Práctica 2 CNC

Universidad Politcnica Salesiana

Laboratorio de Control Numrico Computarizado

Prctica No 2

Por: Tito Muoz

Fecha: 29-01-2015

1. Tema: Programacin manual - torno CNC

2. Objetivos

Realizar la programacin y mecanizado a pie de mquina. Realizar operaciones manuales de mecanizado. Referenciar la mquina.

3. Mtodo

Programacin manual en control FANUC Oi Mate Tc..

4. Equipo y materiales

Torno CNC, Marca LEADWELL, Modelo Ti-40. Calibrador. Sensor de Compensacin. Eje de alumnio 25 mm. x 150 mm. Herramienta de cilindrar y refrentar (widea) Llaves.

Mandil.

Gafas de proteccin.

5. Marco Terico

5.1 Generalidades

5.1.1 Seleccin de Herramientas segn el material

Las herramientas de torneado se diferencian en dos factores, el material del que estn

constituidas y el tipo de operacin que realizan. Segn el material constituyente, las

herramientas son dependiendo del material a mecanizar.

La tipologa de las herramientas de metal duro est normalizada de acuerdo con el material

que se mecanice, puesto que cada material ofrece unas resistencias diferentes.

Esto ralentiza bastante el trabajo porque la herramienta se tiene que enfriar constante mente

y verificar que el ngulo de incidencia del corte este correcto. Por ello, cuando se

mecanizan piezas en serie lo normal es utilizar portaherramientas con plaquitas


intercambiables, que tienen varias caras de corte de usar y tirar y se remplazan de forma

muy rpida.

El mecanizado de piezas templadas tiene mucho que ofrecer en componentes con durezas

de 5565 HRC. Con calidades de plaquita basadas en el nitruro de boro cbico (CBN) y la

cermica de xido de aluminio, el mecanizado le ha ganado mucho terreno al rectificado.

Tiene las ventajas de que el proceso puede ofrecer ms productividad, costes de produccin

y por pieza ms bajos, mayor flexibilidad y un proceso de produccin ms sencillo. Y como

permite prescindir de refrigerante, el mecanizado de piezas templadas es ms respetuoso

con el medio ambiente que el rectificado tradicional.

Las herramientas se eligen tambin con respecto a la velocidad de corte a la cual se va a

trabajar, lo cual se detalla a continuacin:

Carburos (metal duro): Son los materiales ms usados en el mercado de las

herramientas de corte. Se pueden usar hasta velocidades de unos 150 m.min-1, pero

si se los recubre con una delgada pelcula de TiC o TiN pueden usarse hasta 280

m.min-1. Por lo general no se afilan.

Cermets: Igual que los carburos son materiales compuestos pero la matriz metlica

es una aleacin de Ni en cambio de Co. No son tan tenaces como los carburos pero

resisten mejor al desgaste y la alta temperatura. Se pueden utilizar hasta velocidades

de unos 370 m.min-1.

Cermicos: Los principales cermicos usados son AlO, AlO-TiC, un material

compuesto de matriz de AlO whiskers de SiC y el Si N. Son muy frgiles y caros,

tienen baja conductividad trmica y la resistencia al shock trmico es muy pobre.

No son soldables. Se pueden alcanzar velocidades de 1200 m.min-1.

Diamante: Se usa slo para el mecanizado a gran velocidad de metales no ferrosos

y materiales compuestos. De todos los materiales es el ms duro y menos tenaz, lo

que limita su uso. Se pueden llegar hasta velocidades de 4500 m.min-1.

La calidad ISO de las placas widia se indica en el siguiente grfico:


Donde la resistencia al desgaste (WR) depende de la velocidad de corte, generalmente alta,

proporcionando un mejor acabado. La tenacidad (T) est en funcin del avance. La

denominacin anterior se explica de la siguiente manera:

P: Acero, acero fundido, fundicin maleable de viruta larga.

M: Acero inoxidable.

K: fundicin.

H: Acero templado (materiales endurecidos).

S: Aleaciones termoresistentes, aleaciones de titanio.

N: Materiales no frreos (aluminio, bronce, plstico, madre, etc.)

Los recubrimientos tambin brindan ciertas caractersticas a las herramientas, entre las

cuales se puede enumerar:

Sin recubrimiento. Las caractersticas de la herramienta dependen del metal duro

adems de ser buena eleccin en cuanto a cortes ms agudos, superficies ms lisas,

mayores requisitos de acabado. Su desventaja es la sensibilidad a vibraciones.

Con recubrimiento (75%). Se posee una mayor resistencia al desgaste y se alarga

la vida til de la herramienta en 2 o 3 veces ms de lo normal. Las capas de

recubrimiento formas capas de 5 a 20 micras por PVD o CVD. Por ejemplo los

recubrimientos de TiC brindan mayor resistencia al desgaste a menores velocidades

de corte.

5.1.2 ngulo de la herramienta.

Aunque en las cuchillas portaplaquitas parece que hay un ngulo de desprendimiento

negativo, esto no es as. En el filo de la plaquita tienen una hendidura que riza la viruta y el

ngulo de desprendimiento es en realidad positivo aunque la plaquita est orientada para

abajo. Las cuchillas de widia tienen tambin ngulo de desprendimiento positivo pero como

la parte de arriba es un plano, toda la placa de widia est en ese ngulo.

Un ngulo negativo indica que la herramienta trabaja a compresin y son eficaces para

materiales duros y cortes interrumpidos. Si dicho ngulo es muy bajo, disminuye la vida

til de la herramienta, en cambio, si es dems elevado, los esfuerzos de corte y de potencia

disminuyen pero la seccin del filo se debilita.

Los ngulos habituales en las placas widia son de -8 a 25, seleccionando el mayor posible

sin que se rompa.


Figura 2. ngulo de la herramienta

5.2 Parmetros de programacin

La estructura de un programa de torneado est constituido por una serie de secuencias y

funciones donde se van programando las tareas que debe realizar la mquina de acuerdo

con los parmetros de la pieza y las condiciones tecnolgicas de su mecanizado.

Antes de empezar a confeccionar un programa de mecanizado se tiene que conocer

apropiadamente el mecanizado que ha de realizarse y las dimensiones as como las

caractersticas del material de partida, de igual manera la cantidad de piezas que componen

la serie que se tiene que mecanizar. Con estos conocimientos previos, se establece el

sistema de fijacin de la pieza en el torno, las condiciones tecnolgicas del mecanizado en

cuanto a velocidad de corte, avance y nmero de pasadas.

Igualmente se establecen los parmetros geomtricos del mecanizado sealando las cotas

de llegada y partida de las herramientas, as mismo se selecciona las herramientas que se

van a utilizar y las calidades de las mismas.

5.3 Interfaz hombre-mquina

La interfaz de usuario / interfaz hombre-mquina (HMI) es el punto de accin en que un

hombre entra en contacto con una mquina. El caso ms simple es el de un interruptor: No

se trata de un humano ni de una "mquina" (la lmpara), si no una interfaz entre los dos.

Para que una interfaz hombre-mquina (HMI) sea til y significativa para las personas,

debe estar adaptada a sus requisitos y capacidades. Por ejemplo, programar un robot para

que encienda la luz sera demasiado complicado y un interruptor en el techo no sera

prctico para una luz en un stano.

Tendiendo a que el sistema CNC es el puente de unin entre el operador y la mquina

herramienta se necesitan dos interfaces (traductores):


La interfaz del operador formado por le panel de control y varios a l conectados

relacionados generalmente con dispositivos perifricos de almacenamiento.

La interfaz de control de la mquina-herramienta que est subdividido en mltiples

conexiones de control y que afectan los actuadores de ejes, del husillo principal, etc.

Hasta llegar al sistema auxiliar de alimentacin de energa.

5.4 Movimientos de trabajo segn los comandos G y comandos M.

La programacin nativa de la mayora de las mquinas de Control Numrico

Computarizado se efecta mediante un lenguaje de bajo nivel llamado G & M. El nombre

G & M viene del hecho de que el programa est constituido por instrucciones Generales y

Miscelneas. Estos cdigos estn estandarizados por la ISO.

Cdigos G: creados en principio para describir la geometra de la pieza de trabajo, si la

pieza posee lneas rectas, arcos, etc.

Cdigos M: Miscelneos o tambin llamados funciones auxiliares se crearon en principio

para automatizar las funciones operativas, funciones que realizara el operario como:

prender el husillo, prender el refrigerante, etc.

5.5 Ciclos de torneado, comandos y caractersticas.

Dentro de los cdigos G se encuentran los cdigos modales que quedan activados en el

programa hasta que sean cancelados o cambiados por otros. En una lnea o bloque se

pueden programar varios cdigos G desde que no se cancelen entre s es decir que cumplan

funciones diferentes. Los cdigos G bsicos son G0, G1, G2, G3, y G4. Estos cdigos son

comunes a la mayora de controles, de ah en adelante los cdigos pueden variar de acuerdo

al fabricante de control o a la estandarizacin que utilice (norma DIN, ISO, etc).

Cdigos bsicos G:

G0 Posicionamiento en marcha rpida: Este es un cdigo modal, se utiliza para acercar la herramienta a la pieza de trabajo en marcha rpida antes de iniciar el

mecanizado y para alejarse de esta despus de haber mecanizado. La mquina se

desplaza con la mxima velocidad hasta las coordenadas programadas.

G1 Mecanizado en lnea recta: Tambin llamado interpolacin lineal. Este cdigo se utiliza para mecanizar toda trayectoria en lnea recta ( refrentar, cilindrar,

taladrar, hacer conos y chaflanes, ranurar, tronzar). La mquina se mueve con

avance de mecanizado programado con el cdigo F. Al programar los ejes X y Z a

la vez, se generan fcilmente trayectorias cnicas.

G2 Interpolacin circular en sentido horario: este cdigo modal se utiliza para mecanizar arcos y semiesferas donde la herramienta describe una trayectoria


circular en sentido de las manecillas del reloj. Este cdigo tambin se acompaa del

avance de mecanizado F.

G3 Interpolacin circular en sentido antihorario.

G4 Tiempo de espera: Este cdigo se utiliza cuando se necesita una pausa temporizada en el programa.

Cdigos de ciclos de torneado

G70 Ciclo fijo de acabado de perfil

G71 Ciclo fijo de desbaste en el eje X.

G72 Ciclo fijo de desbaste en el eje Z.

G73 Ciclo fijo de seguimiento de perfil.

G74 Ciclo fijo de taladrado profundo.

G75 Ciclo fijo de ranurado en el eje X.

G76 Ciclo fijo de roscado mltiple.

G80 Anulacin de ciclo fijo de taladrado.

G83 Ciclo fijo de taladrado en cara de refrentado.

G84 Ciclo fijo de roscado con macho en cara de refrentado.

G86 Ciclo fijo de mandrinado en la cara de refrentado.

6. Procedimiento

6.1 Preparacin y ajuste del equipo.

Es necesario confirmar que no exista ningn error o alarma en la mquina.

6.2 Procedimiento de la prctica

Mecanizado manual

1. Programar previamente en papel la geometra mostrada en la figura 3.

2. Medir la pieza a trabajar y sujetarla en el mandril.

3. Montar la herramienta en la torreta T01.01

4. Determinar el Cero Mquina.

5. Determinar el cero pieza.

6. Realizar compensacin de herramientas.

7. Encender el husillo a una velocidad recomendable para maquinar (dependiendo del

material se selecciona la velocidad de giro).

8. Seleccionar la herramienta para un mecanizado previo.

9. Refrentar y cilindrar manualmente a las dimensiones que solicite el instructor de

acuerdo al perfil que se ha programado.


Programacin y mecanizado a pie de maquina de la geometra:

1. Invertir la pieza y sujetarla al mandril.

2. Ingresar la programacin previamente realizada creando un nuevo programa en

modo EDIT.

3. Realizar el mecanizado colocando en modo AUTO y ejecutando paso a paso las

lneas programadas en el tem anterior.


Figura 3. Geometra a realizar.


7. Cuestionario

Cules son las caractersticas de los ciclos de trabajo de la maquina CNC?

Estos ciclos de trabajo en la mquina CNC tienen una particularidad de trabajar una sola

operacin en un mismo sentido hasta lograr un objetivo o geometra establecida. Todo esto

mediante una secuencia de movimientos anlogos variando la posicin de los ejes.

Qu es la interpolacin lineal en un programa para torneado?

Es un mecanizado en lnea recta (refrentar, cilindrar, taladrar, hacer conos y chaflanes,

ranurar, tronzar). La mquina se mueve con avance de mecanizado programado con el

cdigo. Se generan fcilmente trayectorias lineales, dependiendo de como se programen

los ejes X-Z ya sean lnea a lnea o ambos a la vez en una sola lnea.

Explicar cul es la estructura bsica para un programa de torneado de una superficie.

Los programas se numeran con la letra O y se disponen cuatro dgitos para el nmero del

programa. Por lo general se utilizan los nmeros de secuencia o nmeros de bloque con la

letra N los cuales llevan el orden de ejecucin de cada lnea en el programa. Luego del

nmero de bloque o lnea se programan los cdigos de instruccin tales como: G, M, F, S,

T, X, Z etc. Estos activan varias funciones, se puede realizar un movimiento por cada

bloque de programacin cerrando el bloque con ;. Se puede observar un ejemplo

O1111;

N05 T0000 G40 G21 G97; (Herramienta, Coordenadas, Unidades)

N10 G28 U0 W0; (Ubicacin del cero pieza)

N20 G54; (Traslado de origen)

N30 T0101; (Seleccin de herramienta)

N40 G0 X80. Z5. M4 S1200; (Posicionamiento en marcha rpida)

N50 G1 Z-2. F0.12 M8; (Mecanizado en lnea recta)

N60 G0 X81. Z; (Posicionamiento en marcha rpida)

N250 M30; (Fin del programa)

9. Conclusiones y Recomendaciones

Se realiz la programacin y mecanizado a pie de mquina comprobando todos los

parmetros del programa ingresado en torno, ejecutando lnea a lnea las acciones descritas

en cada bloque programado en base a la geometra propuesta en la prctica.

Universidad Politcnica Salesiana Se debe tomar en cuenta la referencia de la mquina y la pieza al momento de mecanizar,

para evitar posibles colisiones.

Los ciclos en las mquinas CNC son de gran utilidad ya que simplifican la cantidad de

bloques a programar y tiempos de mecanizado, si estos son utilizados correctamente.

La seleccin de herramientas y velocidades de corte son muy influyentes en la geometra

final, ya sea por dimensin o por acabado en la misma.

10. Bibliografa

[1] Interfaz Hombre-maquina (IHM) - Human-Machine Interface (HMI) - COPA-DATA. [Online]. Available: http://www.copadata.com/es/productos/product-features/interfaz-

hombre-maquina-hmi.html. [Accessed: 06-Jan-2015].

[2] _TECNOLOGIA EDUCATIVA SA - Programacin de mquinas de CNC con cdigos

G&M. [Online]. Available: http://www.tecnoedu.com/Denford/GM.php. [Accessed: 29

Jan-2015].

[3] Calamo - LENGUAJE DE PROGRAMACIN CNC -ISO-. [Online]. Available:

http://es.calameo.com/books/0007729059e6925c64377. [Accessed: 29-Jan-2015].

Documents

Práctica 2 CNC