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INTRODUCCINLa manufactura es una parte esencial de cualquier economa industrializada. Es la esencia del desarrollo econmico y ha sido reconocida como tal por la mayora de las naciones, resultando en una reida competencia internacional. La manufactura es fundamental para las actividades de todos los ingenieros y tecnlogos, porque la mayora de la investigacin, desarrollo, diseo y actividad administrativa resulta finalmente en algn producto manufacturado. Si una unidad industrial (compaa) o nacin va a ser exitosa en la competencia mundial (y por supuesto si la humanidad va a ser mejor servida por productos manufacturados abundantes de alta calidad y elevado valor) , es esencial reconocer algunas caractersticas generales de la manufactura: 1. La manufactura incluye muchos pasos desde la investigacin hasta el desarrollo, diseo, anlisis y control de productos y procesos para la entrega, servicio y, finalmente, reciclado o eliminacin del producto. Gradualmente, las muchas actividades asociadas con estas etapas se han especializado, dividido y desarticulado. Las actividades aisladas en la manufactura secuencial resultan en largos tiempos de entrega, grandes ineficiencias y costo elevado del producto. 2. La manufactura se debe ver como un sistema, con todas las partes del sistema interactuando de una manera orgnica. Esto se refleja en la prctica de la ingeniera concurrente, en la cual varias actividades se traslapan o proceden simultneamente; de esta forma, los tiempos de entrega se reducen, se mejora la calidad y se evitan los c ambios costosos una vez avanzado el ciclo del producto. 3. Los subsistemas como el CAD y CAM se basan en una computadora desde hace algn tiempo, con muchos beneficios como productividad y calidad mejoradas. Los beneficios completos requieren una integracin de todas las acciones de la manufactura. Esto se facilita con una base de datos comn, esencial para el desarrollo del CIM. 4. Las computadoras y otros dispositivos microelectrnicos, tales como controladores programables, se han usado extensivamente para el control de los procesos de produccin y maquinaria con la ayuda de CN, CNC y DNC. Una mejor comprensin de los procesos y el desarrollo de transductores adecuados ha permitido el control en el modo adaptivo, respondiendo a cambios en las condiciones del proceso en la misma o mejor forma que un operador altamente calificado. 5. La aplicacin de la computadora a un proceso no actualizado o bsicamente defectuoso no puede resolver los problemas de fondo. Por lo tanto, es ms importante adquirir una comprensin slida de los principios fsicos sobre los cuales se puede basar el control del proceso. El conocimiento de estos principios tambin es esencial si se va a construir una interfaz entre el equipo mecnico y los dispositivos electrnicos.

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SISTEMAS DE MANUFACTURA .DEFINICIN, CLASIFICACIN.

SISTEMA DE MANUFACTURA FLEXIBLE ORIGEN: ESTADOS UNIDOS Antes de empezar a hablar de manufactura flexible debemos conocer algunos conceptos de automatizacin que pueden ser desconocidos para algunos, estos conceptos son automatizacin fija programable; para luego abordar el tema de manufactura flexible. La automatizacin fija se caracteriza por la secuencia nica de operaciones de procesamiento y ensamble. Sus operaciones son simples pero su integracin en las diferentes estaciones de trabajos dan lugar a sistemas complejos y costos aplicados a la produccin masiva pero cuando se cambia de un producto a otro, es necesario la puesta a punto manual de todo el equipo implicando otras tareas, e cambio de herramientas y utilage. En la automatizacin programable la secuencia de operaciones es controlada por un programa y puede cambiar para diferentes configuraciones del producto, Este tipo de automatizacin es apropiado para la produccin por lotes de tamao bajo o medio, la inversiones equipo es alta, y las velocidades son inferiores a las caractersticas de la produccin fija y el tiempo de preparacin de los equipos para cada loo te es considerable. (Ej. El control numrico).

En cambio la automatizacin flexible es una extensin de la programable que se ha desarrollado durante las ultimas dcadas a la par de los computadores y de la tecnologa de la automatizacin, Adems de la capacidad para trabajar diferentes secuencias de operaciones en forma automtica permitiendo la fabricacin continua de mezclas variables de productos con tiempos de preparacin y cambio de herramientas virtualmente nulos, al pasar de un producto a otro. Esta requiere alta inversin en equipo adaptado a las necesites del cliente y esta orientada a la manufactura de partes afines en lotes de tamao bajo y medio bajo a una velocidad media de produccin La automatizacin flexible ha hecho factible los sistemas de manufactura flexible y la manufactura integrada por computador.

3Sistema de Manufactura Flexible resulta de un nuevo enfoque de la produccin que con la aplicacin de la tecnologa ha creado sistemas altamente automatizados .Es una filosofa de la produccin que se basa en el control efectivo del flujo de materiales a travs de una red de estaciones de trabajo muy verstiles y es compatible con diferentes grados de automatizacin est integrado por mquinas -herramientas enlazadas mediante un sistema de manejo de materiales automatizado operado automticamente con tecnologa convencional o al menos por un CNC (control numrico por computador).

Un FMS consta de varias mquinas-herramientas controladas numricamente por computador donde cada una de ellas es capaz de realizar muchas operaciones debido a la versatilidad de las mquinas-herramientas y a la capacidad de intercambiar herramientas de corte con rapidez (en segundos), estos sistemas son relativamente flexibles respecto al nmero de tipos de piezas que pueden producir de manera simultnea y en lotes de tamao reducido (a veces unitario). Estos sistemas pueden ser casi tan flexibles y de mayor complejidad que un taller de trabajo y al mismo tiempo tener la capacidad de alcanzar la eficacia de una lnea de ensamble bien balanceada. Las herramientas pueden ser entregadas al FMS tanto en forma manual como automtica. Por ejemplo a travs de vehculos guiados automatizados. Los FMS disponen de un sistema de manejo de materiales automatizado que transporta las piezas de una mquina a otra hacia dentro y fuera del sistema. Puede tratarse de vehculos guiados automticamente (AGV) conducidos por alambre de un sistema transportador o de carros remolcados por lnea y por lo general intercambian de plataforma con las mquinas. El empleo de los FMS permite flexibilidad productiva, gestin en tiempo real y acelerado nivel de automatizacin general, as que una celda en lnea es en resumen aceptar el ingreso de materia prima y sacar productos listos para ser ensamblados.

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Componentes de SMF.

El trabajo que normalmente se asigna a un sistema de manufactura flexible es mecanizar o conformar pequeos lotes de un determinado tipo de piezas, en forma totalmente automtica. Para ello, deben ser complementados algunos de los aspectos tecnolgicos de las mquinas de control numrico convencionales incluidas en la clula mediante componentes y dispositivos que permitan realizar las siguientes funciones: preparacin automtica de los medios de produccin; manipulacin automtica de piezas, mordazas y elementos de medida; control automtico de seguridad en la calidad y, finalmente, supervisin y diagnstico, tambin automatizados, de la realizacin del proceso. As, los componentes bsicos de un SMF

Computadora central El desarrollo de la microelectrnica y por consecuencia el uso de las computadoras ha sido indispensable en el desarrollo de los SMF, el uso de computadoras ha hecho posible el actual xito de estos sistemas de produccin y con ellas la importancia de sus caractersticas principales: automatizacin, flexibilidad, productividad y optimizacin de costos. Cualquier SMF requiere del uso de equipo de computo, independientemente del SMF que se utilice, lo que no cambia de uno a otro es el uso de la computadora central, siempre debe haber una porque es la que controla al sistema completo incluyendo mquinas de control numrico por computadora (CNC) y el sistema para el manejo y transporte de materiales, Un SMF es tan eficiente y verstil como lo sea el software que lo controla, as la flexibilidad total del sistema se basa en la capacidad del software del programa para coordinar efectivamente a todos los elementos que integran el sistema . La computadora central ejerce el control del sistema completo de computadoras en el sistema, coordina totalmente el sistema de produccin, monitoriza el sistema ante cualquier rotura de herramientas, maquinaria o transportes y alerta a los supervisores de esa contingencia. Tambin determina el trabajo de cada mquina y las rutas de transporte de los productos a la mquina apropiada para optimizar la produccin y el uso de ellas.

Mquinas controladas numricamente Tal vez el elemento ms caracterstico y representativo de un SMF es la mquina CNC. Se trata de la mquina herramienta que se encarga del trabajo de maquinado dentro del sistema y puede ser una mquina NC (control numrico), DNC (control numrico directo), CNC (control numrico por computadora) o una combinacin de stas. En toda instalacin de fabricacin flexible, desde la ms pequea clula al taller ms complejo, el elemento bsico es la mquina herramienta de control numrico El tipo de maquinaria que se utiliza en un SMF de mecanizado es exclusivamente de control numrico. Sobre cada configuracin bsica suelen existir importantes opciones, tanto mecnicas como en el sistema de control, lo que permite realizar la supervisin del proceso

5de mecanizado, el cambio automtico de herramienta, el control del estado de herramientas, etc. Con dispositivos aportados por la propia mquina. El control numrico de las mquinas herramientas simplemente es el control de las funciones de la mquina herramienta por medio de instrucciones en clave.

Robots Uno de los elementos ms representativos de los actuales sistemas de produccin lo constituyen los robots industriales que cuentan con elevado grado de flexibilidad y adaptabilidad a las variaciones del entorno. Estas caractersticas permiten que sean utilizados cada vez ms en una amplia gama de actividades. Se trata de los mecanismos que se encargan de abastecer de piezas a las mquinas en un SMF para que stas trabajen de forma continua y automtica En los SMF, los robots trabajan conjuntamente con las mquinas NC o bien se utilizan directamente para la mecanizacin de piezas. Para conseguir un desarrollo de 1a fabricacin automtica exento de problemas los robots industriales precisan de sensores adecuados. Con su ayuda, se pueden detectar y corregir inmediatamente situaciones problemticas o de peligro y evitar daos mayores o paradas de la produccin.

Sistemas para el transporte de materiales Por lo que se refiere a los elementos de transporte, su objetivo es el transporte d piezas entre clulas y almacenes. Existen diversos dispositivos que se pueden c1asific en dos grandes grupos: bandas transportadoras y vehculos automticamente guiad (AGV). Entre los primeros se encuentran las soluciones clsicas como las bandas transportadoras, rodillos, dispositivos neumticos, etc. Se trata, en general, de sistemas bastante rgidos, aunque controlables, si se desea, por la computadora de transporte. Los segundos, por el contrario, aportan un elevado grado de flexibilidad al sistema. Cuentan con caminos prefijados por carriles, cable enterrado o marcas pticas, que les permiten llevar a cabo la tarea encomendada; bajo el control de la computadora que lleva el propio vehculo. Son vehculos autopropulsados mediante un sistema de bateras situadas a bordo y motores de traccin controlados tambin por una computadora a bordo

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Clasificacin de SMF.

Clasificacin de los SMF El sistema ms sencillo de manufactura flexible se conoce como mdulo de manufactura flexible (MMF) y consiste en una mquina CNC mejorada con un carrusel de herramientas y un intercambiador de piezas. Tomando como base a este mdulo de manufactura flexible se pueden construir sistemas ms complejos. As pues, en un SMF pueden considerarse tres niveles de aplicacin. La clula flexible. La lnea o grupo flexible El taller flexible La diferencia no est tanto en el nmero de mquinas que las componen, sino en un nivel cada vez mayor de integracin de las funciones de produccin. Si bien no existe una definicin universalmente aceptada para cada uno de estos trminos, a una misma instalacin unos le llaman clula flexible y otros, lnea flexible, con lo que se pueden llegar a confundirse ambos conceptos.

La clula flexible. Est formada por unas pocas mquinas, en ocasiones slo una, dotadas de control numrico con dispositivos de cambios de herramientas y piezas, con almacenes a pie de mquina para garantizar su autonoma durante varias horas, y una computadora que coordina los elementos de mecanizado, manutencin y transporte entre las mquinas. Son capaces de mecanizar totalmente o casi totalmente una cierta categora de piezas, incluyendo fases de control de calidad

Distribucin de una clula de manufactura flexible.

7Lneas flexibles.

Varias mquinas de control numrico o clulas flexibles se relacionan entre s mediante un sistema de transporte de piezas e identificacin de las mismas. En general disponen en lnea de almacenes de piezas y herramientas automatizadas. Permiten la entrada al azar de gran diversidad de piezas y el software las asigna a la mquina ms adecuada. La computadora que coordina la lnea realiza tambin funciones de planificacin y programacin de la produccin

Distribucin de una lnea de manufactura flexible.

El taller flexible. Tiene todas las funciones de fabricacin incorporadas e integradas dentro de la filosofa de fabricacin flexible. Los sistemas de recepcin, inspeccin, almacenaje, transporte, mecanizacin, verificacin, montaje inspeccin y distribucin, centralizadas o distribuidas segn proceda, estn totalmente automatizados y coordinados por una computadora central y a travs de las computadoras satlites de cada funcin o taller.

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ESTADO DEL ARTE.

Estado del arte de los Sistemas de Manufactura Flexible y Tiempo Real. Un Sistema de Manufactura Flexible (SMF) est dinmicamente interactuando con su medio ambiente, lo cual afecta en la operacin general. Los cambios se deben: a) al nmero de productos a fabricar b) el ciclo de vida del producto y, c) a la gama de productos a manufacturarse dentro del SMF. Esto trate como consecuencia la preparacin de los dispositivos de sujecin, la programacin de los diferentes elementos automticos (robots, actuadores, centros de maquinado, sistemas de inspeccin, etc.) y al registro de informacin. Requiriendo que el SMF este en sincrona con todos los elementos automticos que interactan con l y proporcione en los mbitos de informacin, programacin y operacin en tiempo real (TR). En este artculo se formalizan los conceptos de SMF y TR como un solo concepto expresndose como Sistema de Manufactura Flexible en Tiempo Real (SMFTR). Las fallas que tiene un SMF en su actuar repercute en la calidad del producto y en los tiempos de entrega, tales como los problemas de ensamble, exceso de material, deformaciones dimensionales, tiempo de produccin entre otras; a los cuales se les llama fallas de informacin, programacin y operacin. La falla se define como el incumplimiento de una o varias de las especificaciones requeridas por el mundo fsico con el cual interacta por parte del SMF. Utilizando esta definicin para el estudio de un SMF y considerando a la informacin en la programacin y a la operacin se tiene: Una falla de informacin es la variacin de resultados con respecto a lo establecido. Una falla en programacin es la falta de sincronizacin con el mundo fsico. Una falla en operacin es cualquier incumplimiento en las especificaciones del sistema y del producto. Bajo el respaldo de todo lo anterior, se procede a plantear el siguiente anlisis que fundamenta al tiempo real en los SMF. Sistema de Tiempo Real (STR). Definicin 0 (Sistema en Tiempo Real). Un STR es aquel sistema que interacta activamente con un entorno con dinmica conocida en relacin con sus entradas, salidas y restricciones temporales, para darle un correcto funcionamiento de acuerdo a los conceptos de estabilidad, controlabilidad y alcanzabilidad .

9El entorno fsico est formado por un conjunto de parejas ordenada { k, k} , donde k son los datos (entradas y salidas) y k son las restricciones con k N. Un Sistema en Tiempo Real es un conjunto S que interacta de alguna manera a travs de una relacin con el conjunto respetando sus restricciones temporales k y monitoreando o controlando los datos k para un correcto funcionamiento. Por tal motivo un sistema en tiempo real requiere sincrona con los medios del entorno, ajustar todas las variables que se encuentren para garantizar la eficiencia en: a) la emisin recepcin, as como en su transferencia de la informacin, b) de la programacin y de la operacin sincronizada de todas las operaciones que componen el proceso. Bajo el cumpliendo de las caractersticas del tiempo real tenemos: La interaccin con el mundo real est determinada por la demanda de los clientes de los productos que se pueden manufacturar en esta clase de sistemas. Pero en los casos de puesta en marcha de estos sistemas esta demanda se supone, exigiendo en calidad y tiempo de respuesta; probando la interaccin entre los cambios en los procesos de informacin de las instancias que forman las operaciones del SMF, considerando que esta interaccin restringe la complejidad de su programacin de cada uno de los subprocesos sin perder su operacin bsica de cada uno de ellos. Sistema de manufactura flexible en tiempo real (SMFTR). Un SMF que esta dinmicamente interactuando con su medio ambiente recibiendo e integrando tanto materia como un producto, respectivamente; se encuentra afectado por un grupo de estados y operaciones dentro de la cadena que compone su sistema ya sea esto en hardware o en software, o en una combinacin de ambos. Los cambios que se realizarn para obtener un grupo de productos dentro de un proceso de manufactura flexible se deben: a) al nmero de productos a fabricar por cada gama, b) el ciclo de vida del producto dentro del proceso de manufactura y, c) a la gama de productos a manufacturarse en un tiempo lmite. Esto trae como consecuencia la preparacin de los ciclos de trabajo dentro del SMF es decir, la programacin de los diferentes elementos automticos (robots, actuadores, centros de maquinado, sistemas de inspeccin, etc.), el registro de informacin en relacin a las tolerancias y tipo de calidad del producto, cumpliendo con especificaciones predeterminadas por el grupo de diseos a desarrollarse en el SMF. Considerando que adems este sistema requiere entregar cada uno de sus productos en forma concurrente dentro de un intervalo de tiempo predefinido por el proceso real con el cual esta el SMF interactuando y que permita cumplir la entrega total de los lotes que tienen que trabajarse dentro del SMF en un intervalo de tiempo preestablecido. A esta clase de sistemas se les conoce como SMFTR.

10Estudio del arte. Un artculo del estado del arte resume y organiza los resultados de investigacin reciente en una forma novedosa que integra y agrega claridad al trabajo en un campo especfico. Caractersticas Asume un conocimiento general del tarea Enfatiza la clasificacin de la literatura existente Desarrolla una perspectiva del rea Evala las principales tendencias

El proceso de diseo

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JUSTIFICACIN DE UTILIZACIN.

Justificacin Econmica de un SFM Las instalaciones de los SFM son muy demandantes al capital ya que tpicamente empiezan al rededor de 1 milln de dlares. Es por ello que un anlisis concienzudo costo beneficio debe ser realizado, antes de tomar una decisin final. Este anlisis deber incluir factores como, costo del capital, energa, materiales, mano de obra, mercado para los productos manufacturados y fluctuaciones en la demanda anticipada para el tipo de producto. Un factor adicional es el tiempo y esfuerzo requeridos para la instalacin y depuracin del sistema. Tpicamente un SFM puede tomar de 2 a 5 aos en instalarse y cuando menos 6 meses en depurar, aunque los SFM requieren pocos o ningn operador de mquina el personal involucrado con la operacin total debe ser entrenado y altamente capacitado. Este personal incluye Ingenieros en manufactura, programadores computacionales e ingenieros de mantenimiento. Ventajas de los SFM. Incrementan la productividad. Menor tiempo de Preparacin en nuevos productos. Reduccin de inventarios de materiales dentro de la planta. Ahorro en fuerza de trabajo. Mejora en la calidad del producto. Mejora en la seguridad de los operarios. Las partes pueden ser producidas de forma aleatoria y tambin en lotes. Implementacin de SFM Gracias a las ventajas que proporcionan los SFM muchas empresas manufactureras han considerado durante mucho tiempo la implementacin de grandes sistemas dentro de sus empresas. Pero despus de un anlisis concienzudo se ha encontrado que los empresarios han optado por sistemas mas pequeos, menos caros por consiguiente y por ende mas efectivo en costos. Estos sistemas incluyen celdas de manufactura y hasta centros de maquinado y tornos solos que son mucho mas fciles de utilizar que un solo torno.

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MAQUINAS DE CONTROL NUMERICO.

Conceptos bsicos.

Control numrico El control de mquinas se ha practicado desde hace mucho con dispositivos analgicos, por ejemplo, comparando el voltaje generado por un transductor con un voltaje de control. Sin embargo, los mayores avances en el control de manufactura fueron realizados por la introduccin del control numrico (CN). En el sentido ms amplio, CN es el uso de instrucciones codificadas simblicamente para el control automtico de un proceso o maquinaria. Se han desarrollado varias formas de CN: Control numrico El hardware para el CN bsico incluye la unidad de control de la mquina (UCM, que contiene la lgica que se requiere para traducir informacin a una accin apropiada; servomotores, y, si el control es de lazo cerrado, dispositivos de retroalimentacin y circuitos asociados. El plan de accin es proporcionado por la UCM en forma de un programa en una cinta perforada, cinta magntica o disco. Usualmente los programas son preparados por un programador o por el operador de la mquina herramienta, y ledos en la UCM por un lector de cinta. La UCM est equipada para realizar varias funciones. Por ejemplo, se puede esperar que la mquina herramienta u otro dispositivo mecnico se mueva de un punto a otro. Esto se logra en varias formas: 1. Si la mquina herramienta est equipada con dos servomotores colocados en las coordenadas x-y, la UCM ms sencilla primero mueve el servomotor x y despus el y de acuerdo con las distancias prescritas, sin controlar el movimiento mismo (sistema punto a punto o de posicionamiento, Fig. 2-4a); cuando se alcanza la posicin programada, se realiza la operacin (digamos, se hace un agujero). Un sistema ligeramente ms complejo tambin se mueve primero en una direccin y luego en la otra, pero esta vez con un control completo de la velocidad del movimiento (sistema de corte directo, Fig. 2-4b), mientras que tiene lugar una operacin como corte, fresado o soldado. 2. El CN es particularmente valioso cuando se va seguir un contorno complejo (Fig. 2-4c). En los sistemas de contorno la UCM se programa para descomponer el contorno en segmentos ms cortos y para interpolar entre los puntos extremos de los segmentos. La interpolacin lineal aproxima el perfil curvo en pequeas longitudes rectas; una mejor aproximacin se obtiene con trayectorias circulares, curvas suaves y, especialmente, con curvas suaves-B racionales no uniformes (NURBS). La infornlacin se lee en bloques, y una memoria intermedia (registrador intermedio) evita la discontinuidad de la operacin, que en el caso de maquinado, soldado, etctera, resultara en marcas de paro visibles en la superficie. Control numrico por computadora (CNC) Las funciones de la UCM son parcial o completamente asumidas por una computadora (una mini o microcomputadora asignada a la mquina herramienta, Fig. 2-5a). El programa en su totalidad se lee en la memoria. Como las computadoras se pueden reprogramar fcilmente, se obtiene una flexibilidad de operacin mucho mayor. Por ejemplo, es posible trazar una curva compleja sin ningn rompimiento en la continuidad, y de esta forma obtener la aproximacin ms cercana para el contorno deseado. Tambin se pueden agregar programas que proporcionen funciones tecnolgicas, realicen control adaptivo, as como incorporar algunos elementos de un modelo de proceso.

13Los microprocesadores usados en lugar de los circuitos de CN equipados son ms confiables y pueden tener caractersticas de autodiagnstico. En general, la parte o programa de proceso an se recibe en cinta o disco, aunque muchos sistemas de CNC permiten programacin directa. La computadora tiene memoria suficiente para servir no slo como un compensador, sino tambin para almacenar los programas necesarios para una operacin prolongada.

Tanto el CN como el CNC elevan la productividad y reproductividad, aumentando de esta forma la precisin, calidad y confiabilidad del producto final. El CNC minimiza los errores introducidos por el lector de cinta, ya que sta slo se lee una vez; tambin reduce los gastos generales relativos al CN.

14Control numrico directo (DNC) Varias mquinas herramienta se conectan a una computadora central, ms grande, la cual almacena todos los programas y emite los comandos de CN a todas las mquinas (Fig. 2-5b). Ya no se usa esta aproximacin desde hace mucho tiempo a favor del control numrico distribuido, en el cual cada mquina tiene su propia computadora y la central slo se emplea para almacenar, bajar, editar y monitorear programas, as como para proporcionar funciones de supervisin y administracin. Con ese control jerrquico, aun las tareas muy complejas se pueden dividir en elementos manejables. La tarea de computacin en tiempo real y del procesamiento sensorial se asigna a las computadoras de primer nivel. Las unidades de CN pueden ser de tipo convencional, equipadas con el lector de cinta reemplazado por una lnea de comunicacin directa a la computadora central (sistemas con lectores tras la cinta), o unidades especializadas que, al igual que las unidades CNC, usan una microcomputadora como la UCM. Obviamente, la ltima permite una flexibilidad mucho mayor. Controladores lgicos programables El control de muchos procesos requiere funciones de secuencia, sincronizacin, conteo, lgica y aritmtica, las cuales se satisfacan con circuitos lgicos de relevadores. A stos se les tena que rehacer la instalacin elctrica si s e deba cambiar su lgica. Actualmente, su lugar ha sido ocupado por controladores programables (PC); para evitar confusin con las computadoras personales, ahora se les llama controladores lgicos programables (PLC). Su gran ventaja es que la memoria se puede reprogramar fcilmente con un tablero de programacin o una computadora, en la "lgica en escalera", familiar para los conocedores de circuitos de relevadores. A menudo se usan en combinacin con microcomputadoras para realizar tareas simples en secuencia, rpidamente, en tiempo real. Se debe notar que, para explotar todos los beneficios del control por computadora, usualmente es necesario mejorar el desempeo mecnico del sistema. Con frecuencia, a la integracin de los aspectos mecnicos y electrnicos se le denomina mecatrnica. Lenguajes de programacin. Programacin del control numrico La programacin de la mquina herramienta se ha s amplificado enormemente con el paso de los aos, y se ha difundido del maquinado a otros procesos. La programacin comienza definiendo la secuencia ptima de operaciones y las condiciones del proceso para cada una. Las caractersticas geomtricas de la pieza se usan para calcular la trayectoria de la herramienta. El programa resultante puede ser muy general y se debe convertir, con la ayuda de un programa llamado el posprocesador, en una forma aceptable para el control particular de la mquina herramienta. La salida es una cinta perforada u otro medio de almacenamiento. Un paso importante es la verificacin de la cinta, que revela errores de programacin y asegura la produccin de piezas correctas. Bsicamente existen cuatro aproximaciones: 1. Programacin manual: todos los elementos del programa se calculan por un programador calificado de partes, quien los pone en instrucciones generales estandarizadas. La programacin es laboriosa y actualmente est limitada en gran parte a programas de punto a punto. 2. Programacin asistida por computadora: el programador se comunica con un sistema de software en un lenguaje de propsito especial que usa palabras como las del idioma de ingls. El ms comprensivo de estos lenguajes, el APT (herramientas programadas

15automticamente), se desarroll en los aos cincuenta en el Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, con el patrocinio de la Fuerza Area de EE.UU . , y se ampli en los aos sesenta con el patrocinio de un consorcio de usuarios, en el IIT Research Institute, Chicago, Illinois , y despus en CAM???I. Desde entonces se han desarrollado muchos lenguajes simplificados y lenguajes diseados para procesos especficos . Los lenguajes de programacin traducen la informacin de entrada en una forma entendible para la computadora, de manera que pueda realizar los clculos necesarios, incluyendo la compensacin para las dimensiones de la herramienta (compensacin de la cortadora en el maquinado). La verificacin de la cinta se debe hacer en la mquina herramienta o en una mquina de dibujo. 3. CAD/CAM: Cuando las piezas se disean con CAD, la base de datos numrica puede ser usada para generar el programa en la terminal de grficas , ya sea por un programador o por el diseador de la pieza, con la ayuda del software de CAD/CAM. El programa se puede verificar de inmediato viendo en una terminal de presentacin de video (VDT) la trayectoria de la herramienta en relacin con la pieza. La programacin es rpida y relativamente barata, de ah que se utilice an para piezas individuales o, como con frecuencia se le llama, para produccin nica. 4. Entrada manual de datos: Muchas mquinas herramientas de CNC estn equipadas con una pantalla de VDT y software poderoso que prepara el programa de la pieza. En respuesta a preguntas, el operador introduce informacin para definir la geometra de la pieza, el material y las herramientas. Se usan palabras estndar en ingls, y el software hace el resto. La tcnica es muy econmica ya que permite la programacin mientras otra aplicacin est corriendo. Con la difusin del CNC y de la entrada manual de datos, la tendencia es confiar la mayor parte de la programacin al operador de la mquina herramienta; sin embargo, la programacin convencional asistida por computadora y CAD/CAM an se realizan en los departamentos de programacin. La base de datos grfica puede ser intercambiada entre sistemas diferentes, a travs de formatos estndar tales como Especificacin Inicial de Intercambio de Grficas (IGES), ANSI Y I 4 . 26M. A travs de ISO 1 0303 (Industrial Automatization Systems and Integration-Product Data Representation) y ANSI/CAM-I 1 0 1 - 1 995 (Dimensional Measurement Interface Standar) se puede obtener informacin adicional del producto.

Generacin y transferencia de programas. Control numrico computarizado (CNC) Este es el trmino general que se usa para describir un sistema de control el cual incluye una computadora o un microprocesador digital. Las mquinas CNC son adaptables a un amplio rango de procesos de manufactura, algunas aplicaciones de son: corte de metales, soldadura, corte mediante flama, trabajo en madera, prensa, etc. Las CNC son capaces de trabajar muchas horas con una supervisin mnima y son para produccin en serie y en lotes. En este campo se puede definir el control numrico como un dispositivo capaz de controlar el movimiento de uno o varios rganos de la mquina de forma automtica a partir de los nmeros y smbolos que constituyen el programa de trabajo.

16Este programa controla o automatiza las siguientes funciones: Los movimientos de los carros Las velocidades de posicionado y mecanizado Los cambios de herramientas. Los cambios de piezas Las condiciones de funcionamiento (refrigeracin, lubricacin, etc.)

Los componentes bsicos de un sistema NC son: El programa La unidad de control La mquina herramienta El programa contiene toda la informacin necesaria para el mecanizado, la unidad de control interpreta esta informacin y controla la ejecucin de la misma en la mquina herramienta.

Configuracin de los ejes y su identificacin Todas las mquinas herramientas tienen ms de una posibilidad de movimiento y es importante identificarlos de manera individual. Existen tres planos en los cuales se puede tener movimiento y son: plano longitudinal, plano transversal y plano vertical. A cada uno de ellos se le asigna una letra y se identifica como un eje, as se tienen los ejes X, Y y Z. La figura 2.3 muestra la identificacin de ejes en la fresadora y la figura 2.4 los ejes en el tomo y guardan las siguientes caractersticas: El eje Z siempre es paralelo al principal movimiento de giro de la mquina. El sentido positivo del eje Z incrementa la distancia entre la pieza y la herramienta. El eje X siempre ser paralelo a la principal superficie de trabajo de la mquina y perpendicular al eje Z. En las mquinas en que las piezas y herramientas no son giratorias, el eje X es paralelo a la direccin principal de corte y su sentido positivo corresponde con el sentido de corte; por ejemplo, el cepillo. El eje Y siempre ser perpendicular a los ejes X y Z.

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Fig. Identificacin de ejes para la fresadora

Figura. Identificacin de ejes para el torno

Los ejes generan planos de trabajo en donde se manejan de manera exclusiva las interpolaciones circulares. Un arco programado con G02 G03 se ejecuta solamente en alguno de los tres planos principales: X-Y, X-Z Y-Z, correspondindole a cada plano un cdigo de control numrico, como se muestra en la figura 2.5.

Planos de trabajo.

18TIPOS DE MOVIMIENTO

El movimiento de las mquinas CNC a posiciones predeterminadas puede ser realizado de tres maneras: movimiento punto a punto, movimiento lineal y contorneo circular. Movimiento punto a punto Es la programacin de instrucciones mediante los cuales se mover .la pieza o herramienta de una posicin a otra, a una velocidad alta preprogramada (figura 2.6), sern involucrados uno o ms ejes, pero el movimiento no es coordinado y hay que tener cuidado para prevenir choques con algn dispositivo de sujecin (ninguna operacin de corte deber hacerse en el posicionamiento punto apunto). Nota: Todos los valores utilizados son nicamente para mostrar los ejemplos.

Figura . Movimiento punto a punto

Movimiento lineal Es la programacin de un movimiento llevado a cabo por la mesa de trabajo eJl fresadora de la herramienta en el caso del tomo a una cierta velocidad de avance; la" debe ser definida por el usuario dependiendo del tipo de material y del acabado que quiera obtener (figura 2.7).

Movimiento lineal con arranque de viruta Movimiento circular Este movimiento es similar al movimiento lineal, pero Con la diferencia que pueden realizarse movimientos circulares a una cierta velocidad de avance (figura 2.8 Se utilizan los cdigos G02 y G03.

Ejemplo de movimiento circular: a) sentido horario y b) sentido anti horario.

19SISTEMAS DE PROGRAMACIN

Existen dos tipos de programacin, el sistema incremental o relativo y el sistema absoluto. Ambos sistemas tienen aplicaciones en la programacin CNC, y la mayora de los mandos en herramientas de las mquinas construidas hoy son capaces de manejar la programacin incremental y absoluta.

Sistema incremental En el sistema incremental, todas las dimensiones se establecen punto a punto, esto es, siempre se utiliza el punto anterior como el origen para programar el siguiente movimiento (figura 2.9).

Sistema incremental o relativo

Sistema absoluto En el sistema absoluto, todas las dimensiones o puntos se miden con respecto al cero o punto de referencia que se fija desde el inicio (figura 2.10).

. Sistema absoluto

En el ejemplo de la figura 2.11, se muestra una tabla con el anlisis de los movimientos en el sistema incremental, donde se puede observar como caracterstica de ste sistema que la sumatoria de los movimientos es igual a cero. Mientras que en el anlisis de movimientos en

20el sistema absoluto se observa como caracterstica que el movimiento hacia X=O y y=o, con lo que se le indica a la mquina que regrese al origen. En la fresadora para indicar que estamos trabajando el sistema incremental se utiliza el cdigo G91, y para el sistema absoluto se utiliza el cdigo G90. En el torno para indicarle a la mquina que se utiliza el sistema incremental se cambia a las letras U y W, y para el sistema absoluto se utilizan las letras X e Z.

21La programacin automtica

Las mquinas-herramientas de control numrico configuran una tecnologa de fabricacin que va de la mano de la microelectrnica, la automatizacin y la informtica industrial y que ha experimentado en los ltimos aos un desarrollo acelerado y una plena incorporacin a los procesos productivos, desplazando progresivamente a las mquinas convencionales. Su capacidad de trabajo automtico y de integracin de los distintos equipos entre s y con los sistemas de control, planificacin y gestin de informacin hacen del control numrico el principal apoyo a otras tecnologas de fabricacin como son el CAD y el CAM.

Dibujo en el diseo. El dibujo y el diseo asistidos por computadora son, hoy en da, una herramienta imprescindible para lograr un diseo competitivo ya que hasta hace unos pocos aos, dichas tcnicas eran reservadas a las grandes empresas, o aquellas que tenan un elevado potencial econmico y humano. El conjunto de tcnicas asistidas por computadora (CAD/CAM) han experimentado una gran evolucin en los ltimos aos, y pueden ser suficientemente maduras como para aplicarse de forma rentable en prcticamente en todo el proceso de diseo y fabricacin de un producto. Sistemas cam para programacin automtica Los sistemas de fabricacin asistida tienen por objetivo, bsicamente, proporcionar una serie de herramientas que permitan fabricar la pieza diseada. Actualmente, el CAM se conoce fundamentalmente como sistema de programacin de mquinas CNC. Sin embargo, debe precisarse que el CAM es un concepto mucho ms amplio, que incluye la programacin de robots, de mquinas de medicin por coordenadas, simulacin de procesos de fabricacin, planificacin de procesos, etc. La primera y ms importante aplicacin del CAM es la programacin de mquinas CNC, o sea, la generacin de programas fuera de las mismas. Ello permite realizar los programas sin interrumpir la mquina, adems de poder simular la ejecucin de los mismos en el ordenador, evitando as los posibles errores y colisiones, aumentando el rendimiento de la mquina y la calidad de las piezas mecanizadas. Los sistemas CAM pueden utilizarse para diferentes tecnologas que, normalmente estn disponibles por mdulos: fresado, torneado, electroerosin, punzonado, corte por LASER, oxicorte, etc. Una de las aplicaciones ms extendidas es la programacin automtica de operaciones de fresado. Ello es especialmente interesante cuando la pieza a mecanizar es compleja, es decir, que es difcil ser programada "manualmente". Durante el proceso de desarrollo de un producto, es muy frecuente que se fabriquen maquetas prototipos para la aprobacin de estilo. Si estas maquetas se manufacturan mediante CAM en base a un modelo CAD, la pieza final ser idntica a la maqueta

22aprobada. En este caso, se utiliza el modelo CAD para generara las trayectorias de la herramienta que constituirn el programa CNC, obtenindose , una vez mecanizada, una pieza idntica al modelo diseado mediante CAD. Un conjunto de ordenes que siguen una secuencia lgica constituyen un programa de maquinado. Dndole las ordenes instrucciones adecuadas a la mquina, sta es capaz de maquinar una simple ranura, una cavidad irregular, la cara de una persona en alto relieve o bajorrelieve, un grabado artstico, un molde de inyeccin de una cuchara o una botella, lo que se quiera. Hasta hace unos pocos aos, hacer un programa de maquinado era muy difcil y tedioso, pues haba que planear e indicarle manualmente a la mquina cada uno de los movimientos que tena que hacer. Era un proceso que poda durar horas, das, an semanas, de todas maneras se obtena un ahorro tanto de tiempo como de dinero comparado con los mtodos tradicionales. Hoy en da se emplean sistemas CAD/CAM que generan el programa de maquinado de forma automtica. En el sistema CAD (diseo asistido por computadora), la pieza que se desea maquinar se disea en la computadora con herramientas de dibujo y modelado en slido, figura 2.12.

Diseo con un sistema CAD Posteriormente, el sistema CAM toma la informacin del diseo y genera la trayectoria de corte que tiene que seguir la herramienta para fabricar la pieza deseada; a partir de esta ruta de corte se crea automticamente el programa de maquinado, el cual puede introducirse a la mquina mediante un disco o enviado electrnicamente, figura 2.13.

Diagrama de un sistema CAD/CAM Actualmente, los equipos CNC con la ayuda de los lenguajes convencionales y los sistemas CAD/CAM, permiten a las empresas producir con mucha mayor rapidez y calidad sin tener personal altamente especializado.

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PROGRAMACION DE MAQUINAS DE CONTROL NUMERICO.

Lenguajes generales y especficos

En la actualidad existen gran cantidad de lenguajes de programacin. Los podemos clasificar en dos categoras:

Lenguaje general Son aquellos que pueden utilizarse para programar cualquier tipo de CNC existente en el mercado. Como los distintos controles utilizan diferentes lenguajes mquina: preciso dividir el proceso en dos partes. En la primera parte llamada en general procesado, se obtiene un resultado intermedio, vlido para todos los CNC, que contiene las trayectorias de las herramientas y las condiciones de mecanizado. Este fichero intermedio se conoce en general con nombre de CLDATA (Cutter Location Data). Sus formatos han sido recientemente codificados por ISO. En una segunda parte, llamada post-proceso, los datos contenidos en el CLDATA son codificados en el lenguaje mquina especfico del CNC que se va a utilizar. El postprocesador es por tanto diferente para cada tipo de mquina herramienta CNC. Hasta hace poco estos postprocesadores eran desarrollados por el propio usuario o por compaas informticas especializadas. Hoy es cada vez ms frecuente que suministradores de CNC faciliten tambin su correspondiente post-procesador. En ocasiones tambin se instala en el mini ordenador del CNC.

Lenguajes especficos Son en general ms sencillos y han sido preparados para obtener un lenguaje mquina determinado. Obtienen directamente el programa en lenguaje mquina. El lenguaje ms universalmente utilizado es el APT. Es de tipo general y permite mecanizados tridimensionales y de contorno que precisan mquinas de 3, 4 5 ejes trabajando simultneamente. Se han desarrollado varias versiones y variantes: para operaciones punto a punto, para tomado, para fresado, etc. A partir del APT y para permitir su instalacin en mini ordenadores, se han desarrollado versiones como el ADAPT, UNIAPT, IF APT. En otros casos como el EXAPT incluyen la optimizacin automtica de velocidades de corte y de avance.

24LENGUAJE USADO POR LA UNIDAD CNC

Los programas son creados en la unidad CNC usado cdigos G, M y algunos especiales como lenguaje de programacin. A continuacin se explicar la funcin de cada uno de estos cdigos.

Funciones miscelneas y cdigos G. El programa de control numrico puede generarse mediante alguna de las alternativas siguientes: El operador puede dar entrada a los cdigos a travs del panel de control de la mquina. El controlador puede estar equipado con la alternativa de dilogo interactivo, lo cual facilita su codificacin, o bien puede teclearse directamente letra por letra y nmero por nmero. El programa puede ser tecleado en una computadora y guardarse en formato de texto plano (cdigo ASCII), para transmitirlo posteriormente a travs del puerto serial de la computadora al puerto serial de la mquina-herramienta a travs de un cable. El dibujo de la pieza se procesa en un paquete de CAM para generar el cdigo de control numrico y transmitirse posteriormente a la mquina herramienta. Cualquiera que sea el mtodo, generalmente el programa contiene instrucciones estandarizadas por la EIA e ISO, esta instrucciones se agrupan en cdigos G o funciones preparatorias y en cdigos M miscelneas. El programa que se genera, es procesado por el controlador de la mquina-herramienta y traducido a los movimientos y acciones de la que dispone la mquina. La funcin preparatoria consiste de una letra y un par de dgitos asociados a sta y se encuentra generalmente al inicio del rengln (bloque) de cdigo y prepara al controlador para aceptar o interpretar de una cierta manera las instrucciones que le siguen. Las funciones preparatorias se relacionan con acciones que estn es coordinacin directa con el corte en la mquina-herramienta y la mayora de ellas estn definidas en el estndar RS-274-D de la EIA. Las funciones miscelneas se desempean tradicionalmente como un interruptor de encendido/apagado para actividades perifricas relacionadas al corte. Estas funciones son diferentes de mquina a mquina y cada fabricante puede hacer uso de ellas como mejor le convenga. Los cdigos G estn divididos en dos tipos principales, de acuerdo a su ejecucin, tal y como se muestra en la Tabla 2.3

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Comandos G para el centro de maquinado

G00. Avance lineal del cortador a velocidad alta, para posicionar o sin aplicar corte

G01. Avance lineal del cortador a velocidad programada, para aplicar corte.

26G02. Avance circular del cortador en el sentido de las manecillas del reloj, a velocidad programada como se muestra en la figura

Nota: si el crculo es mayor de 180 se debe utilizar el formato I, J para indicar las coordenadas (relativas) del centro del crculo.

G03. Avance circular del cortador en sentido opuesto a las manecillas del reloj a una velocidad programada como se muestra en la figura

G04. Pausa, acompaada de una letra X, se detiene la herramienta un determinado tiempo, por ejemplo: G04 X4, la pausa durar 4 segundos.

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G17. Seleccin del plano XY G18. Seleccin del plano ZX G19. Seleccin del plano YZ.

G20. Entrada de valores en pulgadas G21. Entrada de valores en milmetros G28. Regreso al punto cero de la mquina (HOME)

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G40. Cancela compensacin radial del cortador.

G41. Compensacin a la izquierda del cortador, figura

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G42. Compensacin a la derecha del cortador, figura

G43. Compensacin longitudinal, figura

G49. Cancela compensacin longitudinal del cortador G81. Ciclo de taladrado para perforacin de agujero pasante. El agujero atraviesa la pieza en un solo movimiento a una velocidad determinada de avance.

30G82. Ciclo de taladrado para perforacin de agujero ciego. El agujero no atraviesa la pieza, en su punto final de taladrado debe tener una pausa para remover el material sobrante y se determina con la letra P con un tiempo en milisegundos.

G83. Ciclo de taladrado para perforacin de agujero profundo. En este agujero por ser para una perforacin de toda una pieza de mas espesor, se debe llevar a cabo por incrementos, los cuales se determinan con la letra Q con un valor determinado, el cortador avanzar con ese valor hasta perforar a toda la pieza.

G80. Cancela los ciclos G81, G82 y G83

31G90. Comando para hacer uso de coordenadas absolutas.

Coordenadas absolutas. G91. Comando para hacer uso de coordenadas relativas

Coordenadas relativas. G92. Programacin del punto cero absoluto, o cero de pieza, figura

Posicionamiento del cero pieza.

G94. Avance programado sobre unidad de tiempo (mm/min pulg/min) G95. Avance programado sobre velocidad angular (mm/rev pulg/rev) G98. Retorno a un punto inicial correspondiente a un ciclo determinado G99. Retorno al punto de retroceso de un ciclo determinado.

32Cdigos M para el centro de maquinado.

Se utilizan para programar las funciones especiales de la mquina y son las siguientes: M00. Paro del programa M01. Paro opcional M02. Fin del programa

M03. Giro del husillo en sentido de las manecillas del reloj

M04. Giro del husillo en sentido contrario de las manecillas del reloj

M05. Paro del husillo

33M06. Cambio programado de la herramienta

M08. Activa el refrigerante

M09. Apaga el refrigerante

M10. Abre la prensa de trabajo M11. Cierre de la prensa de trabajo M29. Control de la mquina por medio de una computadora. Final del programa. M30. Fin del programa y regreso al inicio del mismo. M38. Abrir la puerta. M39. Cierra la puerta M63. Se activa una seal de salida (enviada de la fresadora al robot (manipulador)) para que el robot pueda actuar. M65. Desactiva la seal de salida para que el robot se retire. M66. Comando que ordena una seal de espera activada por el manipulador (enviada del robot a la fresadora), cuando est efectuando una operacin. M76. Comando que ordena una seal de espera desactivada por el robot, cuando la operacin termin y la fresadora contine con su trabajo.

34M98. Comando que ordena la llamada a un subprograma. M99. Con este comando tambin se ordena el fin del programa, regresando al inicio del mismo y haciendo que el ciclo se cumpla cuantas veces sea necesario.

35Comandos G para el torno.

Los cdigos que utiliza el torno son similares a los que utiliza la fresadora, tal y como se muestra a continuacin: G00.Avance lineal del cortador a velocidad alta. Para posicionar o sin aplicar corto. G01. Avance lineal del cortador a velocidad programada para aplicar corte. G02. Avance circular del cortador en el sentido de las manecillas del reloj, figura 2.20. G03. Avance circular del cortador en sentido opuesto a las manecillas del reloj a una velocidad programada, figura 2.20.

Avance circular. Cdigo G03 G04.Pausa, acompaada de una letra X, se detiene la herramienta un determinado tiempo, por ejemplo G04 X4, la pausa durar 4 segundos. G20. Entrada de valores en pulgadas. G21. Entrada de valores en milmetros. G28. Regreso al punto cero de la mquina, HOME. G40. Cancela compensacin radial del cortador G41. Aplica compensacin a la izquierda. G42. Aplica compensacin a la derecha. G70. Fin del ciclo. G71. Ciclo de cilindrado G72. Ciclo de refrentado G74. Ciclo de barrenado G76. Ciclo de roscado.

36Comandos M para torno.

Se utilizan para programar funciones especiales de las mquinas: M00. Paro programado. M01. paro opcional M02. Final del programa. M03. Giro de la pieza en sentido horario M04. Giro de la pieza en sentido antihorario M05. Paro del husillo. M06. Cambio de herramienta. M08. Refrigerante activado M09. Refrigerante desactivado. M10. Abrir chuck. M11. Cerrar chuck. M19. Paro exacto del husillo. M30. Final del programa con regreso al principio del programa M38. Paro exacto conectado. M39. Paro exacto desconectado. M58. Abrir la puerta M59. Cerrar la puerta. M98. Llamado de subprograma M99. Final del subprograma.

Cdigo S. Se usa este cdigo para programar la velocidad del husillo en la fresadora o la velocidad de la pieza en el torno, por ejemplo: S1250 indica que la velocidad del husillo o pieza es de 1250 r.p.m

37Cdigo F Programa la velocidad de avance de la pieza en el caso de la fresadora, o la velocidad de la herramienta en el caso del torno. Dependiendo del sistema de unidades utilizado, la velocidad de avance ser: mm/min pulg/min.

Cdigo T Designa el nmero de herramienta en un carrusel, esto es, la herramienta se coloca en una posicin en particular y se puede llamar cuando sea necesario. Cuando se usa conjuntamente con el cdigo M06 se activa el cambio de herramienta, por ejemplo: M06 T01

Ciclos enlatados (Canned Cycles) Un ciclo enlatado es una secuencia fija de operaciones que pueden ser realizadas con un cdigo G sencillo, se utilizan para reducir el tiempo de programacin en operaciones repetitivas y comnmente usadas. Estos ciclos reducen el nmero de pasadas para maquinar Una pieza esto quiere decir que; utilizando un ciclo enlatado se van a emplear menos bloques de informacin para realizar el programa de la pieza que se va a maquinar. Dentro de los ciclos enlatados se tienen: ciclo de cilindrado o torneado, ciclo careado o refrentado, ciclo de roscado y ciclo de barrenado. A continuacin se muestra como se programan stos ciclos:

Ciclo de Cilindrado o torneado (G71) En este ciclo la mayor cantidad de material a remover se realiza sobre el eje Z (figura 2.21) y se programa en tres bloques de trabajo: 1 er bloque de informacin. N200 G71 U1.0R1.0 G71- Ciclo de cilindrado o torneado. U1.0 - Profundidad de corte en el eje "X. Rl.0 Desahogo de la herramienta.

Ciclo de cilindrado G71

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2 bloque de informacin. N210 P220 Q340 D0.5 W0.5 F80 P220 - Primera lnea del ciclo. Q340 - ltima lnea del ciclo. UO.5 - Tolerancia de acabado sobre el eje "X". WO.5 - Tolerancia de acabado sobre el eje "Z". F80 - Velocidad de avance. 3er bloque de informacin. N350 G70 P220 Q340 F60 G70 - Fin del ciclo de cilindrado P220 - Primera lnea del ciclo. Q340 - ltima lnea del ciclo. F60 - Velocidad de avance pata el acabado.

Ciclo de Careado o Refrentado (G72)

Este cdigo es similar al cdigo G71 y es utilizado cuando la mayor cantidad material a remover esta en el eje "X. Este ciclo requiere dos bloques de informacin: 1er Bloque de informacin N050 G72 W0.3 R0.5 G72 - Ciclo de careado. W0.3 - Profundidad de corte en el eje "Z". R0.5 - Desahogo de la herramienta. 2 Bloque de informacin N060 072 P070 Q140 U0.5 W1.0 F100 G72 - Ciclo de careado. P070 - Primera lnea del ciclo. Q140 - ltima lnea del ciclo.

39U0.5 - Tolerancia de acabado sobre el eje X. Wl.0 - Tolerancia de acabado sobre el eje "Z. F100 - Velocidad de avance. Nota: Los valores mostrados son nicamente para ejemplificar los cdigos. 2.9.3 Ciclo de barrenado (G74) Este ciclo requiere dos bloques de informacin: 1er Ciclo de informacin N230 G74 R1.0 G74 - Ciclo de barrenado. Rl.0 - Distancia que retrocede la herramienta. 2 Ciclo de informacin. N240 G74 Z-100 Q40 F80 Z-100 - Profundidad del barreno. Q40 - Distancia que penetra la herramienta cortando material. F80 - Velocidad de avance.

Ciclo de roscado (G76)

Este ciclo requiere dos bloques de informacin (figura 2.22): 1er Bloque de informacin N210 G76 P031560 Ql50 R030 G76- Ciclo de roscado, P 03 - Nmero de pasadas para acabado. 15 - ngulo de salida de la herramienta (desahogo). 60 - Angulo de la rosca. Ql50 - Profundidad de corte despus de la primera pasada (milsimas). R030 - Tolerancia de acabado (milsimas). 20 Bloque de informacin

40N220 G76 X9.853 Z-10 R0.0 Pl073 Q250 F1.75 X9.853 - Dimetro del ncleo de la rosca. Z-10 - Longitud de la rosca. R0.0 - Constante (para algunas mquinas sirve para darle conicidad a la rosca). Pl030 - Profundidad de la rosca (milsimas). Q250 - Profundidad de corte en la primer pasada (milsimas). Fl.75 - Paso de la rosca.

Ciclo de barrenado G72 y ciclo de roscado G76

Ciclo para barrenado con fresadora (G82)

Este ciclo se utiliza en la fresadora y nos permite reducir el nmero de bloques. Cuando el maquinado es una operacin repetitiva y requiere dos Bloques de informacin: 1er Bloque de informacin N230 G28 X10 Y10 Z-5 R4.0 P5000 F80 G82 - Ciclo enlatado X10 - Coordenada del primer barreno en el eje "X". Y10 - Coordenada del primer barreno en el eje "Y". Z-5 - Profundidad de corte. R4.0 - Valor de Z al regreso del cortador. P5000 - Tiempo para acabado (milsimas). F80 - Velocidad de avance. 20 Bloque de informacin N240 G80 G80 - Fin del ciclo enlatado.

41La herramienta en la mquina CNC.

La flexibilidad del maquinado exige: Cambio automtico de la herramienta en el portaherramientas de la acuerdo con la operacin a efectuar. Comprobacin del nivel de desgaste de la herramienta para corre . compensacin si procede y para reposicin de la misma por rotura o lmite. Almacn de herramientas junto a la mquina al igual que los elementos, necesarios, pinzas, conos, separadores, etc. Sistemas de identificacin del tipo de herramienta. El almacn de herramientas depende del tipo de mquina y de la variedad y operaciones a mecanizar. Puede constar de unas herramientas distintas centenares. Se utilizan dispositivos de almacenamiento que permiten cambios muy rpidos como torretas en los tomos (figura 2.23) y platos en las fresas, si bien su capacidad es limitada: unas 12 herramientas por torreta y unas 60 herramientas por plato. Figura 2.23. Torreta de 12 herramientas diferentes en un torno. Si se precisa disponer de almacenes de ms capacidad se instalan cadenas portaherramientas, figura 2.24 y un manipulador que efecta el cambio automtico de la cadena a la torreta o al plato. Figura 2.24. Cadenas portaherramientas.

El giro de la torreta y del plato, as como el intercambio de herramientas entre estos y la cadena, son en general gobernados por el control numrico de la mquina. La identificacin de las herramientas se basa bien en su colocacin en la torreta y al la cadena (1a computadora conoce el nmero de la herramienta situada en cada posicin) bien en la lectura del cdigo de herramienta que sta lleva incorporado. Funciones auxiliares. Entre las funciones auxiliares presentes en las mquinas CNC destacamos las de: Refrigeracin. Evaluacin de virutas. Limpieza de piezas y mquina. Mantenimiento preventivo.

Refrigeracin. Una buena refrigeracin, es indispensable en este tipo de mquinas, dadas las potencias disipadas al utilizar elevadas velocidades de corte y de avance. As, se aumenta el caudal de lquido refrigerante utilizado y se incluye la refrigeracin del portaherramientas y su enfriamiento por circulacin de fluido por su interior (figura 2.25). En algunas mquinas se

42dirigen chorros de lquido por toda la extensin de la pieza en lugar de refrigerar slo el punto que se est mecanizando, Se utilizan caudales importantes, de hasta unos 200 litros por minuto, con el propsito de refrigerar la pieza y la herramienta e incluso la mquina. Evacuacin de virutas Este mismo flujo importante de fluido facilita la evacuacin de virutas y la limpieza de pieza y mquina (figura 2.25). Pero la elevada cantidad de viruta generada precisa un diseo cuidadoso de geometra de fijaciones, piezas y herramientas para no crear zonas ciegas de acumulacin de una viruta que puede llegar a impedir el funcionamiento automtico de la instalacin. En instalaciones importantes se acostumbra a prever un canal de evacuacin y transporte de virutas a una estacin central recuperacin de lquido, separacin y clasificacin de virutas. Figura 2.25. Refrigeracin y evacuacin de viruta dentro de una mquina CNC

Limpieza de piezas y mquina. El gran caudal de refrigerante se aprovecha para limpiar la pieza y la mquina, pero en muchas ocasiones se incluye en el ciclo de mecanizado, como operaciones opcionales, la limpieza de las guas de la mquina o de alguna zona de la pieza, sea mediante chorro de lubricante sea por cepillado con un pincel montado en el portaherramientas. En otras ocasiones se incluye dentro de la clula flexible una instalacin de lavado de piezas previa a su inspeccin final. Programacin de sistemas de mecanizado y corte

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Taladros.La taladradora es una mquina herramienta donde se mecanizan la mayora de los agujeros que se hacen a las piezas en los talleres mecnicos. Destacan estas mquinas por la sencillez de su manejo. Tienen dos movimientos: El de rotacin de la broca que le imprime el motor elctrico de la mquina a travs de una transmisin por poleas y engranajes, y el de avance de penetracin de la broca, que puede realizarse de forma manual sensitiva o de forma automtica, si incorpora transmisin para hacerlo. Se llama taladrar a la operacin de mecanizado que tiene por objeto producir agujeros cilndricos en una pieza cualquiera, utilizando como herramienta una broca. La operacin de taladrar se puede hacer con un taladro porttil, con una mquina taladradora, en un torno, en una fresadora, en un centro de mecanizado CNC o en una mandrinadora. De todos los procesos de mecanizado, el taladrado es considerado como uno de los procesos ms importantes debido a su amplio uso y facilidad de realizacin, puesto que es una de las operaciones de mecanizado ms sencillas de realizar y que se hace necesario en la mayora de componentes que se fabrican. Las taladradoras descritas en este artculo, se refieren bsicamente a las utilizadas en las industrias metalrgicas para el mecanizado de metales, otros tipos de taladradoras empleadas en las cimentaciones de edificios y obras pblicas as como en sondeos mineros tienen otras caractersticas muy diferentes y sern objeto de otros artculos especficos. Taladradoras de torreta Con la introduccin del Control Numrico en todas las mquinas herramientas, las taladradoras de torreta han aumentado su popularidad tanto para series pequeas como para series de gran produccin porque hoy da la mayora de estas mquinas estn reguladas por una unidad CNC. Estas mquinas se caracterizan por una torreta de husillos mltiples. La taladradora de torreta permite poder realizar varias operaciones de taladrado en determinada secuencia sin cambiar herramientas o desmontar la pieza. Los componentes bsicos de la mquina, excepto la torreta, son parecidos a los de las mquinas taladradoras de columna. Se dispone de taladros de torreta de una serie de tamaos desde la pequea mquina de tres husillos montada sobre banco o mesa hasta la mquina de trabajo pesado con torreta de ocho lados. Para operaciones relativamente sencillas, la pieza se puede colocar a mano y la torreta se puede hacer avanzar a mano o mecnicamente, para ejecutar un cierto nmero de operaciones tales como las que se hacen en una mquina taladradora del tipo de husillos mltiples. Segn se aaden a la operacin controles ms complicados, el taladro de torreta se vuelve ms y ms un dispositivo ahorrador de tiempo. Lo habitual de las taladradoras de torreta actuales es que tienen una mesa posicionadora para una colocacin precisade la pieza. Esta mesa puede tomar la forma de una mesa localizadora accionada a mano, una mesa posicionadora accionada separadamente y controlada por medio de cinta, o con topes precolocados; o puede tomar la forma de una unidad completamente controlada por Control Numrico donde tambin se programa y ejecuta el proceso de trabajo.

44Centros de mecanizado CNC La instalacin masiva de centros de mecanizado CNC en las industrias metalrgicas ha supuesto un gran revulsivo en todos los aspectos del mecanizado tradicional. Un centro de mecanizado ha unido en una sola mquina y en un solo proceso tareas que antes se hacan en varias mquinas, taladradoras, fresadoras, mandrinadoras, etc, y adems efecta los diferentes mecanizados en unos tiempos mnimos antes impensables debido principalmente a la robustez de estas mquinas a la velocidad de giro tan elevada que funciona el husillo y a la calidad extraordinaria de las diferentes herramientas que se utilizan. As que un centro de mecanizado incorpora un almacn de herramientas de diferentes operaciones que se pueden efectuar en las diferentes caras de las piezas cbicas, con lo que con una sola fijacin y manipulacin de la pieza se consigue el mecanizado integral de las caras de las piezas, con lo que el tiempo total de mecanizado y precisin que se consigue resulta muy valioso desde el punto de vista de los costes de mecanizado, al conseguir ms rapidez y menos piezas defectuosas.

Gestin econmica del taladrado Cuando los ingenieros disean una mquina, un equipo o un utensilio, lo hacen mediante el acoplamiento de una serie de componentes de materiales diferentes y que requieren procesos de mecanizado para conseguir las tolerancias de funcionamiento adecuado. La suma del coste de la materia prima de una pieza, el coste del proceso de mecanizado y el coste de las piezas fabricadas de forma defectuosa constituyen el coste total de una pieza. Desde siempre el desarrollo tecnolgico ha tenido como objetivo conseguir la mxima calidad posible de los componentes as como el precio ms bajo posible tanto de la materia prima como de los costes de mecanizado. Para reducir el coste de taladrado y del mecanizado en general se ha actuado en los siguientes frentes:

45 Conseguir materiales cada vez mejor mecanizables, materiales que una vez mecanizados en blando son endurecidos mediante tratamientos trmicos que mejoran de forma muy sensible sus prestaciones mecnicas de dureza y resistencia principalmente. Conseguir herramientas de mecanizado de una calidad extraordinaria que permite aumentar de forma considerable las condiciones tecnolgicas del mecanizado, o sea, ms revoluciones del husillo portabrocas , ms avance de trabajo de la broca y ms tiempo de duracin de su filo de corte. Conseguir taladradoras, ms robustas, rpidas, precisas y adaptadas a las necesidades de produccin que consiguen reducir sensiblemente el tiempo de mecanizado as como conseguir piezas de mayor calidad y tolerancia ms estrechas. Taladradora 11 Para disminuir el ndice de piezas defectuosas se ha conseguido automatizar al mximo el trabajo de las taladradoras, disminuyendo drsticamente el taladrado manual, y construyendo taladradoras automticas muy sofisticadas o guiados por control numrico que ejecutan un mecanizado de acuerdo a un programa establecido previamente

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TORNOS.

Torneado La mquina herramienta que se utiliza ms ampliamente es el torno mecnico (torno paralelo, Fig. 1 6-28), que proporciona un movimiento rotatorio primario mientras a la herramienta se le imparten movimientos apropiados de avance. La pieza de trabajo debe sujetarse firmemente, con frecuencia en un mandril (Fig. 1 6-29a). Los mandriles de tres quijadas con ajuste simultneo de stas son autocentrabIes. Otros tienen dos, tres o cuatro quijadas independientemente ajustables para sujetar piezas de trabajo que no sean redondas. Las barras tambin se pueden sujetar en boquillas, las cuales consisten en un buje dividido empujado o jalado contra una superficie cnica (Fig. 1 6-29b). Las piezas de trabajo de forma poco manejable a menudo se sujetan mediante pernos en un plato de torno (Fig. 1 6-29c). El cabezal contiene el mecanismo de impulso, que normalmente incorpora engranes de cambio y/o un mecanismo de velocidad variable. Las piezas de trabajo largas estn soportadas en un extremo con un centro sostenido en el contrapunto. La herramienta se sujeta en una torreta que permite colocarla en un ngulo (horizontal y vertical). La torreta se monta en un carro transversal que proporciona el movimiento radial de la herramienta. El carro transversal se gua mediante un carro principal (longitudinal), el que a su vez recibe soporte de las guas maquinadas en la cama que asegura rigidez y libertad de las vibraciones. Una parte sobresaliente, el mandil del carro principal, lo acciona la varilla de avance para proporcionar un movimiento continuo, o un tomillo gua para el corte de roscas. Las piezas de trabaj o muy largas se aseguran contra la deflexin excesiva por medio de dos uas de una luneta fija sujeta por pernos a la cama del torno; la luneta viajera se sujeta al carro principal. Algunas veces la torreta se apoya en un soporte compuesto de la herramienta que incorpora un carro que se puede fijar a cualquier ngulo; as, se pueden formar superficies cnicas alimentando la herramienta a mano. Es posible girar una torreta de cuatro vas respecto a un eje vertical y permitir el cambio rpido de las herramientas en posiciones prefijas, acelerando de esta manera las operaciones sucesivas.

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Tomo automtico La operacin manual de un tomo requiere de una habilidad considerable. Las aptitudes de un operador muy hbil se desaprovechan en la produccin repetitiva; por lo tanto, desde hace tiempo se han hecho varios esfuerzos para la automatizacin. Desgraciadamente, la terminologa es un poco confusa. En el contexto que aqu se usa, un torno automtico es similar a uno mecnico, pero todos los movimientos del carro principal que se requieren para generar la superficie de la pieza de trabajo se obtienen por medios mecnicos. El movimiento radial de la herramienta se deriva de una leva de borra o de una plantilla de trazo, o al accionar impulsores separados por NC. Alternativamente, los movimientos se pueden derivar de un modelo de la pieza de trabajo usando una configuracin de copiado. A todas estas mquinas se les suministra el material a mano, en forma semiautomtica, o en forma completamente automtica.

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Torno revlver Cuando la superficie se genera o forma con movimientos relativamente sencillos pero requiere una secuencia de operaciones (como torneado, careado, perforado y taladrado) para su terminacin, la cantidad requerida de herramientas se puede manejar reemplazando el contrapunto de un tomo por una torreta. Equipado con un dispositivo de sujecin rpida, en esta mquina se pueden colocar varias (por lo general seis) herramientas en posicin muy rpidamente. Todas las herramientas se alimentan en la direccin axial, moviendo el revlver en un carro (torno del tipo de corredera) o, para trabaj o ms pesado, en una silla, la cual se mueve por s misma sobre las guas (torno del tipo silla). El movimiento de avance axial finaliza cuando se alcanza un tope prefijo. Se pueden montar herramientas adicionales en el carro transversal de un tomo revlver; y tambin en una torre porta herramienta posterior. El nmero de operaciones posibles y la variedad de combinaciones es muy grande, porque se pueden montar varias herramientas en cualquier estacin para cortes mltiples, o realizar cortes simultneos en varias estaciones (corte combinado). Una vez que la mquina se instala, se requiere relativamente poca habilidad para operarla. El tomo CNC ofrece gran flexibilidad de operacin porque todos los movimientos se programan a travs de software. Equipado con un cambiador de herramientas y enlazado a dispositivos de movimiento de materiales (cargadores automticos), se convierte en el centro de una celda de manufactura flexible. Para evitar la necesidad a otra mquina, los tornos de funciones mltiples (a menudo llamados centros de torneado) se disponen con uno o varios rev6lveres, con herramientas impulsadas que realizan un fresado o taladrado transversal en una pieza de trabajo estacionaria. Cuando una pieza necesita corte desde ambos extremos, se debe liberar, tornear y volver a colocar en el mandril, resultando en una posible excentricidad; se obtiene una mejor exactitud con una mquina de doble husillo, en que la transferencia al segundo husillo (que

49reemplaza al contrapunto) se lleva a cabo dentro de la mquina.

Mquinas automticas para la fabricacin de tornillos Como el nombre lo sugiere, estas mquinas se desarrollaron originalmente para fabricar tornillos a una alta rapidez de producci6n. El cabeceado en fro seguido del lamina- do de roscas casi ha eliminado este mercado, pero se han desarrollado mquinas para producir en masa formas ms complejas. Mquinas automticas de un solo husillo Las mquinas automticas de un solo husillo se dividen en dos grupos bsicos: Mquinas automticas para tornillos de husillo nico. Se basan en el principio del torno revlver, pero la accin del operador se reemplaza con levas conformadas apropiadamente o por control CNC, que po.e varias herramientas en accin a tiempos prefijos. El material (una barra estirada en fro con tolerancias estrechas) se posiciona hacia delante, con dedos de avance operados por levas, a una distancia igual a la longitud de una pieza de trabajo, al final de cada ciclo de maquinado. Las mquinas automticas suizas son radicalmente diferentes ya que todas las herramientas operan en el mismo plano, extremadamente cerca del manguito gua mediante el cual la barra que gira es alimentada continuamente en modo programado. Las herramientas individuales se mueven radialmente hacia adentro, montadas en carros que ponen en accin a la herramienta apropiada. Como la pieza de trabajo o no sobresale, se pueden producir partes de cualquier longitud con exactitudes y tolerancias sin igual (hasta 2.5 J.lm). Las mquinas ms recientes se controlan numricamente

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Aunque es factible instalar varias herramientas para cortar al mismo tiempo, el tiempo total de maquinado en las mquinas automticas de un husillo es la suma de las operaciones individuales o simultneas necesarias para terminar la pieza. Mquinas automticas de husillos mltiples La productividad puede aumentar sustancialmente si todas las operaciones se realizan simultneamente. En las mquinas automticas de husillos mltiples (Fig. 1 6-35), el cabezal del torno se reemplaza por un portador de husillos en el que de cuatro a ocho husillos impulsados avanzan y giran un nmero igual de barras. El revlver se reemplaza por un carro portaherramienta, en que se monta un nmero apropiado de portaherramientas (algunas veces accionados separadamente). Las herramientas adicionales se activan radialmente, por medio de carros transversales; el nmero de stos a menudo es menor que el de los husillos, porque puede faltar espacio para ellos. El carro portaherramientas se mueve axial mente hacia

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delante y los carros transversales que se mueven radialmente hacia dentro, b aj o el control de una leva, completan su tarea asignada, se retiran, y el portador de husillos traslada las barras hasta la posicin siguiente. As, en cada accionamiento de las herramientas, se termina una pieza. Las mquinas automticas para la fabricacin de tomillos producen primordialmente piezas con simetra axial (incluyendo piezas roscadas), pero aditamentos especiales permiten operaciones auxiliares como fresadas o taladrado transversal, mientras que la rotacin de un husillo se detiene. Las piezas de trabajo de forma irregular se manejan en las denominadas mandriladoras. En los centros de torneado de husillos mltiples CNC, todo el movimiento est bajo control computarizado. Las mquinas rotatorias de transferencia representan un enfoque radicalmente diferente: un revlver giratorio de posicionamiento sujeta las piezas que se trabajan con cabezales de maquinado desde el exterior.

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FresadorasEl fresado es uno de los procesos de corte ms verstiles, y es indispensable para la manufactura de partes de simetra no rotacional. Existen innumerables variedades de geometras de fresas, pero bsicamente todas se pueden clasificar de acuerdo con la orientacin de la herramienta (o, mejor, con la orientacin de los filos de corte y del eje de rotacin) respecto a la pieza de trabajo, aunque el uso cotidiano puede ser confuso. Mquinas fresadoras Los distintos movimientos de avance de una mquina fresadora pueden controlarse a mano, aunque el fresado de formas complejas requiere de una habilidad considerable. Las mquinas de fresado pueden ser mecanizadas o automatizadas hasta varios grados: 1. Las fresadoras de copiado usan un modelo de la pieza terminada para transferir el movimiento desde un cabezal de copiado hasta el de la fresadora. 2. Las mquinas de fresado NC y CNC, que trasladan parte de la habilidad del operador al nivel de la programacin (Secc. 2-5-3), se han desarrollado rpidamente. Si se utilizan apropiadamente, aceleran la pr04uccin eliminando gran parte del tiempo de puesta a punto y los procedimientos de prueba y error, inevitables con el control manual. 3. Los centros de maquinado (Fig. 1 6-4 1 ) son, como se dijo antes, mquinas de fresado CNe, a menudo con capacidad extendida, que realizan no slo una variedad de operaciones de fresado, sino tambin taladrado, perforado, roscado interior y posiblemente tambin de torneado en una sola puesta a punto. Se puede usar ms de un cabezal de maquinado; los centros universales de maquinado tienen un cabezal horizontal y uno vertical. La mesa x-y puede incorporar una mesa rotatoria. Algunos centros de maquinado tienen un diseo modular: los cabezales de las herramientas se pueden cambiar para una produccin ptima. Despus que se ha preparado una superficie de referencia, algunas veces en una mquina separada, un centro de maquinado trabaja en la pieza de trabajo desde cinco lados. A menudo las mquinas forman el ncleo de las celdas de manufactura flexible Una de las tareas ms desafiantes en el fresado es la manufactura de matrices y moldes para el trabaj o de metal y para el procesamiento de plsticos. Con frecuencia, la configuracin es compleja y los requerimientos del acabado superficial son altos, y las herramientas han crecido hasta tamaos muy grandes (las herramientas para prensado de la carrocera de automviles pueden medir 5.5 m x 3 m y tener una masa de 65 000 kg). Bajo control manual, la fabricacin de herramientas es extremadamente lenta, con una tasa de remocin de metal baja, posibles errores y escaso acabado superficial que precisa un acabado manual extenso. Ahora se usan ampliamente las mquinas de fresado de cuatro o cinco ejes para cortar bloques preendurecidos de acero de herramienta a una rapidez alta y, cada vez ms, con pasadas de acabado hechas en la misma puesto a punto. Gran parte del trabajo se realiza con cortadores de nariz de bola; cuando el eje del cortador es perpendicular a la superficie de corte, la velocidad es cero en el centro del cortador. Por lo tanto, en la actualidad las fresadoras permiten inclinar el cabezal entre 15 y 30, de manera que todo el contacto es con velocidad y avance positivos. La tasa de alimentacin en el contorneado 3-D es hasta de 0.2 a 0.5 mm1r a velocidades del husillo de ms de 1 0 000 rpm (20 000 rpm ya no es excepcional e incluso se han alcanzado 60 000 rpm), y la aceleracin de los carros se aproxima o incluso excede 1 .0 g ( 1 0 mls2). S i n embargo, las condiciones de corte se deben elegir para permitir

53que e l corte de acabado se realice con una sola herramienta, ya que el cambio de herramientas dejara una marca visible. En matrices grandes, esto puede requerir una vida de la herramienta de varias horas. Una fresadora terminal o cortador de nariz de bola dejara marcas en forma de concha que deben eliminarse. En los procesos avanzados, la altura de la

ondulacin es menor de 10 lm, y gradualmente se ha alcanzado el punto donde el acabado manual slo se requiere para matrices que fabrican partes expuestas (visibles). En la figura 16-42 se muestra un ejemplo de un molde grande producido en un enorme centro de maquinado.

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INTEGRACIN DE CAM/CAN.

FUNCIONES BSICAS DE MASTERCAM V9.0 MASTERCAM es un paquete computacional de apoyo a la generacin de programas de control numrico, permitiendo la generacin de geometras y trayectorias de herramientas en 2 y tres dimensiones y ofreciendo soluciones para torneado, fresado, electroerosin por alambre y diseo en 3 dimensiones. MASTERCAM MILL es el mdulo de fresado y est estructurado en 4 mdulos: Entry Mill Level 1 Mill Level 2 Mill Level 3

Cada nivel ofrece ms opciones para el generado de rutas de fresado, siendo el nivel 3 el que ms funciones tiene. MASTERCAM tiene herramientas de dibujo en dos y 3 dimensiones. Los objetos tridimensionales se crean con modelos de alambre (wireframe) y con superficies. Recientemente, la empresa CNC Software Inc, creadora del programa Mastercam ha lanzado al mercado de slidos, con el que es posible generar geometra slida con operaciones booleanas. INGRESO A MASTERCAM Para poder hacer uso del programa MASTERCAM V9.0 desde el ambiente Windows, deber realizarse la secuencia siguiente: Inicio/Programas /MASTERCAM, donde se podr escoger Mill8 Lathe8, segn sea el caso.Al iniciar el programa se mostrar en pantalla el men principal, el secundario y la barra de herramientas,

Pantalla principal al ingresar al programa Mastercam V9.0

55INSTRUCCIONES PRINCIPALES Y DISTRIBUCIN EN PANTALLA La distribucin de la pantalla principal, figura , ofrece el acceso a: o o o o o Barra de herramientas.- Aqu se encuentra el acceso rpido a instrucciones de uso frecuente. Mensajes de seleccin.- Enva mensajes al usuario, para indicarle que selecciones algn objeto en especial. Men principal.- Todas las instrucciones del software se encuentran siguiendo una secuencia de cascada a partir de la seleccin de estas etiquetas. Men secundario.- Opciones que permiten trabajar con la geometra dibujada. rea de mensajes.- Aqu se envan mensajes y se recibe informacin del usuario.

Cuando se usa Mastercam por vez primera, se recomienda usar inicialmente el menprincipal para familiarizarse con la jerarqua de las instrucciones, para posteriormente,usar las barras de herramientas.

56MEN PRINCIPAL

El men principal ofrece las siguientes instrucciones y su funcionalidad, tabla

57MEN SECUNDARIO El men secundario ofrece opciones para ajustar el formato de trabajo durante la creacin y edicin de entidades, las cuales se muestran en la tabla

58ACCESO A INSTRUCCIONES MEDIANTE COMBINACIN DE TECLAS.

Tambin estn disponibles algunas instrucciones a travs de las teclas de funciones y combinaciones de teclas como se muestra en la tabla

59ACCESO A MEN MEDIANTE EL MOUSE

Como un mtodo de acceso an ms rpido, al oprimir el botn derecho del mouse en la zona de grficas, se tiene acceso a la caja de dilogo, que se muestra en la figura

Como respuesta a algunas instrucciones que solicitan datos del usuario, se pueden usar datos del usuario, se pueden usar las letras mostradas en la tabla 3.4, y seleccionando los objetos existentes se adquiere el valor solicitado. Letras para la solicitud de datos.

SIGNIFICADO DE ICONOS EN LA BARRA DE HERRAMIENTAS Las flechas de los extremos nos sirven para viajas a diferentes pginas de las barras de herramientas, figura

Funciones de los botones de la barra de herramientas de inicio o HELP.- Inicia la ayuda de MASTERCAM para un acceso directo a la informacin ON-LINE sobre sus caractersticas, figura

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o o

FILE MENU.-Activa el men de archivos ANALYZE MENU.- Activa el men analizar

Iconos: Help, File, Analize ZOOM.- Activa la ventana ZOOM-IN.Utilice est opcin para amplificar parte de la geometra. UNZOOM.- Reduce el tamao de la geometra en pantalla UNZOOM BY 0.8.- Reduce la imagen en pantalla con incrementos de 0.2 FIT.- Ajusta la imagen mostrada al rea grfica de pantalla REPAINT.-Reexpone la grfica en pantalla limpiando cualquier imperfeccin

Iconos de Zoom GVIEW (DYNAMIC).- Cambia la vista de la grfica a una forma dinmica. Haga clic en la geometra y mueva el ratn para ajustarla. Haga nuevamente clic cuando ya este como desee, figura GVIEW (ISOMETRIC).- Cambia la vista de la grfica a la forma isomtrica GVIEW (TOP).- Cambia la vista de la grfica a la vista superior GVIEW (FRONT).- Cambia la vista de la grfica a la vista frontal GVIEW (SIDE).- Cambia la vista de la grfica a la vista lateral.

Iconos de vistas. CPLANE (TOP).- cambia el plano de construccin a superior, figura 5.9. CPLANE (FRONT).- Cambia el plano de construccin a frontal. CPLANE (SIDE).- Cambia el plano de construccin a lateral. CPLANE (3D).- Cambia el plano de construccin a 3D.

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Iconos de plano de construccin. DELETE MENU.- Activa el DELETE MENU, figura 5.10 DELET-UNDELETE-SINGLE.- UNDELETE una entidad CHANGE COLOR.- Cambia el color de las entidades. CLEAR COLOR.- Remueve el color resultante de memoria. UNDO.- Te permite deshacer la ltima operacin que se realiz. Se debe estar en el ltimo men de operaciones para deshacerlo, ya que si se sale del men donde se hizo, ya no se puede deshacer con esta opcin. SHADE.- Activa el men de sombreado.

Iconos de modificar.

CREACIN DE TRAYECTORIAS DE LA HERRAMIENTA En esta seccin se ilustra de cmo se puede mediante diferentes operaciones, maquinar una pieza en un centro de maquinado con la ayuda del programa MASTERCAM V9. Para acceder a dichas operaciones se utiliza el men principal y el men Toolpaths, figura

Men para operaciones de maquinado.

62OPERACIONES DE MAQUINADO Nueva Operacin (New) Este comando sirve nicamente para iniciar una operacin nueva de maquinado, conservando las operaciones que se hicieron antes . Contorneo (Contour) Se utiliza esta opcin para realizar una operacin de contorneo de una entidad, siguiendo un perfil continuo de lneas, pudindose definir un nmero casi ilimitado de contornos. Para ejemplificar su uso consideres la geometra mostrada en la fig.

Geometra para contorneo Primero se selecciona la operacin Contour, figura

Una vez seleccionadas las entidades se oprime Done,

63En la caja de dilogo de la operacin de contorneo, oprima el botn derecho del mouse sobre la zona blanca, por lo que aparecer el cuadro de dilogo que se muestra en la figura

Despus de seleccionar la herramienta para el contorneo, se procede a modificar los parmetros como se muestra en la figura

Parmetros de la herramienta A continuacin se clic en la pestaa Contour Parameters para seleccionar los parmetros de contorneo para la herramienta, figura

Parmetros de contorneo. Una vez seleccionados los parmetros de contorneo y de hacer clic en Aceptar se obtiene la trayectoria de la herramienta, figura

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Trayectoria de la herramienta. Barrenado (Drill) El objetivo es crear las trayectorias de herramientas para una operacin de barrenado mediante la operacin Drill. Para ejemplificar su uso, se partir de la geometra que se muestra en la figura 3.21, en donde, la operacin que se debe realizar es la perforacin de 25 agujeros, de dimetros 3, 6 y 12 mm.

Para iniciar se selecciona del men principal Toolpaths/Drill,

Secuencia de men Una vez realizado, se pedir seleccionar los puntos en donde se realizarn los barrenos, para ello se utilizar el men mostrado en la figura

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Men para la seleccin de los barrenos. Se seleccionan los barrenos que tienen un dimetro de 3 mm, como se muestra en la figura

Seleccin de los barrenos ms pequeos. Una vez seleccionados los barrenos se hace clic en Done,

Aceptacin de los barrenos. En la caja de dilogo de la operacin de taladrado, oprima el botn derecho del mouse sobre la zona blanca, de manera que aparezca el cuadro mostrado en la figura

Despus de seleccionar la herramienta para barrenar, se procede a modificar los parmetros de herramienta, figura

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Parmetros de la herramienta. A continuacin, se proporcionan los parmetros de barrenado para la herramienta,

Parmetros de barrenado. Se contina con los barrenos de 6 mm, utilizando la secuencia usada con los barrenos de 3 mm

Seleccin de los barrenos de dimetro = 6 mm

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Y finalmente se seleccionan los barrenos de dimetro 12 mm,

Seleccin de barrenos de dimetro 12 mm.

Con todas estas operaciones se obtiene el barrenado de la pieza, con tres diferentes tamaos de brocas. Fresado de cavidades (Pocket) El objetivo es crear las trayectorias de herramientas para la operacin de fresado de cavidades mediante la opcin Pocket. Para iniciar, se analizar la geometra a la que se pretende asignar la trayectoria de maquinado utilizndose la opcin Pocket, figura

Geometra para el maquinado de cavidades. As el objetivo es una operacin de cavidad a profundidad constante en el valo central de la pieza. Primero, se selecciona del men principal Toolpaths/Pocket,

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Posteriormente, se seleccionan las entidades que conforman la cavidad, las entidades tienen que ser cerradas, esto es, los extremos de las entidades deben estar unidas (el extremo de una entidad debe coincidir con el fin de la ltima). Una vez hecha la seleccin, se selecciona Done, fig

En la caja de dilogo de la operacin de cavidades, haga clic en el botn derecho del mouse sobre la zona blanca, figura

Despus de seleccionar la opcin Get tool from library...., se modifican los parmetros de la herramienta como se muestra en la figura

Parmetros de la herramienta.

69A continuacin, se proporcionan los parmetros de fresado de cavidades, como semuestra en la figura

Parmetros de fresado de cavidades Por ltimo, se seleccionan los parmetros de desbaste y acabado para la trayectoria de la herramienta,

Parmetros de desbaste y acabado. Una vez seleccionados los parmetros de fresado de cavidades y hacer clic en Aceptar se obtiene la trayectoria de la herramienta, Con esta secuencia de operaciones se obtiene el fresado de cavidades en piezas que as lo requieran. En la figura se visualiza la trayectoria de la herramienta en una vista isomtrica.

Planeado (Face)

70El objetivo es crear las trayectorias de herramientas para una operacin de planeado mediante la opcin Face. Para ello, se analizar la pieza mostrada en la figura

La operacin a realizar es el maquinado de la cara superior de la pieza mostrada, asumiendo que existe un exceso de material. Para iniciar, se selecciona del men principal la opcin Toolpaths/Face, figura

A continuacin, se seleccionan las entidades donde est la cara de la pieza que se quiere maquinar

Finalmente, se selecciona Done En la caja de dilogo de la operacin de planeado, haga clic con el botn derecho del mouse sobre la zona blanca de manera que aparezca la caja de dilogo mostrada en

Men para el acceso