E04__MH_CNC___Programacion_del_centro_de_mecanizado_CNC.doc

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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEFACULTAD DE INGENIERÍA

Departamento de Ingeniería Mecánica Área de Procesos Mecánicos

INGENIERÍA EJECUCIÓN EN MECÁNICA

PLAN 2002

GUÍA DE LABORATORIO

ASIGNATURA “MAQUINAS HERRAMIENTA CNC”

CÓDIGO 15067

NIVEL 07

EXPERIENCIA E04

“PROGRAMACIÓN DEL CENTRO DE MECANIZADO

CNC”

HORARIO:VIERNES:3-4-5-6

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PROGRAMACIÓN DEL CENTRO DE MECANIZADO CNC

1.- OBJETIVO GENERAL

Familiarizar al alumno con la programación del centro de mecanizado CNC usando lasfunciones básicas y las funciones pre-programadas o subrutinas disponibles en labiblioteca de los controladores de los centros de mecanizado CNC.

2.- OBJETIVOS ESPECÍFICOS

2.1.- Familiarizar al alumno con los códigos de programación CNC para centros demecanizado disponibles en el controlador del centro de mecanizado SAEIL TNV-40.

2.2.- Que el alumno se familiarice con las instrucciones en lenguaje CNC para indicarle alcontrolador: Las revoluciones por minuto del husillo, La velocidad de avance, elcambio de las herramientas de corte, el tipo de coordenadas (absolutas o relativas);la unidad de medida del desplazamiento (milímetros o pulgadas), el comando delfluido de corte y del sistema extractor de viruta, etc.

2.4.- Familiarizar al alumno con el uso de las subrutinas pre-programadas disponibles enlos controladores para centros de mecanizado CNC.

3.- INTRODUCCIÓN TEÓRICA

3.1 ¿Qué es el CNC?

CNC significa "control numérico computarizado". En una máquina CNC, adiferencia de una máquina convencional o manual, una computadora controla la posición yvelocidad de los motores que accionan los ejes de la máquina. Gracias a esto, puedehacer movimientos que no se pueden lograr manualmente como círculos, líneasdiagonales y figuras complejas tridimensionales.

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Las máquinas CNC son capaces de mover la herramienta al mismo tiempo en lostres ejes para ejecutar trayectorias tridimensionales como las que se requieren para elmecanizado de complejos moldes y troqueles como se muestra en la figura 3.1.

En una máquina CNC una computadora controla el movimiento de la mesa, el carro y elhusillo. Una vez programada la máquina, ésta ejecuta todas las operaciones por sí sola,sin necesidad de que el operador esté manejándola. Esto permite aprovechar mejor eltiempo del personal para que sea más productivo, como por ejemplo fijar la materia primade la siguiente pieza a mecanizar.

Fig 3.1Mecanizado de una pieza en 3D

3.2 Orígenes de las máquinas CNC

El CNC tuvo su origen a principios de los años cincuenta en el Instituto deTecnología de Massachusetts (MIT), en donde se automatizó por primera vez una granfresadora.

En esta época las computadoras estaban en sus inicios y eran tan grandes que elespacio ocupado por la computadora era mayor que el de la máquina, ver fig 3.2.

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Fig 3.2 Primera fresadoracomandada por computador.

Hoy día los computadores son cada vez más pequeños y económicos, con lo que eluso del CNC se ha extendido a todo tipo de maquinaria: tornos, rectificadoras,eletroerosionadoras, máquinas de coser, etc.

El término “control numérico” se debe a que las órdenes dadas a la máquina sonindicadas mediante códigos numéricos. Por ejemplo, para indicarle a la máquina quemueva la herramienta describiendo un cuadrado de 10 mm por lado se le darían lossiguientes códigos:

G90 G71G00 X0.0 Y0.0G01 X10.0G01 Y10.0G01 X0.0G01 Y0.0

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Un conjunto de órdenes que siguen una secuencia lógica constituyen un programade mecanizado. Dándole las órdenes o instrucciones adecuadas a la máquina, ésta escapaz de mecanizar una simple ranura, una cavidad irregular, la cara de una persona enaltorrelieve o bajorrelieve, un grabado artístico un molde de inyección de una cuchara ouna botella... lo que se quiera.

Al principio hacer un programa de maquinado era muy difícil y tedioso, pues habíaque planear e indicarle manualmente a la máquina cada uno de los movimientos que teníaque hacer. Era un proceso que podía durar horas, días, semanas. Aún así era un ahorrode tiempo comparado con los métodos convencionales.

Fig 3.3 Vista general de una pantalla de un programa CNC.

Actualmente muchas de las máquinas modernas trabajan con lo que se conocecomo “lenguaje conversacional” en el que el programador escoge la operación que desea

y la máquina le pregunta los datos que se requieren. Cada instrucción de este lenguajeconversacional puede representar decenas de códigos numéricos. Por ejemplo, elmaquinado de una cavidad completa se puede hacer con una sola instrucción queespecifica el largo, alto, profundidad, posición, radios de las esquinas, etc. Algunoscontroles incluso cuentan con graficación en pantalla y funciones de ayuda geométrica.Todo esto hace la programación mucho más rápida y sencilla, (ciclos de mecanizado enfresadoras y centros de mecanizado CNC).

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También se emplean sistemas CAD/CAM que generan el programa de mecanizadode forma automática. En el sistema CAD (diseño asistido por computador) la pieza que sedesea mecanizar se diseña en el computador con herramientas de dibujo y modeladosólido. Posteriormente el sistema CAM (manufactura asistida por computador) toma lainformación del diseño y genera la ruta de corte que tiene que seguir la herramienta parafabricar la pieza deseada; a partir de esta ruta de corte se crea automáticamente elprograma de mecanizado, el cual puede ser introducido a la máquina mediante un disco oenviado electrónicamente mediante la puesta serial. (Materia de los siguientes laboratoriosL05 y L06)

4. METODO A SEGUIR

4.1El profesor explica a los alumnos la estructura general del lenguaje de programaciónorientado a los centros de mecanizado CNC, y explica la diferencia entre:Instrucciones modales y no modales, funciones de preparación y de movimiento.

4.2Para cada subrutina disponible en el centro de mecanizado, el profesor explica cadauno de los parámetros presentes en dichas subrutinas y propone un ejemplo adesarrollar por el grupo de trabajo.

4.3Los alumnos proponen el programa CNC usando la respectiva subrutina.4.4Se evalúa el programa propuesto, haciendo las correcciones pertinentes, para luego

digitarlo a píe de máquina por medio de la interfase hombre-centro de mecanizadoCNC disponible para ello.

4.5Con las precauciones del caso, el profesor ejecuta el programa digitado, sin material amecanizar y en modo paso a paso. Si corresponde, se hacen las depuracionesrespectivas y se repite la ejecución en vacío y paso a paso.

4.6Se repite el punto anterior ejecutando el programa en modo continuo. Haciendo lasdepuraciones, si corresponde.

4.7Finalmente y con gran precaución, el profesor ejecuta el programa para generar lapieza propuesta.

4.8El alumno evalúa la calidad dimensional de la pieza resultante.4.9A partir del punto 4.2, se repiten los puntos anteriores para cada una de las subrutinas

disponibles en el controlador del centro de mecanizado SAEIL NTV-40.

5.- VARIABLES A CONSIDERAR

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5.1. Parámetros de las subrutinas disponibles en los controladores para centros demecanizado CNC

5.2. Variedad de geometrías de piezas posibles de obtener en el centro de mecanizadoCNC.

5.3. Condiciones de mecanizado para el fresado con fresa frontal y con fresas devástago.

6.- TEMAS DE INTERROGACIÓN

6.1 Características técnicas y capacidades de trabajo del centro de mecanizado CNC,marca SAEIL, modelo TNV-40.

6.2 Instrucciones de programación, (instrucciones de preparación y de movimiento).6.3 Programación de piezas en el centro de mecanizado usando instrucciones

fundamentales combinadas con subrutinas y ciclos de mecanizado.6.4 Criterios de parametrización de las subrutinas disponibles en el centro de

mecanizado.

7.- EQUIPOS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR

7.1 Pié de metro universal.7.2 Tornillos micrométricos para exteriores, (rangos: 0-25 y 25-50mm).7.3 Tornillos micrométricos para interiores, (rango: 50-75mm).7.4 Centro de mecanizado CNC, Marca SAEIL, Modelo TNV-40.7.5 Bloques de: Acero SAE1020, latón, de aluminio y de polímeros.7.6 Microscopio de taller.

8. LO QUE SE PIDE EN EL INFORME

8.1 Las características técnicas de los equipos e instrumentos empleados en ellaboratorio.

8.2 Descripción del método seguido.8.3 Procedimiento para cuantificar los parámetros presentes en las subrutinas de

programación CNC utilizadas en el laboratorio.

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8.4 Para el ejemplo de mecanización realizado, presentar: El plano de diseño, unesquema de montaje de la materia prima en el centro de mecanizado CNC, lascondiciones de mecanizado, la o las fresas(s) a usar, el programa CNC propuestopor los alumnos (con texto explicativo línea a línea), el programa depurado (conexplicación paso a paso, y el resultado dimensional de la pieza resultante.

8.7 Un análisis de los resultados obtenidos, comentarios y conclusiones personales.8.8 La referencia bibliográfica.8.9 El apéndice con:

a.1. Desarrollo de los cálculos.a.2. Presentación de resultados.a.3. Gráficos y esquemas.a.4. Resultado de la investigación al tema propuesto por el profesor

9.- BIBLIOGRAFÍA

9.1 Catálogos del centro de mecanizado marca SAEIL modelo TNV-40.9.2 Apuntes de la asignatura “Maquinas Herramientas CNC”9.3 Catálogos SANDVIK de herramientas de rotación.9.4 Guías de laboratorios L01, L02 y L03

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