Fundamentos de Manufactura y Automatización CNC: Control Numérico y Celdas Flexibles

Manufactura y Automatización

CN: Control Numérico

CNC: Control Numérico Computarizado

Son la base de apoyo para:

• CAM (Computer-Aided Manufacturing): Fabricación Flexible Asistida por Computadora
• CIM (Computer-Integrated Manufacturing): Manufactura Integrada por Computadora

Evolución y Tendencias del Control Numérico (CN)

• 1725: Control por tarjetas perforadas.
• 1863: Primer piano que tocó automáticamente.
• 1870: Manufactura de partes intercambiables.
• 1880: Comienzo del énfasis en la producción a gran escala.
• 1940: Aumento en el énfasis del maquinado automático.
• 1945: Comienzo de los experimentos de producción a gran escala con control numérico.
• 1955: Uso de herramientas automatizadas por la Fuerza Aérea de EE. UU.
• 1956: Investigación y desarrollo de control numérico.
• 1960-Actualidad: Creación de nuevos sistemas numéricos.

Dificultades en el Trabajo con CN/CNC

• Mayor exigencia de precisión.
• Diseños cada vez más complejos.
• Incremento del tiempo de inspección.
• El tiempo de entrega tiende a ser más reducido.

Máquinas Herramienta de Control Numérico (MHCN)

Son máquinas herramienta programadas para fabricar lotes de pequeño y mediano tamaño de piezas con formas complejas.

Componentes de las MHCN

Ejes Principales

• Eje Y: Movimiento de adentro hacia afuera.
• Eje X: Movimiento de izquierda a derecha.
• Eje Z: Movimiento de arriba a abajo.

Funciones Principales

• Comienzo del giro y control de la velocidad del cabezal.
• Activación del refrigerante a una presión de salida dada.
• Mantenimiento del avance constante.
• Mantenimiento de la velocidad de corte constante.
• Manipuladores.
• Transportadores.

Componentes de un Sistema CN

• Ordenador encargado de los cálculos.

Dos interfaces (traductores):

• Interfaz del operador (panel de control, periféricos de almacenamiento).
• Interfaz máquina-herramienta (múltiples conexiones de control, hasta llegar al sistema auxiliar de energía).

Pantalla de Datos e Indicadores

• Programación: Muestra el texto de los programas CN.
• Herramientas: Configuración de un conjunto de herramientas almacenadas en memoria.
• Datos máquina: Muestran parámetros como la velocidad máxima del cabezal y de los avances.
• Mecanizado: Datos cinemáticos en uso (velocidad de giro y avances).
• Funciones auxiliares: Representaciones gráficas.

Ejes de Coordenadas en CNC

Movimientos según el tipo de máquina:

• Torno: Movimientos longitudinales y transversales.
• Fresadora: Movimiento transversal secundario.

Sistemas de Coordenadas de Dos Ejes

Intersección de ángulo recto que se vuelve el punto origen del sistema de coordenadas.

Sistemas de Coordenadas de Tres Ejes

Presentan ángulos rectos y todos los ejes (X, Y, Z) tienen valores positivos y negativos.

Celdas de Manufactura Flexible

• Fresadoras CNC.
• Tornos CNC.
• Maquinados de electroerosión.
• Máquina de corte por hilos.
• Los de mayor grado de flexibilidad son los Robots industriales.

Ventajas

• Incremento de flexibilidad en la maquinaria.
• Reducción de mano de obra e inventarios.

Desventajas

• Frecuencia de errores en la programación.
• Dificultad en la realización de cambios.

Componentes (Ejes de Coordenadas en Celdas Flexibles)

• Eje X: Desplazamiento de izquierda a derecha.
• Eje Y: Desplazamiento de afuera hacia adentro.
• Eje Z: Desplazamiento del porta piezas de arriba a abajo.

Códigos G

• G90: Cero absoluto.
• G91: Cero incremental.
• G20: Trabajo en pulgadas.
• G21: Trabajo en milímetros.
• G00: Movimiento rápido sin corte.
• G01: Interpolación lineal con corte en X, Y, Z, F.
• G02: Interpolación circular en sentido a favor (horario) X, Y, Z, F.
• G03: Interpolación circular en contra (antihorario).
• G43: Leer la compensación de longitud de corte.
• G54: Coordenada de trabajo #1.

Códigos M

• M01: Parada de programa opcional (pantalla condicionada).
• M03: Encender husillo a la derecha (sentido horario).
• M04: Encender husillo a la izquierda (sentido antihorario).
• M05: Paro de husillo.
• M06: Cambio de herramienta.
• M30: Fin de programa y reinicio.
• M71: Activar aire.
• M72: Desactivar el aire.

Estructura de un Programa CNC

• Nombre del programa.
• Inicio.
• Unidades.
• Herramientas a usar.
• Velocidad del husillo.
• Cuerpo del programa.
• Posiciones en coordenadas X, Y, Z.
• Profundidades de corte.
• Códigos C.
• Fin del programa.
• Mandar herramienta a un punto seguro.
• Apagar todo lo que se encendió.