U4 control-numerico-por-computadora
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El documento describe la tecnología de Control Numérico por Computadora (CNC). Explica que el CNC ha sido uno de los desarrollos más importantes en manufactura en los últimos 50 años al permitir nuevas técnicas de producción, incrementar la calidad de los productos y reducir costos. También describe las ventajas del CNC en diseño y manufactura, como permitir una mejor planeación de operaciones y aumentar la precisión y productividad. Finalmente, explica conceptos básicos de programación CNC como los diferentes tipos de movimientos, sistemas de coord
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- 1. INGENIERÍA DEINGENIERÍA DE MANUFACTURAMANUFACTURA Control Numérico por Computadora (CNC) Ing. Ricardo Jiménez
- 2. IntroducciónIntroducción Control Numérico (CN) es el término original de esta tecnología. Actualmente es intercambiable con el término Control Numérico por Computadora (CNC) El CN ha sido uno de los más importantes desarrollos en manufactura en los últimos 50 años, al desarrollar : Nuevas técnicas de producción Incrementar la calidad de los productos Reducción de costos
- 3. Ventajas principales de un equipo de CNVentajas principales de un equipo de CN VENTAJAS EN DISEÑO • Prototipos precisos • Cumplimiento de especificaciones • Reducción en la dificultad para manufacturar partes
- 4. Ventajas principales de un equipo de CNVentajas principales de un equipo de CN VENTAJAS EN MANUFACTURA : • Permite una mejor planeación de las operaciones • Se incrementa la flexibilidad de maquinado • Reducción en tiempo de programación • Mejor control del proceso y tiempos de maquinado • Disminución en los costos por herramientas • Se incrementa la Seguridad para el usuario • Reducción del tiempo de flujo de material • Reducción del manejo de la pieza de trabajo • Aumento de productividad • Aumento en precisión
- 5. AplicacionesAplicaciones Fresado Torneado Taladrado Esmerilado Doblado Punzonado Maquinado por descarga eléctrica (EDM) Inspección (Máquina de coordenadas)
- 6. Estándares de ControladoresEstándares de Controladores Existen diferencias entre los controladores que se encuentran en el mercado, inclusive de un mismo fabricante debido a la variedad de modelos existentes. Para entender el CNC, es necesario conocer las diferencias y similitudes que presentan los diferentes controladores así como los estándares que utilizan para su programación. Normalmente se siguen dos estándares mundiales: ISO 6983 (International Standarization Organization) EIA RS274 (Electronic Industries Association)
- 7. EstándaresEstándares ISO/EIA Estándares de instrucciones de programación (código) que permiten a la máquina herramienta llevar a cabo ciertas operaciones en particular. Por ejemplo: Las siguientes líneas ordenan a una fresadora de CNC que ejecute en la línea de código 100 un corte relativo al origen con un avance de 20 in./min a lo largo del eje X 1.25 in. y del eje Y 1.75 in. N95 G90 G20 N100 G01 X1.25 Y1.75 F20
- 8. Flujo del procesamiento de CNCFlujo del procesamiento de CNC Dibujo Máquina Herramienta Secuencia de corte Programa CNC Selección de velocidades, avances de herramienta, prof. de corte, etc. Verificar el programa en un simulador o en la máquina Cálculo de coordenadas Modificaciones finales Ejecución del Programa
- 9. Nomenclatura de ejes y movimientoNomenclatura de ejes y movimiento Estándar EIA-267-C Define el sistema coordenado de las máquinas y los movimientos de la misma. Se utilizan los movimientos de la herramienta relativos al sistema coordenado de la pieza ESTACIONARIA
- 10. Regla de la Mano DerechaRegla de la Mano Derecha +Y +Z +X Eje de ataque de la herramienta. (El dedo siempre apunta hacia la herramienta) Eje más largo Eje hacia dentro y fuera de la máquina (El dedo siempre apunta hacia dentro de la máquina) El eje del husillo principal es siempre el eje Z. El eje con mayor carrera es el X
- 11. Ejemplo de la ReglaEjemplo de la Regla
- 12. Programación CNCProgramación CNC Un programa es una lista secuencial de instrucciones de maquinado que serán ejecutadas por la máquina de CNC A las instrucciones se les conoce como CODIGO de CNC, las cuales deben contener toda la información requerida para lograr el maquinado de la pieza Comandos Movimientos o AccionesCódigo CNC Bloques (líneas)
- 13. N01 G00 X10.0 Y5 Z0 F5 Dirección Dato Palabra Bloque Programa Programación CNCProgramación CNC
- 14. Cada movimiento o acción se realiza secuencialmente Cada BLOQUE debe ser numerado y usualmente contiene un solo comando. Tamaño de la pieza: Z-15 Diam 15 Herramienta: #3,3/8 end mill Inicio de la herramienta: X0,Y0,Z1 % (Bandera de inicio de programa) :1002 (Programa #1002) N5 G90 G20 (Bloque #5, Absolutas en pulgadas) N10 T0303 (Cambiar a la herramienta #3) N15 M03 S1250 (Prender husillo a 1250rpm CW) N20 M05 (Apagar husillo) N25 M30 (Fin de programa) Programación CNCProgramación CNC
- 15. Códigos G´s Funciones de movimiento de la máquina (Movimientos rápidos, avances, avances radiales, pausas, ciclos) Códigos M’s Funciones misceláneas que se requieren para el maquinado de piezas, pero no son de movimiento de la máquina (Arranque y paro del husillo, cambio de herramienta, refrigerante, paro de programa, etc.) Programación CNCProgramación CNC
- 16. Variables de la programación CNCVariables de la programación CNC La mayoría de los códigos G’s contienen variables (direcciones), definidas por el programador para cada función específica. N Número de Bloque (Inicio de bloque) G Función preparatoria X Coordenada X Y Coordenada Y Z Coordenada Z I Localización en X del centro de un arco J Localización en Y del centro de un arco K Localización en Z del centro de un arco S Velocidad del husillo F Asigna Velocidad de corte M Función Miscelánea
- 17. Fases de un ProgramaFases de un Programa Inicio % Bandera de inicio : 1001 Número de programa 0-9999 N5 G90 G20 Unidades absolutas, programación en pulgadas. N10 T0202 Paro para cambio de herramienta, Usar #2 N15 M03 S1200 Prender husillo a 1200 rpm CW Contiene todas las instrucciones que preparan a la máquina para su operación: Remoción de material Contiene las velocidades y movimientos de corte, circulares, lineales, movimientos rápidos, ciclos de corte, etc. N20 G00 X1 Y1 Mov. rápido a (X1,Y1) N25 Z0.125 Mov. rápido a Z0.125 N30 G01 Z-0.125 F 5 Avance a Z-0.125 a 5ipm N35 G00 Z1 Mov. rápido a Z1 N40 X0 Y0 Mov. rápido a X0,Y0
- 18. Apagar el Sistema Contiene todos los códigos G’s y M’s que desactivan todas las opciones que fueron activadas en la fase de inicio. Funciones como el refrigerante y la velocidad del husillo deberán ser desactivadas antes de remover la pieza de la máquina. N45 M05 Apagar el husillo N50 M30 Fin del programa Comandos Modales Algunos comandos G’s permanecen activos una vez que se ejecutan hasta que se sobrescribe en ellos un código G diferente. Fases de un ProgramaFases de un Programa
- 19. Restricciones en los BloquesRestricciones en los Bloques Deben contener únicamente un solo movimiento de herramienta Debe contener únicamente una velocidad de corte Debe contener únicamente una herramienta o velocidad del husillo El número del bloque debe ser secuencial
- 20. Procedimiento de ProgramaciónProcedimiento de Programación Desarrollar un orden de operaciones. Planear las secuencias de principio a fin antes de escribir el programa Hacer los cálculos necesarios (cálculo de coordenadas). Indicar las coordenadas sobre el dibujo o utilizar hojas de coordenadas Elegir la herramienta y velocidades de corte. Asegurarse de las herramientas que se encuentran disponibles.
- 21. Movimiento de la HerramientaMovimiento de la Herramienta Existen tres movimientos básicos de herramienta G00 Movimiento rápido G01 Movimiento de avance lineal G02/G03 Interpolación Circular o avances de arcos *Los demás ciclos son combinaciones de este tipo de movimientos *Estos movimientos son modales
- 22. Uso de ciclos enlatadosUso de ciclos enlatados Simplifican la programación Combinan una gran cantidad de operaciones de programación estándar y disminuyen los pasos de programación simplificando las operaciones matemáticas y optimizando las condiciones de corte
- 23. Coordenadas AbsolutasCoordenadas Absolutas Cualquier punto se ubica por la distancia del origen (0,0) a dicho punto ( X(+)(-)__,Y(+)(-)__,Z(+)(-)__) Usualmente la localización de un punto se representa de la siguiente manera: opcional necesario
- 24. Coordenadas AbsolutasCoordenadas Absolutas 1 2 3 4-1-2-3-4 -2 -3 -4 1 2 3 4 (X2, Y3) (X-2,Y1) (X-4,Y-2) (X2.5,Y-3.25) X-X Y -Y Cuadrante I Cuadrante II Cuadrante III Cuadrante IV
- 25. Coordenadas IncrementalesCoordenadas Incrementales Utiliza a la posición actual como punto de referencia para el siguiente movimeinto 1 2 3 4-1-2-3-4 -2 -3 -4 1 2 3 4 (U2, V3) (U-4,V-2) (U-2,V-3) (U6.5,V-1.25) X-X Y -Y ( U(+)(-)__ ,V(+)(-)__ ,W(+)(-)__ )
- 26. EjemplosEjemplos dede CoordenadasCoordenadas 1 2 3 4-1-2-3-4 -2 -3 -4 1 2 3 4 X-X Y -Y (X__,Y__) (U__,V__) Abs Inc (X__,Y__) (U__,V__) Abs Inc (X__ ,Y__ ) (U__,V__) Abs Inc (X__ ,Y__ ) (U__ ,V __) Abs Inc 3 1-1 2 -3 -3 2 -2 3 1-4 1 -2 -5 5 1
- 27. Aplicaciones de Códigos de Maquinado INGENIERÍA DEINGENIERÍA DE MANUFACTURAMANUFACTURA Ing. Ricardo Jiménez
- 28. G00G00 Posicionamiento RápidoPosicionamiento Rápido Formato: G00 X___ Y___ Z___ ; +Y +X 150 100 p.i p.f p.i 5 p.f G00 X150 Y100 Z5; G00 Z0;
- 29. G01G01 InterpolaciónInterpolación lineallineal Formato: G01 X___ Y___ Z___ F___; +Y +X p.f 1,6 2,3 4,5 1 G00 X0 Y0 Z5; 2 G00 X10 Y15 Z0; 3 G01 Z-2 F100; 4 G01 X90 ; 5 G01 Z0; 6 G00 X0 Y0 Z5; 10 15 90 5 2 3 4 5 1,6 } -2
- 30. G02G02 InterpolaciónInterpolación Circular CWCircular CW Formato: G02 X__ Y__ Z__ I__ J__ K__ R__ F__; 5 } -2 +Y +X r=20 40 50 1,6 2,3 4,5 1 G00 X0 Y0 Z5; 2 G00 X40 Y10 Z0; 3 G01 Z-2 F100; 4 G02 X40 Y50 R20; 5 G01 Z0; 6 G00 X0 Y0 Z5;
- 31. G03G03 InterpolaciónInterpolación Circular CCWCircular CCW Formato: G03 X__ Y__ Z__ I__ J__ K__ R__ F__; +Y +X 40 1,6 2,3 4,5 r=40 J I I= 5 J= 45 5 } -2 1 G00 X0 Y0 Z5; 2 G00 X40 Y5 Z0; 3 G01 Z-2 F100; 4 G03 X80 Y30 I-5 J45; 80 30 5 G01 X40 Y30 Z0; 6 G00 X0 Y0 Z5;
- 32. G17,G18,G19G17,G18,G19 SelecciónSelección deldel planoplano dede trabajotrabajo X Y Z X Y X Z Y Z G03 G02 G02 G03 G03 G02 G17 plano XY G18 plano XZ G19 plano YZ
- 33. G04G04 PausaPausa (suspender(suspender avanceavance)) La herramienta permanece estática en una posición particular por un periodo de tiempo. La letra P designa el tiempo de pausa en segundos. N_ G04 P_ Formato:
- 34. G20G20 SistemaSistema dede unidadesunidades enen pulgadaspulgadas (in)(in) El sistema de dimensiones y avances se establece en pulgadas. N_ G20 Formato: Pieza Mesa Y X Z
- 35. G21G21 SistemaSistema dede unidadesunidades enen milímetrosmilímetros (mm)(mm) El sistema de dimensiones y avances se establece en milímetros. N_ G21 Formato: Pieza Mesa Y X Z
- 36. G28G28 Retorno automáticoRetorno automático a laa la posiciónposición cerocero Traslada automáticamente la herramienta a la posición de retorno cero predefinida, pasando por un punto intermedio X Y Z. Se utiliza principalmente para el cambio de herramienta. N_ G28 X_ Y_ Z_ Formato: Pieza Mesa (X, Y, Z)
- 37. G29G29 Retorno automáticoRetorno automático de lade la posiciónposición cerocero Traslada automáticamente la herramienta de la posición de retorno cero predefinida, pasando por un punto intermedio X Y Z definido por el código G28 hasta llegar al punto X Y Z definido en el código G29. N_ G29 X_ Y_ Z_ Formato: Pieza Mesa (X, Y, Z)
- 38. G40G40 CancelaciónCancelación dede CompensaciónCompensación dede DiámetroDiámetro deldel CortadorCortador Cancela cualquier compensación que haya sido aplicada durante el programa y actúa como una seguridad para cancelar cualquier ciclo de compensación aplicado por programas previos. N_ G40 Formato:
- 39. G41G41 Compensación haciaCompensación hacia lala izquierdaizquierda deldel cortadorcortador Compensa al cortador una distancia especificada hacia el lado izquierdo de la trayectoria programada. N_ G41 D_ Formato: Trayectoria programada Trayectoria compensada Cortador Pieza
- 40. G42G42 Compensación haciaCompensación hacia lala derechaderecha deldel cortadorcortador Compensa al cortador una distancia especificada hacia el lado derecho de la trayectoria programada. N_ G42 D_ Formato: Trayectoria programada Trayectoria compensada Cortador Pieza
- 41. G80G80 CancelaciónCancelación dede ciclosciclos N_ G80 Formato: G 99 G 98 Z Cancela cualquier ciclo de taladrado que se haya programado anteriormente.
- 42. G81G81 CicloCiclo dede taladradotaladrado N_ G81 X_ Y_ Z_ R_ F_ Formato:Avance Rápido Avance de Corte G 99 G 98 X_Y_: Localización del agujero Z_ : Profundidad del agujero R : Plano de retracción F : Avance Plano de retracción Plano de inicial (última posición en Z antes del ciclo) Z
- 43. G82G82 CicloCiclo dede TaladradoTaladrado concon PausaPausa N_ G82 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ Formato:Avance Rápido Avance de Corte G 99 G 98 X_Y_: Localización del agujero Z_ : Profundidad del agujero R : Plano de retracción P_ : Pausa (En segundos) F : Avance Plano de retracción Plano de inicial (última posición en Z antes del ciclo) Z
- 44. G83G83 CicloCiclo dede Taladradado ProfundoTaladradado Profundo N_ G83 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_ Formato: G 99 G 98 Plano de retracción Plano de inicial (última posición en Z antes del ciclo) X_Y_: Localización del agujero Z_ : Profundidad del agujero R : Plano de Retracción Q_ : Profundidad por picoteo F : Avance d : Distancia de seguridad Q d d
- 45. G90G90 SistemaSistema coordenado Absolutocoordenado Absoluto Establece al sistema de dimensiones en modo absoluto. Este modo utiliza como punto de referencia el punto cero de la pieza. N_ G90 Formato: 1 2 3 4-1-2-3-4 -2 -3 -4 1 2 3 4 (X2, Y3) (X-2,Y1) (X-4,Y-2) (X2,Y-2) X Y -Y PRZ
- 46. G91G91 SistemaSistema coordenadocoordenado IncrementalIncremental Establece al sistema de dimensiones en modo incremental. Este modo utiliza la posición actual como punto de referencia para el siguiente movimiento. N_ G91 Formato: 1 2 3 4-1-2-3-4 -2 -3 -4 1 2 3 4 (X2, Y3) (X-4,Y-2) (X-2,Y-3) (X6.5,Y-1.25) X-X Y -Y
- 47. M02/M30 Fin delM02/M30 Fin del ProgramaPrograma M02 Concluye la ejecución del programa y resetea al Control Numérico (Corta Energía). M30 Termina y Resetea el programa de CNC. N_ M02 N_ M30 Formato: Pieza Mesa Y X Z
- 48. M03M03 GiroGiro deldel husillohusillo a favor dea favor de laslas manecillasmanecillas deldel relojreloj (CW)(CW) Establece el giro del husillo en dirección de las manecillas del reloj (CW) N_ M03 S_ Formato:Pieza Mesa Y X Z
- 49. M04M04 GiroGiro deldel husillohusillo en contra deen contra de laslas manecillasmanecillas deldel relojreloj (CCW)(CCW) Establece el giro del husillo en dirección contraria al giro de las manecillas del reloj (CW) N_ M04 S_ Formato: Pieza Mesa Y X Z
- 50. M05M05 ParoParo deldel husillohusillo N_ M05 Formato: Pieza Mesa Y X Z
- 51. M06 TXXM06 TXX CambioCambio dede herramientaherramienta N_ M06 TXX Formato: Efectúa el cambio de herramienta ubicada en la posición XX del almacén del magazine de herramientas.
- 52. M08M08 EncendidoEncendido deldel sistemasistema refrigeranterefrigerante Enciende la descarga del refrigerante N_ M08 Formato: Pieza Mesa Y X Z
- 53. M09M09 ApagadoApagado deldel sistema refrigerantesistema refrigerante Apaga la descarga del refrigerante N_ M09 Formato: Pieza Mesa Y X Z
- 54. Ejemplo IntegradorEjemplo Integrador 8” 6 .5 Chafl 45° 10” 4.5” .5 Chafl 45° R 0.5 2.7 2 4.5 1.8 1.8 2.5 1.5 1.5 R 0.5 R 0.5 R 0.5R.25 R.25 45° 30° Diam. 1” Diam. 0.75” Diam. 0.75” 0,0 x y