Fundamentos de Mecanizado CNC: Códigos G, Amarre y Restricciones Operacionales

Operaciones de Mecanizado

Torneado (Torno)

Operaciones de Acceso Radial

• Torneado: Incluye cilindrado, refrentado, copiado, ranurado radial y roscado.

Operaciones de Acceso Axial

• Torneado: Incluye mandrinado, taladrado, ranurado axial y escariado.

La corrección de radio se aplica solo en perfiles curvos.

Sistemas de Amarre y Referencias

Amarre en Torno

• Plato de 4 garras: La referencia es la cara Z y el centro de la pieza.
• Plato de 3 garras: Referencia 1 (Base), Referencia 2 (Garra).
• Plato y punto: Referencia 1 (Base), Referencia 2 (Garras).
• Entre puntos: Referencia 1 (Punto 1), Referencia 2 (Punto 2).
• El torno utiliza: plato de 4 garras, entre puntos, plato y punto, y torreta.

Amarre en Fresadora

• El utillaje amarra y posiciona la pieza.
• El sistema de conos ISO permite el cambio de herramienta.
• La mordaza amarra piezas prismáticas.
• La fresadora utiliza: mordazas.

Componentes de la Mordaza

• Boca fija: Referencia 2.
• Boca móvil: Realiza la fuerza de amarre.
• Tope lateral: Referencia 1.
• Base mordaza: Referencia 3.

Conceptos Clave y Tecnología CNC

Generalidades del Mecanizado

• Las pasadas en un torno se realizan a diferentes revoluciones, ya que el diámetro es menor.
• Sin intercambiador de mesa/palet, es necesario establecer el cero de pieza en cada pieza individual.
• Las máquinas transfer son para series largas y ofrecen poca flexibilidad.
• El tiempo de mecanizado en máquina manual es menor que en CNC.
• La sonda de palpado se utiliza para determinar el origen de la pieza.

Control Numérico y Movimiento

• DNC (Control Numérico Directo): Manda órdenes lógicas al control mediante conexión de red (distribución de datos, no optimización dinámica de corte).
• Las trayectorias se dividen en desplazamientos elementales llamados interpolaciones.
• Las funciones modales permanecen activas hasta que se introduce otra incompatible.
• El punto de control (punta de la herramienta) es el que realiza las trayectorias.
• Se utilizan servomotores (lineales eléctricos o paso a paso).

Corrección de Herramienta

• El corrector de herramienta incluye radio y longitud.
• Si el agujero mecanizado es pequeño, el corrector de herramienta debe ser mayor.
• En torneado, la corrección implica 4 factores: eje X, eje Z, radio de punta y factor de forma.
• En el movimiento de inicio y fin de compensación de radio, la trayectoria resultante no es la programada ni la compensada.

Costes y Precisión

• Los costes de preparación y amarre se dividen entre el número de lote.
• Costo de acabado: €/mm² (superficie).
• Costo de desbaste: €/mm³ (volumen).
• Las rectificadoras ofrecen gran precisión, a menudo utilizando guías hidrostáticas o prensas.

Tipos de Piezas y Acabados

• Taladrado y Lamado: El acabado se realiza según la necesidad.
• Las rectificadoras tangenciales se usan para superficies planas.
• Las rectificadoras cilíndricas se usan para cilindros exteriores.
• El fresado puede ser frontal, periférico o ranurado, y se realiza tanto en posición vertical como horizontal.
• No se debe mecanizar un cilindro completo en posición horizontal.

Restricciones y Parámetros de Mecanizado

Restricciones de Amarre (Relación L/D)

• Amarre mínimo: Longitud ≥ 8 mm.
• Solo Plato: L/D < 3.
• Plato y Punto: 3 ≤ L/D ≤ 5.
• Entre Puntos: L/D > 5.

Límites de Diámetro (D) y Altura (H)

• Escariado: D < 15 mm.
• Taladrado: D < 20 mm.
• Torneado (Plato interior): D ≥ 25 mm.
• Fresado periférico (Vertical): H ≤ 100 mm.
• Fresado periférico (Horizontal): H ≤ 45 mm.

Programación CNC: Códigos G y M

Códigos G (Geométricos/Movimiento)

• G2: Interpolación circular en sentido horario. Requiere X, Y (punto final) e I, J, K (centro del arco).
• G3: Interpolación circular en sentido antihorario.
• G4 K...: Pausa temporizada. K especifica el tiempo (segundos en fresa) o el número de vueltas (en torno).
• G40: Anulación de correcciones de radio.
• G41: Activación de corrección de radio a la izquierda (Torno interior + Fresa).
• G42: Activación de corrección de radio a la derecha (Torno exterior).
• G54: Definición del origen de trabajo (cero de pieza).
• G71: Sistema métrico (unidades en milímetros).
• G90: Coordenadas absolutas.
• G94: Avance F en mm/min.
• G95: Avance F en mm/revolución.
• G96: Velocidad de corte S en m/min (Torno).
• G97: Velocidad de corte S en r.p.m. (Fresa).

Códigos M (Misceláneos/Máquina)

• M00: Pausa programada.
• M02: Fin de programa.
• M03: Rotación del husillo en sentido horario (Fresa).
• M04: Rotación del husillo en sentido antihorario (Torno).
• M05: Parada del husillo.
• M06: Cambio de herramienta.
• M08: Activación del refrigerante.

Errores Comunes y Consejos de Programación

Reglas de Compensación y Movimiento

• Los acabados deben llevar G41 o G42 (compensación de radio).
• Siempre finalizar el código con G40 (anulación de compensación).
• Introducir el valor de avance (F) en el primer G1.
• Tras salir de G2 o G3, se debe volver a especificar G1 (movimiento lineal).
• En taladros y ranuras en fresadora, es crucial programar el descenso en el eje Z.
• Secuencia correcta para compensación: G1 X... y luego G42 (o G41).
• Secuencia de arco con compensación: G1 G41 seguido de G2 X Y I K.

Rotación del Husillo

• M03: Husillo horario (Fresa).
• M04: Husillo antihorario (Torno).

Consejos Específicos

• Planeado en Fresa: Revisar el bloque de material y luego la pieza.
• Añadir el avance (F) a la función de taladrado.
• Desbaste en Torno: Para el desbaste, se utilizan creces exactas. Bajar hasta el lado grande del triángulo + sen(alfa) y, en la diagonal, ese punto menos 2 veces el lado grande del triángulo, con Z=0.