ProgramaciÃ³n del torno didÃ¡ctico con control numÃ©rico computacional boxford 250.pdf1

7/27/2019 Programacin del torno didctico con control numrico computacional boxford 250.pdf1

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TESIS DE MAESTRA

Instituto Politcnico Nacional

Escuela Super io r de Ingen iera Mecnica y E lctr ic aUNIDAD PROFESIONAL ADOLFO LPEZ MATEOS

Seccin de Estudios de Posgrado e Investigacin

PROGRAMACIN DEL TORNO DIDCTICO CON CONTROLNUMRICO COMPUTACIONAL BOXFORD 250

TESISQUE PARA OBTENER EL GRADO DE

MAESTRO EN CIENCIASCON ESPECIALIDAD ENINGENIERA MECNICA

P R E S E N T A

Ing. Pablo Argumedo MorenoDirector de tesis: Dr. Luis Hctor Hernndez Gmez

Mxico D.F . Septiembre del 2008


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CARTA CESIN DE DERECHOS

En la Ciudad de Mxico, Distrito Federal, el da 28 del mes de Marzo del ao 2008, el (la)que suscribe Ing. Pablo Argumedo Moreno alumno (a) del Programa de Maestra enCiencias de Ingeniera Mecnica, opcin Diseo) con nmero de registro B021876, adscritoa la Seccin de Estudios de Posgrado e Investigacin de la ESIME, Unidad Zacatenco,manifiesta que es autor (a) intelectual del presente trabajo de Tesis bajo la direccin de Dr.Luis Hctor Hernndez Gmez y cede los derechos del trabajo intituladoPROGRAMACIN DEL TORNO DIDCTICO CON CONTROL NUMRICOCOMPUTACIONAL BOXFORD 250, al Instituto Politcnico Nacional para su difusin,con fines acadmicos y de investigacin.Los usuarios de la informacin no deben reproducir el contenido textual, grficas o datosdel trabajo sin el permiso expreso del autor y/o director del trabajo. Este puede serobtenido escribiendo a la siguiente direccin [email protected]. Si el permiso seotorga, el usuario deber dar el agradecimiento correspondiente y citar la fuente del mismo.

I NSTI TUTO POLI TCNICO NACIONAL

SECRETARA DE I NVESTIGACIN Y POSGRADO
mailto:[email protected]:[email protected]


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RESUMEN

En el presente trabajo de tesis se realiza un estudio, de tres diferentes procedimientospara generar la programacin del Torno Didctico Boxford 250 con Control NumricoComputacional (CNC), realizando una comparacin entre cada uno de ellos, teniendo como

ejemplo prctico el maquinado de una probeta de aluminio, la cual ser utilizada pararealizar ensayos a tensin.

El primer procedimiento es de forma manual (utilizando el panel de control, de lamquina misma), el cual es el intermediario en la operacin total, el diagnstico mostr quepara este primer mtodo, es indispensable el conocimiento de los cdigos G y M, clculos(velocidad de corte, velocidad de avance, eleccin de herramienta, etc.). Se requiere desuficiente tiempo para la aplicacin del mismo.

En el segundo procedimiento, trata de la programacin asistida por sistemas CAD/(Diseo Asistido por Computadora, por sus siglas en ingls) / CAM (Manufactura Asistidapor Computadora, por sus siglas en ingls), el cual es el ms recomendable para laprogramacin de dicho torno con CNC. En donde primeramente se dise el productoauxiliado con el programa de Auto CAD. Mediante el programa Mster Cam se realiz laconversin del dibujo a cdigo G y M automticamente. De esta manera, la mquinainterpreta las instrucciones del programa. Se simul el proceso para verificar que noexistieran errores y finalmente se llev a cabo el mecanizado, obteniendo la pieza deseada.La aplicacin de ste procedimiento produce ahorros significativos en el tiempo y esfuerzode programacin, ya que todos los clculos y cambios de herramienta que se requieren, los

realiza la mquina automticamente.

El tercer modo consiste, en la generacin de trayectorias, empleando el programaMster CAM (Instalado en la mquina). Aqu se cre el diseo de la pieza por medio delneas, con sus respectivas dimensiones, especificando el tipo de material a trabajar. Sesimul el maquinado de la pieza a obtener, generando en forma automtica la programacinrequerida para su manufactura

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ABSTRACT

In this works three different programming procedures are analyzed, they are used with the

didactic turning lathe Boxford 250. This machine tool is operated with a ComputationalNumerical Control. These procedures are compared when they are used in the production ofaluminum specimens for tension tests.

In first instance, the manual procedure is followed. In this case the control panel of themachine is used. For this purpose, the G and M codes are required. Besides, the machiningparameters, as cutting speed, feed speed, tool selection, etc., must be determined inadvance. This is a time consuming procedure.

In the second procedure, Computing Aided Design (CAD) is used in conjunction withComputing Aided Manufacture (CAM). In accordance with the obtained results, this is themost advisable procedure for this purpose. Initially, the specimen is designed with AutoCAD. In a second step, Master CAM is used. With the obtained drawings, the machininginstructions of the G and M codes are generated automatically. In this way, the manufactureprocess is simulated and at the same it is verified. Thereafter, the required specimens aremachined. In this case, the required time is reduced and the machine programming is easier,because all the calculations and the sequence of the required tools are performed by thecomputer.

In the third case, Master Cam program is used. The specimen is modeled and its material isspecified. The manufacture process is simulated and the machine tool instructions aregenerated automatically.

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NDICE GENERAL

PginaRESUMEN i

ABSTRACT iiNDICE DE FIGURAS viiiNDICE DE TABLAS ixSIMBOLOGA xOBJETIVO xiJUSTIFICACIN xiiINTRODUCCIN 1

CAPTULO 1GENERALIDADES SOBRE MQUINAS-HERRAMIENTA

1.1 ENTORNO NACIONAL E INTERNACIONAL DE LA INDUSTRIAMETAL MECNICA 5

1.2 CLASIFICACIN DE LAS MQUINASHERRAMIENTACONVENCIONALES. 6

1.3 IMPULSIN ELCTRICA 81.4 MECANISMOS QUE INTERVIENEN EN EL MOVIMIENTO

PRINCIPAL Y DE AVANCE. 9

1.5 MODOS DE CONTROL 101.6 EL TORNO. 121.6.1 TIPOS DE TORNO 13

1.6.2 PARTES PRINCIPALES DE UN TORNO CONVENCIONAL 151.7 TRABAJOS QUE SE REALIZAN CON EL TORNO PARALELO 161.8 PRINCIPIO DE OPERACIN DE LAS MQUINAS-HERRAMIENTA

CONVENCIONALES 171.8.1 HERRAMIENTAS DE CORTE 181.8.2 FLUIDOS DE CORTE 181.8.3 VENTAJAS DE LOS ENFRIADORES 191.9 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 20

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CAPTULO 2 FUNDAMENTOS DEL CONTROL NUMRICOCOMPUTACIONAL APLICADO A MANUFACTURA

2.1 INTRODUCCIN AL CONTROL NUMRICO COMPUTACIONAL(CNC)

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2.2 ANTECEDENTES DEL CONTROL NUMRICO COMPUTACIONAL 222.3 DEFINICIN DEL CONTROL NUMRICO COMPUTACIONAL 232.4 PROGRAMA DEL CONTROL NUMRICO COMPUTACIONAL 242.5 SISTEMAS DE UNIDADES Y MODOS DE ENTRADA 252.5.1 SISTEMA DEL PROGRAMA 262.5.2 CDIGO DEL CONTROL NUMRICO COMPUTACIONAL 262.6 NMEROS DE SECUENCIA 282.7 LOS GRUPOS G Y M 282.8 FUNCIONES PREPARATORIAS 292.9 VENTAJAS Y LIMITACIONES DEL CONTROL NUMERICO 292.10 PRECISIN EN EL POSICIONAMIENTO DEL CONTROL NUMRICO 30

2.11 DIFERENCIAS ENTRE UNA MQUINA-HERRAMIENTACONVENCIONAL Y UNA CON CNC 312.12 SUMARIO 34

CAPTULO 3 METODOLOGA PARA LA MANUFACTURA EN ELTORNO DE CONTROL NUMRICO COMPUTACIONALBOXFORD 250.

3.1 MANUFACTURA 353.2 CARACTERSTICAS DEL TORNO DIDCTICO CON CONTROL

NUMRICO COMPUTACIONAL BOXFORD 250 363.2.1 CARACTERSTICAS DEL TORNO 363.2.2 REQUERIMIENTOS DEL EQUIPO DE CMPUTO 383.2.3 PARTES COMPONENTES DEL TORNO CNC 383.3 DESCRIPCIN DE LA PIEZA A MAQUINAR 433.3.1 PLANO DE LA PIEZA 443.3.2 SELECCIN DE LA HERRAMIENTA 463.3.3 SELECCIN DE LA VELOCIDAD DE CORTE 473.3.4 AVANCE DEL TORNO 493.3.5 SELECCIN DEL REFRIGERANTE 503.4 PROCESO DE MAQUINADO EN EL TORNO BOXFORD 250 CON

CNC 523.4.1 UTILIZANDO MODO MANUAL 523.4.2 UTILIZANDO MSTER CAM AUXILIADO CON CAD 553.4.3 UTILIZANDO CREACIN DE TRAYECTORIAS 753.5 SUMARIO 83

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CAPTULO 4 EVALUACIN DE RESULTADOS

4.1 CARACTERSTICAS PRINCIPALES DE LOS PROGRAMASUTILIZADOS 84

4.2 PROGRAMACIN MANUAL DE UN CNC 854.3 PROGRAMACIN APLICANDO PROGRAMAS CAD/CAM 874.4 PROGRAMACI N APLICANDO GENERACI N DE TRAYECTORIAS 894.5 ASPECTOS GENERALES 91

CONCLUSIONES 92RECOMENDACIONES PARA TRABAJO FUTURO 93REFERENCIAS 94

ANEXO A: TABLA DE CDIGOS GENERALES EMPLEADOS EN LAPROGRAMACIN DEL TORNO BOXFORD 250 CON CONTROLNUMRICO COMPUTACIONAL.

97

ANEXO B: TABLA DE CDIGOS MISCELANEOS EMPLEADOS EN LAPROGRAMACIN DEL TORNO BOXFORD 250 CON CONTROLNUMRICO COMPUTACIONAL.

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ANEXO C: CODIFICACIN PARA EL MAQUINADO DE LA PROBETA 100

ANEXO D: CODIFICACIN PARA EL ROSCADO DE LA PROBETA 102

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AGRADECIMIENTOS

A DIOS MI SEOR, POR LA VIDA QUE ME HA DADO POR AMOR, PORESCUCHARME Y DARME BRIOS Y ENTUSIASMO PARA SEGUIR ADELANTECON MIS ESTUDIOS Y TRABAJOS.

MUY SINCERAMENTE Y CON TODO RESPETO QUE SE MERECE, POR SUVALIOSA GENTILEZA DE BRINDARME TODO SU APOYO Y CONFIANZA, DESER MAESTRO Y AMIGO, A MI QUERIDO DIRECTOR DE TESIS DR. LUISHCTOR HERNNDEZ GMEZ, POR SUS SABIOS CONSEJOS Y ASESORIA, YAQUE DE NO SER AS, NO HUBIERA SIDO POSIBLE LA CULMINACINSATISFACTORIA DE ESTE TRABAJO.

A LOS INTEGRANTES DE MI COMISIN REVISORA, POR SU GRANDEDICACIN Y ESFUERZO, PARA QUE ESTE TRABAJO CUMPLIERA SUOBJETIVO.

A TODOS MIS MAESTROS DEL PROGRAMA DE LA MAESTRA, POR SUSENSEANZAS.

AL M. EN C. RICARDO LPEZ MARTNEZ, (q.e.p.d.), UN RECUERDO PSTUMODE AGRADECIMIENTO.

AL M. EN C. JULIO CSAR BALANZ CHAVARRIA, POR SU GRAN APOYO YMUESTRA DE CARIO.

A TODOS MIS COMPAEROS DE LA SALA 2 DEL TECNOLOGICO DE POZARICA Y TODAS AQUELLAS PERSONAS QUE DE ALGUN MODO ME APOYARON.

A MIS QUERIDOS PADRES: SR.JULIO ARGUMEDO AMOR Y SRA. EUSEBIAMORENO OLARTE, POR SU GRAN AMOR Y COMPRENSIN.

A MIS HERMANOS: JULIO CESAR, JOS LUIS, ESMERALDA E IRENE.POR SUGRAN MUESTRA DE CARIO Y CONFIANZA QUE HAN DEPOSITADO EN MI.

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A MI MUY QUERIDA ESPOSA ERIKA, POR SU GRAN AMOR, QUE SIEMPRE MEHA APOYADO EN TODO MOMENTO Y HA SACRIFICADO PARTE DE SI, PARAAQUE SIGA PROGRESANDO CON MIS ESTUDIOS.

A MIS QUERIDAS NIAS, QUE SON MI REGALO DE DIOS: LUPITA, ROSI Y

ESMERALDITA, AUNQUE SON AN MUY PEQUEITAS, HAN SABIDOCOLABORAR PARA REALIZAR MI TRABAJO.

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NDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 Partes principales del torno paralelo 15

Figura 3.1 Torno didctico CNC Boxford 250 37Figura 3.2 (a) Partes componentes del torno didctico CNC Boxford 250 39Figura 3.2 (b) Desplazamiento de las herramientas 40Figura 3.3 Plano de taller 45Figura 3.4 (a) Torreta porta herramientas 46Figura 3.4 (b) Posicin de las herramientas 47Figura 3.5 Diagrama de flujo de un proceso de maquinado 53Figura 3.6 Propiedades de la mquina 56Figura 3.7 Perfiles del chuck y herramienta 57Figura 3.8 Caractersticas del chuck 57Figura 3.9 Cuadro del dialogo para seleccionar parmetros 58Figura 3.10 Trayectoria de careado 59Figura 3.11 Seleccionar puntos a encadenar 60Figura 3.12 Propiedades de la herramienta de corte para carear 60Figura 3.13 Seleccionar la geometria para roscar 61Figura 3.14 Seleccionar herramienta adecuada para roscar 61Figura 3.15 Introducir valores en cuadro de dialogo para roscar 62Figura 3.16 Determinar el nmero de pasadas 62Figura 3.17 Geometra para el cilindrado 63Figura 3.18 Seleccin de herramienta adecuada para el cilindrado 63Figura 3.19 Determinar el ngulo de la ranura 64Figura 3.20 Seleccionar tipo de acabado suave 64Figura 3.21 Encadenar los puntos para cilindrar 65Figura 3.22 Seleccionar sentido de corte 65Figura 3.23 Cilindrar la segunda fase, con la misma herramienta 66Figura 3.24 La figura muestra los puntos a encadenar, para realizar el

cilindrado67

Figura 3.25 Tipo de herramienta para roscar 67Figura 3.26 Intoducir valores para el roscado 68Figura 3.27 Seleccionar simular todas las actividades 68Figura 3.28 Modelo de la pieza obtenida, mediante la simulacin 69Figura 3.29 Men principal del programa 76Figura 3.30 Especificacin del material a trabajar 76Figura 3.31 Dimensiones para refrentar la pieza muestra 77

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NDICE DE TABLAS

Tabla 1.1 Tipos de mquinas-herramienta 7Tabla 1.2 Mecanismos de transformacin 10

Tabla 2.1 Descripcin del cdigo de letras 27Tabla 2.2 Diferencias entre una mquina convencional y una mquina concontrol numrico computacional

32

Tabla 3.1 Velocidades de corte 49Tabla 3.2 Avances para diversos materiales con el uso de herramientas para alta

velocidad49

Tabla 3.3 Tipos de lubricantes para maquinados 51Tabla 3.4 Lista de actividades, para emplear Master CAM auxiliado por CAD 55

Tabla 3.5 Lista de instrucciones para creacin de trayectorias 75

Figura 3.32 Trazado de lneas para generar roscado 77Figura 3.33 Incorporacin de valores para el adelgazamiento de la pieza

muestra78

Figura 3.34 Formacin de redondeo en el primer extremo 78

Figura 3.35 Formacin de redondeo en el segundo extremo 79Figura 3.36 Trazado de lnea en extremo posterior 79Figura 3.37 Trazado para elaboracin de roscado 80Figura 3.38 Mdulo para generar cdigo G 80Figura 3.39 Verificando dimensiones 81Figura 3.40 Ejecutando cdigos G y M 81Figura 3.41 Simulacin de manufactura 82Figura 3.42 Perfil de la probeta 82Figura 4.1 Maquinado de una probeta en el torno CNC Boxford 250 86Figura 4.2 Probeta de aluminio maquinada en torno con CNC 86Figura 4.3 Simulacin del maquinado en el torno Boxford 250 88

Figura 4.4 Plano cuadriculado para la generacin de trayectorias 90Figura 4.5 Representacin grfica del diseo de una probeta aplicando creacion

de trayectorias90

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SIMBOLOGA

Reduce velocidad de husillo en la misma direccin 40

Reduce velocidad de husillo en reversa 40

Detiene giro de husillo 40

Mueve el sujetador de herramienta en forma ascendente (eje X) 41

Mueve el sujetador de herramienta en forma descendente (eje X) 41

Mueve sujetador de herramienta, lado izquierdo (eje Z) 41

Mueve sujetador de herramienta, lado derecho (eje Z) 41

Control de movimiento del contenedor de herramientas en modo rpido 41

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OBJETIVO

El principal objetivo que se pretende cubrir al desarrollar este trabajo es, conocer yaplicar una metodologa para manufacturar productos diversos en el torno didcticoBoxford 250 con Control Numrico Computacional. Esto de forma sencilla y generando laprogramacin del mismo, en el menor tiempo posible, con mayor exactitud y confiabilidaden el proceso. Para ello se consideran tres procedimientos, posibles de aplicarlos en dichamquina.

a) Aplicando la programacin manual

b) Aplicando sistemas CAD/CAM.c) Aplicando creacin de trayectorias de herramienta.

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JUSTIFICACIN

Los sistemas de manufactura, como el torno con Control Numrico Computacional,

presentan grandes ventajas en el maquinado de piezas, y a pesar de que han sido aceptadospor muchas empresas e instituciones educativas de muchos Pases incluyendo a Mxico, enla ciudad de Poza Rica, son muy raros. Esto nos exige estar ms capacitados e informadosde dichos avances tecnolgicos. Por esta razn la programacin de dichos sistemas demanufactura resulta ser muy importante, esto permite la manufactura de diversos productosde manera eficiente. Sin embargo, es necesario determinar los parmetros de fabricacin deacuerdo a los lotes de producto requerido.

En Mxico, el grado de utilizacin de esta tecnologa, es muy bajo, sobre todo en elestado de Veracruz, se concentran en trabajos pequeos y de escaso valor; el resto de la

demanda: un volumen enorme, se comisiona, desarrolla e importa de Estados Unidos,Canad y otras regiones. Esto es una fuga de divisas, que podra detenerse si losindustriales e inversionistas mexicanos identificaran esta oportunidad de emplear CNC enla industria, para que esta misma se fortalezca.

El capital que se gira en este rengln productivo y que se va a otros pases podraquedarse en Mxico si se desarrollara la infraestructura necesaria. Es por ello que eltecnolgico de Poza Rica, en base a esta situacin, ha visto la oportunidad de mercado eneste segmento industrial (zona petrolera), por lo que pretende abrir programas o talleres aldesarrollo, haciendo uso de la tecnologa CNC y poder ofrecer consultora, capacitacin einvestigacin.

El presente tema de tesis se justifica con el planteamiento de tres mtodos paragenerar la programacin del torno didctico con Control Numrico Computacional Boxford250.

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INTRODUCCIN

Las mquinas-herramienta juegan un rol fundamental en el desarrollo tecnolgico delmundo, hasta el punto que no es una exageracin decir que la tasa del desarrollo de

mquinas-herramienta gobierna directamente el crecimiento industrial de cualquier pas.

Los bienes de capital de todo tipo se lograron concebir y realizar mediante lautilizacin de las mquinas-herramienta, pero no podan ser comercializados por no existirlos medios adecuados para su construccin industrial. Para lo que era necesario realizardiversas operaciones tales como fresado, alisado, torneado y perforado, entre otros, con locual se obtendra una gran eficiencia si estas mquinas-herramienta se encontraranagrupadas, y mayor an sera el impacto si todas estas operaciones se pudieran realizar enuna sola mquina.

Las mejoras introducidas por la aparicin de las mquinas-herramienta y los nuevosrequisitos que se sumaban da a da, forzaron al reemplazo del operador-hombre. As secomenz con la introduccin del control numrico en los procesos de fabricacin, impuestopor varias razones:

Necesidad de maquinar productos que no se podan conseguir en cantidad ycalidad suficientes sin recurrir a la automatizacin del proceso de fabricacin

Necesidad de obtener productos, hasta entonces imposibles o muy difciles deelaborar, por ser excesivamente complejos para ser controlados por un operadorhumano

Necesidad de manufacturar productos a precios suficientemente bajos

El factor inicial predominante que condicion toda automatizacin fue el aumento deproductividad. Posteriormente, debido a las nuevas necesidades de la industria aparecieronotros aspectos no menos importantes como la precisin, la rapidez y la flexibilidad.Finalmente, se redujeron los costos de desarrollo, adaptacin, puesta en marcha, formacin,documentacin y mantenimiento.

Con los sistemas de control, planificacin y gestin de formacin, hacen del controlnumrico (CN), la base de apoyo a nuevas tecnologas de fabricacin: el COM, fabricacin


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flexible y el CIM, fabricacin integrada por computadora, estas ltimas por sus siglas eningls.

El presente trabajo tiene por objetivo la aplicacin de la programacin paramaquinado en un torno de control numrico Boxford 250. Para este efecto se seguirn

diversos procedimientos, todo esto con la finalidad de mostrar los alcances y ventajas decada uno de ellos. Es importante hacer notar que dicha programacin se integrar conprogramas de dibujo, con lo cual se har uso de los recursos computacionales en el procesode fabricacin.

Esta tesis se ha dividido en cuatro apartados. A continuacin se presenta un anlisisresumido de los captulos contenidos en ella.

En el captulo uno, se establecen las generalidades de las mquinas-herramientaconvencionales, el principio de funcionamiento; as como los mecanismos queintervienen en el movimiento principal y de avance, haciendo un enfoqueprincipalmente al torno tipo paralelo. Tambin se habla sobre aspectos relacionadoscon la manufactura, tal como herramientas y fluidos de corte, con este panorama seplantea el caso de estudio.

En el captulo dos, se presenta una definicin de control numrico computacional,las ventajas y limitaciones del mismo, as como sus unidades y modos de entrada.As mismo se plantea el procedimiento de programar el torno didctico Boxford250, para la aplicacin de la metodologa propuesta.

En el captulo tres, se aplican los tres mtodos de programar el torno didcticoBoxford 250 con Control Numrico Computacional, para el mecanizado, en loscuales se aplican: programacin manual, programacin mediante los programas(Mster Cam auxiliado con Auto Cad) y creacin de trayectorias.

En el captulo cuatro, se realiza un anlisis de los tres mtodos de programacinanteriormente descritos, y una vez efectuada la evaluacin de resultados obtenidos,se tiene que el torno didctico Boxford 250 se puede programar ventajosamentemediante la aplicacin del programa Mster Cam auxiliado con CAD, obteniendode esta manera un excelente resultado.

En cuanto a trabajos de tesis, que se han realizado en la Seccin de Estudios dePosgrado e Investigacin de la ESIME, y que tiene relacin con el presente trabajo de tesis,se puede partir de las ideas establecidas por Villalobos, quin menciona que en el terreno de


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la Ingeniera Mecnica, existe la tendencia de utilizar mtodos computacionales cada vezms poderosos en el diseo y manufactura de bienes de consumo y de capital. Esto con elfin de incrementar la productividad y tener mejores oportunidades en mercados cada vezms competitivos [37].

Desde luego, una manera de crecer tecnolgicamente, es mediante la extraccin detecnologa. Si bien es cierto que esta metodologa involucra un proceso de conocimientoheurstico, tambin el aspecto computacional en la manufactura es un ingrediente primordial[38].

La utilizacin de robtica en la manufactura ha captado inters. A nivel doctoral, setrabaj en el problema de que un brazo pudiese tomar dos objetos de una banda transportadora,sin que regresara a su posicin cero entre los eventos de sujetar cada objeto y sin cambiar elefector final del brazo considerado. Para este efecto, se implement un algoritmo derecuperacin de tiempos, el cual se complementaba con un sistema de reconocimiento de

imgenes. El control diseado, coordinaba todos los sistemas involucrados [18].

Tambin en este contexto, Merchn [27] propone el uso de manipuladores para procesosautomatizados de soldadura y pintura. Velzquez [36] se enfoca en la importancia del sistema decontrol de los manipuladores. Asimismo, Ramrez [31] establece la importancia de un buendiseo de los efectores finales en los brazos robticos para eficientar las lneas de fabricacin.Berber [8] se enfoca en los grados de libertad de los manipuladores. En todos estos casos, laprogramacin y mecatrnica son aspectos protagnicos.

Asimismo, se ha trabajado en el anlisis de procesos de manufactura sin arranque deviruta. Para este efecto, Guerra [20] simul el proceso de deformacin plstica de geometrascilndricas. Siguiendo esta misma lnea, Campos [9] evala el proceso de conformado plsticode una abrazadera para bicicleta. Para este efecto simula el proceso y compara con losresultados que se obtienen en la manufactura de este componente.

Otro aspecto que se ha tocado es el diseo de herramental en procesos de manufactura sinarranque de viruta. Esto ha sido hecho por Guerrero [21] y Garca [19]. En ambos casos, se habuscado optimizar la fabricacin de las piezas involucradas.

En el terreno de los procesos de soldadura, se puede mencionar a los trabajos deAguilera [1] y Soto [34]. El primero hace una evaluacin de las soldaduras empleadas enlas costuras de tubera de acero inoxidable empleada en partes automotrices. Mientras queel segundo se enfoca en la automatizacin del proceso de soldadura en la fabricacin de


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ademes para minas.

Mencin especial se debe hacer el trabajo de Mndez [26], quin con un enfoquenumrico experimental se dio a la tarea de disear y fabricar un material compuesto.Asimismo, otro terreno en el que se ha incursionado es en el de los tratamientos trmicos,

que bsicamente estn relacionados con endurecimientos superficiales. Como ejemplo de loanterior est el trabajo de Ayala [7], entre otros.

Dentro del terreno del Diseo Asistido por Computadora est el trabajo de Daz [11],quin lo aplica a optimizacin de la fabricacin de bases para licuadora. Este autor hacontinuado esta lnea y ha escrito obras relacionadas con Auto CAD. El materialbibliogrfico relacionado es [12, 13,14].

Si bien es cierto que en diversas tesis de la SEPI-ESIME se ha tratado con diferentestemas relacionado con la manufactura y los sistemas de cmputo, a la fecha no se ha tocado

a profundidad el tema de la Manufactura Asistida por Computadora. Esto es una de lasfinalidades del presente trabajo. Es importante que este se complementa con la tesis queactualmente se encuentra desarrollando Avendao [6], quin trata este tema enfocado alfresado modelos a escala.


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CAPTULO 1 GENERALIDADES SOBRE MQUINAS-HERRAMIENTA

1.1 ENTORNO NACIONAL E INTERNACIONAL DE LA INDUSTRIA

METAL-MECNICA

La industria metalmecnica en Mxico es un eje fundamental en la actividadeconmica del pas, de l se derivan un gran nmero de industrias que soportan en sumayora la actividad industrial en nuestro pas (mineras, pesqueras, agroindustriales,elctrico-electrnico, siderrgico, metalrgico, petrolera y automotriz entre otras). Se esttratando de utilizar la capacidad instalada ociosa de esta industria metal mecnica,enfocando esfuerzos a la sustitucin de importaciones y desarrollo de exportaciones.

Las empresas del sector metalmecnico estn integradas por micro, pequeas ymedianas industrias; de acuerdo a cifras de la Secretara de Economa, en el ao 2003 se

contabilizaron ms de 24 mil establecimientos. Respecto a la participacin del ProductoInterno Bruto (PIB), en el 2003, sta fue de 2.9% y en lo que se refiera al PIBmanufacturero es de 13.6 por ciento [39].

En la Repblica Mexicana, la industria metalmecnica se ubica en la mayora de lasentidades federativas, resaltando por su importancia Chihuahua, Nuevo Len, San LusPotos, Estado de Mxico, Durango, Quertaro, Hidalgo, Jalisco, Puebla y Tamaulipas,donde se concentra ms del 95% de las empresas del sector.El esquema de produccin de las empresas del sector metalmecnico ha evolucionado,

desde la elaboracin de operaciones de procesos simples a sofisticados mtodos demanufactura, que pretende cubrir las necesidades del mercado norteamericano, adems deposeer la capacidad e infraestructura que las posibilitan para competir en el mercado

internacional.

En el 2003, el sector metalmecnico gener 1,300,000 empleos.En este caso, existen oportunidades que se pueden capitalizar en fortalezas, como el hechode que grandes empresas del ramo metalmecnico de Estados Unidos amplen susvolmenes de productos mexicanos competitivos.As mismo, hay que atender algunas debilidades, como la falta de experiencia exportadora,altos costos de fletes y servicios, as como de insumos y materias primas, adems de lacarencia de registro de marcas y patentes. Por otra parte, se tiene una acentuadadependencia del mercado norteamericano y se observa el desplazamiento de la produccinnacional por productos de importacin [39].


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Es por ello que los fabricantes deben conocer la utilidad y operacin del ControlNumrico Computacional que brinda el rea de manufactura.

1.2 CLASIFICACIN DE LAS MQUINASHERRAMIENTA

CONVENCIONALES

El maquinado es en esencia, el proceso de remover el metal no deseado de barras,piezas forjadas o piezas vaciadas para producir la forma y dimensin requeridas. Elmaquinado se hace desprendiendo el metal en pequeos trozos, a los que se llama viruta,usando herramientas de corte muy duras y maquinas- herramientas rgidas y potentes [29].

Existen diferentes tipos de mquinas-herramienta y a su vez cada tipo tiene unasubdivisin. En este caso, se hace una clasificacin general, evitando se preste a

confusiones. Por lo consiguiente se divide a las mquinas-herramienta en tres grandesgrupos que son: las de taller, las de produccin y las especiales. Cualquier tipo demquinas-herramienta se encuentra dentro de sus subdivisiones de los tres gneros antesmencionados.

Mquinas-herramienta de taller. Este tipo usualmente se disean con elementosde trabajo universal y dispositivos de sostn de herramienta, alimentacionesmanuales o automticas y componentes mviles que permiten el posicionamientoms fcil de la pieza de trabajo para un corte dado. La potencia disponible esusualmente baja, debido al gran nmero de componentes mviles, produciendo

menor rigidez y limitando la profundidad de corte, debido a su mayor tendencia a lavibracin.

Mquinas-herramienta de produccin. Se ha diseado una gran cantidad demquinas estndar con la capacidad para realizar trabajo repetitivo de naturaleza, unpoco especializada o de alcance limitado, con mayor calidad de la que se esperausualmente del equipo del taller de herramientas para trabajo mltiple. Tmese encuenta que las mquinas de produccin tienen menos versatilidad, menos ajustes,mayor rigidez, alta potencia y con frecuencia requieren de alimentacin ohabilitacin mayor que las mquinas-herramienta de taller, pero una vez que se ha

realizado la habilitacin, producen trabajos a velocidades ms rpidas.


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Mquinas-herramienta especiales. Estas presentan un grado de especializacinan mayor para lograr disminuir el tiempo de operacin, que varia desde aquellasque son capaces de hacer determinadas operaciones con un tipo especfico de

producto, a las que pueden maquinar solo una superficie de una pieza de trabajoespecfico.

Fundamentalmente, las mquinas-herramienta ejecutan su funcin, proporcionando yproduciendo movimientos relativos controlados entre una o ms piezas. El material, o biense quita, o se deforma en el proceso para producir la pieza a la forma deseada.

En la tabla 1.1 se muestra algunos de los diferentes tipos de mquinas-herramienta,as como los movimientos relativos entre la pieza de trabajo y la herramienta de corteutilizada.

Tabla 1.1 Tipos de mquinas-herramienta [4]

MQUINAMOVIMIENTO

DE CORTE

MOVIMIENTODE

ALIMENTACIN

TIPOS DEOPERACIONES

Torno mecnico La pieza gira Herramienta y carro

Superficiescilndricas,taladrado,barrenado, careado

Barrenadora La herramienta gira MesaTaladrado,barrenado, rimado,careado.

Cepillo de mesa Mesa viajera Herramienta Superficies planas

Taladro La herramienta gira Herramienta

Taladrado,barrenado,refrentado yroscado.

Cepillo de codo Herramienta viajera Mesa Superficies planas

Fresadorahorizontal

La herramienta gira Mesa

Superficies planas,dientes de engranes,levas, taladrado,barrenado, rimado yrefrentado.

Sierra Herramienta Herramienta y/opieza

Corte


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TESIS DE MAESTRA

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Por herramienta se entiende a aquel instrumento que por su forma especial y por sumodo de empleo, modifica paulatinamente el aspecto de un cuerpo hasta conseguir elobjeto deseado, empleando el mnimo de tiempo y gastando la mnima energa.

Las cuchillas o puntas de herramienta que se emplean en el torno se hacen de uno delos materiales bsicos siguientes: acero de temple al agua y de alta velocidad, materiales noferrosos fundidos duros, carburos sinterizados (cementados), cermicas y diamantes [17].

Las herramientas de corte estn sometidas a: a) grandes esfuerzos localizados, b)altas temperaturas, c) deslizamiento de la viruta por la cara de ataque y d) deslizamiento dela herramienta por la superficie recin cortada. Estas condiciones inducen el desgaste de laherramienta que, a su vez, afecta en forma negativa la vida de la herramienta, la calidad dela superficie maquinada y su exactitud dimensional, y en consecuencia la economa de lasoperaciones de corte.

1.3 IMPULSIN ELCTRICA

En todas las mquinas-herramienta se distinguen dos movimientos bsicos:

1. Movimiento principal, cuya misin consiste en asegurar cierta velocidad de cortedel metal por la herramienta.

2. Movimiento de avance, que desplaza la herramienta (en tornos) o, en otros casos, lapieza (en fresadoras, cepilladoras, etctera).

Generalmente, el movimiento principal se realiza por medio de un motor elctrico atravs de una caja de velocidades (cabezal fijo), y el movimiento de avance puedeconseguirse mediante un motor elctrico individual o por medio de una transmisinmecnica que emana de la caja de velocidades.

Adems de los movimientos bsicos citados, las mquinas-herramienta disponen deun conjunto de movimientos auxiliares, tales como:

Movimiento de ajuste y desplazamiento de la herramienta.

Movimiento para control de maquinado.

Movimiento del sistema de lubricacin.


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Movimiento para fijacin de la pieza.

Movimiento para fijacin de la herramienta.

Las mquinas-herramienta modernas se suministran conjuntamente con los

accionamientos elctricos necesarios para el movimiento principal, de avance y auxiliaresde acuerdo con las exigencias del rgimen de funcionamiento requerido (tipos de carga,caractersticas de regulacin, frecuencia de los arranques, etc.) y los factores energticosdel accionamiento (factor de potencia, rendimiento, etc.), as como tambin el grado deseguridad, facilidad de manejo, la comodidad de la puesta a punto, etc [4].

La potencia es

un parmetro muy importante y que est determinado por la impulsin elctrica, ya que esteestablece la capacidad de la mquina.

1.4 MECANISMOS QUE INTERVIENEN EN EL MOVIMIENTO

PRINCIPAL Y DE AVANCE

Existen diferentes rganos dentro de las mquinas-herramienta, los cuales, por sudesempeo, son considerados dentro de los elementos ms importantes. Estos reciben elnombre de mecanismos, conceptuandolos como el conjunto de piezas o partes que tienen lafuncin de realizar, variar o controlar un movimiento, o bien, modificar sus caractersticas.Los mecanismos que transforman un movimiento son variados y se utilizan para cambiar deun tipo de movimiento a otro. La tabla 1.2 muestra una clasificacin ms especfica.


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Figura 1.2 Mecanismos de transformacin [4]

1.5MODOS DE CONTROL

Dentro de los elementos bsicos de las mquinas-herramienta, se tiene al mtodo decontrol, el cual tiene el mismo valor en importancia que cualquiera de los otros elementosantes mencionados, ya que existe una interaccin entre cada uno de stos.

Una mquina-herramienta tiene diferentes tipos de controles. As se puede encontrarcontroles elctricos para arranque y paro; controles selectivos de opcin mltiple, usadospara el cambio de velocidades, avances o alguna opcin especial. Normalmente, lasvelocidades se modifican, ya sea por bandas y poleas, por medio de engranes y palancas, o

MECANISMO TIPO DEMOVIMIENTO

TRANSFORMACINDEL MOVIMIENTO

APLICACIONES

Par tornillo-tuerca Rectilneo a

velocidadconstante

De rotativo a rectilneoPara imprimir losmovimientos de

avance en torno,fresadoras, etc.

Par pin-cremallera

Rectilneo avelocidadconstante

De rotativo a rectilneoMovimiento de

avance de rbol deltaladro y del carrolongitudinal en el

torno, etc.

Par tornillo sinfin-cremallera

Rectilneo avelocidadconstante

De rotativo a rectilneo Movimiento deavance en carros,

mesas, etc.

Biela-manivela Rectilneoalternativo

De rotativo a rectilneoalternativo

Movimiento deavance de loscepillos, etc.

Manivela-colisaoscilante

Rectilneoalternativo


Movimiento decorte del cepillo de

codo, etc.

Leva Rectilneoalternativo


Movimiento deavance de la

rectificadora, etc.


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bien, elctricamente, en el caso de contar con una mquina con motor de velocidadvariable.

Debido a que en este trabajo se menciona sobre maquinado de piezas, para el caso deeste punto en particular, se indican los mtodos de control de avance o alimentacin para

las mquinas-herramientas de produccin.

Control manual. Pocas mquinas de produccin se controlan manualmente, aunqueen algunas se hace para propsitos generales. A las mquinas que poseenalimentacin manual, se les conoce como mquinas sensitivas.

Control mecnico. Las mquinas de control mecnico son ajustadas para controlarmecnicamente la operacin de comienzo a final, utilizando algn dispositivomecnico.

Control mecnico por levas. En las mquinas que usan control de levassemiautomticas, cada operacin sucesiva en el ciclo comienza cuando la otratermina. Las levas usualmente accionan cambios de velocidades, alimentaciones yavances de corte de la herramienta.

Control elctrico. En lo que se refiere al control para el movimiento de avance enlas mquinas-herramienta, se realiza en algunas de ellas por medio de un motorelctrico, independiente que, normalmente est conectado a una caja de velocidades,para proporcionar una gama amplia de velocidad. El control elctrico para elsistema de avance es auxiliado por elementos de mando y de maniobra, tales como:

contactores, interruptores, conmutadores, relevadores, resistencias de regulacin yde arranque, interruptores de fin de carrera, pulsadores de marcha y par,posicionadores, etctera. Los motores ms empleados para el accionamiento de lasmquinas-herramienta son: motores trifsicos asncronos con rotor en corto circuitoy motores trifsicos asncronos con rotor bobinado [2].

Control electrnico. Se utiliza cuando se requieren velocidades variables yreguladas en una amplia gama, con precisin y rapidez, pues ste permitesuministrar y absorber elevados pares mecnicos en los dos sentidos de giro. Elcontrol de velocidad de estos motores se realiza por variacin de la tensin de

alimentacin, pudindose alcanzar gamas de velocidad entre 1 y 3000 rpm.


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Control neumtico. Es utilizado para movimientos en dispositivos bajo fuerzasde carga extrema, nicamente cuando la presin considerada es baja. Tambin esutilizado en elementos de aproximacin [4].

1.6 EL TORNO

A una pieza de trabajo en revolucin la pone en contacto con una herramienta que semueve ya sea transversal o longitudinalmente con respecto al eje de la pieza [23].

De esta forma el torno mecnico es una mquina-herramientapara mecanizarpiezaspor revolucin, arrancando material en forma de viruta mediante una herramienta de corte.Esta ser apropiada al material a mecanizar y puede estar hecha de acero al carbono, acerorpido, acero rpido al cobalto, cermica, diamante, etc., aunque siempre ser ms dura yresistente que el material mecanizado.

El torno puede realizar operaciones de cilindrado, mandrinado, roscado, refrentado,ranurado, taladrado, escariado, moleteado, cilindrado en lnea, etc., mediante diferentestipos de herramientas y tiles intercambiables con formas variadas segn la operacin de

conformado que realiza.
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1.6.1 TIPOS DE TORNO

Existen varios tipos de tornos y a su vez cada tipo tiene una subdivisin, los cualespueden ser:

a) Tornos de no-produccin:

Torno paralelo: es el ms comn y tiene los componentes bsicos y puedeefectuar las operaciones ya descritas.

Torno rpido: se utiliza principalmente para operaciones de torneado rpidode metales, para madera y para pulimento.

Torno para taller mecnico: se utiliza para hacer herramientas, matrices opiezas de precisin para maquinaria.

b) Tornos de semiproduccin:

Tornos copiadores: es un torno paralelo con un aditamento copiador. Copiael movimiento de las herramientas de corte.

Torno revlver: cuenta con una unidad de alineacin para herramientasmltiples, en lugar de la contrapunta. Tiene diferentes posiciones y puedeser horizontal o vertical.

Horizontal: se clasifica en ariete o de portaherramientas. Los arietes tienentorreta para herramienta mltiple montado en el carro superior, el cual esadecuado para materiales gruesos que necesitan mucho tiempo para tornear

o perforar.Vertical: pueden operar en forma automtica, se alinean con la pieza detrabajo con un mecanismo o con control numrico. El revlver vertical es dedos tipos bsicos: estacin individual y mltiple. Estos ltimos tienenhusillos mltiples que se vuelven a alinear despus de cada accionamiento.

c) Tornos de produccin:

Tornos de mandril automtico o tornos al aire: Son similares a los tornostipo revlver de ariete o carro superior, excepto que la correa est montada

verticalmente. No tiene contrapunta y el movimiento para el avance se aplicaen la torreta. En estos tornos se utilizan una serie de pasadores y bloques dedisparos para controlar las operaciones.


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Tornos automticos para roscar: Son automticos, incluso la alimentacin alsujetador del material de trabajo. Se controlan con una serie de excntricasque regulan el ciclo. Son del tipo de husillo individual o mltiple. Los de

husillo individual son similares a un torno revlver excepto por la posicinde la torreta. Los tornos suizos para roscar difieren de los dems en el que elcabezal produce el avance de la pieza de trabajo. Estos tambin tienen unmecanismo de excntricas para el avance de la herramienta. Estas mueven ala herramienta de corte que est soportada verticalmente, hacia adentro yhacia afuera, mientras la pieza de trabajo pasa frente a la herramienta. Lostornos para roscar con husillos mltiples tienen de cuatro a ocho husillos quese alinean a diversas posiciones. Cuando se alinean los husillos, efectandiversas operaciones en la pieza de trabajo. Al final de una revolucin, setermina la pieza de trabajo.

d) Torno con Control Numrico Computacional (CNC):

El torno CNC es un tipo de torno operado mediante control numrico porcomputadora. Se caracteriza por ser una mquina herramienta muy eficaz para mecanizarpiezas de revolucin. Ofrece una gran capacidad de produccin y precisin en elmecanizado, por su estructura funcional y porque los valores tecnolgicos del mecanizadoestn guiados por el ordenadorque lleva incorporado, el cual procesa las instrucciones deejecucin contenidas en un programa que previamente ha confeccionado un programadorconocedor de la tecnologa de mecanizado en torno. Es una mquina ideal para el trabajo en

serie y mecanizado de piezas complejas [15].
http://es.wikipedia.org/wiki/Control_num%C3%A9rico_por_computadorahttp://es.wikipedia.org/wiki/Control_num%C3%A9rico_por_computadorahttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_herramientahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ordenadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Programadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Programadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ordenadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_herramientahttp://es.wikipedia.org/wiki/Control_num%C3%A9rico_por_computadorahttp://es.wikipedia.org/wiki/Control_num%C3%A9rico_por_computadorahttp://es.wikipedia.org/wiki/Control_num%C3%A9rico_por_computadora


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1.6.2 PARTES PRINCIPALES DE UN TORNO CONVENCIONAL

Las partes principales de un torno paralelo convencional son las siguientes:

Figura 1.1 Partes principales del torno paralelo [40].

a) Bancada: Sirve de soporte para las otras unidades del torno. En su parte superiorlleva unas guas por las que se desplaza el cabezal mvil o contrapunto y el carroprincipal.

b) Selector de velocidad: Para lograr una variacin de velocidades, mayor que laslimitadas por los mecanismos anteriores, se emplean en algunos tornos variadoresde velocidad mecnicos o hidrulicos.

c) Contra cabezal o cabezal mvil: A veces llamado impropiamente contrapunto,consta de dos piezas de fundicin, de las cuales una se desliza sobre la bancada y laotra puede moverse transversalmente sobre la primera, mediante uno o dos tornillos.Ambas pueden fijarse en cualquier punto de la bancada mediante una tuerca y un

tornillo de cabeza de grandes dimensiones que se desliza por la parte inferior de labancada. La superior tiene un agujero cilndrico perfectamente paralelo a la bancaday a igual altura que el eje del cabezal.


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d) Carro transversal: El carro principal lleva una gua perpendicular a los de la bancaday sobre ella se desliza el carro transversal. Puede moverse a mano, para dar laprofundidad de pasada o acercar la herramienta a la pieza, o bien se puede moverautomticamente para refrentar con el mecanismo ya explicado. Para saber el giro

que se da al husillo y, con ello, apreciar el desplazamiento del carro transversal y laprofundidad de la pasada, lleva el husillo junto al volante de accionamiento untambor graduado que puede girar poco o fijarse en una posicin determinada

e) Carros portaherramientas: Consta del carro principal, que produce los movimientosde avance y profundidad de pasada, el carro transversal, que se deslizatransversalmente sobre el carro principal, y el carro superior orientable, formado asu vez por tres piezas: la base, el carro transversal y el portaherramientas. Su baseest apoyada sobre una plataforma giratoria para orientarlo en cualquier direccin.

f) Cabezal fijo: Contiene los engranajes o poleas que impulsan la pieza de trabajo y lasunidades de avance. Incluye el motor, el husillo, el selector de velocidad, el selector

de unidad de avance y el selector de sentido de avance. Adems, sirve para soportey rotacin de la pieza de trabajo que se apoya en el husillo.

g) Portaherramientas: En ellos se ubican las herramientas de corte en distintasposiciones.

1.7 TRABAJOS QUE SE REALIZAN CON EL TORNO PARALELO

Es el ms utilizado, gracias a la universalidad de sus movimientos. Los trabajoscaractersticos que se realizan en el torno paralelo son:

Cilindrado exterior: Es una operacin para dar forma y dimensiones a la superficielateral de un cilindro recto de revolucin. Se emplea siempre la herramientaadecuada, recta o curvada, de acuerdo con la operacin de desbaste o de acabado.La posicin debe ser correcta para que se pueda realizar toda la longitud de lapasada sin interrupciones. Hay que asegurarse de que no estorban: el perro, lasgarras del plato, la contrapunta, las lunetas, etc. As como en el desbaste, lofundamental no es ni la rugosidad, ni la precisin, sino el rendimiento en lacantidad de viruta cortada. Por otra parte, el acabado dentro de las limitaciones deltorno, lo fundamental es la precisin en las medidas y la rugosidad, que deben ser

pedidas en los dibujos de taller. Se realiza maniobrando de igual modo que en elcilindrado de desbaste, pero variando los elementos de corte, como son lavelocidad, el avance y la profundidad de pasada, as como la herramienta.


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Refrentado: Se llama as a la realizacin de superficies planas en el torno. Estepuede ser completo, en toda la superficie libre, o parcial, en superficies limitadas.Tambin existe el refrentado interior.

Torneado de conos exteriores: En lneas generales, es muy parecido al torneado decilindros. Pero presenta algunas peculiaridades.

1.8 PRINCIPIO DE OPERACIN DE LAS MQUINAS-HERRAMIENTACONVENCIONALES

El principio de operacin de las mquinas-herramienta convencionales estntimamente relacionado con la ingeniera de manufactura (planeacin) y la habilidadprctica del operario. Dependiendo directamente de esta ltima, el nivel de produccin

alcanzado en un da, una semana o durante un tiempo predeterminado. Por lo tanto, sepuede citar que los puntos bsicos en los que se fundamenta su principio de operacin sonlos siguientes [23]:

1. El operario estudia y analiza el plano elaborado por ingeniera de manufactura.2. Determina el tipo de herramienta posible a utilizar para producir los diferentes

contornos o especificaciones de la pieza requeridos.3. Delimita la secuencia de operaciones para producir la forma especificada.4. Precisa el tipo de sujecin adecuada de la pieza o herramienta, segn sea el caso, en

funcin de la secuencia de operaciones antes mencionada.5. El operario determinar las diferentes velocidades, avances y profundidad de corte,dependiendo del tipo de operacin que se realice (desbaste o acabado), del tipo delmaterial que se maquine y de la clase de herramienta utilizada.

6. Medicin o verificacin de las dimensiones de la pieza en funcin del tipo deoperacin ejecutada.

7. Cambio de sujecin de la pieza, herramienta, velocidades, avances y profundidad decorte en caso de requerirse, para maquinar otra cara de la pieza.

8. En el caso de producir una pieza con ms de una cara para maquinar, se repite lasecuencia a partir del punto 4, en caso contrario se contina con el siguiente paso.

9. Medicin o verificacin final de las dimensiones requeridas.


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1.8.1 HERRAMIENTAS DE CORTE

Las herramientas de corte deben poseer ciertas caractersticas especficas, entre lasque destacan: resistencia mecnica, dureza, tenacidad, resistencia al impacto, resistencia al

desgaste y resistencia a la temperatura.

La seleccin de la herramienta de corte va a depender de la operacin a realizar, elmaterial de la pieza, las propiedades de la mquina, la terminacin superficial que se desee,etc.

Para cumplir con cada uno de estos requerimientos han surgido herramientasformadas por diferentes aleaciones. Los materiales para las herramientas de corte incluyenaceros al carbono, aceros de mediana aleacin, aceros de mediana aleacin, aceros de altavelocidad, aleaciones fundidas, carburos cementados, cermicas u xidos y diamantes.

Las herramientas de diamante, como los insertos de cermica, no son de altavelocidad de corte, pero pueden producir acabados excepcionalmente finos y mantenertolerancias muy estrechas [29].

1.8.2 FLUIDOS DE CORTE

Los fluidos de corte son lquidos que se utilizan durante el mecanizado, aplicndoseen la zona de formacin de viruta, para mejorar las condiciones de corte en comparacincon un corte seco. Estas mejoras van en pos de enfriar la herramienta, la pieza y la viruta,

lubricar y reducir la friccin, minimizar la posibilidad de crear cantos indeseables en laherramienta, arrasar con la viruta y proteger la pieza de la corrosin. Existen tres tipos:

Enfriadores y lubricantes, sobre una base de petrleo mineral

Aceite y agua, que enfran por tener una gran capacidad de transferir calor

Aceites puros, que lubrican solamente, para mecanizados de baja velocidad

El acceso del fluido a la cara de ataque es difcil, especialmente a velocidadeselevadas de corte. Sin embargo, el fluido entra a la zona de deslizamiento, y un poco sepuede filtrar desde los lados de la viruta. Los efectos atribuibles a la lubricacinfrecuentemente pueden observarse, especialmente cuando el contacto con la herramienta de


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corte es intermitente. En el corte a baja velocidad con friccin deslizante, la friccin en lacara de ataque se reduce, por lo tanto, el ngulo de corte se incrementa, la viruta se hacems delgada, se curva ms agudamente y el consumo de la potencia baja [33].

1.8.3 VENTAJAS DE LOS ENFRIADORES

La aplicacin de los enfriadores presenta las siguientes ventajas en el proceso delmaquinado:

1. Aumentan la vida de la herramienta, bajando la temperatura en la regin del filoprincipal

2. Facilitan el manejo de la pieza terminada

3. Disminuyen la torsin trmica causada por los gradientes de temperatura producidos

durante el mecanizado

4. Realizan una labor de limpieza por arrastre, al ayudar a remover las virutas de laregin de corte.


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1.9PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En la actualidad, el uso de mquinas-herramienta con control numricocomputacional se va incrementando. Sin embargo, se debe tener una idea clara con que

volmenes de produccin es adecuado utilizarlas.

Esta tarea se facilita cuando la manufactura asistida por computadora, se utiliza conprogramas de diseo asistido por computadora. De aqu que los operarios deben tener unaidea clara sobre el alcance que pueda tener los trabajos realizados cuando se empleandiversos programas de CAD en sistemas CAM.

As mismo, las mquinas con control numrico tienen flexibilidad y es posiblemaquinar una pieza de diversas formas. Esta situacin se presenta en el torno didctico con

CNC Boxford 250, este est disponible en las instalaciones del laboratorio del InstitutoTecnolgico Superior de Poza Rica. Segn anlisis preliminares, una pieza se puedefabricar mediante tres mtodos:

Mediante la programacin manual de la mquina

Empleando programas CAD con CAM

Generando la trayectoria de la herramienta

Para este efecto es necesario evaluar las ventajas y limitaciones de cadaprocedimiento. En este sentido, se maquinar una probeta para un ensayo a tensin y se

realizarn las evaluaciones requeridas, para conocer los beneficios que nos ofrece sobreesta herramienta que existe actualmente, ya que no solamente es una tecnologa mucho msavanzada, sino que tambin provee caractersticas que expanden su potencia y eficienciacon respecto a las aplicaciones que compiten en este mercado.

Se est planteando el maquinar la pieza mostrada en la figura 3.3 utilizando loscdigos G y M, esta incluye las operaciones de torneado ms comunes y se puede hacer deacuerdo al torno Boxford 250. Esta es de aluminio y es una pieza que tiene demanda en loscursos de ensayo de materiales del Instituto Tecnolgico Superior de Poza Rica.


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CAPTULO 2 FUNDAMENTOS DEL CONTROL NUMRICOCOMPUTACIONAL APLICADO A MANUFACTURA

2.1 INTRODUCCIN AL CONTROL NUMRICO COMPUTACIONAL (CNC)

El acrnimo CNC significa Control Numrico por Computadora, y se refiere alcontrol de mquinas-herramienta por medio de computadoras, con el propsito de fabricarpartes complejas en metal y otros materiales, usualmente de forma repetitiva, empleando unprograma escrito en una notacin conocida como Cdigo G.

Los primeros estudios sobre tecnologa CNC se hicieron en mquinas-herramienta deControl Numrico (NC, por sus siglas en ingls) desarrolladas justo despus de la segundaguerra mundial. Las mquinas NC operaban automticamente con nmeros que se lesproporcionaban, usualmente a travs de tarjetas perforadas. Hicieron posible por primeravez la fabricacin de objetos de manera precisa repetidamente. Fue en la dcada de los60s que la maquinaria NC dio lugar a la maquinaria CNC; las primeras investigaciones eneste sentido fueron llevadas a cabo en el Laboratorio de Servomecanismos del InstitutoTecnolgico de Massachussets

Existen diferentes tipos de mquinas-herramienta que pueden ser controladas pormedio de CNC, tales como taladros, cortadoras de plasma, tornos, fresadoras, centros demaquinado y ruteadores (pantgrafos). La introduccin de la tecnologa CNC cambiradicalmente la industria de la manufactura debido a que las curvas son tan fciles de

producir como una lnea recta, se pueden inclusive fabricar ciertas formas tridimensionalesy el nmero de pasos del proceso de maquinado, en los que se requiere de intervencinhumana, se redujeron drsticamente.

Al incrementarse el grado de automatizacin en los procesos de manufactura con elmaquinado CNC, se pueden alcanzar grandes mejoras en la uniformidad y la calidad de losproductos. As mismo, se eliminan los errores humanos, al mismo tiempo que losoperadores de la maquinaria pueden atender ms tareas al mismo tiempo. Ms an, laautomatizacinCNC provee mayor flexibilidad de manufactura, pues el tiempo necesariopara modificar el programa de la mquina es bastante reducido, lo cual permite lafabricacin de diferentes piezas con un mismo equipo [24].


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2.2 ANTECEDENTES DEL CONTROL NUMRICO COMPUTACIONAL

Las mquinas primitivas, en sus comienzos, dependan enteramente del control

manual de cada funcin. Con frecuencia, se basaban de los msculos del hombre para hacerfuncionar el mecanismo de movimiento, as como para hacer avanzar la herramienta. Unode los primeros modelos de tornos es aquel que utilizaba un pedal para el suministro de lafuerza, dejando libres las manos del operario para hacer funcionar, detener y operar losavances longitudinales y transversales, y otras funciones.

En 1947 John Parsons empez a experimentar con la idea de generar los datos de lasposiciones XY de las curvas y usarlos para controlar los movimientos de las mquinasherramientas. Posteriormente, en 1949, se otorg un contrato a la Parsons Corporation paraencontrar un mtodo de rpida produccin.

En 1952, el MIT (Instituto Tecnolgico de Massachusetts) demostr exitosamente unmodelo de mquina con control numrico. La mquina produjo exitosamente partes conmovimientos simultneos en los ejes para el movimiento de las herramientas de corte. ElMIT introdujo el trmino "control numrico"

En 1955, los modelos comerciales de las mquinas de CN se exhibieron ante elpblico.y, en 1957 el CN es aceptado por la industria, instalndose muchas de stasmquinas [23].

Hoy da el Control Numrico Computacional es una herramienta imprescindible enla industria metal mecnica, sobre todo en las encargadas de manufacturar productos desde

los bsicos elementales hasta los ms complejos.


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2.3 DEFINICIN DEL CONTROL NUMRICO COMPUTACIONAL.

Un torno CNC es una mquina altamente automatizada capaz de realizar mltiplesoperaciones de maquinado con la mnima intervencin humana. Las siguientes

caractersticas hacen a los tornos con CNC, una mquina productiva y diferente a los tornosconvencionales: Cambio automtico de la herramienta, la capacidad de maquinado deherramientas de corte [32].

El control numrico computacional se puede definir de una forma genrica como undispositivo de automatizacin de una mquina que, mediante una serie de instruccionescodificadas (el programa), controla su funcionamiento.

Cada programa establece un determinado proceso a realizar por la mquina, con loque una misma mquina puede efectuar automticamente procesos distintos sin ms que

sustituir su programa de trabajo. Permite, por tanto, una elevada flexibilidad defuncionamiento con respecto a las mquinas automticas convencionales, en las que losautomatismos se conseguan mediante sistemas mecnicos o elctricos complejos y a vecescasi imposible de modificar. Los elementos bsicos del control numrico son:

El programa, que contiene toda la informacin de las acciones a ejecutar.

El control numrico, que interpreta estas instrucciones, las convierte en las sealescorrespondientes para los rganos de accionamiento de la mquina y comprueba losresultados.

La mquina que ejecuta las operaciones previstas.

A medida que el desarrollo de la electrnica y la informtica se aplica a loscontroladores numricos, se potencian extraordinariamente las funciones que permitendesarrollar, simplificndolos a la vez, los procedimientos de programacin y operacin delas mquinas. Los CNC que se construyen hoy da, slo conservan, de los primitivos NC,los principios bsicos de funcionamiento.


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2.4 PROGRAMA DEL CONTROL NUMRICO COMPUTACIONAL

Un programa de control numrico computacional consiste en una secuencia deinstrucciones que hace que la mquina efecte cierta operacin; el proceso ms comn es

el de maquinado. La programacin del control numrico se puede hacer en un departamentointerno de programacin, en el taller, o puede comprarse al exterior.

El programa contiene instrucciones y comandos. Las instrucciones geomtricas serefieren a movimientos relativos entre la herramienta y la pieza. Las instrucciones deprocesamiento se refieren a velocidades de husillo, avances, herramientas de corte, fluidosde corte, etctera. Las instrucciones de recorrido se refieren al tipo de interpolacin y lavelocidad del movimiento de la herramienta o la mesa. Las instrucciones de conmutacin serefieren a la posicin de encendido o apagado para el flujo del enfriador, la direccin o lasuspensin de la rotacin del husillo, los cambios de herramienta, el avance de la pieza, la

sujecin, etctera.

La programacin manual de la pieza consiste en calcular primero las relacionesdimensionales de la herramienta, la pieza y la mesa, con base en planos tcnicos de la parte.Las operaciones de manufactura que se harn y su orden. Se prepara entonces una hoja deprograma, donde se detalla la informacin necesaria para efectuar la operacin particular.

La programacin manual la puede hacer alguien que conozca el proceso particular demanufactura, y que pueda comprender, leer y cambiar los programas de la parte. Como yaestn familiarizados con las posibilidades de las mquinas- herramienta y del proceso, los

mecnicos especializados (con algo de adiestramiento en programacin), tambin puedehacer la programacin normal. Sin embargo, el trabajo que hay que hacer suele ser tedioso,tardado y no econmico; en consecuencia, la programacin manual se usa principalmenteen algunas aplicaciones de punto a punto [28].

La programacin de pieza asistida por computadora implica usar lenguajes deprogramacin simblicos, que determinan las coordenadas de puntos como esquinas,bordes y superficies de la pieza. Un lenguaje de programacin es un mtodo paracomunicarse con la computadora; implica usar caracteres simblicos. El programador

describe, en este lenguaje, el componente que se va a procesar, y la computadora convierteesa descripcin en comandos para la mquina de control numrico.


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Existen varios lenguajes disponibles en el mercado, tienen diversas propiedades yaplicaciones. El primero que us declaraciones parecidas al ingls (llamado APT, deAutomatically Programmed Tools, herramientas programadas en forma automtica) sedesarroll a finales de la dcada de 1950. Este lenguaje, en sus diversas formas ampliadas,

sigue siendo el ms usado para programacin de punto a punto y de trayectoria continua.

Hoy, las piezas complicadas se maquinan con programas de maquinado con base engrficas y dibujos asistidos por computadora. Se crea una trayectoria de herramienta en unambiente principalmente grfico, parecido a un programa CAD. El programa o cdigo de lamquina (Cdigo G) se crea en forma automtica.

Antes de iniciar la produccin se deben verificar los programas, viendo unasimulacin del proceso en una pantalla, o fabricando la pieza con un material poco costoso(como aluminio, cera o plstico), y no con el material real especificado para la pieza

terminada.

2.5 SISTEMAS DE UNIDADES Y MODOS DE ENTRADA

Los Sistemas de Unidades son las unidades de medicin que se usan en un programaCNC. Todas las mquinas entienden las unidades Mtricas (milmetros, mm) y las inglesas(pulgadas, "). Hay que indicarle a la mquina CNC que unidades se estn utilizando.Algunas mquinas vienen ajustadas de fbrica a pulgadas o a milmetros. Normalmente, alinicio de un programa CNC se ve; G70 especifica pulgadas y G71 especifica milmetros.

Los Modos de Entrada se refieren al tipo de informacin coordenada que se ingresaal programa de la mquina CNC. Existen dos tipos, los cuales son:

Entrada Absoluta, diseada para el cdigo G90, especifica la distancia desde elorigen o punto cero del programa. El modo Absoluto es el ms comn.

Entrada Incremental, designada por el cdigo G91, especifica las distancias ydirecciones usando el punto previo como un origen. La entrada incremental a vecesse denomina punto-a-punto. Todos los sistemas CNC pueden conmutar ilimitadas

veces en un programa desde el modo absoluto al incremental y viceversa [30].


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2.5.1 SISTEMA DEL PROGRAMA

Este tiene como objetivo fundamental tomar la informacin suministrada por unprograma de diseo grfico, filtrarla y convertirla en ordenes de movimiento relativo, que

se suministran al microcontrolador. El uso generalizado de sistemas CAD, ha llevado aperfeccionamientos importantes en la generacin de programas CNC. El ordenador conocela geometra que el diseador ha definido, es decir, las dimensiones de un dibujo estn ahpara beneficio del hombre; son repetitivas en lo que se refiere a la computadora, lo que sesignifica que la geometra se puede transferir al programa CAM que ajusta las medidasproducidas por el diseador a fin de obtener un nuevo conjunto de geometra, y definir latrayectoria del cortador necesaria para producir la pieza.

2.5.2 CDIGO DE CONTROL NUMRICO COMPUTACIONAL

El mtodo tradicional de programacin de las mquinas-herramienta se apoya encdigos estandarizados en forma de instrucciones de mquina (ver tabla 2.1).Desafortunadamente, los fabricantes de mquinas-herramienta no han acordado una normauniversal para el lenguaje de la mquina (la G y M codificadas, etc.), y esto causa muchosproblemas en el piso del taller de la fbrica; no se puede por ejemplo, transferir programasque contengan controladores de diferentes marcas. Los sistemas CAD tienen sus propiosformatos individuales, y el International Graphic Exchange Estandar (IGES) se haestablecido para hacer posible que las empresas intercambien informacin del CAD endiferentes sistemas. Una versin abreviada y de aceptacin generalizada de ste se utiliza

en el Auto CAD, el formato DXF (Archivo de Intercambio de Dibujo), y la mayor parte delos sistemas CAM aceptarn un archivo DXF o IGES como entrada [35].


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Cdigos de ProgramacinN Nmero de SecuenciaG Funciones PreparatoriasX Comando del Eje X

Y Comando del Eje YZ Comando del Eje ZR Radio desde el Centro EspecificadoA ngulo contra los punteros del reloj desde el vector +XI Desplazamiento del Centro del Arco del Eje XJ Desplazamiento del Centro del Arco del Eje YK Desplazamiento del Centro del Arco del Eje ZF Tasa de AlimentacinS Velocidad de GiroT Nmero de la HerramientaM Funcin Miscelnea

Tabla 2.1 Descripcin del cdigo de letras [40].

El modo de dar rdenes a la mquina para que los ejecute tiene ciertas caractersticasque se debe cumplir. De esta forma la mquina ejecuta las ordenes (operaciones) de otramanera, por lo que cada orden tiene una estructura definid. A cada orden le denominamosblock o bloque de programa.

De manera general, cada block tiene la siguiente estructura:

a) Nmero de operaciones

b) Cdigo de orden de configuracin

c) Puntos coordenados o coordenadas

d) Parmetros complementarios

El modo bsico de comunicarse con la mquina herramienta es a travs de loselementos que forman la estructura de un block de instrucciones, en donde cada uno de loscaracteres alfanumricos tiene un significado y una representacin propia.
http://www.monografias.com/trabajos10/carso/carso.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos12/eticaplic/eticaplic.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/eticaplic/eticaplic.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos10/carso/carso.shtml


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2.6NMEROS DE SECUENCIA

El Nmero de Secuencia, tambin llamado cdigo N, es el nmero de identificacindel bloque (lnea) en un programa CNC. La palabra de cdigo comn utilizada comienzacon N, y es el primer cdigo en un bloque.

Muchos CNC no requieren el uso de cdigos N, lo cual ayuda a liberar memoria. Susprincipales beneficios son el que permiten la bsqueda fcil en programas largos y lacapacidad de volver a hacer partir un programa en casi cualquier nmero de lnea.Usualmente, el programador saltar N nmeros entrebloques para dejar espacio parainsertar posteriormente bloques olvidados o adicionales. Por ejemplo N5, N10, N15, etc.

2.7 LOS GRUPOS G Y M

El torno Boxford 250 funciona mediante la ejecucin de rdenes de desplazamiento

y de condiciones de entorno. Las rdenes de desplazamiento corresponden a las funcionesG, que tienen relacin directa con los movimientos de la herramienta, as como con eldesbastado de la pieza de trabajo. Por su parte, las funciones M entregan las condiciones enque se trabajar (con o sin lubricante, sentido de giro del husillo, etc.). Para la ejecucin deun programa cualquiera deben activarse varias funciones G y M, las cuales se dividen engrupos, segn el tipo de accin que representen. Las instrucciones de programacin utilizanestos tipos principales de comandos para activar mquinas:

1. Los cdigos G, son cdigos de control de movimiento, por ejemplo: G0 quieredecir moverse a toda velocidad; G01 es moverse a velocidad controlada;

G02 es moverse en un arco en sentido de las manecillas del reloj.

2. Los cdigos M, son cdigos complementarios de control, por ejemplo: M00quiere decir parar programa aqu; M02 es fin de programa; M03 es girar

husillo en sentido de las manecillas del reloj.

3. Las instrucciones particulares se especifican mediante letras de identificacin,por ejemplo: X200.0 quiere decir coordenada X 200 mm; F150 es avance a

150 mm por minuto, S2000 es husillo 2000 revoluciones por minuto.

Estas funciones se presentan en anexos A y B.


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2.8 FUNCIONES PREPARATORIAS

Las Funciones Preparatorias son los cdigos G. Estos son indicados por la letra G yun nmero de 2 dgitos. Estos cdigos son las funciones ms importantes en programacin

CNC debido a que dirigen el sistema para el procesamiento de los datos de coordenadas enuna manera particular. Algunos ejemplos son: transversal rpido, interpolacin circular,interpolacin lineal, y taladrado. Los cdigos G usados comnmente: G00, G01, G02, G03

2.9 VENTAJAS Y LIMITACIONES DEL CONTROL NUMRICO

El control numrico tiene las siguientes ventajas sobre los mtodos convencionalesde control de mquinas herramientas:

1. Mejora la flexibilidad de operacin, as como la capacidad de producir formascomplicadas con buena precisin dimensional, repetibilidad, menor prdida pordefectos, grandes tasas de produccin, alta productividad y alta calidad de losproductos.

2. Se reducen los costos de herramientas, porque no se requieren plantillas nidiversos soportes.

3. Son fciles de hacer los ajustes de la mquina, con microcomputadoras eindicaciones digitales.

4. Es posible efectuar ms operaciones con cada preparacin, y el tiempo de inicio

para preparacin y el maquinado es menor, en comparacin con los mtodosconvencionales. Adems, se facilitan los cambios de diseo y se reduce elinventario.

5. Los programas pueden ser preparados rpidamente, y pueden ser llamados encualquier momento por los microprocesadores. Una menor cantidad de trabajoen papel se puede involucrar.

6. Es posible una produccin ms rpida de prototipos.

7. Se requiere menor capacitacin en el operador, que la de un mecnico

especializado, y el operador tiene ms tiempo para atender otras tareas en surea de trabajo.


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8. Se puede trabajar con programa de Diseo Asistido por Computadora.

Las principales limitaciones del control numrico son:

1. El costo inicial del equipo, que es relativamente alto;2. La necesidad de programacin, as como el mantenimiento especial que requiere de

personal capacitado,3. Como las mquinas de control numrico son sistemas complejos, sus

descomposturas pueden ser costosas, as que es necesario su mantenimientopreventivo.

Sin embargo, con frecuencia, esas limitaciones son fcilmente compensadas con lasventajas econmicas generales del control numrico.

2.10 PRECISIN EN EL POSICIONAMIENTO DEL CONTROL NUMRICO

La precisin de posicionamiento en las mquinas de control numrico se define conla precisin con que la mquina puede ser ubicada en cierto sistema de coordenadas. Unamquina de control numrico suele tener una precisin mnima en el posicionamiento.Las tres medidas de precisin importantes en el posicionamiento son: la resolucin delcontrol, la exactitud y la capacidad de repeticin. Estos trminos se explican con mayorfacilidad considerando un eje nico del sistema de posicin.

La resolucin de control se refiere a la capacidad del sistema para dividir el rangototal del movimiento del eje en puntos estrechamente espaciados que puede distinguir la

unidad de control. La resolucin de control se define como la distancia que separa dospuntos de control adyacentes en el movimiento del eje. En ocasiones, los puntos de controlse denominan puntos direccionales, debido a que son posiciones a lo largo del eje, hacia loscuales puede dirigirse especficamente la mesa de trabajo.

La exactitud se define en una escena con el caso extremo, en la cual el punto objetivose encuentra exactamente entre dos puntos de control adyacentes.

La rigidez de la mquina-herramienta y el juego entre sus engranes y tornillos sin finde avance son importantes en la precisin dimensional. Aunque en mquinas antiguas se

eliminaba el juego entre engranes mediante circuitos de absorcin de juego (en los que laherramienta siempre llega a una posicin determinada en la pieza desde la mismadireccin). Actualmente, el juego en las mquinas modernas se elimina usando tornillos sinfin de bolas precargados. Tambin, una respuesta rpida a las seales de comando requiere


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minimizar la friccin y la inercia, por ejemplo, reduciendo la masa de los componentes quese mueven en la mquina.

2.11 DIFERENCIAS ENTRE UNA MQUINA-HERRAMIENTACONVENCIONAL Y UNA CON CNC

Se dice que una mquina-herramienta es convencional, cuando utiliza los mtodostradicionales de maquinado, requirindose forzosamente, la presencia de un operador concierta especializacin, para mantener la mquina trabajando.

La mquina con CNC, en cambio, no requiere la presencia constante del operador, yaque una vez programada, ejecuta el maquinado sin ayuda del programador, solo se lenecesita para retirar la pieza maquinada y colocar la nueva por elaborar.

Las diferencias ms notables entre ambos tipos de equipos son debidas bsicamente a

elementos y dispositivos utilizados en su construccin. En la tabla 2.2 se observandiferencias entre una mquina-herramienta convencional y una mquina con CNC.


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Tabla 2.2 Diferencias entre una mquina convencional y una mquina con control numrico computacional [5].

Caractersticas acomparar

Mquina convencional Mquina con CNC

Forma de realizar el cambiode herramienta

Por el operador en formamanual y en ocasiones porpalancas de cambio

Automtica, programada ydirigida por el control.

Forma de control de lasdimensiones durante elmaquinado

Por medio de instrumentosde medicin y por lasgraduaciones de lasmanivelas

Por el control.

Forma de control de lasRPM del usillo principal

Por medio de trenes deengranes intercambiablesmovidos por palancas decambio

Automtica, programada ycomandada por el control,utiliza un servomotor y unencoder.

Forma para desplazar lamesa o los carros

Trenes de engranes,manivelas y tornillos sinfin

Husillos y correderas abase de bolas oservomotores.

Tipo de mecanismo delhusillo

Flechas, tuercas partidas ybaleros

Husillos de bolas.

Forma para fresar uncontorno

Por el operador,manipulando por lo menosdos manivelas

Programada y comandadapor el control.

Forma para tornear unarosca

Manual, accionandopalancas y manivelas

Programada y comandadapor el control

La precisin de losmaquinados

Generalmente depende dela habilidad del operador

Depende de la resolucindel sistema y es mxima yconstante.

Tiempo de maquinado Depende del operador Pre-clculo y siempreconstante para cada pieza.Refrigeracin Manual accionada por un

interruptor y una llaveProgramada y comandadapor el control.


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En la tabla 2.2 se puede observar que los elementos mecnicos tradicionales, que pordcadas se han utilizado en las mquinas convencionales, han sido sustituidos en losequipos con CNC, por otros elementos mecnicos y electrnicos ms confiables. En otraspalabras, cualquier funcin, por extravagante que parezca, puede ser controlada por la

unidad de control numrico siempre y cuando tenga una secuencia lgica y pueda serdetectada por la mquina, de ah que la variedad de equipos de control numrico slocambien en la cantidad de funciones adicionales que el equipo pueda realizar; el tamao delquipo y la potencia que deba desarrollar. Esta ltima influir determinantemente en eltamao y potencia de los servomotores y de las unidades de control de velocidad, peroconservndose el mismo principio de funcionamiento. As, en la industria moderna, existeuna gran variedad de marcas de equipos manufacturados por diferentes pases, que tienencomo nica diferencia el lenguaje de programacin, lo anterior se debe a que a pesar de queel control numrico se ha difundido con tanta velocidad, an no se ha generalizado ellenguaje universal de programacin, sin embargo los lenguajes son muy parecidos [5].

En la tcnica CNC, el programa de control es elaborado en la misma mquina. Seestablece un dilogo entre el operario y el ordenador incorporado a la mquina. El mediode comprensin es un cuadro de maniobra de entrada manual que hay en la mquina. Dadoque un programa de control consta de rdenes para operaciones que se repiten siempre; porejemplo roscar, y de las magnitudes variables de las roscas, resulta que cuando se elaboraun programa de control, est ya determinada la divisin del trabajo, es decir, lo que ha derealizar el operario y lo que recae en el ordenador.

Gracias a esto, las ventajas de fabricacin del control numrico son accesibles ahoratambin a la pequea y mediana empresa. Los altos costos de adquisicin respecto a unamquina tradicional, se justifican cuando la capacidad de almacenamiento del ordenadorest adaptada al tipo de piezas y se dispone de personal calificado.


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2.12 SUMARIO

En este captulo se mencion los modos de entrada de datos para las mquinas conControl Numrico computacional, las rdenes de desplazamiento y de condiciones de

entorno, Adems, se mencionan las instrucciones de programacin que utiliza el tornoBoxford 250. Se mencionan los grupos de cdigos de control de movimiento (G) y cdigoscomplementarios (M), as como las instrucciones particulares (X, F, S),

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