CAD/CAM

CNC Introducción

CAD : Diseño Asistido por Computador.

CAM : Fabricación Asistida por Computador.

CNC : Control Numérico Computarizado.

MHCN : Maquina Herramienta de Control Numérico.

Orígenes del CNC

En 1947 John Parsons comienza a experimentar con la idea de generar los datos de una curva a través de un eje y usar esos datos para controlar los movimientos de una máquina herramienta.

En 1949 la Corporación Parsons gana un contrato para investigar un método de producción acelerado.

En 1952 el MIT (Massachussets Institute of Technology) demuestra exitosamente un modelo de máquina de Control Numérico.

En 1955 se exhiben modelos comerciales de máquinas de control numérico para la aceptación de los usuarios.

En 1957 el Control Numérico es aceptado por la industria.

Hoy día las computadoras son cada vez más pequeñas y económicas, con lo que el uso del CNC se ha extendido a todo tipo de maquinaria: tornos, fresadoras, rectificadoras, corte de metal, rectificado etc.

CNC significa Control NuméricoComputarizado

El control numérico CNC es una forma de automatización programable en base a una serie de instrucciones codificadas (Programa).

El CNC es apropiado para volúmenes de producción bajos o medios, dado que es más fácil escribir nuevos programas que realizar cambios en los equipos de procesado.

En una máquina CNC, a diferencia de una máquina convencional o manual, una computadora controla la posición y velocidad de los motores que accionan los ejes de la máquina.

Las máquinas CNC son capaces de mover la herramienta al mismo tiempo en los tres ejes para ejecutar trayectorias tridimensionales, las que se requieren para el mecanizado complejo de moldes y troqueles.

En una máquina CNC una computadora controla el movimiento de la mesa, el carro y el husillo. 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 el tiempo del personal para que sea más productivo.

Ciclo de Control Numérico

Factores que favorecen laIncorporación del CNC en la Industria

• Mayor exigencia en la precisión de los mecanizados

• Diseños cada vez más evolucionados y complejos

• Diversidad de productos, lo que ocasiona la necesidad de estructuras de producción más flexibles y dinámicas.

• Necesidad de reducir errores en la producción para no encarecer el producto.

• Plazos de entrega cada vez más exigentes, lo cual requiere mantener altos niveles de producción (tiempo de entrega).

• El abaratamiento de los sistemas CNC en el mercado, favorece la adquisición de los mismos.

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Ventajas de la utilización deSistemas Control Numérico CNC

• Mejora de la precisión, así como el aumento de la calidad de los productos.

• Una mejor uniformidad en la producción.

• Posibilidad de utilización de varias máquinas simultáneamente por un solo operario.

• Capacidad para realizar piezas con contornos de geometría compleja.

• Fácil intercambio de la producción en intervalos cortos.

• Posibilidad de servir pedidos urgentes.

• Reducción de la fatiga del operario.

• Aumento de los niveles de seguridad en el puesto de trabajo.

• Simular los procesos de mecanización o de corte antes de fabricar la pieza.

Desventajas de la utilización deSistemas Control Numérico CNC

• Elevado costo de accesorios y maquinaria (3 a 5 vecesmás caro que una maquina convencional).

• Necesidad de cálculo, programación y preparación de la maquinaria para un funcionamiento eficiente.

• Elevado costo de mantenimiento, ya que el sistema de control y mantenimiento de los mismos es más complicado, generando la necesidad de contar con técnicos altamente capacitados.

• Necesidad de mantener grandes volúmenes de pedidos para una mejor amortización del sistema (recuperar la inversión).

Conocimientos para operar losSistemas CNC

• Conocimientos en geometría, algebra y trigonometría.• Conocimiento para la elección y diseño de las diferentes

herramientas de corte.• Conocimiento de los diferentes sistemas de sujeción de las

herramientas de corte.• Uso de instrumentos de medida y conocimientos de metrología.• Interpretación de planos.• Conocimientos de la estructura de la máquina CNC.• Conocimiento de los diferentes procesos de mecanización,

velocidades de corte, velocidades de avance, revoluciones por minuto.

• Conocimientos de la programación CNC.• Conocimientos del mantenimiento y operación CNC.• Conocimientos generales de Computadores.

Máquinas convencionales ySistemas CNC

Máquina Herramienta Convencional Máquina Herramienta CNC

Un operario, puede manejar una sola máquina

Un operario, puede manejar varias maquinas

Es necesario consultar constantemente el plano

No es necesario consultar el plano (solamente se consulta cuando se realiza la programación).

Se necesita una amplia experiencia No es necesario una amplia experiencia

El operario tiene el control profundidad, avance, etc.

El programa tiene todo el control de los parámetros de corte.

Mecanizados imposibles de realizar Posibilidad de realizar prácticamente cualquier mecanizado

Ejes de Torno CNC

Diseño de una Máquina CNC• Mecanismos de Posicionamiento.– Accionadores: Motores, Válvulas etc.– Sistemas de Control: Bucle abierto (Computador ordena), Bucle cerrado (PLC verifica).

• Sistemas de Medidas.– Sensores: Inducción, Fotoeléctricos, Ópticos.

• Diseño de Máquinas.– Precisión y repetitividad.– Refrigeración (Aire o Aceite)y eliminación de virutas.

• Sistemas de cambio de herramientas (Optativo,Automático o Manual).– Torreta giratoria.– Almacén de herramientas.

Movimiento de una Maquina CNC• Motores paso a paso (muy utilizados,bajo costo,poco torque para trabajo pesado, mas precisión.• Servomotores o motores encode o con sensor (alto costo, mas torque para procesos de trabajo.• Motores lineales (desplazamientos lineales de ejes).

Funciones de la CPU o UCP• Calcular la posición de los Ejes y los desplazamientos de la máquina.• Controla los diferentes modos de funcionamiento de la máquina (en manual o automático).• Dirige todas las señales de entrada y salida de los diferentes periféricos (controla el tráfico de información entre la CPU y el PLC).

Unidades de Almacenamiento de datos• La información se guarda en el computador y se transfiere a la máquina mediante la conexión RS232 o Ethernet utilizando DNC.• En el disco duro del propio control en máquinas CNC más modernos (hay que considerar que la memoria que dispone el Control no tiene tanta capacidad).• Servidor de Red que esté conectado a una serie de máquinas CNC.• Dispositivo portátil USB (Pendrive).

Control de ejes y accesorios de máquina (PLC)

Sistemas de Torretas Portaherramientas para Fresadoras

Definición de Programa CN Un programa CN es un conjunto de datos entendible tanto

por el hombre como por la máquina, necesarios para la mecanización de una pieza.

Al conjunto de datos que corresponde a una misma fase del mecanizado se le denomina bloque o secuencia.

Los bloques de un programa se numeran para facilitar su búsqueda.

Una secuencia o bloque de programa debe contener todas las funciones geométricas, funciones máquina y funciones tecnológicas del mecanizado. De tal modo, un bloque de programa consta de varias instrucciones.

Este conjunto de bloques es interpretado por el intérprete de órdenes.

Creación de Programas

Tipos de ProgramaciónProgramación Manual– A partir del plano, se calcula de forma manual las trayectorias de las herramientas y a continuación, se codifican dichas trayectorias utilizando el lenguaje de programación estructurado contenido en el manual de la MHCN.• Programación Pseudo Asistida por computador – Este tipo de programación se realiza cuando se dispone de un programa de Diseño Asistido por Computador CAD, pero no del Modulo de Fabricación Asistida CAM correspondiente• Programación Asistida por Computador.• Programación Conversacional– Por este nombre se entiende una forma de programar en la que el usuario solamente ingresa parámetros a una función o bloque para mecanizar un proceso rápidamente sin tener mucho conocimientos de programación (Ciclo fijo).Definición del Proceso: Estudio del plano de la pieza a fabricar.• Análisis de las operaciones elementales.• Selección de máquinas.• Selección de herramientas.• Definición de las condiciones técnicas del mecanizado.• Diseño de utillajes y sujeción.• Secuencia de fases de trabajo (Hoja de Proceso).• Fase de codificación.• Pruebas y puesta a punto.• Ejecución en vacío.• Ejecución bloque a bloque.• Correr el mecanizado.

Funciones AuxiliaresM (Misceláneas)

• Las funciones auxiliares M ejecutan distintas acciones en la máquinaherramienta.• Las funciones auxiliares más utilizadas son:

Programación Pieza Torno

Programación Pieza Fresadora

Componentes Del CAD/CAM

Software CAD/CAM