3.1. Operaciones y maquinas para el maquinado de
superficies.
Unidad 3. Control Numrico
Identificar y reconocer maquinarias de control numrico para su
funcionamiento.Conocer el funcionamiento de dichas maquinarias para
lograr una operacin optima de las mismas.Conocer cada uno de los
elementos que integran dichas maquinas para poder dar solucin a
problemas que se presente en su operacin y funcionamiento.Conocer
el desarrollo tecnolgico de dichas maquinarias para as poder
comprender el uso y aplicacin de estas maquinarias en la actualidad
en el campo laboral.Competencias especificas a desarrollar
3.1. Operaciones y maquinas para el maquinado de
superficies.
Mecanizado por Arranque de viruta.Proceso en el que la
herramienta de corte hace contacto con la pieza de trabajo
desprendiendo material en forma de viruta para obtener la forma y
dimensin de acuerdo a las especificaciones. Dependiendo del proceso
y mquina, la herramienta o la pieza a mecanizar puede estar en
movimiento mientras que la otra esta en condicin esttica o
girando.
Arranque de viruta Maquina Caractersticas ProcesoTaladro
Industrial.Un husillo principal en posicin vertical, en la cual
sostiene la herramienta y B. Una mesa de trabajo, la pieza es
sujetada en una posicin que esta debajo del husillo. Cuenta con una
mesa que es controlada en sus movimientos por medio del CNC. La
profundidad de la broca es controlada por medio de topes mecnicos.
El ciclo de taladrado en estos equipos se inicia por una seal que
indica mesa en posicin.
Arranque de viruta Maquina Caractersticas Proceso Mquinas
FresadorasPoseen la mesa, el cabezal de corte, el husillo y los
carros de desplazamiento lateral y transversal.Es una operacin de
maquinado en la cual se hace pasar una parte de trabajo enfrente de
una herramienta cilndrica rotatoria con mltiples bordes o filos
cortantes.
Arranque de viruta Maquina Caractersticas Proceso
TornoCabezalContrapuntoTorretaCarro TransversalCarro
PrincipalchuckEs un proceso de maquinado en el cual una herramienta
de punta sencilla remueve material de la superficie de una pieza de
trabajo cilndrica en rotacin.
Arranque de viruta Maquina Caractersticas ProcesoCepilloMesa
Carril transversalCabeza de la herramientaMesa de
trabajoColumnaBase
Consta de una mesa que realiza movimientos oscilantes para
generar el rose con una cuchilla a travs de la pieza para ir
eliminando material.
Mecanizado por abrasin.El mecanizado por abrasin es la
eliminacin de material desgastando la pieza en pequeas cantidades,
desprendiendo partculas de material, en muchos casos,
incandescente. Este proceso se realiza por la accin de una
herramienta elctrica o neumtica llamada esmeril y por supuesto de
la muela abrasiva.
Maquinado por Descarga Elctrica o Electro-erosionado
Usa de descargas elctricas en la cual quema el material
removindolo de esta manera. Este proceso permite la fabricacin de
dados para troqueles y Moldes.
Por abrasinMaquina Caractersticas ProcesoRectificadoraEs un
proceso abrasivo ejecutado por un conjunto de barras abrasivas
pegadas.
El movimiento del equipo es una combinacin de rotacin y
oscilacin lineal, regulada de tal manera que un punto dado de la
barra abrasiva.
Muela AbrasivaEstn compuestas por granos abrasivos aglomerados
en dispersin en un cemento que define la forma de la
herramienta.Los aglomerantes de las muelas pueden ser cermicos, de
silicato sdico y arcilla, o elsticos.
Mecanizado sin Arranque de virutaConsiste en realizar un amasado
del material, o realizar un conformado (corte, dobles, ranuras,
etc.)
PunzonadoraLas herramientas en el punzonado consisten de tres
componentes el punzn, el dado o matriz y el alimentador de lmina.
Las mquinas punzonadoras se utilizan para procesar hojas de lmina
con diferentes espesores y dimensiones rectangulares. La operacin
de punzonado en las mquinas de CNC realiza el golpe de punzonado en
las coordenadas X & Y de la lmina.
Mquinas de Corte con Arco de PlasmaEste equipo genera un chorro
delgado y caliente, que es capaz de fundir rpidamente una ranura
angosta, como de sierra, en cualquier metal y de hacer fluir hacia
fuera lo fundido.
Corte chorro de agua.Las mquinas de corte por chorro de agua o
waterjet, en la actualidad, se han convertido como una alternativa
en el corte de materiales blandos. El principio es simple, el agua
es forzada a travs de una boquilla bajo una presin de 4,000 a 9,000
bar.
Trefilado:
Operacin de conformacin en fro consistente en la reduccin de
seccin de un alambre o varilla hacindolo pasar a travs de un
orificio cnico practicado en una herramienta llamada hilera o
dado
TroquelLos troqueles de corte se utilizan para estampar una
forma determinada en una lmina de metal para operaciones
posteriores.
Los troqueles de flexin y doblado estn diseados para efectuar
pliegues simples o compuestos en la pieza en bruto.
3.2.Formacin estndares de materiales.La deformacin es nicamente
uno de los diversos procesos que pueden usarse para obtener formas
intermedias o finales en el metal.El estudio de la plasticidad est
comprometido con la relacin entre el flujo del metal y el esfuerzo
aplicado. El formado de metales incluye varios procesos de
manufactura en los cuales se usa la deformacin plstica para cambiar
la forma de las piezas metlicas.
Conformado en el cual se hace pasar el metal por trenes de
rodillos que le dan una forma progresivamente ms parecida a la
deseada.El laminado en fro se lleva a cabo por razones especiales,
tales como la produccin de buenas superficies de acabado o
propiedades mecnicas especiales.Laminacin en caliente
Este es esencialmente un proceso para la produccin de formas en
hojas de metal. Las hojas se estiran sobre hormas conformadas en
donde se deforman plsticamente hasta asumir los perfiles
requeridos. Es un proceso de trabajo en fro y es generalmente el
menos usado.Estirado.
Embutido profundoEl embutido profundo es una extensin del
prensado en la que a un tejo de metal, se le da una tercera
dimensin considerable despus de fluir a travs de un dado. Este
proceso puede llevarse a cabo nicamente en fro.
ForjadoUn dispositivo utiliza directamente el empuje hacia abajo
que resulta de la explosin en la cabeza de un cilindro sobre un
pistn mvil.A la vez hoy en da se utilizan rodillos.
CizalladoEl corte del metal implica su sostenimiento a un
esfuerzo de corte, superior a su resistencia lmite, entre filos
cortantes adyacentes.
El metal se somete a un esfuerzo muy alto entre los filos de la
matriz y el punzn, y las fracturas se inician en ambos lados de la
lmina a medida que contina la deformacin.
3.3. Mquinas-Herramientas controladas numricamente
*Clulas de fabricacin.
*Sistemas flexibles de fabricacin y montaje
Control NumricoUn programa de piezas (COMANDOS)Una unidad de
control de mquinas (MICROCOMPUTADORA)El equipo de procesamientoEs
una forma de automatizacin programable en la cual un programa que
contiene datos alfanumricos codificados controla las acciones de
una parte del equipo.Ventajas:-Flexibilidad de la
maquinaria-flexibilidad para el cambio-Reduccin de la necesidad de
mano de obra y de inventarios
Sistema de coordenadas y control de movimientos en el CN
Trabajo plano y prismtico trabajo rotatorio
El CN se usa ampliamente para operaciones de maquinado, tales
como el torneado, el taladrado y el fresado, mquinas herramientas
altamente automatizadas, llamadas centros de maquinado.
Otras mquinas herramienta controladas numricamente son: 1)
mquinas para esmerilado, mquinas para procesamiento en prensa de
lminas metlicas mquinas para doblado de tubos procesos de corte
trmico.
Control Numrico Computarizado (CNC)Resultado de poner un
micrordenador en cada mquina CN.Permite que los programas se
almacenen y se desarrollen localmente eliminando o reduciendo
problemas operativos.Rapidez: los programas son desarrollados en
tiempo y on-line.
3.4. Criterios para usar mquinas-herramientas con control
numricoServomecanismo
Lazo abierto
Lazo cerrado
Categoras bsicas en control de movimientoControl punto a
puntoControl linealControl de contorno
Componentes funcionales en mquinas CNC
Programa CNCDispositivo de entrada del programa (IHM)Controlador
mquinaSistema de actuacinSistemas de realimentacinHerramientas de
la mquinas
SensoresResolver Encoder absolutoEncoder inclemental
3.5. Control numricoForma de automatizacin programable en la
cual un programa que contiene datos alfanumricos codificados
controla las acciones de una parte del equipo.
El principio operativo del CN es controlar el movimiento de la
cabeza de trabajo y la secuencia los movimientos.
Un sistema de control numrico esta compuesto por: Un programa de
piezasUna unidad de control de mquinaEquipo de procesamiento
Elementos de las maquinas herramientas:
Operador de control
Un programa de piezas
Una unidad de control de mquina
Equipo de procesamiento
Maquina herramientaSistema de controlTransmisinRetroalimentacin
Magnetismo
Los sistemas de control numrico se pueden clasificar de acuerdo
al sistema de control o tomando como base la retroalimentacin:
3.6 Evolucin de control computarizado en manufactura.Con la
evolucin de los microprocesadores, las maquinas de CN han sido
equipadas con computadoras, transformndolas a CNC.
3.7. Evolucin de los sistemas de manufactura basados en CN.
(1801)
Joseph Jacquard, planeo una mquina de tejer (el telar de
Jacquard), que utilizaba una banda de cartulina perforada, mediante
la cul controlaba el diseo de la fabricacin.
3.7. Evolucin de los sistemas de manufactura basados en
CN.(1817-1870)
Se da comienzo a la mecanizacin y a la automatizacin de los
procesos industriales.Christopher Spencer, inventa el primer torno
automtico.
3.7. Evolucin de los sistemas de manufactura basados en
CN.(1870-1900)
El primer mtodo fue la programacin mediante levas.Se crearon
varios dispositivos para determinar la secuencia de operaciones de
una manera programada.
3.7. Evolucin de los sistemas de manufactura basados en
CN.(Inicios de 1900)
Se desarrollaron sistemas de control que permiten tomar medidas
de las variables crticas y modificar el proceso a fin de alcanzar
los valores prefijados.Surgen los sistemas de retroalimentacin.
3.7. Evolucin de los sistemas de manufactura basados en
CN.(Inicios de 1950)
Con el gran auge que cobra la automatizacin nacen las mquinas
transfer para la produccin de grandes series de un tipo de piezas
particulares.
3.7. Evolucin de los sistemas de manufactura basados en
CN.(1945-1972)
Surge la necesidad de mquinas flexibles y verstiles, para la
fabricacin de pequeos lotes de piezas diversas, series medianas,
prototipos y piezas nicas. John Parsons, comienza a investigar
sobre el CN, se desarrollan tcnicas de control numrico directo y
manufactura computarizada.
3.7. Evolucin de los sistemas de manufactura basados en CN..
Clasificacin en base al Nmero de mquinasCelda de una sla mquina
(SMC). consiste de un centro de maquinado CNC combinado de un
sistema de almacenamiento de partes para la operacin sin atender.
Puede ser diseada para operar por lotes o en modo flexible o una
combinacin de ambas.
Clasificacin en base al Nmero de mquinasCelda de manufactura
flexible (FMC). consiste de dos o tres estaciones de procesamiento
(tpicamente centros de maquinado CNC) mas un sistema de manejo de
materiales. El sistema de manejo de partes est conectado a la
estacin de carga y descarga.
Clasificacin en base Nmero de mquinasSistema de manufactura
flexible (FMS). Tiene cuatro o ms estaciones de proceso conectadas
mecnicamente por un mismo sistema de manejo y electrnicamente por
sistema computacional distribuido.
Las lneas transfer: Puede ser de mecanizado, de montaje y
consiste bsicamente en un conjunto de maquinara capaz de producir
altos volmenes con muy pocas diferencias. Una lnea transfer est
formada por un sistema de transporte (rodillos, cinta) y una serie
de estaciones, hornos, estaciones de lavado, estaciones de montaje,
estaciones de control de calidad, etc. El producto pasa
secuencialmente por cada estacin y durante su estancia se realizan,
de forma automtica, una serie de operaciones.
3.8. Beneficios de las maquinas de control numrico.La precisin
de los componentes es alta.Tambin lo es la capacidad de precisin.El
costo global de las herramientas es menor.El tiempo de avance es
menor.Se pueden realizar ms operaciones en cada configuracin de la
pieza de trabajo.El tiempo muerto de la mquina es menor, esto es,
el tiempo global del ciclo por componente es menor.La mquina se
puede ajustar a la velocidad o avances ptimos, es decir, la
productividad es mayor.
3.9. Control numrico computarizado (CNC).
Es un sistema que permite controlar la posicin y velocidad de
los motores que accionan los ejes de la mquina.Mquinas con control
numrico computarizado
Unidades autnomas de equipo, controladas por sus respectivas
microcomputadoras.
Unidad de Control de la Mquina Lee el programa NC, lo interpreta
y lo traduce para que la mquina herramientas lleve a cabo la
acciones mecnicas que correspondanElementos de UCM:
Unidad de entrada.
Memoria intermedia de datos.
Procesador.
Canales de salida.
Tablero de control.
Canales de retroalimentacin.
Ventajas Desventajas Son mas flexibles.
Los errores de lectura de datos son menores.
Es posible editar el programa en lnea.
Reduce la intervencin del operador
Posibilidad de realizar prcticamente cualquier mecanizado.Alto
costo .
Personal ms capacitado.
Costo de mantenimiento es alto
Regla de la mano derecha
3.10. Control numrico: mtodos de posicionamiento.Punto a
punto.Paraxial.Continuo.
GRACIAS POR SU ATENCIN!Trabajo en equipo
