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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS EXTENSIÓN LATACUNGA

DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA

PRACTICA No. 4

INTEGRANTES: ANDRANGO CRISTIAN

DIAZ JONNATHAN

NIVEL: VII “A” - MECATRÓNICA

INGENIERO: FAUSTO ACUÑA

MATERIA: SISTEMAS FLEXIBLES DE

MANUFACTURA

LATACUNGA, 07 DE JUNIO DEL 2016

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TEMA:

COMPENSACION DE HERRAMIENTAS

OBJETIVOS:

1. Compensar las herramientas de corte en radio en forma manual.

2. Compensación de las herramientas con sensores y en forma automática.

3. Escalar y reflejar un programa.

4. Fresar el trabajo encargado.

5. Comprobar las dimensiones con las del plano.

MATERIALES Y EQUIPOS:

1. Centro de Mecanizado Vertical LEADWELL V-30.

2. Manual de operación.

3. Trozo de aluminio de 200x200x50 mm

4. Fresas END MILL, HSS, de 1/8 inc. y 10 mm.

5. Plato de cuchillas de 50 mm, broca de 12

6. Tornillo de máquina o bridas escalonadas.

7. Calibrador de láminas.

8. Sensor de posición de herramientas.

9. Sensor de alturas de herramientas

10. Planos de piezas e instrumentos de medición

MARCO TEÓRICO:

1. COMPENACION DE HERRAMIENTAS DE CORTE EN RADIO G41 Y

G42

Las funciones preparatorias, también conocidas como Códigos G, son las más importantes

en la programación CNC, ya que controlan el modo en que la máquina va a realizar un

trazado, o el modo en que va a desplazarse sobre la superficie de la pieza que está

trabajando. Los posibles valores que acompañan a este comando, van de 00 a 999, y cada

bloque tiene una función determinada.

(Códigos G)

En los trabajos habituales de fresado, es necesario calcular y definir la trayectoria de la

herramienta teniendo en cuenta el radio de la misma, de forma que se obtengan las

dimensiones de la pieza deseadas.

La compensación de radio de herramienta, permite programar directamente el contorno

de la pieza sin tener en cuenta las dimensiones de la herramienta.

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El CNC calcula automáticamente la trayectoria que debe de seguir la herramienta, a partir

del contorno de la pieza y del valor del radio de la herramienta almacenado en la tabla de

herramientas. (ProgramacionCNC)

Existen tres funciones preparatorias para la compensación del radio de herramienta:

G40 Anulación de la compensación en radio

G41 Compensación de radio a la izquierda

G42 Compensación de radio a la derecha

COMPENSACIÓN CNC

Se refiere a valores numéricos almacenados en el controlador de la CNC, el cual reposiciona los

componentes de la máquina. Las compensaciones se utilizan para contrarrestar las variaciones

en la geometría de la herramienta, el tamaño de la pieza, el desgaste de la herramienta, otros

parámetros, que permiten la correcta operación de la maquinaria al momento de utilizarla.

(PÉREZ, 2013)

COMPENSACIÓN DE RADIO

En los trabajos habituales de fresado, es necesario calcular y definir la trayectoria de la

herramienta teniendo en cuenta el radio de la misma, de forma que se obtengan las

dimensiones de la pieza deseadas.

La compensación de radio de herramienta, permite programar directamente el contorno de la

pieza sin tener en cuenta las dimensiones de la herramienta. El CNC calcula automáticamente

la trayectoria que debe de seguir la herramienta, a partir del contorno de la pieza y del valor

del radio de la herramienta almacenado en la tabla de herramientas.

Si se utiliza la compensación del radio de la herramienta, el control calcula automáticamente

una trayectoria paralela al contorno y así se compensa el radio de la herramienta. (JIMÉNEZ,

CONTROL NUMÉRICO POR COMPUTADOR, 2011)

Ilustración 1 Compensaciones

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ALGORITMOS EN CODIGO “G PARA LAS COMPENSACIONES DE RADIO Y ALTURA. Compensación de Radio.

Los códigos utilizados para la compensación en radio son: G41 y G42.

Ilustración 2: Compensación de Radio (Zalamaña, 2005)

Estructura del Algoritmo:

G41__D__X__Y__: compensación a la izquierda.

G42__D__X__Y__: compensación a la derecha

Dónde:

X, Y: Coordenadas absolutas del punto final.

D: Selección de herramienta, la CNC toma el dato del radio de la tabla de herramientas.

Nota

No está permitido cambiar directamente entre G41 y G42 (primero cancelar con

G40).

Es imprescindible definir el radio de corte R y la posición de cuchilla T (tipo de

herramienta).

Es necesaria la selección en relación con G00 ó G01. (Fanuc)

2. METODOS DE COMPENSACION DE HERRAMIENTAS

Programación manual

El programa de mecanizado comprende todo el conjunto de datos que el control necesita para

la mecanización de la pieza.

Al conjunto de informaciones que corresponde a una misma fase del mecanizado se le

denomina bloque o secuencia, que se numeran para facilitar su búsqueda. Una secuencia o

bloque de programa debe contener todas las funciones geométricas, funciones máquina y

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funciones tecnológicas del mecanizado. De tal modo, un bloque de programa consta de varias

instrucciones.

Los caracteres más usados comúnmente, regidos bajo la norma DIN 66024 y 66025 son, entre

otros, los siguientes:

N: es la dirección correspondiente al número de bloque o secuencia. Esta dirección va

seguida normalmente de un número de tres o cuatro cifras. En el caso del formato N03, el

número máximo de bloques que pueden programarse es 1000 (N000 hasta N999).

X, Y, Z: son las direcciones correspondientes a las cotas según los ejes X, Y, Z de la máquina

herramienta (Y planos cartesianos). Dichas cotas se pueden programar en forma absoluta

o relativa, es decir, con respecto al cero pieza o con respecto a la última cota

respectivamente.

G: es la dirección correspondiente a las funciones preparatorias. Se utilizan para informar

al control de las características de las funciones de mecanizado, como por ejemplo, forma

de la trayectoria, tipo de corrección de herramienta, parada temporizada, ciclos

automáticos, programación absoluta y relativa, etc. La función G va seguida de un número

de dos cifras que permite programar hasta 100 funciones preparatorias diferentes.

Ejemplos:

G00: El trayecto programado se realiza a la máxima velocidad posible, es decir, a la

velocidad de desplazamiento en rápido.

G01: Los ejes se gobiernan de tal forma que la herramienta se mueve a lo largo de una

línea recta.

G02: Interpolación circular en sentido horario.

G03: Interpolación circular en sentido anti horario.

G33: Indica ciclo automático de roscado.

G40: Cancela compensación.

G41: Compensación de corte hacia la izquierda.

G42: Compensación de corte a la derecha.

G77: Es un ciclo automático que permite programar con un único bloque el torneado

de un cilindro, etc.

Programación automática

En este caso, los cálculos los realiza un computador, a partir de datos suministrados por el

programador dando como resultado el programa de la pieza en un lenguaje de intercambio

llamado APT que posteriormente será traducido mediante un post-procesador al lenguaje

máquina adecuado para cada control. (Computer Aided Machining o Mecanizado Asistido por

Computadora).

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3. COMPROBRAR Y CORRER PROGRAMA EN VACIO

Antes de realizar cualquier mecanizado se debe comprobar el programa que se ha creado y

esto se puede hacer de dos formas.

Gráfica, en la cual mediante la pantalla de la máquina y realizando pasos pertinentes.

Física, mediante algún paso se puede comprobar físicamente si el programa está

correctamente descrito.

Ejecutar programas es vacío.

Este modo de operación se emplea para comprobar un programa ejecutándolo en vacío antes

de realizar alguna pieza. La ejecución en vacío consiste en correr el programa, pero sin colocar

en la máquina un trozo de materia prima o pieza. (Rodríguez F. , 2014)

Este proceso permite observar los movimientos que describe la herramienta, pero sin trabajar

sobre una pieza real. La ejecución en vacío la utilizan los operarios para hacerse una idea de la

secuencia de movimientos. Esta es una forma de verificar que todo está correcto, aunque muy

poco precisa, ya que se hace de forma visual. (Rodríguez F. , 2014)

PROCEDIMIENTO:

1. Encender la máquina y referenciarla. (Procedimiento realizado en la práctica No.2)

2. Sujetar el trozo de aluminio sobre el tonillo de máquina.

Ilustración 3 Pieza de aluminio

3. Montar en el ATC las herramientas de corte descritas en la siguiente tabla.

Ítem Heramienta A.T.C. N° Características

1 End Mill Ø 1/8 inc 1 HSS

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4. Utilizar la herramienta T1 para hallar el 0 pieza y almacenar en G54, similar a los pasos

realizados en la práctica N°. 2

5. Cambiar la herramienta a la T1, y anotar la compensación en radio presionando en el cuadro de OFFSET.

Ilustración 4 Tecla OFFSET

6. Llenar el cuadro de compensaciones digitando el radio de las herramientas montadas en el ATC.

Ilustración 5 Ubicación del radio de compensación

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7. Crear un programa completo para que la herramienta mecanice la trayectoria de la figura siguiendo los puntos indicados, con compensación y con radio vectores a una profundidad de fresado igual a 0.1 mm. Como datos se tiene que el material de la pieza es de aluminio, la herramienta es una END MILL de Ø 1/8 inc., de 4 filos, material HSS, localizada en el A.T.C. N°. 1. Calcular S y F.

Ilustración 6 Figura a trabajar

CÁLCULOS: Datos: Diámetro= 1/8” Vc= 60 m/min Fresa HSS Z= 4 Fz= 0.18

𝑆 =𝑉𝑐

𝜋𝐷

𝑆 =60

𝑚𝑚𝑖𝑛 ∗ 𝑝𝑢𝑙𝑔 ∗

100𝑐𝑚1𝑚

𝜋 ∗18 𝑝𝑢𝑙.∗ (2.54 𝑐𝑚)

𝑆 = 6015.30 𝑟𝑝𝑚 ≈ 6000 𝑟𝑝𝑚 𝐹 = 𝑧 ∗ 𝐹𝑧 ∗ 𝑆 𝐹 = 4 ∗ 0.18 ∗ 6000 𝑟𝑝𝑚 𝐹 = 4320𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛 % O0001; (PROGRAMA PARA RANURAR UNA CRUZ CON UNA FRESA FRONTAL CILINDRICA DE DIAMETRO DE 10 MM EN ATC NUMERO 1 SOBRE ALUMINIO REALIZADO POR DÍAZ JONNATHAN); N10 G17 G21 G40 G49 G54 G80 G90 G94; N20 M06 T01; N21 G42 D1 X60 Y30 F5000 N30 G00 X60 Y30; (PUNTO1) N40 M03 S5000; (husillo on )

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N50 G01 Z50 F5000;(zona de seguridad) N60 Z5 F1000;(aproximacion) N70 Z-1 F230;( penetracion) N71 X20 Y 20; N80 Y60 F460;(punto 2) N90 X-20; (punto 3) N100 Y20; N110 X-60; N120 Y-20; N130 X-20; N140 Y-60; N150 X20; N160 Y-20; N170 X60; N180 Y20; N190 X25; (vuelta al punto 1) N200 G00 Z50; (retorna zona de seguridad) N210 M05S0; (husillo stop) N220 G91 G28 Z0; (coordenadas relativas) N230 G28 X0 Y0; (retorno a cero pieza) N240 M30; (regresa programa al punto uicnial) %

8. En modo DNC CD, comprobar el programa anteriormente digitado. 9. Correr el programa paso a paso, utilizando SINGLE BLOCK, reducir los porcentajes de

las velocidades al inicio del programa, luego ajustarlos al 100% y eliminar SINGLE BLOCK.

10. Utilizando instrumentos de medición comprobar el producto final.

ANALISIS DE RESULTADOS:

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Compensación en Radio.

Ilustración 7: Resultado obtenido en CNC simulator

El código de programación fue implementado en un simulador “CNC Simulator”, como

se puede observar los resultados satisfacen los requerimientos expuestos cuyo objetivo

fue de formar una cruz realizando la compensación a la derecha del contorno de la

pieza, es decir compensar el radio para obtener un sólido cuyas dimensiones están

limitados por los puntos P1 (20,20); P2 (20,60); P3 (-20,60); P4 (-20,20); P5 (-60,20);

P6 (-60,-20); P7 (-20,-20); P8 (-20,-60); P9(20,-60); P10(20,-20); P11(60,-20);

P3(60,20), para lograr formar el sólido fue necesario realizar la compensación a la

derecha con el código G42, pero si se desea en cambio obtener una figura hueca es

necesario utilizar el código G41. El código G40, permite anular la compensación de

radio de la herramienta de corte.

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Ilustración 8 Mecanizado obtenido con compensación

1. CONCLUSIONES:

Las compensaciones de radio permite realizar trabajos de mecanizado utilizando

herramienta de corte de diferentes radios, donde la prioridad es que se respete las

dimensiones del contorno de la figura que se desea mecanizar sin que se vea

afectado por el diámetro de la herramienta de corte.

La compensación de radio radica en que la maquina CNC calcula

automáticamente la trayectoria que debe seguir a partir del contorno de la pieza

y del valor del radio de la herramienta almacenada en la tabla de herramientas.

La compensación en altura permite compensar posibles diferencias de longitud

entre la herramienta programada (herramienta patrón) y la herramienta que se va

a emplear, esto ayuda para que cuando se tenga que cambiar de herramienta no

se tenga que volver a referenciar de nuevo. Esto es muy útil en aplicaciones

donde se requiera de múltiples herramientas de corte para mecanizar una pieza.

La compensación de herramienta tanto de radio como de altura permiten

optimizar tiempo ya que facilita el cambio rápido de la herramienta entre dos

procesos obviando la parte de detener el centro de mecanizado para referenciarla

esto ayuda a mejorar la rapidez y precisión del mecanizado características

sobresalientes de una maquina CNC.

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2. RECOMENDACIONES:

No se debe cambiar de posición las herramientas del ATC, puesto a que cada

una de las herramientas de corte se encuentran registradas por sus dimensiones,

caso contrario al momento de realizar la compensación sea de radio de altura

puede ocasionar daños tanto para la maquina como para la herramienta.

Se recomienda usar un simulador virtual de un centro de mecanizado donde

podamos probar nuestros programas en Código G antes de cargarlo en la

máquina

Es recomendable revisar la programación mediante una simulación de cnc,

donde se pueda visualizar paso a paso las líneas de comandos esto con la

finalidad de corregir los errores si el caso lo amerita

Comprobar el programa paso a paso por bloques a baja velocidad antes de

mecanizar, para no ocasionar daños en la máquina-herramienta.

Es recomendable conocer los el significado de cada una de las letras del lenguaje

de programación G, ya que las combinaciones de estas son las que permiten el

control de la maquina cnc, por ende necesita de conocimiento para utilizarlas

correctamente y no cometer accidentes por mal uso de estos.

3. BIBLIOGAFÍA

Espinosa, D. M. (2013). Manual de practicas basicas del centro de mecanizado.

Fanuc. (s.f.). Manual de Operacion.

ProgramacionCNC, M. (s.f.). Compensacion de Herramientas.

Zalamaña, C. (2005). Compensacion Maquinas CNC.

Rodríguez, F. (2014). COMPROBACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL PROGRAMA CNC PARA EL

MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTA. IC Editorial.

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Rodríguez, L. (3 de Junio de 2009). r-luis.xbot. Recuperado el 19 de Mayo de 2015, de r-

luis.xbot: http://r-luis.xbot.es/cnc/codes03.html