CNC
Control Numérico Computarizado
El control numérico es un sistema que aplicado a las maquinas herramientas, automatiza y controla todas las acciones de la misma.
Historia del Control Numérico Computarizado
En principio y contrariamente a lo que se puede llegar a suponer, el control numérico no fue concebido para mejorar los procesos de fabricación tampoco para facilitar la labor de los operarios, sino que fue diseñado dar solución a problemas técnicos y tecnológicos de fabricación surgido a partir de diseños de piezas cada vez mas complejas de mecanizar en maquinas convencionales.
En el año 1942 la Compañía Bendix tiene problemas con la fabricación de una leva tridimensional, para el regulador de una bomba de inyección de un motor de avión. El perfil tan especial de dicha pieza es prácticamente imposible de realizar en maquinas comandadas manualmente. La dificultad radicaba en la imposibilidad de comandar el movimiento de una herramienta manualmente en tres dimensiones ¡¡¡simultáneamente!!! .
Se acordó entonces confiar los cálculos a una maquina automática, de modo tal que ésta, pudiera definir un gran número de puntos de la trayectoria, que integrados todos ellos, determinara una trayectoria pero esta ves prácticamente continua de desplazamiento de la punta de la herramienta.
Esto fue evolucionado hasta el día de hoy en que nos encontramos con modernos equipos de CNC de alta precisión
En general con un CNC se controla.
- Los movimientos de los carros y cabezal.
- El valor y sentido de las velocidades de avance y de corte.
- Los cambios de herramientas.
- Las condiciones de funcionamiento de la maquina en lo que se rEfiere a si trabaja con o sin liquido refrigerante, frenos, 60- o 50 ciclos, etc., o en cuanto a su estado de funcionamiento, deficiencias, averías.
- Paralelamente, el CNC se encarga de coordinar otras funciones que les son propias. Por ejemplo:
- Control de flujos de información n
- Control de la sintaxis de programación.
- Diagnóstico de su funcionamiento, etc.
- Toda la información necesaria para la ejecución de una pieza, constituye el programa, que es escrito en un lenguaje especial (códigos), por medio de caracteres alfanuméricos sobre un soporte físico (pen dirve, CD, DVD, etc)
Pautas a seguir para la fabricación de una pieza en un sistema CNC
1º- Se escribe el programa de la pieza a partir de la información que se dispone de ella (plano, hoja de proceso, hoja de herramientas, etc), es decir de la información que tengamos de la pieza, de los pasos de mecanizado determinados y de las herramientas elegidas para este fin. Esta fase de trabajo al ejecutarse externamente a la maquina he independientemente, permite que esta permanezca en funcionamiento con la tarea encomendada previamente.
2º- Previamente a la determinación de la fabricación de una serie, se realiza el acopio de herramientas, materiales y accesorios de fijación (utillaje), entorno a la maquina para la ejecución de la serie de piezas siguientes.
3º- Posteriormente se monta sobre la maquina el material a trabajar, las herramientas a utilizar, accesorios necesarios, etc., así cómo también el pen drive, CD, etc., que contiene el programa, en la unidad de control .
4º- Se pone en marcha la maquina, se siguen los pasos necesarios para la determinación del cero maquina y cero pieza, se introducen las características y dimensiones de las herramientas y se comprueba si se ejecuta correctamente la pieza en “modo simulado”.
Ventajas de la aplicación de un CNC
1°- Reducción de los tiempos operacionales, es decir;
- Trayectorias y velocidades mas precisas que en maquinas convencionales.
- Menor revisión de planos y hojas de instrucción.
- Menor cantidad de verificaciones de medidas
- Ahorro de herramientas y accesorios
- Mayor precisión y rapidez en el cambio de herramientas
- Reducción del tiempo de inspección
- Reducción de piezas defectuosas
Maquinas y herramientas de Control Numérico Computarizado
Dentro de este tipo de sistemas de maquinas herramientas , encontramos los MHDNC , estas siglas se refieren al modo de operación en la cual múltiples maquinas de CN y otros equipos de producción (Maquinas de atención) , son conectadas a una computadora.
Las transmisión directa de datos elimina el medio de almacenamiento usado tradicionalmente como CD, Pen drive, memorias flash, etc.
En resumen, la característica esencial de un sistema MHDNC, es la administración y control de información para múltiples maquinas incorporadas al sistema, en el cual la computadora central puede asumir la responsabilidad sobre diferentes funciones de cada CNC.
Anteriormente los CNC tenían poca capacidad de memoria y debían transmitir información bloque a bloque en tiempo real. Ahora los controles de CNC modernos ya no tienen una dependencia crítica de la computadora del CNC ya que pueden trabajar independientemente una ves que tienen el programa almacenado.
Evaluación de la Tecnología
Básicamente el DNC es una computadora (PC), que se enlaza con la unidad de control de la maquina (CNC) a través de una interfase serial RS-232c
El DNC en conexión con el departamento de diseño K_Cad.
Se cargan los programas desde la computadora K-Cad, de la PC a través de un enlace de comunicación de computo o Red.
El concepto de DNC en un ambiente industrial es el de interrelación entre las maquinas CNC y las computadoras de diseño CAD_CAM que están enlazadas directamente a través de una red de comunicación.
Diversos tipos de maquinas que pueden ser controladas a través de un sistema CNC.
- Taladradoras
- Fresadoras
- Mandrinadoras
- Agujereadotas
- Tornos
- Centros de Mecanizado
- Rectificadoras
- Prensadoras
- Plegadoras
- Bobinadoras
- Manipuladoras (como las de montaje de autos)
- Maquinas de Electroerosión
- Maquinas de soldar
- Maquinas de corte (oxicorte, láser, agua, etc.)
- Maquinas de trazar
- Maquinas de montaje de componentes electrónicos
- Robots
Etc..-
Conveniencia de contar con un CNC
Cuando Emplear un CNC:
La decisión sobre cuando es necesario utilizar una MHCN depende de un análisis de producción y rentabilidad , pero aunque parece mentira , muchas veces existe una inercia cultural que se resiste al cambio.
En general los motivos que nos llevan a la decisión de hacer uso de un CNC son:
- Cuando se tienen altos volúmenes de producción
- Cuando la frecuencia de producción de un mismo articulo no es muy alta
- Cuando el grado de complejidad de los artículos a fin de actualizarlos es elevada o existe la necesidad de brindar una variedad de modelos
- Cuando es necesario un alto grado de precisión
Maquinas Convencionales versus CNC
Veamos la comparación entre maquinales convencionales y un CNC
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Maquinas Convencionales
1. Se opera con una sola persona
2. Es necesario localizar medidas en el plano reiteradas veces
3. Es necesario la experiencia pues es el operador quien tiene el control de la profundidad, avance, velocidad, etc.
4. Existen trabajos que son imposibles de realizar
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Maquinas CNC
1. Una persona puede operar muchas maquinas
2. No es necesario prácticamente durante la operación de la maquina la determinación de medidas
3. No es necesaria la experiencia. El programa tiene el control de los parámetros de corte
4. Luego que se ejecuta el programa, prácticamente se realiza cualquier trabajo
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Programación de CNC
Que es un programa CNC
Es un conjunto de elementos alfanuméricos (signos y números) que adecuadamente dispuestos conforman un lenguaje que nos permite comunicarnos con el procesador del CNC.
Este Lenguaje es la representación de las actividades que pretendemos que la maquina herramienta ejecute. El mismo surge a partir de los datos provistos por el plano de la pieza y sus correspondientes hojas de procesos.
En este programa se representan todas las actividades necesarias y modos de operación tales cómo desplazamientos de las herramientas, velocidad de avance, velocidad de usillo y diferentes modalidades operacionales, cómo así también cambios de herramientas y modificación de las dimensiones mediante correcciones estratégicas, cambios de materiales en bruto, etc.
El sistema CNC basa su funcionamiento en la determinación precisa de los puntos de desplazamiento de los útiles mediante un sistema coordenado definido tanto en el plano cómo en el espacio pudiendo hacer uso de tres o más ejes principales y auxiliares.
Elementos de un programa
Un programa esta compuesto por funciones “Preparatorias” o “Auxiliares”.
Las funciones preparatorias se dividen en modales y no modales. Entre las funciones modales se encuentran por ejemplo entre varias
G0= Función de aproximación o alejamiento a máxima velocidad
G1= funciones de interpolación lineal
G2= funciones de interpolación circular positiva
G3= funciones de interpolación circular negativa
G8= funciones de trayectoria tangencial a la inmediata anterior
G9= función de trayectoria circular sin determinación de coordenadas del centro
G36= Función arista matada
G90= Función programación absoluta
G91= función de programación incremental
F= función de velocidad de avance
S= velocidad de giro de usillo
M= función auxiliar
M2=Parada con retorno al inicio
M30= de parada final
Etc.,
Las funciones preparatorias hemos dicho que pueden ser modales y no modales
- Modal: Es aquella que permanece hasta tanto se active otra modal
- No Modal: Es aquella que solo actúa en el bloque en el cual figura
-Bloque: Es el conjunto de funciones y datos que determinan un conjunto específico de actividades.
Los programas se componen de un conjunto de bloques numerados cronológicamente desde 01 hasta el 99999 y se identifican con la letra N
Funciones auxiliares
Son aquellas que determinan el modo de operación de la maquina, esto significa que determinan si la maquina trabajará con o sin refrigerante.
Si funcionará con 220 o con otra tensión.
Si tendrá paradas programadas.
Si trabajará de forma para-métrica
Etc..
