arquitectura del control numérico computarizado
- 1. Componentes, Arquitectura y Programación Arquitectura del Control Numérico Computarizado TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani
- 2. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani Un sistema con control numérico por computadora (CNC ) es un instrumento de fabricación, llevando a cabo automáticamente un conjunto de operaciones tecnológicas, sin intervención humana. Son dispositivos, instalaciones, unidades de fabricación, funcionando automáticamentebajo la dirección de un programa de control. El programa de control es una secuencia de simbolos, escritos en un portador de programa. La principal característica es que el resultado de la operación con CNC no puede servir como otro programa de control o información de entrada para otra instalación. 1 - Introducción
- 3. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 1 - Introducción
- 4. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 1 - Introducción
- 5. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani Definiciónde NC NC (control numérico) Los sistemas utilizan funciones lógicas fijas para manejar una máquina herramienta o el proceso de mecanizado. NC especifica el control de los movimientos de la máquina y varias funciones diferentes con la ayuda de instrucciones representadas como una secuencia de números. Los sistemas de control electrónico impulsan estos NC. Aunque no podemos cambiar las funciones en el NC, lo que significa que no es programable, debido al cableado rígido de la lógica de control y se considera como cableado. Para introducir las instrucciones en las máquinas NC, se utiliza el medio externo, como cinta de papel o cinta magnética. Lee la información de esta cinta procesándola paso a paso, la cual se almacena en la memoria del sistema de control conocido como "Almacenamiento intermedio". Por lo tanto, cuando la máquina está operando en un solo bloque de instrucciones, lee el siguiente bloque de la cinta y lo guarda en la memoria del sistema de control de la máquina. 1 - Introducción
- 6. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani Definiciónde CNC los CNC representa Control numérico por computadora, se genera fusionando la computadora con el control numérico. Entonces, ¿en qué se diferencia de los sistemas NC? Utiliza microprocesadores internos (computadoras) que se componen de registros de memoria. Los registros de memoria almacenan varias rutinas que pueden manipular con éxito funciones lógicas. Como resultado, un operador de máquina es capaz de alterar el programa en el control mismo. Esto es muy ventajoso para las máquinas CNC. A diferencia de las máquinas NC, las máquinas CNC almacenan los programas y las funciones lógicas en los chips informáticos especiales, por eso se denomina como cableado. 1 - Introducción
- 7. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani - El primer sistema CNC se remonta al periodo 1956-1959 . Junto con la sustitución del elemento basado en la técnica digital "schemo” las generaciones de CNC prosperaron entre ellas - circuitos integrados con pequeña , mediana o gran escala de integración , microprocesadores . 2 - Historia
- 8. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 2 - Historia
- 9. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 2 - Historia Los primeros equipos de CN estaban basados en una electrónica de válvulas, relés y cableados y disponían de más volumen que las propias máquinas- herramientas; así como de una programación manual en lenguajes máquina muy complejo y muy lenta de programar. 1. Válvulas electrónicas y relés (1950). 2. Transistores (1960). 3. Circuitos integrados (1965). 4. Microprocesadores (1975).
- 10. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani Existen diferentes tipos de sistemas CNC, dependiendo de cómo se organice la red de los distintos CNC: 3.1 - Control Numérico Directo 3 - Clasificación
- 11. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 3.2 - Control Numérico Distribuido 3 - Clasificación
- 12. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 3.3 - Control Numérico Híbrido 3 - Clasificación
- 13. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 3 - Clasificación Como consecuencia de las diferencias entre las máquinas a automatizar, de las dificultades técnicas en el diseño de las unidades de control y de condicionamientos económicos, se han originado diversos tipos de control numérico, que pueden ser clasificados en tres tipos: 3.4- Control numérico "punto a punto", 3.5- Control numérico "paraxial", 3,6- Control numérico "continuo".
- 14. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 3.4 - Control Numérico Punto a Punto 3 - Clasificación
- 15. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 3.5 - Control Numérico Paraxial 3 - Clasificación
- 16. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 3.6 - Control Numérico Continuo 3 - Clasificación
- 17. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 4 – Características del CNC La MHCN posee las siguientes ventajas: • Mayor precisión y mejor calidad de productos. • Mayor uniformidad en los productos producidos. • Un operario puede operar varias máquinas a la vez. • Fácil procesamiento de productos de apariencia complicada. • Flexibilidad para el cambio en el diseño y en modelos en un tiempo corto. • Fácil control de calidad. • Reducción en costos de inventario, traslado y de fabricación en los modelos y abrazaderas.
- 18. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 4 – Características del CNC La MHCN posee las siguientes ventajas: • Es posible satisfacer pedidos urgentes. • No se requieren operadores con experiencia. • se reauce ia fatiga dei operaaor. • Mayor seguridad en las labores. • Aumento del tiempo de trabajo en corte por maquinaria. • Fácil control de acuerdo con el programa de producción lo cual facilita la competencia en el mercado. • Fácil administración de la producción e inventario lo cual permite la determinación de objetivos o políticas de la empresa. • Permite simular el proceso de corte a fin de verificar que este sea correcto.
- 19. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani Desventajas • Alto costo de la maquinaria. • Falta de opciones o alternativas en caso de fallas. • Es necesario programar en forma correcta la selección de las herramientas de corte y la secuencia de operación para un eficiente funcionamiento. • Los costos de mantenimientoaumenta, ya que el sistemade control es más complicado y surge la necesidad de entrenar al personal de servicio y operación. • Es necesario mantener un oran volumen de producción a fin de lograr una mayor eficiencia de la capacidad instalada. 4 – Características del CNC
- 20. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 4 – Características del CNC
- 21. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura Un sistema CNC básico está compuesto por los componentes que puede observarse en la siguiente figura:
- 22. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura
- 23. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura Teniendo en cuenta ya la arquitectura general de un CNC completo podemos observar los siguientes componentes:
- 24. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura
- 25. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura
- 26. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura
- 27. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5.1 - Servomecanismos 5 – Componentes y Arquitectura
- 28. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura 5.2 - Sensores • Absolutos o Incrementales • Analógicos o Digitales • Directos o Indirectos • Lineales o Angulares
- 29. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura 5.2 - Sensores • Absolutos o Incrementales • Analógicos o Digitales • Directos o Indirectos • Lineales o Angulares
- 30. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura 5.2 - Sensores
- 31. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura 5.2 - Sensores Encoder incremental. Este tipo de encoder se caracteriza porque determina su posición, contando el número de impulsos que se generan cuando un rayo de luz, es atravesado por marcas opacas en la superficie de un disco unido al eje.
- 32. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura 5.2 - Sensores Encoder absoluto. En el encoder absoluto, el disco contiene varias bandas dispuestas en forma de coronas circulares concéntricas, dispuestas de tal forma que en sentido radial el rotor queda dividido en sectores, con marcas opacas y transparentes codificadas en código Gray.
- 33. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura 5.3 – Unidad de Control Es la parte responsablede interpretarel Código G por medio de un software de control computarizadoy realizar las accionesque este le indique,como coordinarlas señales de salida hacia los drives e interpretar las señales de entrada.Las señales de entrada son las recibidas de los diferentes dispositivosconectadosa la máquina como los limites de carrera y el paro de emergencia.Las señales de salida son las enviadas a la maquina para coordinar el movimientode los motores y sus demás elementos.
- 34. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura 5.4 - Accionamientos Un sistema de accionamiento consta de circuitos amplificadores (conocidos también como drives, drivers, controladora de motores o impulsores), motores y transmisiones. La MCU envía las señales de control (posición y velocidad) a los circuitos amplificadores de cada eje. Las señales de control se aumentan para accionar los motores que por medio de las transmisiones convierten su movimiento rotativo en movimientos lineal de los ejes de la máquina.
- 35. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura 5.5 – Sistemas de desplazamientos El sistema de desplazamientoes el encargado de soportar las altas cargas y al mismotiempo permitir el movimiento de los diferentes ejes en forma lineal, este sistema cuenta con dos elementos: Las guías lineales y los rodamientos.
- 36. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura 5.6 – Sistemas de Transmisión Las transmisión es la parte de la maquina encargada de convertir el movimiento rotativo de los motores en movimientos lineales. • Husillo de bolas. Actuador lineal mecánico que convierte el movimiento de rotación en movimientolineal con pocas perdidas por fricción y es el mas preciso de todos los sistemas. • La cremallera y piñón. Puede obtener increíbles precisiones utilizando un engranaje reductor. • Tornillo Rosca Acme o trapezoidal. Este es un tipo de tornillo que tiene una rosca con un angulo de 29°.
- 37. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura 5.6 – Sistemas de Transmisión
- 38. TECNOLOGIA DE FABRICACIÓN Ingeniería Mecánica Tema: Arquitectura CNC Ing. Andrés Giuliani 5 – Componentes y Arquitectura 5.6 – Sistemas de Transmisión • Correa dentada. No requiere mantenimientoy es silencioso. • Tornillo rosca cuadrada. Este tipo de tornillo era usado antes de que se fabricaran las roscas Acme, ya no se usan debido a que eran difíciles de fabricar y quebradizas.