4) TIEMPOS DE ENTREGA MAS CORTOS PARA LA

PRODUCCION: Por lo general la preparación y puesta a punto

de programas para maquinas controladas numéricamente por

computadora es breve. Muchos de los dispositivos y plantillas

antes necesarios ya no se requieren.

5) REDUCCION DEL ERROR HUMANO: El programa CNC reduce

o elimina la necesidad de que un operador efectúe cortes de

prueba, efectué movimientos de posicionamiento o cambie de

herramental.

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6) ELEVADO GRADO DE PRECISION: CNC se asegura que todas

las piezas producidas serán precisas y de una calidad uniforme.

7) OPERACIONES COMPLEJAS DE MAQUINADO: Se pueden

efectuar operaciones complejas con rapidez y precisión utilizando

CNC y equipo electrónico de medición.

8) MENORES COSTOS DE HERRAMENTAL: Las maquinas CNC

utilizan generalmente dispositivos simples de sujeción, lo que

reduce el costo del herramental hasta en un 70%. Herramientas

de torneado y de fresado estándar eliminan la necesidad de

herramientas de perfiles especiales.

9) INCREASED PRODUCTIVITY: En vista que el sistema CNC

controla todas las funciones de la máquina, las piezas se

producen con mayor rapidez y con menos tiempo de puesta a

punto y de entrega.

10) MENOR INVENTARIO DE PIEZAS: Ya no es necesario un gran

inventario de refacciones dado que se pueden fabricar piezas

adicionales con la misma precisión al utilizar de nuevo el mismo

programa.

11) MAYOR SEGURIDAD DE LA MAQUINA HERRAMIENTA:

Virtualmente se elimina el daño a las máquinas herramienta

debido a errores del operador en vista de la menor intervención

de este último.

12) NECESIDAD DE UNA MENOR INSPECCION:Debido a que las

maquinas CNC producen piezas de calidad uniforme, se requiere

de menos tiempo de inspección.

13) MAYOR USO DE LA MAQUINA: Los ritmos de producción

pueden incrementarse hasta en un 80% porque se requiere de

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menos tiempo para la puesta a punto y para los ajustes del

operador.

14) MENORES REQUERIMIENTOS DE ESPACIO: Un sistema

CNC requiere de menos plantillas y dispositivos y por lo tanto de

menos espacio de almacenamiento.

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VENTAJAS DE

CNC

MAYOR

SEGURIDAD DEL

OPERAADOR

MAYOR

EFICIENCIA DEL

OPERADOR

REDUCCION DEL

DESPERDICIO

MENOR TIEMPO

DE ENTREGA DE

PRODUCCION

MENOS

OPORTUNIDADES

DE ERROR

HUMANO

MAXIMA PRECISION E

INTERCAMBIABILIDA

D DEL LAS PIEZAS

OPERACIONES DE

MAQUINADO

COMPLEJAS

MENORES

COSTOS DE

HERRAMENTAL

MAYOR

PRODUCTIVIDAD

INVENTARIO

MINIMO DE

REFACCIONES

MAYOR

SEGURIDAD DE LA

MAQUINA

HERRAMIENTA

MENOS HORAS

DEL TRABAJADOR

DE INSPECCION

MAYOR

UTILIZACION DE

LA MAQUINA

MENORES

REQUISITOS DE

ESPACIO

Como se observa en el esquema CNC

le ofrece a la industria muchas

ventajas que incrementa la

productividad y la manufactura de

productos de calidad.

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COORDENADAS CARTESIANAS

Prácticamente todo lo que se pueda producir en una máquina

herramienta convencional se puede fabricar en una máquina

herramienta de control numérico, con sus muchas ventajas. Los

movimientos de la máquina herramienta que sutilizan para la

producción de un producto son de dos tipos básicos: punto a punto

(movimientos rectilíneos) y trayectoria continua (movimientos de

contorneado).

El sistema de coordenadas cartesiano o rectangular permite que

cualquier punto específico de un trabajo sea descrito en términos

matemáticos en relación con cualquier otro punto a lo largo de tres

ejes perpendiculares. Esto se adecua perfectamente a las maquinas

herramienta ya que su construcción por lo general se basa en tres ejes

de movimiento (X, Y,Z) más un eje de rotación. En una maquina

fresadora vertical, el eje X está en el movimiento horizontal (a la

derecha o a la izquierda) de la mesa, el eje Y en el movimiento

transversal de la mesa (hacia o alejándose de la columna) y el eje Z

en el movimiento vertical de la rodilla o el husillo. Los sistemas CNC

se apoyan en el uso de coordenadas rectangulares porque el

programador puede localizar con precisión cada punto de un trabajo.

EJE

Y

EJE X

-X

ORIGEN O

PUNTO RECTO

+Y

+X

-Y

Como se muestra en este

esquema el punto cero se

establece donde las líneas que

se cruzan forman ángulos

rectos.

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GUIAS DE ACCION

En vista que CNC depende de forma tan importante en el sistema de

coordenadas rectangulares, es fundamental seguir ciertas reglas. De

esta manera todos los involucrados en la manufactura de una pieza –

el ingeniero, el dibujante, el programador y el operador de la maquina

comprenderán de manera exacta lo que se requiere.

1. Utilice de ser posible puntos de referencia sobre la pieza misma.

Esto facilita la verificación de la ´precisión posterior de la pieza

por parte del personal de control de calidad.

2. Utilice coordenadas cartesianas- especificando planos X, Y y Z

para definir todas las superficies de la pieza.

3. Establezca planos de referencia a lo largo de superficies de la

pieza que sean paralelas a los ejes de la máquina.

4. Establezca las tolerancias permisibles en la etapa de diseño.

5. Describa la pieza de manera que resulte fácil reconocer su forma

sin cálculos ni estimaciones.

6. Dimensione la pieza de manera que resulte fácil reconocer su

forma sin cálculos ni estimaciones.

EJES DE LA MAQUINA

Toda máquina CNC tiene ejes controlables deslizantes y

giratorios. A fin de controlar estos ejes, se utilizan letras

(llamadas direcciones) para identificar cada dirección de

movimiento de la mesa o del husillo. En combinación con un

numero para formar una palabra, establece la distancia que se

mueve el eje. Estas palabras son necesarias para que el

programador pase la información respecto a la tarea a las

personas responsables de la puesta a punto y de la operación de

la maquina CNC. Los constructores de máquinas herramienta

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según estándares establecidos por la Electronics Industries

Association (EIA), misma que asigna el sistema de codificación

para los ejes de las maquinas CNC. Los ejes principales son X,

Y y Z, que se aplican a la mayor parte de las maquinas

herramienta con algunas excepciones. La norma EIA dice que el

movimiento del eje horizontal más largo, que es paralelo a la

mesa de trabajo es el eje X. X. El movimiento a lo largo del

husillo de la maquina es el eje Z y se le asigna al eje Y Y al

movimiento perpendicular (en ángulo recto) tanto a los ejes X y

Z.

Además de los ejes principales, existen ejes secundarios

paralelos a los ejes X, Y y Z. Las direcciones (letras) A.B y C se

refieren a ejes de movimiento rotativo alrededor de los ejes

principales. I, J y K son letras también utilizadas para ejes

rotativos en algunas máquinas cuando se utiliza interpolación

circular para la programación de círculos o arcos parciales, en

tanto que en otras máquinas, una letra R representa radio de un

círculo. Algunos centros de mandriles y de torneado también

utilizan las letras U y W para movimientos incrementales

paralelos a los ejes principales X y Z.

SISTEMAS DE PROGRAMACION

Para CNC se utilizan dos modos de tipo de programación, el

sistema incremental y el sistema absoluto. Ambos sistemas

encuentran aplicación en la programación CNC, y ningún

sistema es el más adecuado en toda ocasión. La mayor parte

de los controles de las maquinas herramienta son capaces de

manejar la programación tanto incremental como absoluta

mediante la modificación del código entre los comandos G90

(absoluto) y G91 (incremental).

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SISTEMA INCREMENTAL

El sistema incremental, las dimensiones o posiciones están dadas a

partir del punto actual. Las dimensiones incrementales en un plano de

un trabajo se muestran en la figura que ubica debajo de este texto.

Como se observa en la figura, las dimensiones de cada barreno están

dadas a partir del barreno anterior. Una desventaja de la programación

o posicionamiento incremental es que, si se ha cometido un error en

cualquiera de las posiciones, este error es automáticamente arrastrado

a las localizaciones siguientes. E l comando G91 le indica a la

computadora y al MCU que el programa debe considerarse en modo

incremental. Los códigos de comando que le indican a la maquina

como mover la mesa, el husillo y la rodilla se explican aquí utilizando

una maquina fresadora vertical como ejemplo:

Un comando “mas X” (+X) hace que se localice la herramienta

de corte a la derecha del último punto.

Un comando “menos X” (-X) hace que se localice la herramienta

de corte a la izquierda del último punto.

Un comando “mas Y” (+Y) hace que localice la herramienta de

corte hacia la columna.

Un comando “menos Y” (-Y) hace que se localice la herramienta

de corte alejándose de la columna.

Un comando “más Z” (+Z) hace que la herramienta de corte o el

husillo se mueva hacia o se aleje de la pieza de trabajo

POSICIONAMIENTO DE

LOS SISTEMAS DE

REFERENCIA

INCREMENTAL ABSOLUTO

Como lo muestra el esquema

la programación CNC utiliza

dos sistemas , el absoluto y el

incremental.

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Un comando “menos Z” (-Z) hace que la herramienta de corte se

mueva hacia abajo o hacia dentro de la pieza de trabajo.

SISTEMA ABSOLUTO

En el sistema absoluto, todas las dimensiones o posiciones

están dados a partir de un punto de referencia sobre el trabajo o

sobre la máquina. En la próxima figura a mostrarse se utilizó la

misma pieza que la anterior pero se dan todas las dimensiones a

partir del cero o punto de referencia. Que para este caso es la

esquina superior izquierda de la pieza. Por lo tanto en el sistema

superior absoluto de dimensionar o de programar un error, pero

este no es arrastrado a ninguna otra localización.

En la programación absoluta, el comando G90 indica a la

computadora y al MCU que el programa estar en el modo

absoluto.

Un comando “mas X” (+X) hace que la herramienta de corte se

localice a la derecha del cero o punto de origen.

Un comando “menos X” (-X) hace que la herramienta de corte se

localice a la izquierda del cero o punto de origen.

Un comando “mas Y” (+Y) hace que la herramienta de corte

quede localizada hacia la columna (por encima del cero o punto

de origen.

Un comando “menos Y” (-Y) hace que la herramienta de corte se

localice lejos de la columna (por debajo del cero o punto de

origen)

Un comando “más Z” (+Z) hace que la herramienta de corte

quede por encima del programa Z0 (por lo general la superficie

superior de la pieza)

Un comando “menos Z” (-Z) hace que la herramienta de corte se

mueva por debajo del programa Z0.

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SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO CNC

La programación CNC se clasifica en dos categorías diferentes,

punto por punto y trayectoria continua que pueden ser

manejadas por la mayor parte de las unidades de control. Es

necesario tener conocimiento de ambos métodos de

programación para comprender que aplicación tiene cada una de

ellas en CNC.

CONTROL POR COMPUTADORA

Existen dos tipos de unidades de control utilizados en la industria

para el trabajo de control numérico. El control CNC, que

evoluciono a partir de las primeras aplicaciones DNC a principios

de los años 70, se utiliza generalmente para controlar maquinas

individuales. El control DNC se utiliza por lo general donde están

involucradas seis o más maquinas CNC en un programa

completo de manufactura, por ejemplo en un sistema de

manufactura flexible.

POSICIONAMIENTO PUNTO A PUNTO

El posicionamiento punto a punto está formado por cualquier

cantidad de puntos programados unidos entre sí por líneas

rectas. Este método se utiliza para localizar con precisión el

husillo, o la pieza montada sobre la mesa de la máquina, en una

o más localizaciones especificas a fin de llevar a cabo

operaciones como taladrado, rimado, mandrilado, machueleado

y punzonado. El posicionamiento de punto a punto (G00,

SISTEMAS DE

POSICIONAMIENTO

CNC

PUNTO A PUNTO O

POSICIONAMIENTO

TRAYECTORIA

CONTINUA O

PERFILADO

En este esquema se

muestran los tipos

de sistemas de

posicionamiento en

CNC

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posicionamiento rápido), es el proceso de posicionar de una

posición de coordenadas (X-Y) o localización a otra, en la

ejecución de operación de maquinado, es el retiro de la

herramienta del trabajo y el paso a la siguiente localización hasta

que todas las operaciones han sido terminadas en todas las

localizaciones programadas.

Los taladros o máquinas de punto a punto, son idealmente

adecuados para el posicionamiento de la máquina herramienta

(ej. Taladrado) a una localización o punto exacto, la ejecución de

la operación de maquinado (taladrar una perforación) y después

pasando a la siguiente localización (donde se podría taladrar otra

perforación). Siempre que este identificado cada punto o

localización de perforación dentro del programa, esta operación

puede ser repetida tantas veces se requiera.

El maquinado de punto a punto, se mueve de punto a punto, se

mueve de un punto al siguiente tan aprisa como sea posible

(rápido) siempre que la herramienta de corte este por arriba de la

superficie de trabajo. El recorrido rápido se utiliza para

posicionar con rapidez la herramienta de trabajo o la pieza entre

cada punto de localización antes de que inicie la acción de corte.

La velocidad de recorrido rápido es por lo común entre 200/800

pulg/min (5 y 20 m/min). Ambos ejes (X y Y) se mueven

simultáneamente y a la misma velocidad durante los traslados

rápidos. Esto da como resultado un movimiento a lo largo de una

línea a 45º hasta que se llega a un eje y entonces hay un

movimiento en línea recta hasta el otro eje.

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CONTROL NUMERICO POR COMPUTADORA

Existen cuatro partes o elementos principales en un sistema de

control numérico por computadora:

1. Una computadora de uso general, que recolecta y

almacena la información programada.

2. Una unidad de control, que se comunica y dirige el flujo de

información entre la computadora y la unidad de control de

la máquina.

3. La lógica de la máquina, que recibe información y que la

pasa a la unidad de control de la máquina.

4. La unidad de control de la máquina, que contiene las

unidades servo los controles de velocidad y de avance y de

las operaciones de la maquina como los movimientos del

husillo y de la mesa y el cambiador automático de

herramientas (ATC).

El sistema CNC, construido con base en una poderosa

minicomputadora, contiene una gran capacidad de

memoria y tiene muchas características de ayuda en la

programación. Estas podrían incluir operaciones como

edición de programas sobre la máquina, puesta a punto,

operación y mantenimiento de la máquina. Muchas de

estas características son juegos de instrucciones de

máquina y de control, almacenados en la memoria que

pueden ser extraídos para su uso en el programa de la

pieza o por el operador de la máquina.

Algunos sistemas CNC todavía utilizan lectores de cinta

para leer el programa de la pieza que ha sido preparado en

una oficina de unidad fuera de línea y entregado a la

maquina en forma de una cinta perforada. En este sistema,

la cinta se lee una vez y el programa de la pieza se

almacena en la memoria para un maquinado repetitivo.

CNC no requiere volver a leer la cinta para cada pieza,

como era el caso en NC. Conforme evolucionaron las

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maquinas CNC, se incorporaron minicomputadoras y

posteriormente microcomputadoras en sus controles y la

cinta perforada fue eliminada. Esto le permite al operador

de la maquina la introducción manual del programa

requerido para producir la pieza de la maquina CNC. El

programa queda almacenado en la memoria de la

computadora para la producción de piezas adicionales. La

ventaja principal de este sistema es su capacidad de

operar en modo vivo, o conversacional, con comunicación

directa entre la máquina y la computadora. Esta

característica le permite al programador efectuar cambios

en el programa sobre la máquina, o incluso desarrollar un

programa sobre la máquina, y la entrada a la computadora

es traducida de inmediato en movimientos de la máquina.

Por lo tanto los cambios al programa se pueden observar

inmediatamente y efectuar las revisiones si es necesario.

Esta idea de control de la máquina, Permite que los

programas sean probados, corregidos y revisados en una

fracción del tiempo requerido por los sistemas de cinta.

VENTAJAS DE LA PROGRAMACION DE CNC

Más flexible porque se pueden efectuar cambios al

programa en vez de preparar una nueva cinta, como

lo requerían los controles convencionales.

Puede diagnosticar los programas en una pantalla de

despliegue gráfico, misma que muestra las funciones

de la máquina y del control antes de producir la

pieza. Otras máquinas utilizan el modo de ejecución

en vacío, que usualmente pasan por alto el

movimiento del eje Z y la rotación del husillo.

Puede ser integrado con sistemas DNC en sistemas

complejos de manufactura mediante el uso de un

lazo de comunicación.

Incrementa la productividad debido a la facilidad de

programación.

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Efectúa correcciones sobre la primera pieza posible,

lo que reduce los costos de todo el lote al utilizar

desplazamientos y compensación de radios del

cortador.

Resulta práctico e incluso redituable la producción de

lotes pequeños.

CONTROL NUMERICO DIRECTO

En un sistema DNC varias maquinas agrupadas con CNC están

controladas a partir de una computadora Mainframe. Esto puede ser

manejar la programación del trabajo y puede descargar un programa

completo en la memoria de la maquina cuando se requieren nuevas

piezas. En vista que la mayor parte de las maquinas CNC están

equipadas con su propia minicomputadora o microcomputadora, es

posible operar cada maquina de manera individual de mediante CNC

en el caso que la computadora Mainframe fallara. En una instalación

de manufactura mas reducida, se puede utilizar una

microcomputadora para fines DNC.

VENTAJAS DE LA PROGRAMACION DE DNC

El lector de cinta de la maquina es pasado por alto o

eliminado.

Una única computadora puede controlar simultáneamente

muchas maquinas herramienta.

Se ahorra tiempo al eliminar errores de programa o su

revisión. El programador puede efectuar revisiones o

correcciones en un teclado de tipo maquina de escribir

directamente en la maquina herramienta.

La programación es más rápida, mas sencilla y mas

flexible.

La unidad de control principal se puede tener en un cuarto

de procesamiento limpio lejos del ambiente sucio del taller.

Cuando tres o mas maquinas están controladas por DNC,

el costo inicial es inferior al NC convencional.

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Los costos de operación son inferiores que con NC.

MEDIOS DE ENTRADA

Conforme evolucionaba el control numérico por computadoras, los

medios de entrada usados para cargar datos en la computadora de la

maquina también evolucionaban. El medio principal durante muchos

años fue la cinta perforada de 1 pulg de ancho con 8 pistas. Otros

tipos de medios de entrada, como la cinta magnética, las tarjetas

perforadas, los discos magnéticos y la introducción manual de datos,

(MDI) también se utilizan en menor grado. La cinta perforada esta

siendo rápidamente reemplazada por otros métodos

Las maquinas CNC modernas utilizan un teclado de computadora de

formato de acuerdo con la norma del American Standard

CodeforInformationInterchange (ASCII) para introducir información

sobre programas directamente a la unidad de control de la maquina.

Para una operación correcta, el uso del teclado requería algún tipo de

software de comunicación y una conexión compatible entre el teclado

de la computadora y la unidad de control de la maquina. El control

numérico directo (DNC), que utiliza una microcomputadora junto con

software de comunicación, esta convirtiéndose en el método de

entrada preferido. Con DNC, los datos del programa pueden ser

enviados a la CNC para el maquinado de piezas. Para la introducción

manual de datos se necesita un teclado alfanumérico en el panel de

control del operador. Si se hace edición al programa, esta nueva

información también puede ser enviada de regreso a través del enlace

DNC para que sea almacenado para uso futuro.

FORMATO DE PROGRAMACION

El tipo mas común de formato de programación utilizado para los

sistemas de programación CNC, es el formato de dirección de palabra.

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Este formato contiene un gran numero de códigos diferentes para

transferir información de programa a los servos, relevadores, micro

interruptores, etcétera de la maquina a fin de ejecutar los movimientos

necesarios para la fabricación de una pieza. Estos códigos, que

cumplen con estándares establecidos, se reúnen en una secuencia

lógica conocida como un bloque de información.Cada bloque de

solamente debe contener la información suficiente para llevar a cabo

un paso de una operación de maquinado .

FORMATO DE DIRECCION DE PALABRA

Los programas para las piezas deben ponerse en un formato que

pueda comprender la unidad de control de la maquina. El formato

utilizado en un sistema CNC esta determinado por el fabricante de la

maquina herramienta y se basa en la unidad de control de la maquina.

Comúnmente se utiliza un formato de bloques variables que utilizan

(letras), cada palabra de instrucción esta formada por un carácter de

dirección, como S,X,Y,T,F o M. Este carácter alfabético antecede

datos numéricos utilizados para identificar una función especifica de

un grupo de palabras, o para dar un valor de distancia, velocidad de

avance o velocidad.

CODIGOS

Los códigos mas comunes utilizados para la programación CNC son

los códigos G (comandos preparatorios) y los códigos m (funciones

misceláneas).Los códigos F,S,D,H,P y T se utilizan para representar

funciones tales como avance, velocidad, excentricidad diametral del

cortador, compensación de la longitud de la herramienta, llamada de

subrutina, numero de la herramienta, etc. Los códigos A (ángulo) y R

(radio) se utilizan para localizar puntos sobre arcos y círculos que

involucran ángulos y radios.

Los códigos G llamados a veces códigos de ciclo, se refieren a alguna

acción que ocurre en los ejes X,Y, y/o Z de una maquina herramienta.

Estos códigos están agrupados en categorías, como el grupo numero

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01. Que contiene los códigos G00,G01,G02 y G03. Estos códigos

causan algún movimiento de la mesa o del cabezal de la maquina.

Un código G00 se utiliza para posicionar con rapidez la

herramienta de corte o la pieza de trabajo de un punto de

la misma a otro. Durante el rápido recorrido, se puede

mover el eje X o el eje Y o ambos ejes simultáneamente.

La velocidad de recorrido rápido puede variar de maquina

a maquina y puede ir desde 200 hasta 800 plg/min (5 a

20m/min)

Los códigos G01,G02 y G03 mueven los ejes a una

velocidad controlada de avance.

1. G01 se utiliza para interpolación lineal (movimiento

en línea recta)

2. G02 (con las manecillas del reloj) se utilizan para

interpolación circular (arcos y círculos)

Algunos códigos G se clasifican como modales o no modales. Los

códigos modales se mantienen en efecto en el programa hasta que

son modificados por otro código dl mismo grupo. Los códigos no

modales se mantienen en efecto solo durante una operación y deben

ser programados de nuevo siempre que se requieran. En el grupo 01,

por ejemplo, solamente uno de los cuatro códigos de este grupo se

puede utilizar en cualquier momento. Si un programa se inicia con un

G00 y se escribe un G01 después, el G00 queda cancelado del

programa hasta que se le vuelve a escribir. Si se introduce en el

programa un código G02 o G03, el G01 quedara cancelado y asi

sucesivamente.

Los códigos M se utilizan para activar o desactivar diferentes

funciones que controlan las operaciones de la máquina herramienta.

Los códigos M por lo general no se agrupan por categorías, aunque

varios códigos pueden controlar el mismo tipo de operación para

ciertos componentes de la máquina. Por ejemplo, tres códigos M03,

M04, M05, todos controlan alguna función del husillo de la maquina

herramienta:

26

M03 hace girar el husillo de la maquina en sentido de las

manecillas del reloj

M04 hace girar el husillo de la maquina en el sentido contrario a

las manecillas del reloj

M05 desactiva el husillo

Los tres códigos se consideran modales porque se conservan validos

hasta que se introduce otro código que los reemplacen.

CODIGOS DE G (CODIGOS PREPARATORIOS EIA DE USO

COMUN, DE ACUERDO CON LA NORMA EIA-274-D)

GRUPO CODIGO G FUNCION

01 G00 Posicionamiento rápido

01 G01 Interpolación Lineal

01 G02 Interpolación circular en el sentido de las manecillas del reloj

01 G03 Interpolación circular en el sentido contrario a las manecillas del

reloj

00 G04 Descanso

00 G10 Ajuste de excentricidad

02 G17 Selección plano XY

02 G18 Selección plano ZX

02 G19 Selección plano YZ

06 G20 Entrada en pulgadas (pulg)

06 G21 Entrada métrica (mm)

00 G27 Verificación de regreso a punto de referencia

00 G28 Regreso a punto de referencia

00 G29 Regreso del punto de referencia

07 G40 Cancelación de compensación del

27

cortador

07 G41 Compensación cortador izquierda

07 G42 Compensación cortador derecha

08 G43 Compensación de longitud de herramienta

en dirección positiva (+)

08 G44 Compensación de longitud de herramienta en dirección negativa

(-)

08 G49 Cancelación de compensación de

longitud de herramienta

09 G80 Cancelación de ciclo enlatado

09 G81 Ciclo de taladro, perforación de marcado

09 G82 Ciclo de taladro, contrataladro

09 G83 Ciclo de taladrado peck

09 G84 Ciclo de machueleado

09 G85 Ciclo de barrenado 1

09 G86 Ciclo de barrenado 2

09 G87 Ciclo de barrenado 3

09 G88 Ciclo de barrenado 4

09 G89 Ciclo de barrenado 5

03 G90 Programación Absoluta

03 G91 Programación Incremental

00 G92 Ajuste del punto cero del programa

05 G94 Avance por minuto

CODIGOS DE M (LOS CODIGOS M DE LA EIA MAS COMUNES QUE

SIRVEN PARA CONTROLAR FUNCIONES MISCELANEAS DE LA

MAQUINA)

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CODIGO FUNCION

M00 Paro de programa

M01 Paro opcional

M02 Fin de programa

M03 Arranque del husillo (hacia adelante en el sentido de las

manecillas del reloj)

M04 Arranque del husillo (en reversa contra el sentido de las

manecillas del reloj)

M05 Paro del husillo

M06 Cambio de herramienta

M07 Niebla de refrigerante activada

M08 Chorro de refrigerante activado

M09 Refrigerante desactivado

M19 Orientación del husillo

M30 Fin de la cinta (regreso a principio de la memoria)

M48 Liberación de cancelación

M49 Cancelación

M98 Transferencia a subprograma

M99 Transferencia a subprograma principal (fin de subprograma)

INTERPOLACION

La interpolación, es decir la generación de puntos de datos

entre posiciones de coordenadas dadas de los ejes, es

necesaria para cualquier tipo de programación. Dentro de

la unidad de control de la máquina, un dispositivo conocido

como un interpolador hace que los impulsores se muevan

simultáneamente desde el principio del comando hasta su

terminación. En las aplicaciones de programación CNC se

utilizan con mayor frecuencia la interpolación lineal y la

interpolación circular.

29

La interpolación lineal se utiliza para el maquinado en línea

recta entre dos puntos.

La interpolación circular se utiliza para círculos y arcos.

La interpolación helicoidal, utilizada para roscas y formas

helicoidales, está disponible en muchas maquinas CNC.

Se utiliza la interpolación parabólica y cubica en industrias

que manufacturan piezas de formas complejas como son

componentes aeroespaciales. Y moldes para carrocerías

de automóviles.

En este esquema se muestran los tipos más comunes de

interpolación utilizados en maquinas CNC.

INTERPOLACION

CIRCULAR HELICOIDAL PARABOLICA

AA

CUBICA LINEAL

30

PROYECTO

INTRODUCCION AL PROYECTO

Se decidió elaborar un helicóptero como proyecto de CNC

debido a que en él se puede emplear gran parte de lo aprendido

durante la carrera de Electromecánica, en este helicóptero

MATERIAL EMPLEADO:

Barra de balance

Conector

Hélices del rotor principal

Carcasa

Base del motor

Motor de hélice A

Motor de hélice B

Estabilizador

31

PIEZAS DE PROYECTO EN SIMULADOR PORTA

PIEZAS 1 Y 2

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PIEZAS 3, 4, 5 Y 6

33

CARROCERIA DEL HELICOPTERO

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35

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DIBUJO DE PIEZAS EN SOLID WORKS

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DIBUJO COMPLETO EN SOLID WORKS

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DISEÑO EN HOJAS MILIMETRICAS

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FOTOGRAFIAS DEL HELICOPTERO ENSAMBLADO

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