Torno de control numérico

Torno De Control Numérico(CNC)

Torno De Control Numérico(CNC) 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.

Introducción al control numérico computarizado

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. La 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. 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 G00 X0.0 Y0.0 G01 X10.0 G01 Y10.0 G01 X0.0 G01 Y0.0 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.

Ventajas y desventajas de los tornos cnc

Ventajas: Permiten obtener mayor precisión en el mecanizado Permiten mecanizar piezas más complejas Se puede cambiar fácilmente de mecanizar una pieza a otra Se reducen los errores de los operarios Cada vez son más baratos los tornos CNC Como desventajas se pueden indicar las siguientes: Necesidad de realizar un programa previo al mecanizado de la primera pieza. Coste elevado de herramientas y accesorios Conveniencia de tener una gran ocupación para la máquina debido a su alto coste.

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.

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.

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.

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.

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. 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.

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: El lenguaje máquina comprende todo el conjunto de datos que el control necesita para la mecanización de la pieza. Al conjunto de informaciones que corresponde a una misma fase del mecanizado se le denomina bloque o secuencia, que se numeran para facilitar su búsqueda. Este conjunto de informaciones es interpretado por el intérprete de órdenes.

Características técnicas del cnc

3 procesadores de 8 bits Capacidad de 32 Kb para albergar programas pieza. 2 líneas de comunicación RS232C y RS485 6 entradas de contaje hasta 4 ejes + encoder cabezal + herramienta sincronizada + volante electrónico. Entrada para palpador digital (TTL o 24 Vcc) Resolución de 0.001 mm o 0,0001 pulgadas. Factor multiplicador hasta x100 con entrada senoidal. Velocidades de avance desde 0.001 mm/min hasta 65535 mm/min (0.0001 hasta 2580 pulgadas/min). Recorrido máximo 8388.607 mm (330.2601 pulgadas) 11 entradas digitales octoacopladas 32 salidas digitales octoacopladas 6 salidas analógicas: 10 V (una para cada eje + cabezal) Peso aprox.: Modelo compacto 12kg Modelo modular: Unidad central 9 kg. Monitor 20kg Consumo aprox.: Unidad central 75 w y monitor 85 w. Embalaje.

Cumple la norma EN 60068-2-32 Alimentación. Alimentación universal de corriente alterna entre 100 V y 240 V (+10% y –15%) Frecuencia de red 50-60 Hz 1% y 2% durante periodos muy cortos. Cortes de red: cumplen la norma EN 61000-4-11. Es cpaz de resistir microcortes de hasta 10 mjilisegundos a 50 Hz partiendo de 0º a 180º (2 polaridades, positiva y negativa) Distorsión armónica: menor del 10% de la tensión eficaz total entre conductores bajo tensión (suma del 2º al 5º armónico) Características eléctricas de las entradas de captación. Consumo de la alimentación de +5 V .750 mA (250 mA por cada conector) Consumo de la alimentación de -5 V .0.3 A (100 mA por cada conector) Niveles de trabajo para señal cuadrada. Frecuencia máx. 200 KHz.

Separación mín. entre flancos 950 nseg. Desfase 90º 20º. Umbral alto (nivel lógico "1") 2.4V VIH 5V Umbral bajo (nivel lógico "0") -5V VIL 0.8V V máx. 7V. Histéresis 0.25V Corriente de entrada máx. 3 mA. Niveles de trabajo para señal senoidal. Frecuencia máx. 25 KHz. Tensión pico a pico 2V. VPP 6V Corriente de entrada II 1mA. Características eléctricas de las entradas digitales. Tensión nominal +24Vcc. Tensión nominal máx. + 30 Vcc. Tensión nominal mín. +18 Vcc. Umbral alto (nivel lógico "1") VIH +18 Vcc. Umbral bajo (nivel lógico "0") VIL +5 Vcc. o no conectado. Consumo típico de cada entrada 5 mA. Consumo máx. de cada entrada 7 mA. Protección mediante aislamiento galvánico por optoacopladores. Protección ante conexión inversa hasta –30Vcc.

Características eléctricas de las salidas digitales

Tensión nominal de alimentación +24 Vcc Tensión nominal máx +30 Vcc Tensión nominal mín. +18 Vcc. Tensión de salida Vout = Tensión de alimentación (Vcc) –2V. Intensidad de salida máx. 100 mA. Protección mediante aislamiento galvánico por optoacopladores. Protección por fusible exterior de 3 Amp ante conexión inversa hasta -30 Vcc y ante sobretensiones de la fuente exterior superiores a 33 Vcc. CRT Monitor 8" monocromo Deflexión: 90 grados Pantalla: antireflexiva Fósforo: PLA (ámbar) Resolución: 600 líneas Superficie visualizable: 146x119 mm Frecuencia de barrido Sincronismo vertical: 50-60 Hz positivo Sincronismo horizontal: 19.2 KHz positivo Condiciones ambientales Humedad relativa: 30-90% sin condensación Temperatura de trabajo 5 – 40º C con una media inferior a 35º C. Temperatura ambiente en régimen de no funcionamiento: entre –25º C y +70º C Altitud máx. de funcionamiento. Cumple la norma IEC 1131-2 Vibración En régimen de funcionamiento 10-50 Hz amplitud 0.2 mm En régimen de transporte 10-50 Hz amplitud 1mm, 50-300 Hz 5g de aceleración.

Fuentes

• Torno de mandos Numericos
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