tornos
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TORNOSTRANSCRIPT
TORNO
DEFINICIÓN
El Torno CNC es una herramienta para mecanizado operada mediante el control
numérico de un ordenador, el cual está incorporado dentro de él. Esto se explica
mejor a través del significado de sus siglas CNC (control numérico
computarizado) y este control numérico se basa en un sistema de lenguaje que
se comunica a través de la emisión de ¨códigos G’’, que no es más que un
sistema de comunicación Alfanumérico en este tipo de máquinas sofisticadas.
Los tornos CNC son muy versátiles ya que realizan funciones de taladrado y
giros. Estos últimos, revolucionaron el mercado porque han facilitado la
realización de cortes horizontales, verticales, curvos, los cuales anteriormente
tomaban muchas horas de realización para los torneros.
ARQUITECTURA GENERAL DE UN TORNO CNC
Las características propias de los tornos CNC respecto de un torno normal
universal son las siguientes:
Motor y cabezal principal
Este motor limita la potencia real de la máquina y es el que provoca el movimiento
giratorio de las piezas, normalmente los tornos actuales CNC equipan un motor de
corriente continua, que actúa directamente sobre el husillo con una transmisión
por poleas interpuesta entre la ubicación del motor y el husillo, siendo innecesario
ningún tipo de transmisión por engranajes.
Estos motores de corriente continua proporcionan una variedad de velocidades de
giro casi infinita desde cero a un máximo determinado por las características del
motor, que es programable con el programa de ejecución de cada pieza. Muchos
motores incorporan dos gamas de velocidades uno para velocidades lentas y otro
para velocidades rápidas, con el fin de obtener los pares de esfuerzo más
favorables. El husillo lleva en su extremo la adaptación para los correspondientes
platos de garra y un hueco para poder trabajar con barra.
Las características del motor y husillo principal de un torno CNC pueden ser las
siguientes
Diámetro agujero husillo principal: 100 mm
Nariz husillo principal: DIN 55027 Nº 8 / Camclock Nº 8
Cono Morse Nº 2
Gama de velocidades: 2
Velocidad variable del husillo: I: 0-564 rpm II: 564-2000 rpm
Potencia motor: 15 kw
Bancada y carros desplazables
Husillo de bolas con rosca redondeada rectificada.
Para poder facilitar el desplazamiento rápido de los carros longitudinal y
transversal, las guías sobre las que se deslizan son templadas y rectificadas con
una dureza del orden de 450 HB. Estas guías tienen un sistema automatizado de
engrase permanente.
Los husillos de los carros son de bolas templadas y rectificadas asegurando una
gran precisión en los desplazamientos, estos husillos funcionan por el principio de
recirculación de bolas, mediante el cual un tornillo sin fin tiene un acoplamiento a
los respectivos carros. Cuando el tornillo sin fin gira el carro se desplaza
longitudinalmente a través de las guías de la bancada. Estos tornillos carecen de
juego cuando cambian de sentido de giro y apenas ofrecen resistencia. Para evitar
los daños de una colisión del carro con algún obstáculo incorporan
un embrague que desacopla el conjunto y detiene la fuerza de avance.
Cada carro tiene un motor independiente que pueden ser servomotores o motores
encoder que se caracterizan por dar alta potencia y alto par a bajas revoluciones.
Estos motores funcionan como un motor convencional de Motor de corriente
alterna, pero con un encoder conectado al mismo. El encoder controla
las revoluciones exactas que da el motor y frena en el punto exacto que marque la
posición programada de la herramienta.
Por otra parte la estructura de la bancada determina las dimensiones máximas de
las piezas que se puedan mecanizar. Ejemplo de las especificaciones de la
bancada de un torno CNC
Altura entre puntos: 375 mm
Diámetro admitido sobre bancada: 760 mm
Diámetro sobre carro longitudinal 675
Diámetro admitido sobre carro transversal. 470 mm
Avance de trabajo ejes Z, X. 0-10000 mm/min
Desplazamientos rápidos ejes Z, X 15/10 m/min
Fuerza empuje longitudinal 9050 N
Fuerza empuje transversal 9050 N
Ajuste posicionamiento de carros
A pesar de la calidad de los elementos que intervienen en la movilidad de los
carros longitudinal y transversal no hay garantía total de poder conseguir la
posición de las herramientas en la cota programada.
Para corregir los posibles fallos de posicionamiento hay dos sistemas electrónicos
uno de ellos directo y el otro sistema indirecto. El sistema de ajuste de
posicionamiento directo utiliza una regla de medida situada en cada una de las
guías de las bancadas, donde actúa un lector óptico que mide exactamente la
posición del carro, transfiriendo a la UCP (Unidad Central de Proceso) las
desviaciones que existen donde automáticamente se reprograma hasta conseguir
la posición correcta.
Portaherramientas
Detalle del cabezal portaherramientas.
El torno CNC utiliza un tambor como portaherramientas donde pueden ir ubicados
de seis a veinte herramientas diferentes, según sea el tamaño del torno, o de su
complejidad. El cambio de herramienta se controla mediante el programa de
mecanizado, y en cada cambio, los carros retroceden a una posición donde se
produce el giro y la selección de la herramienta adecuada para proseguir el ciclo
de mecanizado. Cuando acaba el mecanizado de la pieza los carros retroceden a
la posición inicial de retirada de la zona de trabajo para que sea posible realizar el
cambio de piezas sin problemas. El tambor portaherramientas, conocido como
revólver, lleva incorporado un servomotor que lo hace girar, y un sistema
hidráulico o neumático que hace el enclavamiento del revólver, dando así una
precisión que normalmente está entre 0.5 y 1 micra de milímetro. Las
herramientas tienen que ser ajustadas a unas coordenadas adecuadas en un
accesorio externo a los tornos de acuerdo con las cotas que indique el programa.
En la mayoría de los casos se trabaja con plaquitas intercambiables de metal duro,
con lo cual, cuando se necesita reponer la plaquita, no hace falta desmontar el
portaherramientas de su alojamiento.
Accesorios y periféricos
Se conocen como accesorios de una máquina aquellos equipamientos que
formando parte de la misma son adquiridos a un proveedor externo, porque son de
aplicación universal para ese tipo de máquina. Por ejemplo la batería de
un automóvil es un accesorio de mismo.
Todas las máquinas que tienen incorporado su funcionamiento CNC, necesitan
una serie de accesorios que en el caso de un torno se concretan en los siguientes
UCP (Unidad de Control de Proceso)
Gráficos dinámicos de sólidos y de trayectoria
Editor de perfiles
Periféricos de entrada
Periféricos de salida
UCP (Unidad central de proceso)
La UCP o CPU es el cerebro de cálculo de la máquina, gracias
al microprocesador que incorpora. La potencia de cálculo de la máquina la
determina el microprocesador instalado. A cada máquina se le puede instalar
cualquiera de las UCP que hay en el mercado, por ejemplo: FAGOR, FANUC,
SIEMENS, etc. Lo normal es que el cliente elige las características de la máquina
que desea y luego elige la UCP que más le convenga por prestaciones, precio,
servicio, etc.
Las funciones principales encomendadas a la UCP es desarrollar las órdenes de
mando y control que tiene que tener la máquina de acuerdo con el programa
de mecanizado que el programador haya establecido, como por ejemplo calcular
la posición exacta que deben tener las herramientas en todo el proceso de trabajo,
mediante el control del desplazamiento de los correspondientes carros longitudinal
y transversal. También debe controlar los factores tecnológicos del mecanizado, o
sea las revoluciones del husillo y los avances de trabajo y de desplazamiento
rápido así como el cambio de herramienta.
Por otra parte la UCP, integra las diferentes memorias del sistema, que pueden
ser EPROM, ROM, RAM y TAMPON, que sirven para almacenar los programas y
actuar como un disco duro de cualquier ordenador.
Como periférico de entrada el más significativo e importante es el teclado que está
instalado en el panel de mandos de la máquina, desde donde se pueden introducir
correcciones y modificaciones al programa inicial, incluso elaborar un programa
individual de mecanizado. Hay muchos tipos de periféricos de entrada con mayor
o menor complejidad, lo que sí tienen que estar construidos es a prueba de
ambientes agresivos como los que hay en los talleres.
Como periférico de salida más importante se encuentra el monitor que es por
donde nos vamos informando del proceso de ejecución del mecanizado y
podemos ver todos los valores de cada secuencia. También podemos controlar el
desplazamiento manual de los carros y demás elementos móviles de la máquina.
Herramientas de Corte utilizadas en el Torno C.N.C.
DEFINICIÓN
Para el arranque de virutas se utilizan herramientas de corte (herramientas
para torno) y las cuchillas o cinceles de tornear. La eficiencia de las herramientas
depende del material de que están hechas, y de la forma del filo.
Cada trabajo exige el útil de torno más apropiado y así por ejemplo habrá que
escoger para desbastar, afinar, taladrar, tallar engranajes, etc., el útil cuya forma
se adapte convenientemente a esos trabajos. Los principales útiles de torno están
normalizados.
TIPOS
Herramientas de desbastar
Al desbastar se trata de arrancar en poco tiempo una gran cantidad de viruta y por
esta razón los útiles de desbastar tienen que ser de construcción robusta. Pueden
Forma de las herramientas de
desbastar: a.) útil recto con
corte a la izquierda; b.) útil
recto con corle a la derecha; c)
útil curvado con corle n la
izquierda; d.) útil curvado de
desbastar con corte
ser rectos o tener forma curva.
Según la posición del corte principal puede distinguirse entre herramientas con
corte, a la derecha o con corte a la izquierda.
Para la distinción entre útiles con corte a la derecha o a la izquierda ha de tenerse
en cuenta lo siguiente: El útil se considera con su cabeza dirigida contra uno
mismo y con la cara del corte hacia arriba; si entonces se tiene el corte o filo
principal hacia la derecha se dice que el útil es de corte a la derecha y si el corte o
filo principal cae a la izquierda, el útil se llamará de corte a la izquierda.
Herramientas de afinar
Mediante el afinado se trata de obtener una superficie cuidadosamente terminada.
Por lo general, se utiliza el útil de afinar puntiagudo con corte redondeado. A veces
encuentra también uso el útil de afinar ancho. El corte de un útil de afinar debe ser
repasado cuidadosamente con la piedra de afilar después de haber sido afilado,
pues de lo contrario la superficie de la pieza torneada no resultaría limpia.
Mediante el afinado no se trata solamente de que la superficie de la pieza resulte
con buen aspecto; las superficies lisas son necesarias, además, para disminuir
rozamientos de piezas que deslizan unas sobre otras como sucede, por ejemplo,
con los gorrones en los cojinetes. Por lo demás, las estrías o marcas de torneado
pueden producir aun siendo todo lo pequeñas que suelen ser, roturas de pernos,
gorrones, ejes, etc.
Herramienta de
afinar ancho
Herramienta de afinar puntiaguda
Herramientas de corte lateral
Se utilizan para refrentar y para tornear entrantes o salientes formando esquinas
muy mareadas. Son inapropiados para arrancar virutas gruesas por ser la
herramienta poco resistente en virtud de su forma puntiaguda.
El corte secundario no es adecuado para el
arranque de viruta y por esta razón la herramienta
debe moverse durante el trabajo de adentro hacia
afuera.
Constituye una mala costumbre el reafilar la
herramienta de corte lateral cambiando su forma
para hacerlo servir en todos los posibles trabajos ya
que con ello se desperdicia acero de herramientas,
que es muy caro.
PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS DE CNC CON CÓDIGOS G&M PARA
TORNOS
La programación nativa de la mayoría de las máquinas de Control Numérico
Computarizado se efectúa mediante un lenguaje de bajo nivel llamado G & M.
Se trata de un lenguaje de programación vectorial mediante el que se describen
acciones simples y entidades geométricas sencillas (básicamente segmentos de
recta y arcos de circunferencia) junto con sus parámetros de maquinado
(velocidades de husillo y de avance de herramienta).
El nombre G & M viene del hecho de que el programa está constituido por
instrucciones Generales y Misceláneas.
Si bien en el mundo existen aún diferentes dialectos de programación con códigos
G&M, se dio un gran paso adelante a través de la estandarización que promovió la
ISO.
Esta estandarización fue adoptada por la totalidad de los fabricantes industriales
serios de CNC y permite utilizar los mismos programas en distintas máquinas CNC
de manera directa o con adaptaciones menores.
A pesar de tratarse de un lenguaje de programación muy rudimentario para los
gustos actuales, lo robusto de su comportamiento y los millones de líneas de
programación que hacen funcionar máquinas de CNC en todas las latitudes del
planeta aseguran su vigencia en los años por venir.
Minidiccionario de G&M para Tornos CNC
A modo de ejemplo, presentamos los códigos de programación más utilizados en
nuestros tornos de CNC. Según el modelo de que se trate, algunos de los códigos
pueden estar inhabilitados.
Códigos Generales
Código Funcionamiento
G00 Posicionamiento rápido (sin maquinar)
G01 Interpolación lineal (maquinando)
G02 Interpolación circular (horaria)
G03 Interpolación circular (antihoraria)
G04 Compás de espera
G10 Ajuste del valor de offset del programa
G20 Comienzo de uso de unidades
imperiales (pulgadas)
G21 Comienzo de uso de unidades
métricas
G28 Volver al home de la máquina
G32 Maquinar una rosca en una pasada
G36 Compensación automática de
herramienta en X
G37 Compensación automática de
herramienta en Z
G40 Cancelar compensación de radio de
curvatura de herramienta
G41 Compensación de radio de curvatura de
herramienta a la izquierda
G42 Compensación de radio de curvatura de
herramienta a la derecha
G70 Ciclo de acabado
G71 Ciclo de maquinado en torneado
G72 Ciclo de maquinado en frenteado
G73 Repetición de patrón
G74 Taladrado intermitente, con salida para
retirar virutas
G76 Maquinar una rosca en múltiples
pasadas
G96 Comienzo de desbaste a velocidad
tangencial constante
G97 Fin de desbaste a velocidad tangencial
constante
G98 Velocidad de alimentación
(unidades/min)
G99 Velocidad de alimentación
(unidades/revolución)
Códigos Misceláneos
Código Funcionamiento
M00 Parada opcional
M01 Parada opcional
M02 Reset del programa
M03 Hacer girar el husillo en sentido horario
M04 Hacer girar el husillo en sentido
antihorario
M05 Frenar el husillo
M06 Cambiar de herramienta
M07 Abrir el paso del refrigerante B
M08 Abrir el paso del refrigerante A
M09 Cerrar el paso de los refrigerantes
M10 Abrir mordazas
M11 Cerrar mordazas
M13 Hacer girar el husillo en sentido horario
y abrir el paso de refrigerante
M14 Hacer girar el husillo en sentido
antihorario y abrir el paso de
refrigerante
M30 Finalizar programa y poner el puntero
de ejecución en su inicio
M31 Incrementar el contador de partes
M37 Frenar el husillo y abrir la guarda
M38 Abrir la guarda
M39 Cerrar la guarda
M40 Extender el alimentador de piezas
M41 Retraer el alimentador de piezas
M43 Avisar a la cinta transportadora que
avance
M44 Avisar a la cinta transportadora que
retroceda
M45 Avisar a la cinta transportadora que
frene
M48 Inhabilitar Spindle y Feed override
(maquinar exclusivamente con las
velocidades programadas)
M49 Cancelar M48
M62 Activar salida auxiliar 1
M63 Activar salida auxiliar 2
M64 Desactivar salida auxiliar 1
M65 Desactivar salida auxiliar 2
M66 Esperar hasta que la entrada 1 esté en
ON
M67 Esperar hasta que la entrada 2 esté en
ON
M70 Activar espejo en X
M76 Esperar hasta que la entrada 1 esté en
OFF
M77 Esperar hasta que la entrada 2 esté en
OFF
M80 Desactivar el espejo en X
M98 Llamada a subprograma
M99 Retorno de subprograma
PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS DE CNC CON CÓDIGOS G&M PARA
FRESADORAS
Minidiccionario de G&M para Fresadoras CNC
A modo de ejemplo, presentamos los códigos de programación más utilizados en
nuestras fresadoras de CNC. Según el modelo de que se trate, algunos de los
códigos pueden estar inhabilitados.
Códigos Generales
Código Funcionamiento
G00: Posicionamiento rápido (sin maquinar)
G01 Interpolación lineal (maquinando)
G02 Interpolación circular (horaria)
G03 Interpolación circular (antihoraria)
G04 Compás de espera
G15 Programación en coordenadas
polares
G20 Comienzo de uso de unidades
imperiales (pulgadas)
G21 Comienzo de uso de unidades
métricas
G28 Volver al home de la máquina
G40 Cancelar compensación de radio de
curvatura de herramienta
G41 Compensación de radio de
herramienta a la izquierda
G42 Compensación de radio de
herramienta a la derecha
G50 Cambio de escala
G68 Rotación de coordenadas
G73 Ciclos encajonados
G74 Perforado con ciclo de giro antihorario
para descargar virutas
G76 Alesado fino
G80 Cancelar ciclo encajonado
G81 Taladrado
G82 Taladrado con giro antihorario
G83 Taladrado profundo con ciclos de
retracción para retiro de viruta
G90 Coordenadas absolutas
G91 Coordenadas relativas
G92 Desplazamiento del área de trabajo
G94 Velocidad de corte expresada en
avance por minuto
G95 Velocidad de corte expresada en
avance por revolución
G98 Retorno al nivel inicial
G99 Retorno al nivel R
G107 Programación del 4o eje
Códigos Misceláneos
Código Funcionamiento
M00 Parada
M01 Parada opcional
M02 Reset del programa
M03 Hacer girar el husillo en sentido horario
M04 Hacer girar el husillo en sentido
antihorario
M05 Frenar el husillo
M06 Cambiar de herramienta
M08 Abrir el paso del refrigerante
M09 Cerrar el paso de los refrigerantes
M10 Abrir mordazas
M11 Cerrar mordazas
M13 Hacer girar el husillo en sentido horario
y abrir el paso de refrigerante
M14 Hacer girar el husillo en sentido
antihorario y abrir el paso de
refrigerante
M30 Finalizar programa y poner el puntero
de ejecución en su inicio
M38 Abrir la guarda
M39 Cerrar la guarda
M62 Activar salida auxiliar 1
M67 Esperar hasta que la entrada 2 esté en
ON
M71 Activar el espejo en Y
M80 Desactivar el espejo en X
M81 Desactivar el espejo en Y
M98 Llamada a subprograma
M99 Retorno de subprograma