Monografias | Diseño y Manufactura asistidos por Computadora Introducción al CNC (Ingeniería Industrial - UPIICSA)Diseño y Manufactura asistidos por Computadora Introducción al CNC (Ingeniería Industrial - UPIICSA)Resumen: Introducción al CAD/CAM. Procesos de manufactura por arranque de viruta. Introducción al control numérico computarizado. Control numérico en la ingeniería industrial. Unidad de entrada – salida de datos. Unidad de memoria interna e interpretación de órdenes. Programación en el control numérico. Los famosos Blocks en CN. Introducción a la programación. Ciclos enlatados o repetitivos. Sinumerik 3t. Características técnicas del CNC. Software del paquete FAPUC. Tendencias de la automatización en la industria nacional.(V) Índice
La máquina herramienta ha
jugado un papel fundamental en el desarrollo tecnológico del mundo hasta el
punto que no es una exageración decir que la tasa del desarrollo de máquinas
herramientas gobierna directamente la tasa del desarrollo industrial.
gracias a la utilización de
la máquina herramienta se ha podido realizar de forma práctica, maquinaria de
todo tipo que, aunque concebida y realizada, no podía ser comercializada por no
existir medios adecuados para su construcción industrial.
Así, por ejemplo, si para la
mecanización total de un número de piezas fuera necesario realizar las
operaciones de fresado, mandrinado y perforado, es lógico que se alcanzaría la
mayor eficacia si este grupo de máquinas herramientas estuvieran agrupadas, pero
se lograría una mayor eficacia aún si todas estas operaciones se realizaran en
una misma máquina. Esta necesidad, sumada a numerosos y nuevos requerimientos
que día a día aparecieron forzaron la utilización de nuevas técnicas que
reemplazaran al operador humano. De esta forma se introdujo el control numérico
en los procesos de fabricación, impuesto por varias razones:
Necesidad de fabricar
productos que no se podían conseguir en cantidad y calidad suficientes sin
recurrir a la automatización del proceso de fabricación. Necesidad de obtener
productos hasta entonces imposibles o muy difíciles de fabricar, por ser
excesivamente complejos para ser controlados por un operador humano. Necesidad
de fabricar productos a precios suficientemente bajos.
Inicialmente, el factor
predominante que condicionó todo automatismo fue el aumento de productividad.
Posteriormente, debido a las nuevas necesidades de la industria aparecieron
otros factores no menos importantes como la precisión, la rapidez y la
flexibilidad.
Hacia 1942 surgió lo que se
podría llamar el primer control numérico verdadero, debido a una necesidad
impuesta por la industria aeronáutica para la realización de hélices de
helicópteros de diferentes configuraciones.
CAD/CAM, proceso en el cual
se utilizan los ordenadores o computadoras para mejorar la fabricación,
desarrollo y diseño de los productos. Éstos pueden fabricarse más rápido, con
mayor precisión o a menor precio, con la aplicación adecuada de tecnología
informática.
Los sistemas de Diseño
Asistido por Ordenador (CAD, acrónimo de Computer Aided Design) pueden
utilizarse para generar modelos con muchas, si no todas, de las características
de un determinado producto. Estas características podrían ser el tamaño, el
contorno y la forma de cada componente, almacenados como dibujos bi y
tridimensionales. Una vez que estos datos dimensionales han sido introducidos y
almacenados en el sistema informático, el diseñador puede manipularlos o
modificar las ideas del diseño con mayor facilidad para avanzar en el desarrollo
del producto. Además, pueden compartirse e integrarse las ideas combinadas de
varios diseñadores, ya que es posible mover los datos dentro de redes
informáticas, con lo que los diseñadores e ingenieros situados en lugares
distantes entre sí pueden trabajar como un equipo. Los sistemas CAD también
permiten simular el funcionamiento de un producto. Hacen posible verificar si un
circuito electrónico propuesto funcionará tal y como está previsto, si un puente
será capaz de soportar las cargas pronosticadas sin peligros e incluso si una
salsa de tomate fluirá adecuadamente desde un envase de nuevo diseño.
Cuando los sistemas CAD se
conectan a equipos de fabricación también controlados por ordenador conforman un
sistema integrado CAD/CAM (CAM, acrónimo de Computer Aided Manufacturing).
La Fabricación Asistida por
Ordenador ofrece significativas ventajas con respecto a los métodos más
tradicionales de controlar equipos de fabricación con ordenadores en lugar de
hacerlo con operadores humanos. Por lo general, los equipos CAM conllevan la
eliminación de los errores del operador y la reducción de los costes de mano de
obra. Sin embargo, la precisión constante y el uso óptimo previsto del equipo
representan ventajas aún mayores. Por ejemplo, las cuchillas y herramientas de
corte se desgastarán más lentamente y se estropearían con menos frecuencia, lo
que reduciría todavía más los costes de fabricación. Frente a este ahorro pueden
aducirse los mayores costes de bienes de capital o las posibles implicaciones
sociales de mantener la productividad con una reducción de la fuerza de trabajo.
Los equipos CAM se basan en una serie de códigos numéricos, almacenados en
archivos informáticos, para controlar las tareas de fabricación. Este Control
Numérico por Computadora (CNC) se obtiene describiendo las operaciones de la
máquina en términos de los códigos especiales y de la geometría de formas de los
componentes, creando archivos informáticos especializados o programas de piezas.
La creación de estos programas de piezas es una tarea que, en gran medida, se
realiza hoy día por software informático especial que crea el vínculo entre los
sistemas CAD y CAM.
Las características de los
sistemas CAD/CAM son aprovechadas por los diseñadores, ingenieros y fabricantes
para adaptarlas a las necesidades específicas de sus situaciones. Por ejemplo,
un diseñador puede utilizar el sistema para crear rápidamente un primer
prototipo y analizar la viabilidad de un producto, mientras que un fabricante
quizá emplee el sistema porque es el único modo de poder fabricar con precisión
un componente complejo. La gama de prestaciones que se ofrecen a los usuarios de
CAD/CAM está en constante expansión. Los fabricantes de indumentaria pueden
diseñar el patrón de una prenda en un sistema CAD, patrón que se sitúa de forma
automática sobre la tela para reducir al máximo el derroche de material al ser
cortado con una sierra o un láser CNC. Además de la información de CAD que
describe el contorno de un componente de ingeniería, es posible elegir el
material más adecuado para su fabricación en la base de datos informática, y
emplear una variedad de máquinas CNC combinadas para producirlo. La Fabricación
Integrada por Computadora (CIM) aprovecha plenamente el potencial de esta
tecnología al combinar una amplia gama de actividades asistidas por ordenador,
que pueden incluir el control de existencias, el cálculo de costes de materiales
y el control total de cada proceso de producción. Esto ofrece una mayor
flexibilidad al fabricante, permitiendo a la empresa responder con mayor
agilidad a las demandas del mercado y al desarrollo de nuevos productos.
La futura evolución incluirá
la integración aún mayor de sistemas de realidad virtual, que permitirá a los
diseñadores interactuar con los prototipos virtuales de los productos mediante
la computadora, en lugar de tener que construir costosos modelos o simuladores
para comprobar su viabilidad. También el área de prototipos rápidos es una
evolución de las técnicas de CAD/CAM, en la que las imágenes informatizadas
tridimensionales se convierten en modelos reales empleando equipos de
fabricación especializado, como por ejemplo un sistema de estereolitografía.
PROCESOS DE MANUFACTURA POR
ARRANQUE DE VIRUTA
La aplicación del control
numérico abarca gran variedad de procesos. Aquí se dividen las aplicaciones en
dos categorías: (1) aplicaciones con máquina herramienta, tales como el
taladrado, laminado, torneado, etc., y (2) aplicaciones sin máquina herramienta,
tales como el ensamblaje, trazado e inspección. El principio de operación común
de todas las aplicaciones del control numérico es el control del la posición
relativa de una herramienta o elemento de procesado con respecto al objeto a
procesar.
Proceso
Definición del Proceso
Equipo
Torneado
Es un proceso de
maquinado en el cual una herramienta de punta sencilla remueve material
de la superficie de una pieza de trabajo cilíndrica en rotación
El torneado se lleva
a cabo tradicionalmente en una maquina llamada torno
Definición del Equipo
Clasificación del equipo
Herramienta
El torno es una
maquina, la cual suministra la potencia para tornear la parte a una
velocidad de rotación determinada con avance de la herramienta y
profundidad de corte especificado
Se usan herramientas
de punta sencilla, para la operación de roscado, se ejecuta con un
diseño con la forma de la cuerda a producir. El torneado de formas se
ejecuta con una de diseño especial llamada herramienta de forma.
Definir Herramienta
Clasificación de la Herramienta
Operaciones Relacionadas con el Torneado
Se usa una
herramienta de corte con un borde cortante simple destinado a remover
material de una pieza de trabajo giratoria para dar forma de cilindro.
Proceso
Definición del Proceso
Equipo
Taladrado
Es una operación de
maquinado que se usa para crear agujeros redondos en una parte de
trabajo
Taladro Prensa
Definición del Equipo
Clasificación del equipo
Herramienta
El Taladro Prensa es
la máquina estándar para taladrar.
Broca
Definir Herramienta
Clasificación de la Herramienta
Operaciones Relacionadas con el Taladrado
Hay disponibles
varias herramientas de corte para hacer agujeros, pero la broca
helicoidal es con mucho la más común. Sus diámetros fluctúan desde 0.006
pulg. Hasta brocas tan grandes como 3.0 pulg. Las brocas helicoidales se
usan ampliamente en la industria para producir agujeros en forma rápida
y económica.
Broca Helicoidal
Proceso
Definición del Proceso
Equipo
Cepillado
Proceso para
producir superficies planas por medio de una herramienta de corte de un
solo filo.
Cepillo
Definición del Equipo
Clasificación del equipo
Herramienta
La máquina
herramienta para cepillado se llama cepillo. La velocidad de corte se
logra por medio de una mes de trabajo oscilante que mueve la parte
posterior de una herramienta de corte de punta sencilla
La herramienta de
corte usadas en el cepillado son herramientas de punta sencilla
Definir Herramienta
Clasificación de la Herramienta
Operaciones Relacionadas con el Cepillado
Proceso en el cual
se pasa una cuchilla a través de la pieza para ir eliminando material.
Proceso
Definición del Proceso
Equipo
Aserrado
Es un proceso en el
que corta una hendidura angosta dentro de la parte de trabajo por medio
de una herramienta que tiene una serie de dientes estrechamente
espaciados
Segueta
Definición del Equipo
Clasificación del equipo
Herramienta
El corte de segueta
involucra un movimiento lineal de vaivén de la segueta contra el
trabajo. El Aserrado con cinta implica un movimiento lineal continuo que
utiliza una sierra cienta hecha de foma de banda flexible sin fin con
dientes en una de sus bordes. La sierra circular usa una sierra circular
giratoria para suministrar el movimiento continuo de la herramienta
frente al trabajo.
Hoja de la Sierra
Definir Herramienta
Clasificación de la Herramienta
Operaciones Relacionadas con el Aserrado
Las hojas de la
sierra tienen ciertas características comunes que incluyen la forma de
los dientes, su espaciamiento y la disposición de los mismos
Proceso
Definición del Proceso
Equipo
Rectificado
Es un proceso
abrasivo ejecutado por un conjunto de barras abrasivas pegadas
Rectificadora
Definición del Equipo
Clasificación del equipo
Herramienta
El movimiento del equipo es una combinación de rotación y oscilación
lineal, regulada de tal manera que un punto dado de la barra abrasiva,
no repite la misma trayectoria
Conjunto de barras
abrasivas pegadas
Definir Herramienta
Clasificación de la Herramienta
Operaciones Relacionadas con el Rectificado
Se usan cuatro
barras, pero su número depende del tamaño del agujero
Juntas Universales
Impulsor
Proceso
Definición del Proceso
Equipo
Fresado
Es una operación de
maquinado en la cual se hace pasar una parte de trabajo enfrente de una
herramienta cilíndrica rotatoria con múltiples bordes o filos cortantes.
Fresadora
Definición del Equipo
Clasificación del equipo
Herramienta
La clasificación de
los cortadores para fresadoras o fresas como se les conoce comúnmente,
está muy asociada con las operaciones de fresado que acabamos de
describir.
Definir Herramienta
Clasificación de la Herramienta
Operaciones Relacionadas con el Fresado
Las maquinas
fresadoras deben tener un husillo rotatorio para el cortador y una mesa
para sujetar, poner en posición y hacer avanzar la parte de trabajo.
INTRODUCCIÓN AL
CONTROL NUMÉRICO
COMPUTARIZADO
El CNC tuvo su origen a
principios de los años cincuenta en el Instituto de Tecnología de Massachusetts
(MIT), en donde se automatizó por primera vez una gran fresadora.
En esta época las
computadoras estaban en sus inicios y eran tan grandes que el espacio ocupado
por la computadora era mayor que el de la máquina.
Hoy día las computadoras son
cada vez más pequeñas y económicas, con lo que el uso del CNC se ha extendido a
todo tipo de maquinaria: tornos, rectificadoras, eletroerosionadoras, máquinas
de coser, etc.
CNC significa "control
numérico computarizado".
En una máquina CNC, a
diferencia de una máquina convencional o manual, una computadora controla la
posición y velocidad de los motores que accionan los ejes de la máquina. Gracias
a esto, puede hacer movimientos que no se pueden lograr manualmente como
círculos, líneas diagonales y figuras complejas tridimensionales.
Las máquinas CNC son capaces
de mover la herramienta al mismo tiempo en los tres ejes para ejecutar
trayectorias tridimensionales como las que se requieren para el maquinado de
complejos moldes y troqueles como se muestra en la imagen.
En una máquina CNC una
computadora controla el movimiento de la mesa, el carro y el husillo. Una vez
programada la máquina, ésta ejecuta todas las operaciones por sí sola, sin
necesidad de que el operador esté manejándola. Esto permite aprovechar mejor el
tiempo del personal para que sea más productivo.
El término “control
numérico” se debe a que las órdenes dadas a la máquina son indicadas mediante
códigos numéricos. Por ejemplo, para indicarle a la máquina que mueva la
herramienta describiendo un cuadrado de 10 mm por lado se le darían los
siguientes códigos: G90 G71
Un conjunto de órdenes que
siguen una secuencia lógica constituyen un programa de maquinado. Dándole las
órdenes o instrucciones adecuadas a la máquina, ésta es capaz de maquinar una
simple ranura, una cavidad irregular, la cara de una persona en altorrelieve o
bajorrelieve, un grabado artístico un molde de inyección de una cuchara o una
botella... lo que se quiera.
Al principio hacer un
programa de maquinado era muy difícil y tedioso, pues había que planear e
indicarle manualmente a la máquina cada uno de los movimientos que tenía que
hacer. Era un proceso que podía durar horas, días, semanas. Aún así era un
ahorro de tiempo comparado con los métodos convencionales.
Actualmente muchas de las
máquinas modernas trabajan con lo que se conoce como “lenguaje conversacional”
en el que el programador escoge la operación que desea y la máquina le pregunta
los datos que se requieren. Cada instrucción de este lenguaje conversacional
puede representar decenas de códigos numéricos. Por ejemplo, el maquinado de una
cavidad completa se puede hacer con una sola instrucción que especifica el
largo, alto, profundidad, posición, radios de las esquinas, etc. Algunos
controles incluso cuentan con graficación en pantalla y funciones de ayuda
gerométrica. Todo esto hace la programación mucho más rápida y sencilla.
También se emplean sistemas
CAD/CAM que generan el programa de maquinado de forma automática. En el sistema
CAD (diseño asistido por computadora) la pieza que se desea maquinar se diseña
en la computadora con herramientas de dibujo y modelado sólido. Posteriormente
el sistema CAM (manufactura asistida por computadora) toma la información del
diseño y genera la ruta de corte que tiene que seguir la herramienta para
fabricar la pieza deseada; a partir de esta ruta de corte se crea
automaticamente el programa de maquinado, el cual puede ser introducido a la
máquina mediante un disco o enviado electronicamente.
Hoy día los equipos CNC con
la ayuda de los lenguajes conversacionales y los sistemas CAD/CAM, permiten a
las empresas producir con mucha mayor rapidez y calidad sin necesidad de tener
personal altamente especializado.
CONTROL NUMÉRICO EN LA
INGENIERÍA INDUSTRIAL
Definición general:
Se considera control
numérico a todo dispositivo capaz de dirigir posicionamientos de un órgano
mecánico móvil, en el que las órdenes relativas a los desplazamientos del móvil
son elaboradas en forma totalmente automática a partir de informaciones
numéricas definidas, bien manualmente o por medio de un programa.
ÁMBITO DE APLICACIÓN DEL
CONTROL NUMÉRICO:
Como ya se mencionó, las
cuatro variables fundamentales que inciden en la bondad de un automatismo son:
productividad, rapidez, precisión y velocidad.
De acuerdo con estas
variables, vamos a analizar qué tipo de automatismo es el más conveniente de
acuerdo al número de piezas a fabricar. Series de fabricación:
Grandes series: (mayor a
10.000 piezas)
Esta producción está
cubierta en la actualidad por las máquinas transfert, realizadas por varios
automatismos trabajando simultáneamente en forma sincronizada. Series medias:
(entre 50 y 10.000)
Existen varios automatismos
que cubren esta gama, entre ellos los copiadores y los controles numéricos. La
utilización de estos automatismos dependerá de la precisión, flexibilidad y
rapidez exigidas. El control numérico será especialmente interesante cuando las
fabricaciones se mantengan en series comprendidas entre 5 y 1.000 piezas que
deberás ser repetidas varias veces durante el año. Series pequeñas: (menores a 5
piezas) Para estas series, la utilización del control numérico suele no ser
rentable, a no ser que la pieza sea lo suficientemente compleja como para
justificarse su programación con ayuda de una computadora. Pero en general, para
producciones menores a cinco piezas, la mecanización en máquinas convencionales
resulta ser más económica. A continuación, podemos ver un gráfico que ilustra de
forma clara lo expresado anteriormente.
VENTAJAS DEL CONTROL
NUMÉRICO:
Las ventajas, dentro de los
parámetros de producción explicados anteriormente son:
Posibilidad de fabricación
de piezas imposibles o muy difíciles. Gracias al control numérico se han podido
obtener piezas muy complicadas como las superficies tridimensionales necesarias
en la fabricación de aviones.
Seguridad. El control
numérico es especialmente recomendable para el trabajo con productos peligrosos.
Precisión. Esto se debe a la
mayor precisión de la máquina herramienta de control numérico respecto de las
clásicas.
Aumento de productividad de
las máquinas. Esto se debe a la disminución del tiempo total de mecanización, en
virtud de la disminución de los tiempos de desplazamiento en vacío y de la
rapidez de los pocisionamientos que suministran los sistemas electrónicos de
control.
Reducción de controles y
desechos. Esta reducción es debida fundamentalmente a la gran fiabilidad y
repetitividad de una máquina herramienta con control numérico. Esta reducción de
controles permite prácticamente eliminar toda operación humana posterior, con la
subsiguiente reducción de costos y tiempos de fabricación.
CLASIFICACIÓN DE LOS
SISTEMAS DE CONTROL NUMÉRICO.
Se dividen fundamentalmente
en:
Equipos de control numérico
de posicionamiento o punto a punto.
Equipos de control numérico
de contorneo.
Supongamos una pieza
colocada sobre la mesa (ver figura), y que en el punto A se quiere realizar una
perforación. Sea el eje X el eje longitudinal de la mesa y el eje Y el eje
transversal. B representa la proyección del eje del útil sobre la mesa. El
problema de llevar el punto A al punto B se puede resolver de las siguientes
formas:
Accionar el motor del eje Y
hasta alcanzar el punto A´y a continuación el motor del eje X hasta
alcanzar al punto B.
Análogo al anterior, pero
accionando primero el motor del eje longitudinal y después el del transversal.
Estos dos modos de posicionamiento reciben el nombre de posicionamiento
secuencial y se realiza normalmente a la máxima velocidad que soporta la
máquina.
Accionar ambos motores a la
vez y a la misma velocidad. En este caso la trayectoria seguida será una recta
de 45º. Una vez llegado la altura del punto B, el motor del eje Y será
parado para continuar exclusivamente el motor del eje X hasta llegar al punto B.
Este tipo de posicionamiento recibe el nombre de posicionamiento simultáneo
(punto a punto).
Accionamiento secuencial de
los motores pero realizando la aproximación a un punto siempre en el mismo
sentido. Este tipo de aproximación recibe el nombre de aproximación
unidireccional y es utilizado exclusivamente en los posicionamientos punto a
punto.
En un sistema punto a punto,
el control determina, a partir de la información suministrada por el programa y
antes de iniciarse el movimiento, el camino total a recorrer. Posteriormente se
realiza dicho posicionamiento, sin importar en absoluto la trayectoria
recorrida, puesto que lo único que importa es alcanzar con precisión y rapidez
el punto en cuestión.
Siempre que se quiera
realizar trayectorias que no sean paraxiales (rectas según los ejes) es
necesario que el sistema de control posea características especiales.
Los equipos que permiten
generar curvas reciben el nombre de equipos de contorneo.
Los sistemas de contorneo
gobiernan no sólo la posición final sino también el movimiento en cada instante
de los ejes en los cuales se realiza la interpolación. En estos equipos deberá
existir una sincronización perfecta entre los distintos ejes, controlándose, por
tanto, la trayectoria real que debe seguir la herramienta. Con estos sistemas se
pueden generar recorridos tales como rectas con cualquier pendiente, arcos de
circunferencia, cónicas o cualquier otra curva definible matemáticamente. Estos
sistemas se utilizan, sobre todo, en fresados complejos, torneados, etc.
Por último, se puede decir
que un equipo de control numérico paraxial puede efectuar los trabajos que
realiza un equipo punto a punto y un equipo de contorneo podrá realizar los
trabajos propios de los equipos punto a punto y paraxial.
ARQUITECTURA GENERAL DE UN
CONTROL NUMÉRICO.
Podemos distinguir cuatro
subconjuntos funcionales:
Unidad de entrada – salida
de datos.
Unidad de memoria interna e
interpretación de órdenes.
Unidad de cálculo.
Unidad de enlace con la
máquina herramienta y servomecanismos.
En la figura de la pagina
siguiente se muestra un diagrama funcional simplificado de un control numérico
de contorneo de tres ejes.
UNIDAD DE ENTRADA – SALIDA
DE DATOS
La unidad entrada de datos
sirve para introducir los programas de mecanizado en el equipo de control
numérico, utilizando un lenguaje inteligible para éste.
En los sistemas antiguos se
utilizaron para la introducción de datos sistemas tipo ficha (Data Modul) o
preselectores (conmutadores rotativos codificados); los grandes inconvenientes
que presentaron estos métodos, sobre todo en programas extensos, provocó su
total eliminación.
Posteriormente se utilizaba
para dicho propósito la cinta perforada (de papel, milar o aluminio), por lo que
el lector de cinta se constituía en el órgano principal de entrada de datos.
Esta cinta era previamente
perforada utilizando un perforador de cinta o un teletipo. El número de agujeros
máximo por cada carácter era de ocho (cinta de ocho canales). Además de estos
agujeros, existía otro de menor tamaño, ubicado entre los canales 3 y 4 que
permitía el arrastre de la cinta.
Los primeros lectores de
cinta fueron electromecánicos; los cuales utilizaban un sistema de agujas
palpadoras que determinaban la existencia de agujeros o no en cada canal de la
cinta, luego esto actuaba sobre un conmutador cuyos contactos se abren o cierran
dependiendo de la existencia o no de dichos agujeros.
Luego se utilizaron lectores
de cinta fotoeléctricos, los cuales permitían una velocidad de lectura de cinta
muy superior. Los mismos constaban de células fotoeléctricas, fotodiodos o
fototransistores como elementos sensores. Estos elementos sensibles a la luz,
ubicados bajo cada canal de la cinta (incluso bajo el canal de arrastre). Una
fuente luminosa se colocaba sobre la cinta, de tal forma que cada sensor
producía una señal indicando la presencia de un agujero que sería amplificada y
suministrada al equipo de control como datos de entrada.
Otro medio que se utilizaba
para la entrada de datos era el cassette, robusto y pequeño, era más fácil de
utilizar, guardar y transportar que la cinta, siendo óptima su utilización en
medios hostiles. Su capacidad variaba entra 1 y 5 Mb.
Luego comenzó a utilizarse
el diskette. Su característica más importante era la de tener acceso aleatorio,
lo cual permitía acceder a cualquier parte del disco en menos de medio segundo.
La velocidad de transferencia de datos variaba entre 250 y 500 Kb / s.
Con la aparición del teclado
como órgano de entrada de datos, se solucionó el problema de la modificación del
programa, que no podía realizarse con la cinta perforada, además de una rápida
edición de programas y una cómoda inserción y borrado de bloques, búsqueda de
una dirección en memoria, etc.
UNIDAD DE MEMORIA INTERNA E
INTERPRETACIÓN DE ÓRDENES.
Tanto en los equipos de
programación manual como en los de programación mixta (cinta perforada o
cassette y teclado), la unidad de memoria interna almacenaba no sólo el programa
sino también los datos máquina y las compensaciones (aceleración y
desaceleración, compensaciones y correcciones de la herramienta, etc.). Son los
llamdos datos de puesta en operación.
En las máquinas que poseían
sólo cinta perforada como entrada de datos, se utilizaba memorias buffer.
Luego, con el surgimiento
del teclado y la necesidad de ampliar significativamente la memoria (debido a
que se debía almacenar en la misma un programa completo de mecanizado) se
comenzaron a utilizar memorias no volátiles (su información permanece almacenada
aunque desaparezca la fuente de potencia del circuito, por ejemplo en el caso de
un fallo en la red) de acceso aleatorio (denominadas RAM) del tipo CMOS.
Además poseían una batería
denominada tampón, generalmente de níquel – cadmio, que cumplían la función de
guardar durante algunos días (al menos tres) todos los datos máquina en caso de
fallo en la red.
Una vez almacenado el
programa en memoria, inicia su lectura para su posterior ejecución.
Los bloques se van leyendo
secuencialmente. En ellos se encuentra toda la información necesaria para la
ejecución de una operación de mecanizado.
UNIDAD DE CÁLCULO: Una vez
interpretado un bloque de información, esta unidad se encarga de crear el
conjunto de órdenes que serán utilizadas para gobernar la máquina herramienta.
Como ya se dijo, este bloque
de información suministra la información necesaria para la ejecución de una
operación de mecanizado. Por lo tanto, una vez el programa en memoria, se inicia
su ejecución. El control lee un número de bloques necesario para la realización
de un ciclo de trabajo. Estos bloques del programa son interpretados por el
control, que identifica:
la nueva cota a alcanzar (x,
y, z del nuevo punto en el caso de un equipo de tres ejes), velocidad de avance
con la que se realizará el trayecto, forma a realizar el trayecto, otras
informaciones como compensación de herramientas, cambio de útil, rotación o no
del mismo, sentido, refrigeración, etc.). La unidad de cálculo, de acuerdo con
la nueva cota a alcanzar, calcula el camino a recorrer según los diversos ejes.
SERVOMECANISMOS: La función
principal de un control numérico es gobernar los motores (servomotores) de una
máquina herramienta, los cuales provocan un desplazamiento relativo entre el
útil y la pieza situada sobre la mesa. Si consideramos un desplazamiento en el
plano, será necesario accionar dos motores, en el espacio, tres motores, y así
sucesivamente.
En el caso de un control
numérico punto a punto y paraxial, las órdenes suministradas a cada uno de los
motores no tienen ninguna relación entre sí; en cambio en un control numérico de
contorneo, las órdenes deberán estar relacionadas según una ley bien definida.
Para el control de los
motores de la máquina herramienta se pueden utilizar dos tipos de
servomecanismos, a lazo abierto y a lazo cerrado.
En los de lazo abierto, las
órdenes a los motores se envían a partir de la información suministrada por la
unidad de cálculo, y el servomecanismo no recibe ninguna información ni de la
posición real de la herramienta ni de su velocidad.
No así en un sistema de lazo
cerrado, donde las órdenes suministradas a los motores dependen a la vez de las
informaciones enviadas por la unidad de cálculo y de las informaciones
suministradas por un sistema de medidas de la posición real por medio de un
captador de posición (generalmente un encoder), y uno de medida de la velocidad
real (tacómetro), montados ambos sobre la máquina.
PROGRAMACIÓN EN EL CONTROL
NUMÉRICO:
Se pueden utilizar dos
métodos: Programación Manual:
En este caso, el programa
pieza se escribe únicamente por medio de razonamientos y cálculos que realiza un
operario.
Programación Automática: En
este caso, los cálculos los realiza un computador, que suministra en su salida
el programa de la pieza en lenguaje máquina. Por esta razón recibe el nombre de
programación asistida por computador. De este método hablaremos más adelante.
Programación Manual: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Torno para herramientas
