UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE MECANICA

PROCESOS DE MANUFACTURA

ING. CARLOS CHICOL

SECCION N

CNC (CONTROL NUMERICO POR COMPUTADORA)

Nombre CarneDavid José Ortiz Castro 2011-13950

José Ricardo Barrios 2011-14174Edwin Estuardo Monroy Chajón 2011-14203

Oscar Antonio García Luna 2011-14215Eswin Leopoldo López Gonzales 2011-14356

Alvin David Cush Román 2011-14534Pedro Antonio Puluc López 2011-14695

GUATEMALA 16 DE ABRIL DEL 2015

INTRODUCCIÓN

El torno es una maquina básica utilizada para mecanizar piezas metalizas de forma

geométrica, haciendo girar la pieza mientras se le da forma por medio de un conjunto

de herramientas de corte. Actualmente se utilizan en las industrias del mecanizado

varios tipos de tornos, cuya aplicación depende de la cantidad de piezas a mecanizar

en serie, de la complejidad de las piezas y se su dureza, el presente trabajo de

investigación se ocupa de la descripción del torno CNC.

La utilización de la máquina herramienta se ha podido realizar de forma práctica,

maquinaria de todo tipo que, aunque concebida y realizada, no podía ser

comercializada por no existir medios adecuados para su construcción

industrial.CAD/CAM, proceso en el cual se utilizan los ordenadores o computadoras

para mejorar la fabricación, desarrollo y diseño de los productos. Éstos pueden

fabricarse más rápido, con mayor precisión o a menor precio, con la aplicación

adecuada de tecnología informática.

El torno de control numérico o torno CNC se refiere a una máquina herramienta del

tipo torno que se utiliza para mecanizar piezas de revolución mediante software de

computadora que utiliza datos alfanuméricos siguiendo los ejes cartesianos X,Y,Z. Se

utiliza para producir en grandes cantidades y con precisión porque la computadora que

lleva incorporado controla la ejecución de la pieza.

Las instrucciones o códigos se convierten en pulsos eléctricos que activan los

diferentes motores o accionamientos que regulan las funciones de la máquina. Las

instrucciones codificadas indican distancias, posiciones, funciones, movimientos

específicos. Entonces el torno CNC es un modelo moderno que puede hacer todos los

trabajos que normalmente se realizan en diferentes modelos de tonos como por

ejemplo el torno revolver, paralelo y verticales, a continuación se procede a describir

las características, ventajas y desventajas del torno CNC en comparación con otros

tipos de tornos convencionales.

OBJETIVOS

General

Estudiar máquinas de mecanización modernas que permitan una mayor

eficiencia en las operaciones de fabricación de piezas metálicas.

Específicos

Comprender el funcionamiento de un torno CNC.

Determinar los beneficios de elaborar piezas metalizas en un torno CNC en

comparación con otros tipos de tornos

Considerar las desventajas que implica la utilización de un torno CNC.

Investigar el tipo de operaciones de torneado que se puede llevar a cabo

utilizando un torno CNC.

CNC (CONTROL NUMERICO POR COMPUTADORA)

TORNO:

El torno de las máquinas herramienta que se utilizan actualmente para el mecanizado de piezas, es la máquina giratoria más común y antigua que existe; su uso data desde finales del siglo XVIII y con el paso del tiempo ha ido evolucionando al hacerse cada vez más preciso y con mayor versatilidad.

El torno se basa en un principio fundamental que es el de sujetar una pieza ya sea de metal o de madera con algún mecanismo, para después hacerla girar mientras un instrumento de corte le da forma al objeto que se desea obtener. Generalmente el torno se utiliza para obtener piezas con forma cilíndrica o cónica, incluyendo entre estas la posibilidad de hacer canales.

El torno, con la utilización de otros instrumentos especiales, puede aplicarse también para obtener superficies lisas o para taladrar orificios en la pieza que se esté trabajando.

TIPOS DE TORNO:

Dentro del mercado actual existen diferentes tipos de tornos donde su elección depende principalmente de la cantidad de piezas a mecanizar, la complejidad de las piezas y el tamaño de las piezas. Dentro de los tipos de tornos se encuentran: el paralelo, copiador, revólver, vertical, automático y el torno CNC.

CNC:

El torno CNC tiene la característica de que es operado mediante control numérico por computadora, es decir se mecanizan las piezas con base en un programa diseñado. El torno CNC es muy eficaz para mecanizar piezas, debido a que ofrece una gran capacidad de producción de piezas y una mayor precisión que los otros tornos. Este torno se podría llegar a confundir con el automático, pero tiene diferencias significativas, ya que en el torno automático solo se realiza una operación a la vez, se necesita de un operario y el error es mayor. Este tipo de ventajas le dan al torno CNC un mejor rendimiento para el mecanizado de piezas en serie.

HISTORIA DE TORNOS CNC:

El torno CNC o de control numérico por computadora, se diseñó para poder crear piezas difíciles de mecanizar en tornos convencionales. Este tipo de torno nació como

una necesidad para mecanizar piezas durante la Segunda Guerra Mundial, como muchos otros inventos del último siglo.

Los primeros desarrollos de lo que hoy en día se conoce como control numérico se dieron a principios de 1940; debido a que una compañía (Bendix Corporation) dedicada a la industria de motores de aviación, tuvo problemas para diseñar una leva tridimensional para el regulador de una bomba inyectora de un motor de aviación; esta leva era imposible de manejar en las máquinas herramientas de ese entonces, por lo que se desarrolló matemáticamente la trayectoria a seguir en intervalos pequeños, y se procedía a mover la pieza de un punto a otro.

Pero no es hasta 1947, que un inventor americano de nombre John Parsons que se dedicaba a la fabricación de hélices de helicópteros bélicos creó un mando automático con entrada de información numérica; esto para definir las superficies del contorno de las hélices de un helicóptero. Este sistema utilizaba cartas perforadas y se le llamó DIGITON, el cual fue adoptado por la fuerza aérea de los Estados Unidos, quien lo perfeccionó. En 1953 el MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts, por sus siglas en inglés) por primera vez utilizó la apelación de “control numérico por computadora” para este tipo de máquinas.

El control numérico es una forma de automatización programable en una máquina, el cual puede controlar algunas o todas las acciones que esta realiza mediante una programación previa.

En una máquina herramienta normal, el operador forma parte del ciclo de trabajo ya que este controla los desplazamientos y ajuste de la máquina, compara el resultado obtenido con el deseado, e interviene visual y manualmente en el curso de las operaciones.

En una máquina herramienta con control numérico, el operador no forma parte del ciclo de trabajo sino interviene antes, únicamente, participando en la puesta a punto del programa de la pieza o modificando este.

La técnica numérica es significativa en las máquinas herramientas por lo siguiente:

Todos los pasos de trabajo son elaborados antes en forma de números y letras y el resultado se denomina programa.

El programa se acumula en los portadores de información que no son parte de la máquina.

La unidad de mando numérico lee automáticamente los datos del portador de información.

La unidad de mando numérico transforma los datos en órdenes de mando y supervisa la ejecución del programa.

Algunas de las ventajas de la aplicación de las máquinas herramientas con control numérico son:

Reducción de los tiempos de operación.

Mayor precisión.

Menor revisión constante de planos y hojas de instrucciones.

Menor verificación de medidas entre operaciones.

Ahorro de herramientas y residuos.

Reducción del porcentaje de piezas defectuosas.

Reducción del tiempo de cambio de las piezas.

Reducción del tiempo de inspección: dado que la probabilidad de que se produzcan piezas defectuosas dentro de una serie es menor, pueden evitarse inspecciones intermedias entre ciclos.

La facilidad para mecanizar piezas y la posibilidad de producir grandes cantidades en menor tiempo de la técnica del control numérico, llevo a la creación de distintas máquinas de este tipo, dentro de las cuales se incluye el torno CNC.

MONTAJES DE TORNOS:

En la actualidad existen diversas maneras de cimentar un torno y su elección depende de 4 factores fundamentales los cuales son: el suelo sobre el cual se va a cimentar, el peso del torno, la vibración que el torno va a causar y la velocidad del mismo. Dentro de las formas que un torno puede ser instalado se pueden mencionar las más comunes, que son las siguientes: sobrepuesto sobre la superficie, sobre una plancha de concreto ligeramente más grande que la planta del torno y sobre bloques de concreto bajo la superficie donde van a ser anclados los pernos que sostendrán el torno.

Generalmente, cuando el torno es de poco peso y su fuerza no es considerable como para moverse lo suficiente, este se deja sobrepuesto y no es anclado de ninguna forma; esto ocurre con los tornos pequeños. Esta opción no es recomendable ya que el torno se va desestabilizando con el tiempo, pero es muy utilizada.

Cuando el torno es demasiado pesado y grande, este requiere una fundición de concreto en forma de plancha sobre la cual va a ser cimentado, esto a través de la utilización de pernos de anclaje usualmente del tipo L; así se logra tener una superficie segura en todo el torno. Y finalmente, la cimentación con bloques de concreto se da cuando el peso y fuerza del torno pueden ser distribuidos sobre los pernos de anclaje instalados en estos bloques, lo que evita la fundición de toda la plancha de concreto.

Así como el tipo de cimentación depende de las características del torno, los materiales que se usarán para esta, dependen además de las condiciones a las cuales va a ser sometido el torno. Como por ejemplo condiciones climáticas, frecuencia de uso, probabilidad de que lo cambien de lugar, vibraciones exteriores al torno, etc.

COMPONENTES. Al analizar una máquina con CNC, observamos que básicamente mantiene su principio de funcionamiento comparada con una convencional, con excepción de la innovación que le confiere su ordenador o unidad de gobierno. Este componente es quien más a evolucionado con el correr de muy poco tiempo, aunque los demás elementos que conforman tradicionalmente una máquina herramienta, han debido adecuarse a las altas velocidades de maquinado, y a la extrema precisión en los posicionamientos tanto de las herramientas como de las piezas. Por ejemplo, se recubrieron las superficies de deslizamiento con materiales plásticos muy resistentes al desgaste, los desplazamientos de los carros son mediante sistemas de transmisión por tornillos de bolas re circulantes, los restantes movimientos son mediante circuitos hidráulicos o neumáticos. Los desplazamientos de las herramientas y el giro del husillo, son provocados por motores de corriente continua. Y muy particularmente, en el campo de las herramientas de corte, se han debido adecuar a las altas exigencias de terminación y de esfuerzos de corte. Podríamos decir, que los elementos componentes de una máquina con CNC, son: a.- La unidad de gobierno. b.- Los servomecanismos. c.- Los transductores. d.- Dispositivos para el cambio de herramientas. e.- Husillos y ejes de trabajo y avances.

La unidad de gobierno. Es el elemento que contiene la información necesaria para todas las operaciones de desplazamientos de las herramientas, giro de los husillos, etc. Está conformada por el ordenador o procesador, que es donde se encuentra la memoria de almacenamiento de los datos de maquinado, que serán transformados en impulsos eléctricos y transmitidos a los distintos motores de la máquina; y por el tablero o panel de servicio, elemento físico por donde se ingresan los datos requeridos por el control. Esto se realiza mediante un teclado alfanumérico similar al teclado de una

computadora, una zona de paneles de mando directo de la máquina, y un monitor (display o pantalla).

Los servomecanismos. Estos se encargan principalmente de los movimientos de los carros o mesas de la máquina. Son servomotores con motores paso a paso, a corriente continua, hidráulicos, etc. Reciben los impulsos eléctricos del control, y le transmiten un determinado número de rotaciones o inclusive una fracción de rotación a los tornillos que trasladarán las mesas o los carros.

Los transductores La función de los mismos consiste en informar por medio de señales eléctricas la posición real de la herramienta al control, de manera que este pueda compararla con la posición programada de la misma, y efectuar los desplazamientos correspondientes para que la posición real sea igual a la teórica. Los dispositivos de medición pueden ser directos o indirectos.

Dispositivos para el cambio de herramientas. El cambio de las herramientas de trabajo en una máquina con CNC, se efectúa de manera totalmente automática, para lo cual se utilizan dispositivos de torreta tipo revólver, con un número importante de posiciones o estaciones, o sistemas de cambio denominados magazines, que consta de una cinta o cadena, que con el auxilio de agarraderas, selecciona la herramienta a emplear de un “almacén” y la sitúa en posición de trabajo

Husillos y ejes de trabajo y avances. Los husillos de trabajo en las máquinas con CNC son movidos con motores de corriente continua, generalmente, ya que los mismos permiten incrementar o decrecer el número de R.P.M. sin escalonamientos.

MANTENIMIENTO DE TORNO CNC:

El mantenimiento es un elemento muy importante en el desempeño de cualquier equipo para que trabaje en óptimas condiciones; este se define como una serie de trabajos que se necesita ejecutar en algún equipo, planta o método, con el fin de conservarlo y que preste el servicio para el cual fue diseñado. Actualmente existen muchos tipos de mantenimiento dentro de los cuales se pueden mencionar: mantenimiento correctivo, preventivo, predictivo y productivo total. Cada uno de estos tipos de mantenimiento ayudan a mantener el equipo operando y la elección depende principalmente de las necesidades de la empresa.

El mantenimiento productivo total es el ideal para cualquier equipo ya que se basa en la eliminación de paros con la inclusión de todo el personal; pero tiene una desventaja enorme ya que consume muchos recursos de la empresa pues se necesita

capacitar a todo el personal en mantenimiento, por lo que no es ideal para todas las empresas. En el mantenimiento predictivo se utilizan equipos adicionales para predecir cuándo un equipo va a fallar; pero a su vez estos equipos son muy costosos lo que no lo hace viable en esta empresa.

En el mantenimiento correctivo solo se trabaja en el mismo cuando es necesario; pero esa ventaja genera también problemas ya que solo se trabaja cuando el equipo falla, es decir el equipo no se puede utilizar para producir durante el tiempo que dure su reparación; además de que se pueden generar posibles daños irreparables en algunas partes del equipo.En el mantenimiento preventivo se trata de prevenir posibles fallos con base en rutinas de mantenimiento establecidas, pero algunas veces los equipos fallan sin que se puedan detectar problemas internos dentro de los dispositivos.

Para efectuar un mantenimiento efectivo del torno CNC, se necesita contar con ciertas herramientas que ayudarán al técnico en su labor.

Si la empresa desea realizar con su personal el mantenimiento, deberá de contar con ciertas herramientas. Las principales herramientas para el mantenimiento con las que se debe contar para trabajar en el torno CNC son:

Multímetro Destornilladores Alicates Pinzas Osciloscopio Compresor de aire

Impacto ambiental:

Con el montaje del torno CNC se pueden dar algunos problemas con respecto de contaminar de alguna forma el medio ambiente o la salud de los trabajadores de la empresa; esto debido al funcionamiento del torno y a los desperdicios de producción que genera. Dentro de estas posibilidades de contaminación se encuentran desperdicios de viruta y lubricantes, daños auditivos y un consumo de electricidad excesivo

RECOMENDACIONES

Por medio de un torno CNC se pueden elaborar una gran cantidad de piezas

complejas que difícilmente se manufacturarían en un torno manual, pero para la

utilización del torno CNC se requiere de habilidad y conocimientos para operarlo

apropiadamente por lo que se recomienda capacitar al operario del torno para

utilizar adecuadamente tanto la máquina de mecanizado como el programa

computacional que controla la ejecución del proceso.

Para empresas que elaboran gran cantidad de piezas metalizas es

recomendable adquirir un torno CNC pues esta máquina ayuda a mejorar la

eficiencia en la manufactura de las operaciones, reduciendo al minino los errores

cometidos por los trabajadores y reduciendo en gran manera el tiempo de

maquinado y también se tiene mayor precisión, pero también se debe tomar en

cuenta para el presupuesto de la empresa que este modelo de torno más

complejo también implica una mayor inversión para adquirirlo, posee accesorios

varios de precio considerable y consume alta energía.

Se debe tomar en cuenta también que el torno CNC es una maquina

automatizada que trabaja bajo las ordenes de una computadora interna,

entonces un error en esta o en los circuitos puede ocasionar un cuello de botella

debido a la cantidad de piezas que se juntarían para ser trabajadas, para evitar

esta demora se recomienda tener planes de emergencia como contar con

accesorios o al menos saber a dónde acudir para adquiríos y también investigar

sobre compañías que puedan dar soporte lo más rápido posible para dar

solución a los problemas que pudieran surgir, también sería recomendable que

el operario del torno CNC esté capacitado también para darle mantenimiento

preventivo o correctivo al torno en el cual trabaja.

CONCLUSIONES

El torno CNC funciona básicamente por medio de un programa de computadora que

utiliza un sistema de datos alfanuméricos para controlar los movimientos de maquinado

de la pieza trabajada, el torno CNC lleva a cabo sus movimientos en sus sistema

cartesiano X,Y,Z (donde Z es el desplazamiento longitudinal, X es el movimiento

transversal y es la altura de las herramientas del torno CNC)

El torno CNC es una herramienta de maquinado más moderna, y esta actualización

respecto a otros tornos implica mejoras y mayores benéficos a la hora de llevar a cabo

operaciones sobre piezas mecánicas, como beneficios se tiene que por utilizar procesos

automáticos hay una mayor precisión, se reducen los errores de fabricación, se reduce

el tiempo de fabricación y se pueden trabajar piezas complejas.

Una de las desventajas de adquirir una maquina más compleja siempre es que se

necesita de una mayor inversión para adquirirlo, el torno CNC al funcionar por medio de

una computadora, necesita de la elaboración de un programa informático que haga

operaciones especificas lo que genera ciertos costos para adquirir el programa, el torno

CNC necesita de mayor energía eléctrica y capacitar a su operario para utilizarlo,

también al hacer operaciones más complejas se necesita de una cierta cantidad de

accesorios que aumenten la inversión.

El torno CNC se usa cada vez más en las industrias debido a que aporta una gran

cantidad de operaciones en la manufactura, el torno CNC puede adquirirse en lugar de

dos o tres tornos más, CNC puede cumplir las funciones que hacen normalmente otros

tipos de tornos, como por ejemplo se tiene que puede realizar operaciones de

cilindrado, mandrilado, refrentado, roscado, taladrado y moleteado.

ANEXOSResumen:CNC:

El torno CNC tiene la característica de que es operado mediante control numérico por computadora, es decir se mecanizan las piezas con base en un programa diseñado. El torno CNC es muy eficaz para mecanizar piezas, debido a que ofrece una gran capacidad de producción de piezas y una mayor precisión que los otros tornos. El control numérico es una forma de automatización programable en una máquina, el cual puede controlar algunas o todas las acciones que esta realiza mediante una programación previa. En una máquina herramienta normal, el operador forma parte del ciclo de trabajo ya que este controla los desplazamientos y ajuste de la máquina, compara el resultado obtenido con el deseado, e interviene visual y manualmente en el curso de las operaciones. En una máquina herramienta con control numérico, el operador no forma parte del ciclo de trabajo sino interviene antes, únicamente, participando en la puesta a punto del programa de la pieza o modificando este.La técnica numérica es significativa en las máquinas herramientas por lo siguiente: Todos los pasos de trabajo son elaborados antes en forma de números y letras y el resultado se denomina programa, el programa se acumula en los portadores de información que no son parte de la máquina, la unidad de mando numérico lee automáticamente los datos del portador de información y la unidad de mando numérico transforma los datos en órdenes de mando y supervisa la ejecución del programa.

Algunas de las ventajas de la aplicación de las máquinas herramientas con control numérico son: Reducción de los tiempos de operación, mayor precisión, menor revisión constante de planos y hojas de instrucciones, menor verificación de medidas entre operaciones, ahorro de herramientas y residuos, reducción del porcentaje de piezas defectuosas, reducción del tiempo de cambio de las piezas.

El mantenimiento es un elemento muy importante en el desempeño de cualquier equipo para que trabaje en óptimas condiciones Actualmente existen muchos tipos de mantenimiento dentro de los cuales se pueden mencionar: mantenimiento correctivo, preventivo, predictivo y productivo total. El mantenimiento productivo total es el ideal para cualquier equipo ya que se basa en la eliminación de paros con la inclusión de todo el personal. En el mantenimiento correctivo solo se trabaja en el mismo cuando es necesario; pero esa ventaja genera también problemas ya que solo se trabaja cuando el equipo falla. En el mantenimiento preventivo se trata de prevenir posibles fallos con base en rutinas de mantenimiento establecidas, pero algunas veces los equipos fallan sin que se puedan detectar problemas internos dentro de los dispositivos.

DIAGRAMA

BIBLIOGRAFIA

Control Numérico por Computadora (CNC), Ingenieria de Manufactura por Ing. Ricardo Jiménez.

Apunte Básico sobre CNC por Julio Alberto Correa. Ingeniería Tesis, Montaje de un torno CNC (control numérico por

computadora) y su sostenibilidad en la producción en serie de piezas (tornillos) en un taller industrial por Mario Eduardo Solórzano Barraza

http://www.monografias.com/manufaccomput/manufaccomput.shtml