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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE MISANTLA ING. ELECTROMECANICA SISTEMAS INTEGRADOS DE MANUFACTURAING. ROBERTO CARLOS CABRERA JIMENEZ PROGRAMACIÓN DE MÁQUINAS CNC UNIDAD 2: INVESTIGACIONJOSE ROBERTO CAMPOS GONZALEZ MISANTLA, VER. 30 DE JUNIO DEL 20014

Programacion de Maquinas Cnc

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  • INSTITUTO TECNOLOGICO

    SUPERIOR DE MISANTLA

    ING. ELECTROMECANICA

    SISTEMAS INTEGRADOS DE

    MANUFACTURA

    ING. ROBERTO CARLOS CABRERA JIMENEZ

    PROGRAMACIN DE MQUINAS CNC

    UNIDAD 2:

    INVESTIGACION

    JOSE ROBERTO CAMPOS GONZALEZ

    MISANTLA, VER. 30 DE JUNIO DEL 20014

  • Contenido 2.1. PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACIN DE UNA PIEZA EN UNA MAQUINA CNC. .............. 2

    2.2 CLCULO DE LOS PARMETROS DE CORTE ............................................................................ 5

    2.3. ESTRUCTURA DE UN PROGRAMA CNC .................................................................................... 6

    2.4. CDIGOS G DE PROGRAMACIN ................................................................................................. 7

    2.5 CDIGOS M, S, T, y F. ............................................................................................................ 10

    2.7 CDIGOS DE SUBRUTINAS .......................................................................................................... 11

    2.8 CICLOS ENLATADOS ..................................................................................................................... 13

  • 2.1. PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACIN DE UNA PIEZA EN UNA MAQUINA CNC.

    Programacin de la Mquina

    1. Planificacin del Programa

    Lectura de Planos. La lectura de planos es una habilidad bsica en la industria de la

    manufacturacin, algo que todos los ingenieros, gerentes, programadores y operadores de CNC,

    maquinistas e inspectores, deberan conocer.

    Eleccin de la Mquina Adecuada. La eleccin de una mquina adecuada a una pieza especfica a

    ser manufacturada es la responsabilidad, usualmente, del gerente de produccin, del gerente del

    taller de mquinas, y / o del gerente CNC. El gerente debe saber:

    1. El ambiente de cada mquina (rea de trabajo) 2. Las opciones de cada mquina (fresado, taladrado, etc.) 3. Herramientas de corte, velocidades de giro, tazas de alimentacin. 4. Diseo y montaje de fijaciones. 5. Operaciones de la mquina: Ajuste, instalacin y ejecucin de programas.

    Hoja de Operaciones. La hoja de operaciones, u hoja de instalacin, es usada para describir los

    procesos necesarios para maquinar una pieza en una mquina CNC. Cada proceso se escribe en la

    secuencia adecuada de maquinacin e incluye la herramienta a ser usada y todos los datos de corte.

    La programacin del contorno exterior es una operacin en la maquinacin de una pieza. Para hacer

    esto primero se debe definir un origen de la pieza. Entonces, los puntos requeridos para la

    maquinacin debern calcularse para el centro de la herramienta a ser usada, considerando el radio

    de la herramienta, desde las coordenadas del borde de la pieza.

    Hoja de Operaciones

    Hoja de Operaciones

    Mquina: Electro -LI2 Pieza de Trabajo: placa-1 Nombre / Fecha: Juanito

    Prez 1/7/2004

    Paso # Descripcin Herramienta

    #

    Tasa de

    alimentacin

    ("/minuto)

    Profundidad

    de Corte (")

    Velocidad de

    Giro (r.p.m.)

    1 Fresado bsico de la

    placa

    1 25 0.5 500

    2 Fresado final de la

    placa

    2 12 0.5 750

    3 Centrar para taladrar 4

    agujeros

    3 15 0.125 2500

    4 Taladrar 4 agujeros 4 12 0.75 1000

  • Requerimientos de Herramientas. Los requerimientos y eleccin de herramientas se basan en

    restricciones de las piezas y en prcticas de la industria manufacturera. Muchas de estas ideas son

    cuestiones de sentido comn. Los buenos programadores y operadores CNC deben tenerlas en

    cuenta.

    Conocer las caractersticas del material a ser maquinado.

    Usar un catlogo de herramientas industrial tpico para bajar costos.

    Hacer uso de los servicios tcnicos ofrecidos por los fabricantes de herramientas.

    La calidad de la fijacin deber basarse en el nmero de piezas que, eventualmente sern producidas.

    Siempre se debe usar la herramienta correcta para la correcta operacin de la mquina.

    Mantener herramientas de reemplazo y de repuesto para el evento de que sea necesario afilar una herramienta o si la herramienta se rompe.

    Mantener una variedad de herramientas para el caso de que un tipo no realice el trabajo como se desea.

    Usar herramientas de acero de alta velocidad sobre materiales de fcil maquinacin.

    Usar herramientas de carbono en materiales de corte difcil.

    Usar herramientas con revestimiento de cobalto u xido para las aleaciones exticas.

    Usar herramientas del tipo de insercin cuando sea posible para reducir costos.

    Considere el uso de escariadores, en lugar de brocas, en aplicaciones con taladro en donde la viruta y el control de trozos puede ser un problema.

    Tenga en cuenta la flexin que ocurre al usar herramientas largas. Es posible que se necesiten pasadas extras para eliminar rayas y virutas.

  • 2.2 CLCULO DE LOS PARMETROS DE CORTE Datos y Frmulas de Corte.

    Trminos ms frecuentes usados para expresar datos de corte:

    Velocidad del Eje - es la velocidad rotacional del eje y de la herramienta. Este valor se expresa normalmente en RPM (revoluciones por minuto).

    Valor de la tasa de Alimentacin - es el valor numrico al cual la herramienta recorrer una pieza de trabajo. Es usualmente expresado en IPM (pulgadas por minuto o IPR (pulgadas por revolucin).

    Velocidad de Corte - la velocidad de corte es la velocidad rotacional de la herramienta de corte o de la pieza de trabajo. Se expresa en RPM o en SFM (Pies de Superficie por Minuto).

    Profundidad del Corte - es la distancia que la punta de la herramienta se introduce en la pieza de trabajo. Se incorpora en los valores X, Y, Z en un programa CNC. Aparte del programa, puede

    expresarse en pulgadas o milmetros.

    El clculo de los datos de corte es un paso muy importante en la planificacin de un programa CNC.

    A continuacin, algunas de las frmulas ms comunes.

    S.F.M = R.P.M. x Dimetro x .262

    Ejemplo: Encuentre SFM de una herramienta de 1" a 600RPM

    SFM = RPM x 1 x .262

    SFM = 600 x 1 x .262. SFM = 157.2

    R.P.M. = S.F.M. x 3.82 / Dimetro

    Ejemplo: Encuentre las RPM de una herramienta de 1" a 150 SFM.

    RPM = SFM x 3.82 / Dimetro

    RPM = 150 x 3.82 / 1. RPM = 573

    I.P.M. = R.P.M x T x F.P.T.

    Ejemplo: Encuentre el valor IPM de un taladro de 1" a 500

    RPM y con un valor de FPT = 0.006. IPM = 500 x 1x .006

    IPM = 3.0

    F.P.R. = I.P.M. / R.P.M.

    Ejemplo: Encuentre el valor FPR (en pulgadas) de un cortador que avanza a 200 RPM y con un valor

    IPM = 22.

    FPR = 22 / 200. FPR = .11

    F.P.T = I.P.M. / T x R.P.M.

    Ejemplo: Encuentre el valor FPT (alimentacin por dientes, en pulgadas) para una fresa de 4 canales

    y de 2" que avanza a 200 RPM y con un valor IPM = 20. FPT = 20 / 4 x 200 FPT = .025

  • 2.3. ESTRUCTURA DE UN PROGRAMA CNC Generalmente se utilizan los nmeros de secuencia nmeros de bloque con la letra N que llevan

    un orden en la edicin del programa se pueden numerar de 10 en 10, de 5 en 5 , de 2 en 2, por si es

    necesario insertar bloques de programacin entre esto. En la programacin de tornos CNC son

    necesarios cuando se programa los ciclos de torneado. El conteo de numero de bloques llega hasta

    N 9999 y seguir con N0000 un nuevo conteo si es necesario. Se utiliza un smbolo / cuando se

    necesita que determinados bloques de programacin tengan la posibilidad de ejecutarse o no de

    acuerdo a las necesidades. Si en el panel de control se activa el botn Block delet o block skip, el

    control no ejecuta los bloques de programacin que comiencen con el smbolo / en este caso no

    ejecutara el bloque N10.

    Luego del nmero de bloque se programan los cdigos de instruccin G, M, F, S, T, X, Z, con los que

    se pueden activar varias funciones pero solo realizar un movimiento por cada bloque de

    programacin cerrado por el smbolo * o por (;).

    La estructura del programa se cierra con el cdigo M30 (fin de programa).

    O1245 (ESTRUCTURA DEL PROGRAMA) *

    N05 T0000 G40 G21 G97 *

    / N10 G28 U0 W0 *

    N20 G54 *

    N30 T0101 (BROCA CENTRO) *

    N40 G0 X80. Z5. M4 S1200 *

    N50 G1 Z-2. F0.12 M8 *

    N60 G0 X81. Z2.*

    N250 M30 *

  • Es importante resaltar que la descripcin de algunos cdigos G y M pueden variar de un fabricante

    de controles a otro dependiendo de la norma con la que trabajan si es ISO o norma DIN etc,

    sobretodo algunos cdigos M son asignados de manera diferente por cada fabricante de maquinas

    CNC de acuerdo a las opciones que incluyan en la mquina.

    El programa de control numrico debe ser introducido al control de tal forma que ste lo entienda.

    El programa lo forman una sucesin de bloques. Cada bloque puede contener varios de los

    siguientes caracteres, acompaados de un cdigo o valor.

    N: Nmero de bloque.

    G: Funciones preparatorias.

    X, Y, Z: Cotas de ejes. 1F: Velocidad de avance.

    S: Velocidad de giro del cabezal.

    T: Nmero de herramienta.

    M: Funcin auxiliar.

    La construccin de un bloque debe hacerse siguiendo el orden expuesto, conteniendo nicamente

    la nueva informacin.

    Al final del bloque es posible escribir un comentario que deber estar entre parntesis. El nmero

    mximo de caracteres, incluidos los parntesis, es de 43. El comentario aparece durante la ejecucin

    del programa y de forma intermitente si el primer carcter dentro del parntesis es un asterisco (*

    comentario). Un comentario vaco ( ), anula la visualizacin de otro anterior.

    2.4. CDIGOS G DE PROGRAMACIN LENGUAJE DE PROGRAMACIN ISO

    Para la programacin de los controles la ISO ha estandarizado el lenguaje de programacin para

    maquinaria CNC, aparte de esto los fabricantes de cada control disean un lenguaje propio para sus

    controles que se denomina lenguaje conversacional, interactivo en forma grfica; pero un

    programador que domine el lenguaje ISO se puede desenvolver bien con cualquier control, es por

    eso que nos centraremos en este formato de programacin.

    Como todo idioma, tambin el lenguaje de programacin se compone de palabras, toda palabra

    significa una orden que el programador da al control, los cdigos de programacin que se manejan

    son los siguientes:

    Cdigos G: creados en principio para describir la geometra de la pieza de trabajo, si la pieza posee

    lneas rectas, arcos, etc.

    Cdigos M: Miscelneos o tambin llamados funciones auxiliares se crearon en principio para

    automatizar las funciones operativas, funciones que realizara el operario como: prender el husillo,

    prender el refrigerante, etc.

  • Cdigos Generales

    G00: Posicionamiento rpido (sin maquinar)

    G01: Interpolacin lineal (maquinando)

    G02: Interpolacin circular (horaria)

    G03: Interpolacin circular (antihoraria)

    G04: Comps de espera

    G10: Ajuste del valor de offset del programa

    G20: Comienzo de uso de unidades imperiales (pulgadas)

    G21: Comienzo de uso de unidades mtricas

    G28: Volver al home de la mquina

    G32: Maquinar una rosca en una pasada

    G36: Compensacin automtica de herramienta en X

    G37: Compensacin automtica de herramienta en Z

    G40: Cancelar compensacin de radio de curvatura de herramienta

    G41: Compensacin de radio de curvatura de herramienta a la izquierda

    G42: Compensacin de radio de curvatura de herramienta a la derecha

    G70: Ciclo de acabado

    G71: Ciclo de maquinado en torneado

    G72: Ciclo de maquinado en frenteado

    G73: Repeticin de patrn

    G74: Taladrado intermitente, con salida para retirar virutas

    G76: Maquinar una rosca en mltiples pasadas

    G96: Comienzo de desbaste a velocidad tangencial constante

    G97: Fin de desbaste a velocidad tangencial constante

    G98: Velocidad de alimentacin (unidades/min)

    G99: Velocidad de alimentacin (unidades/revolucin)

    Cdigos Miscelneos

    M00: Parada opcional

    M01: Parada opcional

  • M02: Reset del programa

    M03: Hacer girar el husillo en sentido horario

    M04: Hacer girar el husillo en sentido antihorario

    M05: Frenar el husillo

    M06: Cambiar de herramienta

    M07: Abrir el paso del refrigerante B

    M08: Abrir el paso del refrigerante A

    M09: Cerrar el paso de los refrigerantes

    M10: Abrir mordazas

    M11: Cerrar mordazas

    M13: Hacer girar el husillo en sentido horario y abrir el paso de refrigerante

    M14: Hacer girar el husillo en sentido antihorario y abrir el paso de refrigerante

    M30: Finalizar programa y poner el puntero de ejecucin en su inicio

    M31: Incrementar el contador de partes

    M37: Frenar el husillo y abrir la guarda

    M38: Abrir la guarda

    M39: Cerrar la guarda

    M40: Extender el alimentador de piezas

    M41: Retraer el alimentador de piezas

    M43: Avisar a la cinta transportadora que avance

    M44: Avisar a la cinta transportadora que retroceda

    M45: Avisar a la cinta transportadora que frene

    M48: Inhabilitar Spindle y Feed override (maquinar exclusivamente con las velocidades

    programadas)

    M49: Cancelar M48

    M62: Activar salida auxiliar 1

    M63: Activar salida auxiliar 2

    M64: Desactivar salida auxiliar 1

    M65: Desactivar salida auxiliar 2

  • M66: Esperar hasta que la entrada 1 est en ON

    M67: Esperar hasta que la entrada 2 est en ON

    M70: Activar espejo en X

    M76: Esperar hasta que la entrada 1 est en OFF

    M77: Esperar hasta que la entrada 2 est en OFF

    M80: Desactivar el espejo en X

    M98: Llamada a subprograma

    M99: Retorno de subprograma

    2.5 CDIGOS M, S, T, y F. Cdigo S: Speed = velocidad de giro del husillo en r.p.m. si programamos S1200 el husillo girar a

    1200 r.p.m.

    Cdigo F: Feed = Alimentacin o avance de mecanizado, es la velocidad con que se mueve la

    mquina en la operacin de mecanizado, generalmente en las operaciones de torneado se utiliza el

    avance de mecanizado en milmetros por revolucin, si programamos F0.1 la mquina se mover en

    la operacin de mecanizado a 0.1 milmetros por revolucin o vuelta de la copa. (mm/rev).

    En los movimientos donde se necesita mecanizar sin que gire el husillo, se programa el avance de

    mecanizado F en milmetros por minuto, (en el caso de tornos fresadores con herramienta

    motorizada) si se programa F80 la mquina se mover a 80 milmetros por minuto (mm/min).

    Cdigo T: Tool = Herramienta de trabajo, la programacin del nmero de herramienta se hace de

    acuerdo con el orden operacional del mecanizado especfico de una pieza , es decir, si vamos a roscar

    una pieza, la primera herramienta T0101 ser la broca centro , la segunda herramienta T0202 ser

    la broca, la tercera herramienta T0303 el macho de roscado, y as sucesivamente.

    Los dos primeros dgitos del cdigo T se refieren al numero de posicin de la herramienta en la

    torreta, y los dos siguientes al corrector de la compensacin de la herramienta. Se programa T0000

    Al inicio del programa para cancelar todas las compensaciones de herramienta que han quedado

    activadas.

    Cdigos X, Z, U, W: Estos cdigos se utilizan para designar las coordenadas de trabajo en el torno.

    En un torno el eje X (U coordenada incremental X) es el desplazamiento del carro trasversal,

    determinando los dimetros de la pieza de trabajo, el eje Z (W coordenada incremental Z) es el

    desplazamiento del carro longitudinal, determinando las longitudes de la pieza. Adems de estos

    cdigos podemos encontrar los cdigos C, (H coordenada incremental C)) para designar el tercer

    eje, que generalmente es un eje giratorio, utilizado en los tornos fresadores con herramienta

    motorizada (tambin llamada herramienta viva). El eje C es la copa que funciona como eje giratorio

    indexando en grados o interpolando con los ejes

  • 2.7 CDIGOS DE SUBRUTINAS Funciones G20, G21, G22. G23, G24 (Subrutinas)

    ESTANDAR.

    - PARAMTRICAS.

    SUBRUTINA ESTANDAR

    Una subrutina estandar empieza siempre con un bloque que contiene la funcin G22 (Abrir

    subprograma). N010 G22 N1 ; N1 es el nmero de subprograma.

    La subrutina siempre finaliza con la funcin G24.

    N050 G24

    La llamada a una subrutina estandar se realiza con la funcin G20.

    N090 G20 N1.3; En este bloque el .3 quiere decir el nmero de veces que queremos que se repita la

    subrutina N1.

    SUBRUTINA PARAMTRICA

    Una subrutina paramtrica empieza siempre con un bloque que contiene la funcin G23 seguida del

    nmero que identifica a la subrutina.

    N010 G23 N1

    La subrutina siempre finaliza con la funcin G24.

    La llamada a una subrutina paramtrica se realiza con la funcin G21 seguido de unos parmetros

    que a continuacin explicar. El formato del bloque debe seguir este patrn:

    N030 G21 N1.3 P1=K1; P1=K1 son los valores que se le asignan a los parmetros.

    Ejemplo de subrutina estandarN010 G0 G90 X20 Y20 Z100 S1000 M03

    N020 T1.1; Broca de 10 mm

    N030 M06

    N040 G22 N1; Inicio de subrutina

    N050 G0 Z3

    N060 G1 Z-10 F30

    N070 G4 K1.0

    N080 G0 Z100

    N090 G24; Final de subrutina

  • N100 G0 x40 Y75

    N110 G20 N1.1; Llamada a subrutina

    N120 M05; Paro del cabezal

    N130 M30

    Este programa hace dos taladros. El primero lo efecta en la posicin X20 Y20 y el segundo taladro

    en la posicin X40 Y75.

    Ejemplo de subrutina paramtrica

    N020 G54

    N030 T8.8

    N040 M06

    N050 G0 G90 X12 Y20 Z10 S1500 M3

    N060 G1 Z-1 F30

    N070 G23 N3

    N080 G1 G91 X P0 Y P1 F50

    N090 X P2 Y P3

    N100 X P4 Y P5

    N110 X P6

    N120 G24

    N130 G21 N3.1 P0=K15 P1=K30 P2=K15 P3=K-30 P4=K-30 P5=K0 P6=K0

    N140 G0 G90 Z100

    N145 X52 Y20

    N150 Z10

    N160 G1 Z-1 F30

    N170 G21 N3.1 P0=K0 P1=K30 P2=K30 P3=K0 P4=K0 P5=K-30 P6=K-30

    N180 G0 G90 Z100

    N190 M30

    Este programa mecaniza un tringulo y un cuadrado. Para ello bastar con modificar los parmetros

    de entrada para crear o bien un tringulo o bien un cuadrado. Utilizamos siempre el mismo

    programa, es decir, la subrutina N3, juntamente con los diferentes parmetros.

  • Es un simple ejemplo en paramtricas. De todas formas ms adelante se profundizar ms en la

    programacin paramtrica.

    2.8 CICLOS ENLATADOS Al igual que los ciclos enlatados de torneado, en el fresado se usan ciclos con las mismas

    caractersticas con el propsito de evitar la repeticin de los cdigos en el mecanizado de una pieza

    que requiere de varios cortes. A continuacin se indican algunos cdigos de este tipo usados en el

    centro de maquinado triac.

    a) Ciclo enlatado de taladrado. Se emplea para la fabricacin de agujeros en el triac.

    Sintaxis G73 G99 X10 Y10 Z-20 Q3 R2 F2000

    Donde:

    G73 Ciclo enlatado de taladrado.

    G99 Punto de retorno de la herramienta.

    X10 Posicin de la herramienta en el eje X.

    Y10 Posicin de la herramienta en el eje Y.

    Z10 Profundidad taladrado.

    Q3 Valor de la profundidad de corte.

    R2 Valor del retroceso de la herramienta.

    F Valor de la velocidad de avance.