e01 interaccion a pie de maquina con torno cnc

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 “MÁQUINAS HERRAMIENTA CNC”

CÓDIGO 15067

NIVEL 07

EXPERIENCIA E01

“INTERACCIÓN A PIÉ DE MÁQUINA CON TORNO CNC, MARCA SAEIL, MODELO TNL-35”

HORARIO:VIERNES:3-4-5-6

1



INTERACCIÓN A PIÉ DE MÁQUINA CON TORNO CNC

1.- OBJETIVO GENERAL

Que el alumno internalice y comprenda los conceptos fundamentales que se deben dominar para interactuar a pié de máquina con los tornos CNC.

2.- OBJETIVOS ESPECÍFICOS

2.1.- Comprender el principio de funcionamiento de los tornos CNC.

2.2.- Que el alumno identifique los grados de libertad del torno CNC y con ello deduzca el campo de aplicación de la máquina.

2.3.- Familiarizar al alumno con la operación de los tornos CNC mediante la interface Hombre máquina disponible en el torno SAEIL CNC, (botones de comando, teclado y monitor).

2.4.- Comprender el concepto de compensación de las herramientas de corte, el procedimiento para determinar experimentalmente la magnitud de dicha compensación y la forma de ingresarlo al controlador del torno CNC.

2.5.- Que el alumno conozca el cero máquina y el cero pieza, presentes en los tornos CNC y el procedimiento para ingresar las coordenadas correspondientes.

2.6.- Familiarizar al alumno con los modos de operación y el significado de los botones de comando de la interfase respectivamente.

2.6.- Que el alumno se inicie con la programación de los tornos CNC mediante instrucciones básicas de preparación y de movimiento.

3 INTRODUCCIÓN TEORICA

3.1 Introducción al Control Numérico Computarizado.

La automatización de los procesos de producción genera la necesidad de aplicar técnicas en las que las que la precisión suponga un requisito primordial. Una de estas técnicas es el Control Numérico Computerizado CNC un sistema utilizado para el control de los movimientos de una máquina por medio de números.

2



El Control Numérico Computarizado, (CNC), es el control de una máquina herramienta usando números y letras. Es un sistema en el cual los valores numéricos programados son directamente insertados y almacenados en la memoria del controlador y automáticamente leídos y decodificados para provocar el movimiento correspondiente en la máquina que se está controlando. El CNC extiende su aplicación a todo tipo de maquinaria: tornos, rectificadoras, fresadoras, electroerosionadoras, máquinas de coser, etc. A través de un conjunto de órdenes que siguen una secuencia lógica, el computador controla todos los grados de libertad y de accionamiento de la máquina.

La capacidad de los controladores CNC depende de la máquina a controlar. Así por ejemplo, para el caso de los tornos CNC el controlador debe como mínimo, disponer de la capacidad para mover controladamente en posición y velocidad la herramienta en el plano “XZ”, (X es el movimiento transversal de la herramienta y Z es el movimiento longitudinal de la misma) y el control de velocidad de giro de la pieza, (asignado por la letra S). Mientras que el controlador orientado a controlar una fresadora deberá, al menos tener control sobre un eje adicional (eje Y).

3.2 Tipos de control de movimiento.

o El control punto a punto es el posicionamiento de la herramienta desde un punto a otro dentro de un sistema coordinado. Más frecuentemente usado para el posicionamiento a un punto en donde se realizará una operación de maquinado manual, tal como taladrado o perforado.

o El control de corte recto tiene la habilidad de mover una herramienta, mientras esta enganchada, recto en todos los ejes de la máquina y además tiene la capacidad de hacer ángulos de 45 grados.

o Los sistemas de control de contorno generan un camino de la herramienta continuamente controlado mediante la interpolación de puntos intermedios o coordenadas. La interpolación significa la habilidad de generar los puntos que constituyen el camino.

3



3.3 Programación de las Máquina herramienta CNC

3.3.1 Planificación de la programación

o Lectura de Planos. La lectura de planos es una habilidad básica en la industria de la manufacturación, algo que todos los ingenieros, gerentes, programadores y operadores de CNC, maquinistas e inspectores, deberían conocer.

o Elección de la Máquina Adecuada. La elección de una máquina adecuada a una pieza específica a ser manufacturada es la responsabilidad, usualmente, del gerente de producción, del gerente del taller de máquinas, y / o del gerente CNC. El gerente debe saber:1. El ambiente de cada máquina (área de trabajo)2. Las opciones de cada máquina (fresado, taladrado, etc.)3. Herramientas de corte, velocidades de giro, tazas de alimentación.4. Diseño y montaje de fijaciones.5. Operaciones de la máquina: Ajuste, instalación y ejecución de programas.

o Hoja de Operaciones. La hoja de operaciones, u hoja de instalación, es usada para describir los procesos necesarios para maquinar una pieza en una máquina herramienta CNC. Cada proceso se escribe en la secuencia adecuada de mecanizado e incluye la herramienta a ser usada y todos los datos de corte.

o Requerimientos de Herramientas. Los requerimientos y elección de herramientas se basan en restricciones de las piezas y en prácticas de la industria manufacturera. Muchas de estas ideas son cuestiones de sentido común. Los buenos programadores y operadores CNC deben tenerlas en cuenta.

Conocer las características del material a ser maquinado. Usar un catálogo de herramientas industrial típico. Hacer uso de los servicios técnicos ofrecidos por los fabricantes de herramientas. La calidad de la fijación deberá basarse en el número de piezas que,

eventualmente serán producidas. Siempre se debe usar la herramienta adecuada para la correcta operación de la

máquina. Mantener herramientas de reemplazo y de repuesto para el evento de que sea

necesario sustituirla Mantener una variedad de herramientas para el caso de que un tipo no realice el

trabajo como se desea. Usar herramientas del material adecuado.

4



Usar herramientas del tipo de inserción cuando sea posible para reducir costos. Tenga en cuenta la flexión que ocurre al usar herramientas largas. Es posible

que se necesiten pasadas extras para eliminar rayas y virutas.

3.2.2 Movimiento de la Herramienta y Planos de Construcción.

Los códigos para definir el plano de mecanizado se usan para cambiar entre los planos coordinados para mecanizar arcos o círculos. Estos códigos son G17(XY), G18(XZ), y G19(YZ). El movimiento de la herramienta debe ocurrir paralelo a uno de estos planos para los arcos y círculos. Por defecto se considera el plano G17 (XY).

3.3.3 Sistemas de Unidades y Modos de Entrada

Los Sistemas de Unidades son las unidades de medición que se usan en un programa CNC. Todas las máquinas disponen de unidades Métricas (milímetros, mm) e Inglesas (pulgadas, "). Hay que indicarle a la máquina CNC que unidades se están utilizando.

Los Modos de Entrada se refieren al tipo de información de coordenadas que se ingresa al programa de la máquina CNC. hay dos tipos de coordendadas.

5



- Coordenada Absoluta, diseñada para el código G90, especifica la distancia desde el origen o punto cero del programa. El modo Absoluto es el más común.

- Coordenada Incremental, designada por el código G91, especifica las distancias y direcciones usando el punto previo como un origen. La entrada incremental a veces se denomina punto-a-punto. Todos los sistemas CNC pueden conmutar desde el modo absoluto al incremental y viceversa, ilimitadas veces en un programa.

3.3.4 Corrección del Largo de la Herramienta

Este valor TLO es la distancia desde la punta de la herramienta en el mandril, en la posición de inicio, al plano Z0. Depende de cada herramienta, puede ajustarse usando una medición de la altura, una herramienta de referencia, la ubicación de la fijación, o sobre el material a ser maquinado. Una vez que los valores han sido determinados, son almacenados en el controlador para la respectiva compensación entre herramientas.

Figura 3.1: Muestra la compensación de la herramienta, (en el largo).

6



3.3.5 Introducción a los códigos de programación CNC

Descripción del Código de LetrasN Número de SecuenciaG Funciones PreparatoriasX Coordenada del punto de llegada en eje XY Coordenada del punto de llegada en eje YZ Coordenada del punto de llegada en eje ZR Radio del circulo, desde el Centro EspecificadoA Ángulo contra los punteros del reloj desde el vector +XI Desplazamiento del Centro del Arco del Eje XJ Desplazamiento del Centro del Arco del Eje YK Desplazamiento del Centro del Arco del Eje ZF Avance o velocidad de avanceS Velocidad de Giro o velocidad de corteT Número de la HerramientaM Función Miscelánea

Números de SecuenciaEl Número de Secuencia, también llamado código N, es el número de identificación del bloque (línea) en un programa CNC. La palabra de código común utilizada comienza con N. N es el primer código en un bloque y normalmente tiene un rango N1 hasta N9999. Muchas CNC no requieren el uso de códigos N lo cual ayuda a liberar memoria. Sus principales beneficios son el que permiten la búsqueda fácil en programas largos y la capacidad de volver a hacer partir un programa en casi cualquier número de línea. Usualmente el programador saltará N números entre bloques para dejar espacio para insertar posteriormente bloques olvidados o adicionales. Por ejemplo N5, N10, N15, etc.

Funciones PreparatoriasLas Funciones Preparatorias son los códigos G. Los Códigos G son indicados por la letra G y un número de 2 dígitos. Estos códigos son las funciones más importantes en programación CNC debido a que dirigen el sistema CNC para el procesamiento de los datos de coordenadas en una manera particular, por ejemplo: G00 Posición Transversal RápidoG01 Movimiento lineal de la herramienta a una velocidad de avance especificada.G02 Movimiento Circular de la herramienta en el sentido de los punteros del reloj.G03 Movimiento Circular de la herramienta en el sentido contrario de los punteros del

reloj.

7



Funciones Misceláneas. El código M se usa para funciones misceláneas tales como el control del líquido refrigerante, conexión y dirección del plato, etc. Los códigos M van desde M00 a M99. Son asignados por el fabricante de la máquina CNC, pero existe alguna estandarización, por ejemplo:

M03 Rotación del mandril en el sentido de los punteros del reloj.M04 Rotación del mandril en el sentido contrario al de los punteros del reloj.M05 Detención de la rotación del mandril.M30 Detención y rebobinado del programa.

En los catálogos del torno CNC SAEIL TNL-35 y del centro de mecanizado SAEIL TNV-40 encontrará un listado completo de los códigos implementados en cada una de las máquinas.

3.4 Tornos CNC

3.4.1 IntroducciónLos Tornos CNC rotan la pieza de trabajo en contra de la herramienta para producir el movimiento de corte, (asignado por la letra S en el controlador); mientras que la herramienta posee el movimiento de avance en un plano formado por los grados de libertad longitudinal, (paralelo al eje de rotación de la pieza y asignado por la letra Z en el controlador) y transversal, (perpendicular al eje de rotación, asignado por la letra X en el controlador).

Figura 3.2: Grados de libertad de los tornos CNC básicos

8

Z

XS

http://www.maqchin.com/maqchin/imagenes/cjk1640/img_0667.jpg



La figura 3.3 muestra los grados de libertad y la interfase hombre-máquina del torno SAEIL TNV-35, máquina donde se realizará la experiencia. El procedimiento para operar esta máquina está detallado en los respectivos catálogos y es el objetivo de esta experiencia.

Figura 3.3: Torno CNC SAEIL TNL-35

Precauciones a considerar al operar el torno CNC: Asegúrese que todas las personas presentes en la experiencia sepan

dónde está y cómo se activa el botón de parada de emergencia. Nunca deje objetos extraños en el área de trabajo (pié de metro, calibres,

cepillos, latas de lubricantes, piezas ya mecanizada, etc.) En ninguna circunstancia trate de acceder a la zona de mecanizado mientras haya partes en movimiento.

Use las llaves provistas para ajustar las herramientas, las cuales deben asegurarse firmemente en la máquina para evitar cualquier movimiento no deseado durante la operación de corte.

9

Z

XS Botones deComando.

Teclado

Pantalla

Pedales de accionamiento hidráulico del plato y de la contrapunta



SIEMPRE use antiparras para la protección de sus ojos.

Maneje con cuidado herramientas y piezas con bordes afilados para evitar heridas.

No use ropa suelta durante la experiencia.

Use una brocha para remover residuos de la máquina. Nunca use sus manos.

4. METODO A SEGUIR

4.1 El profesor explica a los alumnos el principio de funcionamiento del torno SAEIL CNC y la forma de interactuar con él, mediante la interfase hombre máquina. Haciendo especial hincapié en las precauciones a tener en cuenta al momento de interactuar a pié de máquina con el torno.

4.2 Mediante ejercicios prácticos, los alumnos se familiarizan y adquieren destreza en la manipulación de los controles disponibles en el torno CNC según el modo de operación seleccionado.

4.3 El profesor expone a los alumnos el concepto de cero-máquina y cero-pieza, mostrando la ubicación de ellos en el torno CNC; y explica el procedimiento para ingresar las coordenadas del cero pieza al controlador del torno CNC.

4.4 El profesor explica a los alumnos el concepto de compensación de herramientas y la forma de ingresar las coordenadas correspondientes al controlador del torno CNC.

4.5 Para familiarizar al alumno con el lenguaje de programación, el profesor asigna geometrías simples de obtener mediante operaciones de torneado y los alumnos realizan la programación correspondiente.

4.6 Cada alumno digita a pié de máquina el programa respectivo, para luego ser reviso por el profesor. Hecho lo anterior, el profesor ejecuta paso a paso el programa, interrogando al alumno la acción a ser ejecutada por la máquina en cada línea de programa.

4.7 Finalmente, los alumnos evalúan la calidad dimensional de las piezas mecanizadas.

10



5.- VARIABLES A CONSIDERAR

5.1. Modos de operación de la interfase hombre máquina.5.3Geometrías a mecanizar en el torno.5.4Programación de velocidad de corte y de trayectorias.5.5Coordenadas de cero pieza5.6Compensación de herramientas.

6.- TEMAS DE INTERROGACIÓN

6.1 Características técnicas y capacidades de trabajo de los tornos CNC.6.2 Sistemas de medición incorporados a los tornos CNC.6.3 Modos de operación de la interfase hombre-torno CNC.6.4 Cero-máquina y cero-pieza.6.5 Compensación de herramientas.6.6 Instrucciones básicas de programación, (instrucciones de preparación y de

movimiento).6.7 Condiciones de mecanizado en operaciones de torneado.6.8 Selección de herramientas de corte para el torneado.

7.- EQUIPOS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR

7.1 Pié de metro universal. 7.2 Tornillo micrométrico para exteriores, (rango: 0-25mm).7.3 Torno CNC, Marca SAEIL, Modelo TNL-35.7.4 Barras cilíndricas de acero SAE1020 y de latón. 7.5 Microscopio de taller.

8. LO QUE SE PIDE EN EL INFORME

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

8.2 Descripción del método seguido.8.3 Explicación de la interfase hombre-torno CNC considerando todos sus modos de

operación.8.4 Pasos a seguir para modificar el cero pieza.8.5 Procedimiento para corregir la compensación de las herramientas.

11



8.6 para cada pieza mecanizada, presentar: El plano de diseño, un esquema de montaje de la materia prima en el torno, las condiciones de mecanizado, la o las herramienta(s) a usar en cada operación, el programa CNC propuesto por el alumno (con texto explicativo línea a línea), el programa depurado (con explicación paso a paso, y el resultado dimensional de la pieza mecanizada.

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.a.4. Resultado de la investigación al tema propuesto por el profesor

9.- BIBLIOGRAFÍA

9.1 Catálogos del torno CNC, marca SAEIL, modelo TNL-35.9.2 Apuntes de la asignatura “Maquinas Herramientas CNC”9.3 Catálogos SANDVIK de herramientas de corte.

http://users.bergen.org/jdefalco/CNC/

12

http://users.bergen.org/jdefalco/CNC/

e01 interaccion a pie de maquina con torno cnc

Documents