viernes, 6 de marzo de 2009

jueves, 5 de marzo de 2009

3.5.-Control Numérico por Computador

Se considera de Control Numérico por Computador, también llamado CNC (en inglés Computer Numerical Control) (también Control Numérico Continuo Continuous Numerical Control).
“A todo dispositivo capaz de dirigir el posicionamiento de un órgano mecánico móvil mediante órdenes elaboradas de forma totalmente automática a partir de informaciones numéricas en tiempo real”. Para maquinar una pieza se usa un sistema de coordenadas que especificarán el movimiento de la herramienta de corte.

Principio de funcionamiento:
El sistema se basa en el control de los movimientos de la herramienta de trabajo con relación a los ejes de coordenadas de la máquina, usando un programa informático ejecutado por un ordenador.
En el caso de un torno, hace falta controlar los movimientos de la herramienta en dos ejes de coordenadas: el eje de las X para los desplazamientos laterales del carro y el eje de las Z para los desplazamientos transversales de la torre.
En el caso de las fresadoras se controlan los desplazamientos verticales, que corresponden al eje Z. Para ello se incorporan motores eléctricos en los mecanismos de desplazamiento del carro y la torreta, en el caso de los tornos, y en la mesa en el caso de la fresadora; dependiendo de la capacidad de la maquina, esto puede no ser limitado únicamente a tres ejes.

Aplicaciones:
Aparte de aplicarse en las máquinas-herramienta para modelar metales, el CNC se usa en la fabricación de muchos otros productos de ebanistería, carpintería, etc.
La aplicación de sistemas de CNC en las máquinas-herramienta han hecho aumentar enormemente la producción, al tiempo que ha hecho posible efectuar operaciones de conformado que era difícil de hacer con máquinas convencionales, por ejemplo la realización de superficies esféricas manteniendo un elevado grado de precisión dimensional. Finalmente, el uso de CNC incide favorablemente en los costos de producción al propiciar la baja de costes de fabricación de muchas máquinas, manteniendo o mejorando su calidad.

Programación en el control numérico:
Se pueden utilizar dos métodos:

La programación manual
En este caso, el programa pieza se escribe únicamente por medio de razonamientos y cálculos que realiza un operario.
El lenguaje máquina 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. Este conjunto de informaciones es interpretado por el intérprete de órdenes.
El programa de mecanizado contiene todas las instrucciones necesarias para el proceso de mecanizado.
Una secuencia o bloque de programa debe contener todas las funciones geométricas, funciones máquina y funciones tecnológicas del mecanizado, de tal modo, un bloque de programa consta de varias instrucciones.
El comienzo del control numérico ha estado caracterizado por un desarrollo anárquico de los códigos de programación. Cada constructor utilizaba el suyo particular.
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 N999).
X, Y, Z son las direcciones correspondientes a las cotas según los ejes X, Y, Z de la máquina herramienta. 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.
Ejemplo 1:
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 lineal en sentido horario.
G03: Interpolación lineal en sentido antihorario.
G33: Indica ciclo automático de roscado.
G77: Es un ciclo automático que permite programar con un único bloque el torneado de un cilindro, etc.

M: es la dirección correspondiente a las funciones auxiliares o complementarias. Se usan para indicar a la máquina herramienta que se deben realizar operaciones tales como: parada programada, rotación del husillo a derechas o a izquierdas, cambio de útil, etc. La dirección m va seguida de un número de dos cifras que permite programar hasta 100 funciones auxiliares diferentes.

EJEMPLO 2:
M00: Provoca una parada incondicional del programa, detiene el husillo y la refrigeración.
M02: Indica el fin del programa. Se debe escribir en el último bloque del programa y posibilita la parada del control una vez ejecutadas el resto de las operaciones contenidas en el mismo bloque.
M03: Permite programar la rotación del husillo en sentido horario.
M04: Permite programar la rotación del husillo en sentido antihorario, etc.
F: es la dirección correspondiente a la velocidad de avance. Va seguida de un número de cuatro cifras que indica la velocidad de avance en mm/min.
S: es la dirección correspondiente a la velocidad de rotación del husillo principal. Se programa directamente en revoluciones por minuto, usando cuatro dígitos.
I, J, K: son direcciones utilizadas para programar arcos de circunferencia.
Cuando la interpolación se realiza en el plano X-Y, se utilizan las direcciones I y J. Análogamente, en el plano X-Z, se utilizan las direcciones I y K, y en el plano Y-Z, las direcciones J y K.
T :es la dirección correspondiente al número de herramienta. Va seguido de un número de cuatro cifras en el cual los dos primeros indican el número de herramienta y los dos últimos el número de corrección de las mismas.

La programación automática.
En este caso, los cálculos los realiza un computador, que suministra en su salida el programa de la pieza en lenguaje máquina. Por esta razón recibe el nombre de programación asistida por computador.

martes, 3 de marzo de 2009

3.4.-SISTEMAS DE CONTROL

Funciones programables CN
Actualmente las MHCN emplean como método de trabajo la modalidad CNC exclusivamente. Sin embargo, existen en el entorno de la máquina herramienta referencias continuas a la "tecnología CN". Es importante conocer los escalones de dicha tecnología y distinguir entre los términos CN y CNC.

Sistemas CN básicos:
En las primeras máquinas-herramienta dotadas de unidades de control numérico el programa se confeccionaba externamente y debía ser transferido a la MHCN mediante algún tipo de soporte físico (disquete, casete o cinta perforada). Estos programas CN podían ser puestos en marcha o detenidos a pie de máquina, pero no podían modificarse (editarse).
Las correcciones geométricas debidas a las dimensiones de las herramientas y de los dispositivos de sujeción tenían que preverse anticipadamente en la programación y ser gestionadas de manera exhaustiva. El operador montaba las herramientas y los amarres pieza en acuerdo estricto con aquellas consideraciones, utilizando generalmente hojas de proceso o de datos de utillaje.
Sistemas CNC (controlados numéricamente por ordenador):
Presentan un ordenador como UC que permite al operador comenzar (o terminar) el programa y además realizar modificaciones (editar) sobre el mismo a pie de máquina manipulando los datos con periféricos de entrada y salida.
Las dimensiones de herramientas y utillajes se definen durante el reglaje o inicialización de las mismas, de forma independiente al programa. Estos datos se incorporan automáticamente a la programación durante la ejecución para que sean llevadas a cabo las correcciones pertinentes. Por esta razón el operador puede editar los programas con menos información de partida, limitándose a seleccionar las herramientas o utillajes en esa fase.

Tipos de control
Los conceptos de interpolación lineal y circular están relacionados con los desplazamientos de los ejes básicos de las MHCN.
Interpolación lineal: En este tipo de trayectoria el sistema CNC calcula un conjunto de posiciones intermedias a lo largo de un segmento recto definido entre dos puntos dados. Durante el desplazamiento de una posición intermedia a otra, los movimientos en cada uno de los ejes afectados se corrigen continuamente de tal manera que la trayectoria no se desvía de la recta prefijada más allá de la tolerancia permitida.
Interpolación circular: El sistema CNC calcula un conjunto de posiciones intermedias a lo largo del segmento circular definido entre dos puntos dados. Durante el desplazamiento de una posición intermedia a otra, los movimientos en cada uno de los ejes afectados se corrigen continuamente de tal manera que la trayectoria no se desvía del la circunferencia prefijada más allá de la tolerancia permitida.

De acuerdo al tipo de control los sistemas CNC se subdividen en tres categorías en nivel creciente de prestaciones:
  • El control punto a punto
    Permite el posicionado de la herramienta de acuerdo a puntos programados mediante movimientos simples en cada eje en vacío.
    Esto supone el que no se pueda controlar la trayectoria de la herramienta en trabajo.
    Dependiendo del tipo de control los motores de cada eje actúan separada o conjuntamente hasta que se alcanza la posición deseada.
    El control punto a punto se usa habitualmente en taladradoras o en sistemas de soldadura por puntos.

  • El control paraxial
    Permite, adicionalmente a los desplazamientos rápidos en vacío, el avance de la herramienta en carga, según trayectorias paralelas a los ejes básicos de la MHCN.
    En dichas trayectorias sólo actúa un único motor (el que ejecuta el desplazamiento en ese eje) controlándose la distancia a recorrer y la velocidad del avance.
    Este tipo de control se emplea en cepilladoras CN y fresas o tornos sencillos.

  • El control continuo
    Los desplazamientos rápidos de la herramienta en vacío.
    Avances en carga paralelos a los ejes básicos.
    Avances en carga hasta cualquier punto arbitrario de la pieza utilizando interpolaciones rectas o circulares.

3.3.-DISPOSITIVOS DE CONTROL

EJEMPLO:

•control numérico de un solo eje. la presente invención consiste en un control numérico de un solo eje, que tiene por finalidad automatizar a bajo coste mecanismos que precisan topes motorizados programables, como puede ser el caso de sierras, cizallas, rectificadoras, plegadoras, platos divisores, transfers, etc. para ello, dispone de los elementos de control necesarios gobernados por microprocesador distribuidos todos ellos en una placa de control, la cual incorpora además del microprocesador, elementos de visualización, teclado, contaje, entrada/salida y convertidor digital/analógico.


• El cual, en colaboración con los anteriores genera las señales de control de velocidad de la maquina cuando dicho control se realiza con motores de corriente continua, mientras que si los motores son de corriente alterna, las señales de control se toman de las salidas correspondientes de la unidad de entrada/salida. figura.