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Maquinas de control numérico y su historia
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Las máquinas de control numérico
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Historia Maquinas CNC:
En 1952 una máquina prototipo de Control Numérico fue objeto de demostración en el Instituto
de Tecnología de Massachussets después de varios años de desarrollo
Un trabajo posterior en el MIT llevó al desarrollo de APT (Automatically Programed Tooling), un
lenguaje de programación de piezas para realizar la programación de la máquina herramienta de
control numérico.
un gran número de lenguajes asistidos por computadores menos complejos que los anteriores
fueron desarrollados.
Todos los lenguajes de programación asistidos por computador usan palabras similares o
derivadas del idioma ingles para describir las piezas, la herramienta, el tipo de operación, y las
operaciones auxiliares requeridas para el proceso de maquinado
La introducción de las computadoras personales (PC) en el año 1985 prometía la aparición de una
herramienta de programación C.N.C
Actualmente microprocesadores y computadores asisten y dirigen más del 80% de los procesos de
manufactura en los países más industrializados
Historia Control Numerico
El control numérico se puede definir en forma genérica como un dispositivo de automatización de
una máquina que, mediante una serie de instrucciones codificadas (el programa), controla su
funcionamiento.
Cada programa establece un determinado proceso a realizar por la máquina
Permite, por tanto, una elevada flexibilidad de funcionamiento con respecto a las máquinas
automáticas convencionales
Los elementos básicos de control numérico son: El programa, El control Numerico y la Maquina
La incorporación del microordenador en los controles marca dos sistemas muy diferentes dentro
de la misma base, en cuanto a posibilidades y procedimientos de trabajo
MAPA 2
Las Maquinas:
Sin embargo, el control numérico ha proporcionado el desarrollo tipos de máquinas múltiples:
• El centro mecanizado, para piezas prismáticas, en el que sobre una piezas fija o más torretas con
herramienta giratorias permiten efectuar operaciones de fresado, taladrado, mandrilado,
escariado, etc. Si lleva incorporada mesa giratoria puede efectuarse operaciones de tono vertical.
• El centro de torneado, dotado de una o más torretas, con herramientas motorizadas que,
además de las clásica operaciones de torneado permiten efectuar fresados, taladrados, escariado,
etc., tanto axiales como radiales.
En el aspecto estructural se buscará mayor rigidez y ausencia de vibraciones
En el diseño de la cadena cinemática se busca disminuir los juegos, rozamientos, vibraciones e
inercia de las masas móviles para mejorar la precisión y la repetitividad del posicionamiento de la
herramienta, aumentando la rigidez de las guías y utilizando materiales de bajo coeficiente de
ficción o sistemas hidrostáticos o de rodadura, husillos a bolas para la transmisión del movimiento
sin holguras
incorporar básicamente:
• Sistemas de posicionado de la herramienta.
• Sistemas de medición del desplazamiento
• Sistemas de control de condiciones de mecanizado.
• Sistemas de cambio de herramientas.
• Sistemas de cambio pieza.
Posicionamiento de la herramienta
Para el posicionado de las herramientas se utilizan sistemas:
• Bucle cerrado.
• Bucle abierto.
En el sistema bucle cerrado, un servomecanismo de posición compara en todo momento la
posición real con la posición ordenada
En el sistema bucle abierto, un motor paso a paso, alimentado por un tren de impulsos, fija la
posición por el número de impulsos o pasos
Sistemas de Ejes
El control de posicionado del útil, exige la elección de unos ejes de coordenadas y un origen de los
mismos
El sentido positivo aumenta la distancia de la pieza, es decir, se aleja de la misma
Origen de las coordenadas
El origen de coordenadas se sitúa siempre en el mismo punto Las máquinas de origen fijo.
Cada eje dispone de topes o dispositivos detectores de posición, que definen la posición cero de
cada uno de ellos
Definida la posición a alcanzar por la herramienta mediante las coordenadas en estos ejes, queda
por definirse orientación. Para ello se eligen unos ejes de rotación alrededor de estos ejes
principales, siendo el sentido positivo elegido en cada caso correspondiente a la regla de la mano
derecha
Numero de Ejes
El numero de ejes define la complejidad de los mecanizados que puede realizar la maquina
no debe confundirse este número de ejes con la cantidad de ejes de movimiento de que dispone
la máquina.
Medicion de Desplazamiento
Los captadores de posición utilizados los podemos clasificar en los siguientes grupos:
• Absolutos o incrementales (relativo).
• Lineales o rotativos
• Directos e indirectos
• Analógicos o digitales (numéricos).
Cambio de Herramientas
Otra función incorpora las máquinas-herramienta de control numérico es el cambio automático de
herramientas.
Unos sistemas de identificación consisten en asignar una posición fija para cada herramienta en la
torreta o en el almacén.
sistemas establecen un desgaste teórico en función de las horas utilización de la misma pieza
Cambio de Piezas
En los centros de mecanizado, en general las piezas de mecanizado son montada sobre el palet
mediante un utillaje de fijación. El cambio de piezas en este caso se limita al cambio de palets
mediante un sencillo manipulador.
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UTILLAJES:
Los utillajes en las máquinas-herramientas de control numérico tienen por objeto:
• Fijar la pieza • Centrar la pieza
Exige también las siguientes características.
•Universalidad: distintas piezas sobre distintas máquinas
•Rapidez de montaje y desmontaje
•Facilidad de posicionado de la pieza
•Máximo número de caras a mecanizar en una sola pasada
Herramientas:
Las herramientas utilizadas en las máquinas de control numérico de cambio manual son las
mismas que encontramos en el mecanizado convencional y los criterios de selección son
prácticamente los mismos.
Nace el concepto de BTS-block tool System- o sistema de bloque de herramientas.
Consiste en pequeñas unidades de corte, formadas por la plaqueta y un reducido cuerpo de
fijación, que se inserta a adaptadores o acoplamientos intermedios montados sobre el
portaherramientas
Este sistema permite un cambio automático muy rápido y una misma herramienta puede
montarse en máquinas distintas a las que se ha acoplado el adaptador correspondiente.
Las herramientas montadas axialmente o radialmente permiten efectuar taladrados, escariado,
fresados
Los criterios de selección del tipo herramienta, mango, la geometría de la plaqueta, su tamaño,
radio de punta, parámetros de corte y calidad son función del tipo operación efectuar, material de
la pieza, precisión y calidad de acabado, velocidad y avance, selección de viruta
Los sistemas de producción automática introducen dos nuevas funciones referidas a las
herramientas:
• Prerreglaje (Presetting) • La Monitorización
El prerreglaje tiene por objeto conocer las cotas de la punta de la herramienta respecto al punto
de referencia, previamente a su utilización para introducirlos en la memoria de control
La monitorización de la herramienta tiene por objeto detectar:
• Rotura de herramientas • Colisiones • Desgaste
Piezas:
El programa dispone de un plano de la pieza a fabricar, con cotas, tolerancias y acabados
superficiales.
Para su mecanizado, la herramienta recorre los puntos de la superficie de la pieza.
El programador deberá, por tanto:
• Descomponer el perfil de la pieza en tramos que sean ejecutables por la máquina.
• Identificar los puntos de inicio y final de los mismos.
Para ello se definen unos ejes de coordenadas, un origen y unas unidades de medida.
Los sistemas tradicionales de acotado de planos nos facilitan la mayoría de estas cotas
La programación asistida por ordenador especialmente si se dispone de un equipo gráfico, como
es nuestro caso, simplifica extraordinariamente esta fase.
Valores Absolutos e incrementales
Para definir las posiciones de los puntos a alcanzar por la herramienta, el programa dispone de
dos opciones:
• Utilizar un sistema de coordenadas absolutas en el que todos los puntos se referencien siempre
con respecto al origen de coordenadas.
• Utilizan sistemas de coordenadas incrementales en los que cada punto se referencia viene dado
por el punto anterior.
• O ambos casos, como los es la acotación mixta
La programación incremental, que proporciona cortos cálculos y es más sencilla. Tiene el
inconveniente de que el error del posicionado de un punto arrastra todos los posteriores.
