Cnc ryr

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Fabricación por Computadora

Profesor Ing. Rubén Yáñez Rangel

Correo electrónico

[email protected]

Notas de la Unidad 2

Fabricación de producto auxiliado por computadora

mailto:[email protected]

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Fabricación de producto auxiliado por computadora. Introducción. La aplicación del control numérico en las maquinas herramientas empezó como una tarea de apoyo a la fuerza aérea de los EU, al inicio de la década de 1950’s, en la tarea se involucro al Instituto Tecnológico de Massachusetts así como a diversos fabricantes de maquinas herramientas con el objetivo de habilitar a las maquinas herramientas para fabricar partes aeroespaciales complejas. Con la evolución de la tecnología las computadoras han reemplazado los controladores de inicios de las maquinas NC, pasando de maquinas con lectoras de tarjetas y cintas perforadas a Maquinas controladas mediante computadoras, CNC. Las maquinas herramienta CNC, usan programas de software para dar las instrucciones necesarias a la maquina para el control de los movimientos de los ejes, las velocidades de avance y de los husillos, los cambios de herramienta y todo movimiento necesario para el maquinado de partes. Las maquinas CNC pueden realizar movimientos simultáneos en varios ejes a la vez, permitiendo el maquinado de contornos en dos o tres dimensiones. Las diapositivas siguientes muestran maquinas con control en diferentes ejes. El termino CNC es la contracción de “Computer Numeric Control”, aplicándose a toda maquina herramienta, (Fresadora, torno, prensa de punzonado, cortadora, etc.), que haga uso de una computadora para controlar velocidades y movimientos del husillo y de la pieza a maquinar, en uno o mas ejes. El término “Control Numérico” se debe a que las instrucciones que se dan a la máquina se especifican por medio de palabras o códigos alfa numéricos.

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MAQUINA HERRAMIENTA CON CONTROL EN 2 EJES

Z+ Z-

X-

X+

El numero de ejes en las maquinas multiaxiales varia de 4 a 9. Cada eje de movimiento se realiza ya sea moviendo la mesa donde se sujeta la pieza de trabajo, o moviendo el cabezal de la herramienta. La configuración de los ejes para cada maquina/fabricante varia, por lo que maquinas con el mismo numero de ejes puede diferir en los movimientos que realizan.

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Z+

Z-

X+ X-

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Nomenclatura de los ejes en maquinas multiaxiales

Nomenclatura industrial estandarizada para designar los ejes/direcciones en maquinas con hasta 9 ejes. X Y Z Ejes de desplazamiento lineal donde Z se alineado con el husillo de la maquina.

A B C Son ejes de rotación alrededor de los ejes XYZ.

U V W Son ejes de desplazamiento lineal paralelos a los ejes XYZ.

Desafortunadamente, hay fabricantes de maquinas que aplican este estándar de forma distinta y algunos de ellos permiten al usuario final el cambiar las direcciones de rotación o de desplazamiento, de hecho hay dispositivos que pueden agregarse a las maquinas y que permiten agregar ejes de rotación y/o desplazamiento, por lo que se pueden tener maquinas del mismo modelo y características pero con distinta operación.

Movimientos que se pueden tener en una maquina multiaxial.

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En la actualidad hay cuatro formas de programar una maquina herramienta de control numérico computarizado, estas son:

Programación conversacional, también conocida como programación de taller, este método hace uso de software integrado en el controlador de la CNC.

Programación basada en computadora, En este método se hace uso de sistemas de software CAD/CAM, con uno de los cuales se crea un modelo grafico de la parte y con el otro se genera el programa CNC.

Programación Macro, Mediante la programación macro, se desarrollan ciclos de maquinado genéricos, que pueden emplearse en el maquinado de partes de diversos tamaños y características.

Programación manual o estructurada, (Código G). En este método, el programador escribe cada instrucción de manera individual, usando un editor de textos para capturar las instrucciones de programación y la calculadora para definir las trayectorias de la herramienta y localización de las características en las partes.

Programación CNC

Bibliografía utilizada: Erik Oberg, Franklin Jones, Holbrook Horton, Henry Ryffel, Christopher McCauley. (2012). Machinery's handbook; “A reference book for the mechanical engineer, designer, manufacturing engineer, draftsman, toolmaker, and machinist” New York: Industrial Press.

CNC NUMERICAL CONTROL PROGRAMMING, pag. 1279

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Programación conversacional, o programación de taller.

Cada fabricante de maquinas herramientas ofrece un software integrado al controlador de la maquina, para facilitar la programación de maquinados simples, esta programación hace uso de macros pre-programados para realizar operaciones de ciclos de maquinado. Este tipo de programación se desarrollo con el propósito de contrarrestar, la resistencia al cambio por parte de los operadores en el uso de las CNC, esto porque se tenia preferencia por el maquinado tradicional ya que este no requiere del desarrollo de programas, sino con solo saber operar la maquina herramienta e interpretar los planos es suficiente .

Programación CNC

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Programación CNC …Programación conversacional

A continuación se describen algunos macros de ciclos de programación conversacional típicos que comúnmente se hallan disponibles en fresadoras CNC de 3 ejes.

Posicionar,(Position). Permite mover la herramienta a una posición XYZ con desplazamiento rápido.

Perforar uno, (Drill_one). Se usa para llevar la herramienta a una posición especifica de coordenadas XYZ y automáticamente barrenar un agujero. Los ciclos de perforación automática permiten el barrenado simple, puntear solamente o refrentar.

Plantilla de barrenado, (Drill_pattern). Permite definir plantillas de agujeros en coordenadas polares o rectangulares para hacer su barrenado automático.

Línea, (line). Permite el corte de líneas rectas a lo largo de un eje o en diagonal a una tasa de avance y alimentación deseada.

Arco, (Arc). Usado para cortar un circulo o un arco que forma parte de una serie de cortes que usualmente incluyen líneas rectas.

Carear, (Face). Ciclo que define una trayectoria rectangular en zig-zag, para limpiar una superficie.

Hueco, (Pocket). Se usa para hacer un hueco rectangular, circular o poligonal. Marco, (Frame). Permite para cortar por dentro o por fuera del delineado de un rectángulo,

circulo o polígono. Herramienta, (Tool). Se usa para capturar los parámetros tanto de la herramienta, como de

función de la maquina, así como los códigos de arranque y paro de programa. Escala/Espejo, (Scale/Mirror). Empleado para escalar y/o duplicar características. Rotar, (Rotate). Permite repetir características alrededor de un centro de rotación especifico.

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Programación CNC …Programación conversacional

Cada fabricante establece los ciclos de operación definidos en su software. En el sitio siguiente, se proporciona acceso a un software de este tipo.

http://www.cnccookbook.com/CCCNCConversational.htm

La programación conversacional puede realizarse por el operador de la CNC a través del tablero y la pantalla del controlador. Al hacerlo el operador define de manera interactiva las herramientas, el material, la preparación, los movimientos de la herramienta, las condiciones de corte, etc. Virtualmente completa todo el trabajo en la pantalla. El programa resultante puede guardarse en una memoria externa, para ser usado después. Aun y cuando es relativamente rápido, visual y fácil de editar, el software de programación integrado, incrementa el costo de la maquina y si no es manejado eficientemente no se logra la misma flexibilidad en el control de los movimientos de la herramienta como con los otros métodos.

Debido a que el software hace uso del controlador, genera tiempos muertos de producción cuando se esta programando. Generalmente, el método de programación seleccionado es el mas conveniente de que se dispone.

El tipo y complejidad del trabajo, siempre será un reto, la decisión entre la programación manual y la programación por computadora es cada vez mas estrecha. Las partes complejas se benefician de programas generados en computadora mientras que las partes simples generalmente se benefician de la programación manual.

http://www.cnccookbook.com/CCCNCConversational.htm

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Programación basada en la computadora, Los programas generados en computadora, requieren de una entrada grafica, para ello la parte a fabricar es trazada en un software de CAD en 3D, (ejemplo Catia), la geometría de la parte así trazada, se usa como geometría de la trayectoria de la herramienta, luego para la generación del programa se exporta a un software de programación CAM, (computer aided manufacturing), (ejemplo MasterCAM), en el cual se definen los parámetros de maquinado y especifican las herramientas a utilizar, así como las velocidades del husillo y de alimentación, etc. De esta manera mediante el software CAM se traduce del dibujo al lenguaje de maquinado en CNC. El buen conocimiento de la programación manual, provee de las habilidades necesarias para la programación basada en computadora. Cualquier sistema CAD/CAM con recursos para CNC, puede generar un formato preciso del programa de maquinado final. Dicha salida se basa en una combinación de una maquina herramienta especifica y sistema de control. Los desarrolladores de software encaran tareas difíciles para cubrir cada maquina herramienta, con el sistema de control disponible. Al producir el control de la herramienta, este es genérico- sin relación a ningún controlador o maquina especifica. El mismo control de la herramienta, debe reprocesarse para un formato especifico de una sistema maquina-controlador particular. La mayoría de los procesadores son adaptados por los usuarios con fuertes conocimientos de los métodos de programación manual y de los diferentes sistemas de maquinas-controladores. Las ventajas de la programación basada en computadora son la eliminación de cálculos tediosos, la minimización de errores, y el obtener programas en mínimo tiempo. Las interfaces graficas, permiten detectar rápidamente y de manera visual los errores obvios.

Programación CNC

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Programación estructurada, (Código G), es el método mas lento y propenso a errores, en este el operador o programador, escribe cada instrucción por separado, usando un editor de textos para capturar las instrucciones de programación. Todos los cálculos requeridos se hacen con calculadora. A pesar de sus desventajas, este método facilita el aprendizaje inicial en la programación de CNC’s, ya que guía al operario dándole una visión completa del control de cada detalle del movimiento de la herramienta y todas las tareas relacionadas, proveyendo de una firme cimentación para el aprendizaje de programación por otros métodos. Software de simulación permite verificar el maquinado gráficamente en la pantalla de la computadora.

Como persona clave en la producción, el programador de CNC tiene la responsabilidad de hacer programas eficientes, seguros y libres de errores para las maquinas CNC del taller. Las habilidades típicas requeridas para un programador de CNC incluyen: Capacidad para interpretar dibujos, aptitud matemática para resolver problemas trigonométricos, conocimiento de la preparación de la maquina y el herramental y profunda comprehensión de cómo maquinar una parte. El programador debe ser capaz de visualizar todos los movimientos requeridos y reconocer cualquier factor de restricción que pueda tenerse.

El programador, reúne, analiza, procesa e integra todos los datos en un programa de maquinado de la parte, listo para la producción. El conocimiento de la programación manual es esencial aun usando la programación basada en computadoras. Otra cualidad importante en un programador profesional es su habilidad para escuchar y trabajar con otras personas, tales como ingenieros, operadores, clientes, y gerentes.

Programación CNC… programación estructurada, (Código G)

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El proceso de programación CNC El desarrollo de un programa CNC, (también llamado programa de la parte), empieza con un dibujo de ingeniería y el material de trabajo. Entre las decisiones iniciales, están: la definición de las tareas a realizar y los objetivos a alcanzar. El programa de la parte debe definir un método seguro y eficiente de maquinar la parte y tener una estructura consistente, (método de captura de datos), y debe ser tan compatible como sea posible, ello permitirá correrlo en diferentes maquinas con características similares. El proceso lógico de desarrollo del programa puede resumirse en la lista general que se muestra abajo, aun y cuando los pasos específicos pueden variar : Lista de desarrollo del programa

a) Evaluación inicial del dibujo y del material. b) Secuencia de las operaciones de maquinado. c) Selección del herramental y distribución de las herramientas de corte. d) Método de preparar, (hacer el setup ). e) Selección de datos técnicos, (velocidades, alimentación, profundidades, etc.) f) Definir la trayectoria de la herramienta. g) Cálculos matemáticos. h) Escribir el programa y prepararlo para transferirlo a la CNC. i) Probar el programa. j) Documentar el programa.


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Geometría de las coordenadas CNC

Un paso básico para entender los principios de CNC es comprender la geometría de las herramientas de la maquina. Esto cubre la relación entre los datos de la maquina, de la parte y de la herramienta, lo cual engloba el setup, o preparación de la maquina.

Mediante un sistema de referencia es posible definir con claridad posiciones en el plano de mecanizado y el área de trabajo. Los datos de una posición se refieren siempre a un punto fijo que se describe mediante coordenadas. Un sistema de coordenadas se obtiene interceptando tres líneas perpendiculares entre si, (denominadas ejes “X”, “Y” y “Z”), en un punto denominado origen, en el que a cada coordenada se asigna un valor de cero (X0, Y0, Z0). Las líneas se dividen en segmentos iguales llamados unidades de medición. De este modo es posible definir un punto en el espacio localizado a una distancia especifica desde el origen, proyectando líneas perpendiculares desde cada eje, formando un rombo rectangular. El sitio abajo usa videos para explicar esto.

http://content.heidenhain.de/presentation/elearning/ES/index/1271254391253/1271254391255/1271254391256/1271254391256.html#

La máquina CNC dispone de un sistema de referencia fijo – El sistema de referencia de la máquina – este es determinado por el fabricante. El usuario puede establecer un sistema de referencia propio para cada pieza: el control de la maquina reconoce el origen y la situación de este sistema de referencia en relación al sistema de referencia de la máquina.


http://content.heidenhain.de/presentation/elearning/ES/index/1271254391253/1271254391255/1271254391256/1271254391256.html

http://content.heidenhain.de/presentation/elearning/ES/index/1271254391253/1271254391255/1271254391256/1271254391256.html

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Coordenadas absolutas

Coordenadas absolutas Origen fijo

(El origen de la parte)

La localización de los puntos desde el origen de la maquina, se denomina localización por coordenadas absolutas; generalmente el origen de la maquina, es la posición que toma esta al encenderla. A manera de ejemplo del uso de coordenadas absolutas, consideremos la localización en un plano de los puntos siguientes: P1(X=3.0, Y=2.0); P2 (X=-4.0, Y=1.0); P3(X=-2.0, Y=-3.0); y P4(X=2.0, Y=-2.0). Cada punto se localiza desde el origen desplazándose las unidades especificadas sobre los ejes indicados, formando un rectángulo cuyos lados son de magnitud igual al valor de las coordenadas de localización.

Pt X Y

1 3.0 2.0

2 -4.0 1.0

3 -2.0 -3.0

4 2.0 -2.0


El movimiento absoluto siempre es referenciado desde origen de la parte.

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La localización de puntos, aplicando como origen el punto anterior, se denomina localización por coordenadas incrementales o relativas, luego el origen flota de punto a punto. Una vez que se han definido los puntos de localización, el programador puede usarlos como centros de agujeros a maquinar, o puntos de trazo de un contorno continuo. Los puntos pueden conectarse especificando instrucciones de movimiento precisas, como una guía de recorrido de la herramienta. La figura siguiente muestra el movimiento lineal desde P1 a P2 a P3 a P4 y regreso a P1.

…Coordenadas incrementales

Coordenadas incrementales Origen flotante

Origen en la última posición previa

Pt X Y

1 3.0 2.0

2 -7.0 -1.0

3 2.0 -4.0

4 4.0 1.0

5 1.0 4.0


El origen es referenciado siempre a la ultima posición, nunca al origen o cero establecido de la parte.

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Absolutas Incrementales

Pt X Y X Y

1 3.0 2.0 3.0 2.0

2 -4.0 1.0 -7.0 -1.0

3 -2.0 -3.0 2.0 -4.0

4 2.0 -2.0 4.0 1.0

5 3.0 2.0 1.0 4.0

Comparando los valores de coordenadas absolutas e incrementales podemos observar que se relacionan de manera directa por la siguiente ecuación:

Donde: Ci1 – Coordenada incremental actual Cao – Coordenada absoluta anterior Ca1 – Coordenada absoluta actual

Relación entre Coordenadas absolutas e incrementales

011 aai CCC


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Hide Absolutas Incrementales

Pt X Y X Y

1 4 2 4 2

2 2 4 -2 2

3 -2 4 -4 0

4 -4 2 -2 -2

5 -4 -2 0 -4

6 -2 -4 2 -2

7 2 -4 4 0

8 4 -2 2 2

9 0 -1 -4 1

Ejercicio 1. Uso de Sistemas de Coordenadas.

Llene la tabla a la derecha con los valores de las coordenadas, conforme a la figura

P9

P1

P2 P3

P4

P5

P6 P7

P8


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Ejercicio 2. Uso de Sistemas de Coordenadas. Considerando que cada barreno se localiza en el

centro de cruce coordenadas correspondientes , llene la

tabla en la diapositiva siguiente.

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Hide Coordenadas Absolutas Coordenadas Incrementales

Punto X Y X Y

P1 3 3 3 3

P2 3 -3 0 -6

P3 -3 -3 -6 0

P4 -3 3 0 6

P5 6 7 9 4

P6 9 7 3 0

P7 9 -5 0 -12

P8 6 -5 -3 0

P9 -6 -6 -12 -1

P10 -7 6 -1 12

P11 -3 6 4 0

P12 -1 6 2 0

P13 1 6 2 0

P14 3 6 2 0

…Ejercicio 2: Para la pieza anterior, indique las coordenadas en el sistema indicado. Programación CNC … programación estructurada, (Código G)

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Formato de las instrucciones.— Para escribir cualquier instrucción a procesar en una computadora se requiere de un formato de entrada, llamado programa. Las instrucciones para CNC, se escriben en un código especifico, con reglas estrictas. Cada instrucción se escribe con palabras alfanuméricas, donde cada letra es seguida por uno o mas dígitos, (siempre las letras deben ir primero), símbolos especiales, como lo son el punto decimal, o el signo de menos, si se requieren, pueden incluirse, de igual modo, entre paréntesis (se introducen anotaciones), entre llaves pueden introducirse {formulas matemáticas}. Cada letra, digito o símbolo es un carácter del programa. Un carácter es la unidad básica de un programa de CNC. Los programas de CNC solo usan los caracteres que se leen en un tablero de computadora, sin ninguna combinación de teclas. Una palabra en el programa consiste de dos o mas caracteres y corresponde a una sola instrucción al sistema de control, estas pueden usarse de manera individual o agrupadas en una serie de instrucciones,(palabras), combinadas, que deben realizarse al mismo tiempo. Al conjunto de instrucciones que debe realizarse al mismo tiempo se le denomina bloque, estos se representan por una línea del programa. En el bloque, las instrucciones individuales se escriben en forma secuencial por ejemplo:

N49 G01 M08 D14 X7.875 H03 /M01 Y0 S850 Z-2.5 T0707 T05 F10.0 No se permite dejar espacios dentro de una palabra, pero en los bloques se permiten los espacios solo entre palabras. El valor numérico que sigue a la letra, (instrucción), debe escribirse en el formato especifico para dicha instrucción.


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Usando algunas de las palabras del renglón anterior, podemos escribir el siguiente bloque: N49 G01 Z- 2.5 F10.0 M08

Donde: N49 = Numero del bloque, (Numero de secuencia). G01 = Selección de movimiento lineal. Z-2.5 = Movimiento en dirección negativa en el eje Z únicamente. F10.0 = Velocidad de alimentación. M08 = Encender bomba de refrigerante. La asociación de la industria electrónica, (EIA), desarrollo un estándar a principios de la década de 1960, el RS-274 , (ampliamente conocido como “código G” o “Programación en Lenguaje G”), en el se definen comandos y funciones para la programación del maquinado de partes. Este estándar tuvo su última actualización en Febrero/1980 la RS-274D, pero no tuvo éxito en su intento por uniformizar la programación de las CNC con diferentes sistemas de control, debido principalmente a la competencia entre fabricantes de maquinas, quienes diferenciando el código, tratan de establecer limites al mercado, sin embargo varias de las características del estándar original son de practica común, aplicándose en la actualidad. En otros países es mas común el uso del estándar ISO 6983, pero hay países que usan otros estándares. Por ejemplo, en Alemania se usa el DIN 66025 y en Polonia son los estándares PN-73M-55256 y el PN-93/M-55251. Con esto queremos decir que cada maquina tiene características de programación propias, por lo cual deberán familiarizarse con la maquina especifica en su momento, aquí trataremos las mas comunes.


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Programación CNC… programación estructurada, (Código G) Estructura del bloque de palabras. En un bloque se busca mantener la siguiente secuencia de palabras/ instrucciones, no es necesario que estén presentes todas sino solo las requeridas:

Nnn Gnnn Xnnn.nnn Ynnn.nnn Znnn.nnn Fnn Snnn Tnn Mnn (notas) {formula}

N – Numero de bloque, puede numerarse o no, (si no están numerados, el programa se ejecuta conforme el listado de bloques). Pero si se numera, la numeración debe ser secuencial y creciente, si el control encuentra un numero de bloque menor al anterior, se detendrá el programa. Se recomienda numerar en incrementos de 5 en 5 o mayores, para la posterior inserción de bloques, si se necesita, sin afectar las otras líneas del programa.

G – Instrucción de movimiento, también llamado código de funciones preparatorias

X/Y/Z; A/B/C; U/V/W – Instrucción de desplazamiento sobre el eje indicado, estas letras van seguidas de la magnitud de desplazamiento deseado.

I/J/K – Para definir el centro de un arco, sobre los ejes X/Y o /Z, respectivamente. F – Velocidad de alimentación o avance, [ft/min], [plg/rev], [m/min], [mm/rev].

S – Velocidad del husillo.

T – Selección de herramienta, (numero de herramienta a utilizar).

M – Funciones auxiliares.

O – Nombre del programa

Listas mas completas de las variables y los códigos G y M que pueden usarse en un bloque se encuentran en el sitio: https://en.wikipedia.org/wiki/G-code

Listas de las funciones de los códigos G y M, conforme a los estándares ISO, (DIN 66025) y RS274, pueden verse en el sitio: http://www.machinemate.com/FullListCodes.htm

https://en.wikipedia.org/wiki/G-code









http://www.machinemate.com/FullListCodes.htm









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Códigos G a utilizar, como podrán revisar, el los códigos G que se llegan a tener en una maquina, pueden ser desde el 000 hasta el 999, algunos de ellos serán códigos generados por un programador para una tarea especifica, como macros. En el curso revisaremos la aplicación de los siguientes códigos básicos:

G00 Movimiento transversal rápido, (710 pulgadas/min) G01 Movimiento lineal G02 Movimiento circular en sentido de las manecillas del reloj G03 Movimiento circular en contra de las manecillas del reloj G04 Reposo, (No modal) G28 Movimiento rápido a HOME G40 Cancelar compensación del cortador G41 Compensación a la izquierda de la ruta del programa G42 Compensación a la derecha de la ruta del programa G43 Compensación de lo largo de la herramienta G54 Coordenadas #1 de trabajo (offset de origen) G70 Programación en pulgadas G71 Programación en milímetros G80 Cancelar ciclos G81 Ciclo de barrenado simple sin reposo, (broca de centro) G82 Ciclo de barrenado con reposo, (refrentar/abocardar) G83 Ciclo de barrenado para puntear G84 Ciclo para machueleado, rosca derecha G90 Programación en coordenadas absolutas G91 Programación en coordenadas incrementales

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M00 Parar programa M03 Prender husillo en sentido de las manecillas del reloj M04 Prender husillo en contra de las manecillas del reloj M05 Apagar Husillo M06 Cambio de herramienta M08 Encender bomba de lubricante M09 Apagar bomba de lubricante M30 Fin de programa M97 Llamada a subrutina M98 Llamada a subprograma M99 Regresar al programa al terminar subrutina


Códigos M a utilizar

Los códigos pueden ser modales o no modales, un código modal entra en efecto hasta que es reemplazado o cancelado por otro código valido. Los códigos no modales se ejecutan una sola vez.

Es común que se utilice el símbolo de porcentaje % para iniciar y terminar un programa.

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Programación CNC… programación estructurada, (Código G) Grupos Modales. Los comandos modales se han agrupado en conjuntos llamados “grupos modales” de manera que sea lógicamente imposible que dos comandos de un mismo grupo se activen a la vez; como medidas en pulgadas G70, ó en milímetros G71 o movimiento por coordenadas absolutas G90 o incrementales G91… Un centro de maquinado puede tener activos varios modos al mismo tiempo pero solo uno de cada grupo a la vez. Los grupos modales se muestran en la tabla siguiente:

Grupo modal Códigos/palabras que lo integran

“Grupo 1” de Movimiento G0 G1 G2 G3 G33 G38.2 G80 G81 G82 G83 G84 G85 G86 G87 G88 G90

Plano seleccionado G17, G18, G19

Modo de Distancia G90, G91

Modo de avance o alimentación G93, G94

Unidades G20, G21

Compensación de radio cortador G40, G41, G42

Longitud de la herramienta G43, G49

retorno en ciclos de mecanizado G98, G99

Sistema de Coordenadas G54, G55, G56, G57, G58, G59, G59.1, G59.2, G59.3

Alto, paro de programa M0, M1, M2, M30, M60

Cambio de herramienta M6

Velocidad y giro del husillo M3, M4, M5

Refrigerante M7, M8, M9, Caso especial: M7 y m* pueden activarse al mismo tiempo

Interruptores de cancelacion M48, M49

Control de flujo 0-

Codigos No-Modales "Grupo 0" G4, G10, G28, G30, G53, G92, G92.1, G92.2, G93.3, M100 a M199

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Un ejemplo de aplicación sencillo de los códigos descritos es el siguiente, con estos bloques, se ordena a la maquina que mueva la herramienta describiendo un cuadrado de 20mm por lado

N05 G90 G71 Programación en coordenadas absolutas, dimensiones en milímetros N10 G00 X0.0 Y0.0 Desplazarse rápidamente a coordenadas X0.0 ,Y0.0 N15 G01 X20.0 Mover herramienta linealmente a X20.0 N20 G01 Y20.0 Mover herramienta linealmente a Y20.0 N25 G01 X0.0 Mover herramienta linealmente a X0.0 N30 G01 Y0.0 Mover herramienta linealmente a Y0.0

5 10 15 20

5

10

15

20

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Programación CNC… programación estructurada

¿Qué debe contener un programa?

Línea 1: % Inicio de programa Línea 2: Titulo del programa (numero de matricula) Línea 3: Seleccionar la herramienta a utilizar. Línea 4: Movimiento rápido hacia la posición inicial u origen de la parte. Línea 5: Prender el husillo y definir su velocidad, (RPM) y sentido de giro. Línea 6: Compensar la altura de la herramienta. Línea 7: Prender bomba del refrigerante. Línea 8: Seleccionar el avance de la herramienta y realizar el maquinado. Línea 9: Apagar bomba del refrigerante y para el husillo. Línea 10: Regresar a un punto libre para cambiar la herramienta. Línea 11: % Termina programa Algunas reglas comunes de programación en CNC son: 1. Programar X, Y y Z en orden alfabético dentro de las líneas del programa.

(Recomendable indicar Z en una sola línea) 2. Pueden colocarse los códigos G y M dentro de la misma línea respetando que primero

se indican los códigos G y al final los códigos M. (No se puede utilizar más de un código M dentro de la misma línea)

3. Es importante indicar claramente la magnitud, puntos decimales y signos (+/-), de las coordenadas o parámetros que lo requieran.

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Código G00 Desplazamiento de marcha rápida Se utiliza para realizar movimientos en línea recta sobre los tres ejes de la maquina, @

~710 pulgadas/min.

Formato: G00 y coordenada de posición, ( X, Y, Z).

Este comando se ejecuta desde la línea dentro del programa en la que fue llamado hasta que se halle otro código G “modal”.

Debe cuidarse de evitar cualquier obstáculo en la trayectoria del desplazamiento.

NUNCA usarlo para hacer maquinado o corte de material, (daño de la maquina y/o a la herramienta).

Ejemplo:

Coordenadas absolutas:

G90 G00 X2.25 Y1.25

Coordenadas incrementales:

G91 G00 X5.25 Y2.25 Origen establecido

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Código G01 Interpolación lineal Este comando se utiliza para hacer desplazamientos en línea recta de un punto a otro. El movimiento se puede realizar en cualquiera de los tres ejes. Todos los ejes inician y terminan el movimiento al mismo tiempo. Formato: G01 coordenadas de posición (X,Y,Z) y velocidad de avance (F) El comando F es modal y debe especificarse en una línea del programa previamente.

Ejemplo: (Utilizando compensación de la herramienta)

Coordenadas absolutas: G90 G41 D01 G01 X0. F12. Y2.25 X1.0 Y3.25 G40 X2.0 Coordenadas incrementales: G91 G41 D01 G01 X0. F12. Y2.25 X1.0 Y1.0 G40 X1.0


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% Líneas Iniciales O12345 (Nombre de Programa) • T1 M06 T1 Selecciona herramienta # 1 para que colocarla en husillo. M06 Activa la secuencia de selección de herramienta • G90 G54 G00 X Y G90 Activa uso de sistema de localización por coordenadas absolutas G54 Selecciona el sistema de coordenadas de trabajo # 1 G00 Desplazamiento rápido a coordenadas X Y • S1200 M03

S1200 Asigna 1200 RPM de velocidad de giro del husillo M03 Arranca el husillo a la velocidad indicada (1200rpm) • G43 H01 Z0.1 M08 G43 Reconoce el offset para la longitud de la herramienta asignada en H## H01 indica el offset de la herramienta #1 Z0.1 Informa al control retraerse el valor 0.1 y aplicar el offset. M08 Enciende bomba del refrigerante. • G00 Z1.0 M09 Líneas Finales

G00 Asigna desplazamiento rápido Z1.0 Retrae la herramienta y husillo a 1.0 arriba del cero de la parte. M09 Apaga bomba del refrigerante • G28 G91 Y0. Z0.0 M05 G28 Retorna todos los ejes al cero de la máquina. G91 Se requiere para indicar al desplazamiento en marcha rápida al punto de ref. G28. Y0.0 Posición de Y en dirección al cero de la máquina. Z0.0 Asegura que el eje Z se retraiga al cero de la máquina. M05 Apaga el husillo. M30 (Finaliza el Programa) %


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Practica 1: Elabore el programa (11101) para trazar la línea recta mostrada en una placa de aluminio de 9”x 8”x 1/2”. Usar cortador frontal HSS de 1/8” diámetro, velocidad de avance de 2 pulg./min, velocidad de husillo a 1500 rpm y profundidad de corte de 1/64”. (aplique refrigerante). (tome como origen de la parte, la esquina Inferior izquierda sobre la cara superior de la placa).


2”

2”

7”

8”

9”

8”

33

Programación Fresadora CNC Nombre de programa: 11101

Material Aluminio Dimensiones: 9” x 8” x ½” Cortador: Frontal HSS 1/8” Diámetro

Línea # T S G X Y Z R I J F M

% O11101

10 1 06

20 90 54 00 2.0 2.0

30 1500 03

40 43 H01 0.1 08

50 01 -0.0156 2.0

60 01 8.0 7.0

70 01 0.1 09

80 00 0 0 05

90 28 91 0.0

100 30

%


Programa Practica 1…

34

Practica 2: Elabore el programa (11102), para trazar líneas rectas en una placa de acero de 10”x 8”x 1”. Use cortador frontal HSS de 1/4” diámetro, velocidad de avance de 1.5 pulg./min para corte vertical y velocidad de avance de 2.5 para corte horizontal, velocidad del husillo del 1000 rpm y profundidad de corte de 1/64”. (Use refrigerante), (Origen en esquina Inferior izquierda de la parte sobre la cara superior de la placa


8”

6”

2”

2” 8”

10”

35


Material Acero Dimensiones: 10” x 8” x 1” Cortador: Frontal HSS 1/4” Diámetro


% O11102

10 1 06

20 90 54 00 2.0 2.0

30 1000 03

40 43 H01 0.1 08

50 01 -00156 1.5

60 01 6.0

70 01 8.0 2.5

80 01 2.0 1.5

90 01 2.0 2.5

100 01 0.1 09

110 00 0. 0. 05

120 28 91 0.

130 30

%


Programa Practica 2…

36

Practica 3: Elabore el programa (11103). Para hacer un escalón de 1/8” de profundidad y un barreno ciego en el escalón sobre una placa de acero suave de 10”x 8”x 1/4”. Use un cortador frontal (T1) de 2” día. Hacer el escalón a una velocidad de avance de 1.5 pulg./min. y una velocidad de husillo de 1000 rpm. Luego use una broca de centro #4 (T2), para marcar el centro del barreno a una profundidad de 1/32” con N =1000 rpm y F=2 pulg./min. Luego use una broca (T3) de uso general para hacer el barreno, N=850 rpm, F=1.0 pulg./min., aplique refrigerante. Tome como origen de la parte la esquina Inferior izquierda, cara superior.


8”

6” 4”

2”

2” 5”

8” 10”

∅2”

37


Material Acero Dimensiones: 10” x 8” x 1” Cortador: Frontal HSS 1/4” Diámetro


% O11102

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

%

Programación CNC… programación estructurada Programa Practica 3…

38

COMANDOS DE INTERPOLACION CIRCULAR G02 Movimiento circular en sentido de las manecillas del reloj

G03 Movimiento circular en contra de las manecillas del reloj

Formato: G02 o G03

Coordenada de posición final del arco X,Y,Z

Coordenada de posición desde el punto de inicio del arco al centro del arco:

I para distancia al eje X (opcional).

J para distancia al eje Y (opcional).

K para distancia al eje Z (opcional).

R radio del arco a ser maquinado

(Si no se usa I,J,K).

F Velocidad de avance en pulg./min.

– Estos comandos se utilizan para realizar movimientos circulares en dos ejes.

– Hay dos formas de indicar el centro del arco: 1) Con las coordenadas I, J o K

2) Indicando con R, (el radio del arco)

– Si usa R debe indicarlo positivo para arcos menores o iguales a 180° y negativo para arcos mayores a 180°.


39

Comando G02 Interpolación circular CW

EJEMPLO 1

N10 G01 Y1.250 F12.

N20 X1.500

N30 G02 X2.250 Y.500 I0. J-.750 –ó – (G02 X2.250 Y.500 R.750)


40


EJEMPLO 2

• Utilizando I,J para indicar centro del arco.


41



EJEMPLO 2

• Utilizando R para indicar centro del arco.

42

Comando G03 Interpolación circular CCW

EJEMPLO 1.

N10 G01 Y1.250 F12.

N20 X-1.500

N30 G03 X-2.250 Y.500 I0. J-.750 -ó- (G03 X-2.250 Y.500 R.750)


43



EJEMPLO 2.

• Utilizando I,J para indicar centro del arco.

44


EJEMPLO 3.

Utilizando R para indicar centro del arco.


45

Practica 4: Elabore el programa (11104), Sobre una placa de aluminio de 12”x 8”x 1/4”, para hacer el grabado mostrado. Use un cortador frontal (T1) de 1/16” de diámetro con velocidad de avance de 2 pulgadas/min. y una velocidad de giro de 1000 rpm. Use el formato de programación I, J y también R para la generación de arcos. El grabado debe ser a 1/64” de profundidad. (Use refrigerante), (Origen de la parte esquina Inferior izquierda sobre la cara superior de la placa).


6”

4”

3” 1”

R 3”

8” R 3”

9” 11”

12”

46

G81 Ciclo de Taladrado Este ciclo de maquinado se usa para marcar los puntos que servirán de guía en una operación de barrenado posterior. También se usa para barrenar piezas de espesor delgado, (1/2”).


47

EJEMPLO DE PROGRAMACION CON EL CICLO DE BARRENADO.

%

O11111

T1 M06 (1/2 DIA.DRILL)

G90 G54 G00 X0.75 Y0.75

S1450 M03

G43 H01 Z1. M08

G81 G99 Z-0.375 R0.1 F10.

X1.5 Y1.5

G80 M09

G28 G91 Z0. M05

M30

%


48

CICLO DE BARRENADO CON DESCANSO TEMPORAL EN FONDO G82 Este modo de operación se recomienda en procesos tales como refrentado, abocardado y avellanado de agujeros. Este modo de operación permite obtener una superficie pulida en el fondo del barreno. Formato: G82 G99 X___ Y____ Z____ R_____ P_____ F_____ X_____ Y_____ X_____ Y_____ ……. G80 Donde: G82 Ciclo barrenado con tiempo de espera G99 Plano para R X , Y Desplazamiento rápido a coordenada X o Y Z Profundidad del barreno iniciando con velocidad F a partir de R R altura sobre superficie para cambio entre barrenos P periodo de tiempo de pausa en segundos F avance en pulgadas/min o mm/min G80 Fin de ciclo


49


Ciclo escalonado para maquinado profundo G83 El maquinado escalonado permite extraer la viruta de manera intermitente, evitando el riesgo de romper la herramienta de corte por atascamiento de viruta. Con este tipo de maquinado se pueden barrenar piezas de gran espesor.

Formato: G83 G99 X___ Y____ Z____ R_____ Q_____ F_____ X_____ Y_____ X_____ Y_____ ……. G80 Donde: G83 Ciclo barrenado escalonado G99 Plano para R X , Y Desplazamiento rápido a la coordenada X o Y Z Profundidad del barreno iniciando con la velocidad F a partir de R R altura sobre superficie para cambio entre barrenos Q Tamaño del escalón, incremental positivo F avance en pulg/min o mm/min G80 Fin de ciclo

50


G80 Cancelación del ciclo de taladrado

El código G80 se usa para cancelar el ciclo de taladrado.

Este Código G es modal y desactiva todos los ciclos de taladrado (G73,G74,G76,G77, G81- G89 hasta que un nuevo código modal es seleccionado.

Además un código G00 o G01 también cancelara cualquier ciclo activo de taladrado.

51

Herramientas de corte: Independientemente del tipo de material de una herramienta de corte, los tipos de herramienta más comúnmente utilizadas son:


Tarea de investigación: Investigar y hacer presentación de la forma de cada uno de los cortadores en el listado anexo, (1 a 2 cortadores por matricula); incluir cortadores relacionados, el tipo de maquina donde se utilizan y que tipos de maquinados o cortes pueden realizar con ellos. Adicionalmente investigar todas las letras con las cuales pueden formar palabras en CNC y su significado en este lenguaje de programación, subir esta tarea seccion de la tarea a blackboard con No de matricula.

Matricula Cortador en Ingles23225 Cortador de punta plana (flat mill). 25899 Cortador de punta de esfera (sphere mill)25961 Cortador con radio en esquinas (bull mill)27100 Cortador para carear (face mill)27145 Cortador para chaflanes (chamfer mill)27156 Cortador de muesca (slot mill)27167 Cortador con conicidad ( taper mill)27170 Cortador para cola de milano. ( dove mill)27226 Cortador de pelota ( lolli pop mill)30044 Broca (drill)30372 Rima (ream)30842 Abocinado ( bore bar)31188 Machuelo izquierdo ( tap lh)31429 Machuelo derecho (tap rh)31512 Broca de centros (center drill)31518 Broca marcadora (spot drill)31523 Cortador abocardado ( Counter-bore)31749 Cortador avellanador ( Counter-sink)

Cortador para cuñas (Keyseat cutter)

Cortador de disco (Disc cutter)31755

52

Comandos de compensacion de la herramienta (Tool Offset Diameter TDO)

Se usan para aplicar un offset al centro del cortador y moverlo la distancia del radio al lado de la trayectoria especificada.

Involucra programar la geometría de la parte directamente en lugar de considerar el centro del cortador.

G40 Cancela la compensación de la herramienta.

G41 Selecciona la compensación del cortador a la izquierda. La herramienta se mueve hacia la izquierda de la trayectoria la distancia del radio de la herramienta. Se debe programar Dnn también para indicar el tamaño de la herramienta de con los registros de offset. (Debe acompañarse de un movimiento en X).

G42 Selecciona la compensación del cortador a la derecha.


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COMPENSACION DE LA HERRAMIENTA

PROGRAMA SIN COMPENSACION DE LA HERRAMIENTA N101 G00 X-2.5 Y-2.0 N102 G01 Z-.045 F5. N103 X-2.25 F12. N104 Y1.75 N105 G02 X-1.75 Y2.25 R0.5 N106 G01 X1.5 N107 G.02 X-2.25 Y1.5 R0.75 N108 G01 Y??? (calcular el punto) N109 X??? Y ???( calcular el punto) N110 G01 X-1.75 N111 G02 X-2.25 Y-1.75 R0.5 N112 G01 X-2.35

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PROGRAMA CON COMPENSACION DE LA HERRAMIENTA N201 G00 X-2.5 Y-2.0 N202 G01 Z-.045 F5. N203 G41 D01 X-2.0 F12. N204 Y1.75 N205 G02 X-1.75 Y2. R0.25 N206 G01 X1.5 N207 G02 X2. Y1.5 R0.5 N208 G01 Y-1 N209 X-0.75 Y-2 N210 X-1.75 N211 G02 X-2. Y-1.75 R0.25 N212 G40 G01 X-2.35 (turn off c.c with an X and/or Y move)


COMPENSACION DE LA HERRAMIENTA

55

EJEMPLO DE PROGRAMACIÓN … % O11011 Nombre del programa T1 M06 (T1 Herramienta 1, M06 Orden de cambio de herramienta) G90 G54 G00 X0. Y0. (G90 Coordenadas absolutas, G54 reconoce el cero de la parte asignado

en registro 54, G00 Movimiento en Marcha Rápida) S2000 M03 (S2000 Velocidad del husillo, M03 Prender husillo) G43 H01 Z0.1 M08 (G43 Altura de la herramienta, H1 herramienta 1, Z Coord. sube a 0.1,

M08 enciende refrigerante) G41 D01 X0. Y0. Compensar diámetro de la herramienta 1 (D1) G01 Z-.20 F12. (F avance 12 in/min) Y 2.25 (La maquina compensa el diámetro de la herramienta) X1. Y3.25 (Ya no se indica G01 porque es “modal”) X2.25 Z0.1 G40 M09 (G40 Cancela compensación, M09 Apaga refrigerante) M05 (Apaga el husillo) G28 G91 Z0. (Ejes a HOME) M30 %


56

Ejercicio: usando los códigos básicos y el formato abajo, escriba el programa CNC para seguir la línea de maquinado mostrada en la figura.


Programación Fresadora CNC Nombre de programa:

Material Dimensiones: Cortador:


57

Programación CNC 0 Codes 0 - codes provide for flow control in NC programs. Each block has an associated number, which is the number used after O. Care must be taken to properly match the O-numbers. The behavior is undefined if * Other words are used on a line with an O- word 1.1 Subroutines: "sub", "endsub", "return", "call" Subroutines extend from a O- sub to an O- endsub. The lines inside the subroutine (the "body") are not executed in order; instead, they are executed each time the subroutine is called with O- call. O100 sub (subroutine to move to machine home) G0 X0 Y0 Z0 O100 endsub (many intervening lines) O100 callInside a subroutine, O- return can be executed. This immediately returns to the calling code, just as though O- endsub was encountered. O- call takes up to 30 optional arguments, which are passed to the subroutine as #1, #2, ..., #N. Parameters from #N+1 to #30 have the same value as in the calling context. On return from the subroutine the previous values parameters #1 through #30 (regardless of the number of arguments) will be restored to the values they had before the call.Because "1 2 3" is parsed as the number 123, the parameters must be enclosed in square brackets. The following calls a subroutine with 3 arguments: O200 call [1] [2] [3]Subroutine bodies may not be nested. They may only be called after they are defined. They may be called from other functions, and may call themselves recursively if it makes sense to do so. The maximum subroutine nesting level is 10. Subroutines do not have "return values", but they may change the value of parameters above #30 and those changes will be visible to the calling code.

58

…0 Codes 1.2 Looping: "do", "while", "endwhile", "break", "continue" The "while loop" has two structures: while/endwhile, and do/while. In each case, the loop is exited when the "while" condition evaluates to false. (draw a sawtooth shape) F100 #1 = 0 O101 while [#1 lt 10] G1 X0 G1 Y[#1/10] X1 #1 = [#1+1] O101 endwhile Inside a while loop, O- break immediately exits the loop, and O- continue immediately skips to the next evaluation of the while condition. If it is still true, the loop begins again at the top. If it is false, it exits the loop. 1.3 Conditional: "if", "else", "endif" The "if" conditional executes one group of statements if a condition is true and another if it is false. (Set feed rate depending on a variable) O102 if [#2 GT 5] F100 O102 else F200 O102 endif 1.4 Indirection The O- value may be given by a parameter or calculation. O[#101+2] call

59

COMANDOS G PARA EL CENTRO DE MAQUINADO G00.- Avance lineal del cortador a alta velocidad, (para posicionar o sin aplicar corte). G01.- Avance lineal del cortador a velocidad definida, (para aplicar corte). G02.- Avance circular del cortador en el sentido de las manecillas del reloj, a velocidad

programada como muestra la figura 1. G03.- Avance circular del cortador en sentido opuesto a las manecillas del reloj a una

velocidad programada como muestra la figura 2.

Programación CNC

Figura 1.- Avance circular en el sentido de las manecillas del reloj.

Figura 2.- Avance circular en sentido contrario a las manecillas del reloj

Po=Punto inicial P1=Punto final R =Radio del arco

Nota: si el círculo es mayor de 180º, deberá utilizarse el formato I, J para especificar las coordenadas (relativas) del centro del círculo.

60

Programación CNC. …COMANDOS G PARA EL CENTRO DE MAQUINADO

G04.- Pausa, acompañada de una letra X, se detiene la herramienta un determinado tiempo, por ejemplo: G04 X4, la pausa durará 4 segundos.

G17.- Selección del plano XY G18.- Selección del plano ZX G19.- Selección del plano YZ. G20.- Entrada de valores en pulgadas G21.- Entrada de valores en milímetros G28.- Regreso al origen de la máquina, (HOME) G40.- Cancela compensación radial del cortador. G41.- Compensación a la izquierda del cortador, ver figura 3 G42.- Compensación a la derecha del cortador, figura3 G43.- Compensación longitudinal, figura 3 G49.- Cancela compensación longitudinal del cortador G81.- Ciclo de taladrado para perforar agujero pasado a velocidad de avance definida. G82.- Ciclo de taladrado para perforar agujero ciego, (el agujero no atraviesa la pieza). Al

final del taladrado debe tenerse una pausa, que se define con la letra “P”, para remover material sobrante, con un tiempo en milisegundos.

G83.- Ciclo de taladrado para hacer un agujero profundo. Este debe realizarse por incrementos, los cuales se definen con la letra “Q” con un valor determinado, el cortador avanzará con ese valor terminar el barrenado.

G80.- Cancela los ciclos G81, G82 y G83 G90.- Comando para hacer uso de coordenadas absolutas.

Figura 3

61

G-Codes for HAAS Mills G00 Rapid Motion Positioning (Group 01) G01 Linear Interpolation Motion (Group 01) G02 CW / G03 CCW Circular Interpolation Motion (Group 01) G04 Dwell (Group 00) G09 Exact Stop (Group 00) G10 Set Offsets (Group 00) G12 Circular Pocket Milling CW / G13 Circular Pocket Milling CCW (Group 00) G17 XY / G18 XZ / G19 YZ Plane Selection (Group 02) G20 Select Inches / G21 Select Metric (Group 06) G28 Return to Machine Zero Point (Group 00) G29 Return From Reference Point (Group 00) G31 Feed Until Skip (Group 00) G35 Automatic Tool Diameter Measurement (Group 00) G36 Automatic Work Offset Measurement (Group 00) G37 Automatic Tool Offset Measurement (Group 00) G40 Cutter Comp Cancel (Group 07) G41 2D Cutter Compensation Left / G42 2D Cutter Comp. Right (Group 07) G43 Tool Length Compensation + (Add) / G44 Tool Length Comp - (Subtract) (Group 08) G47 Text Engraving (Group 00) G49 G43/G44/G143 Cancel (Group 08) G50 Cancel Scaling (Group 11) G51 Scaling (Group 11) G52 Set Work Coordinate System (Group 00 or 12) G53 Non-Modal Machine Coordinate Selection (Group 00) G53 Non-Modal Machine Coordinate Selection (Group 00) G54-59 Select Work Coordinate System #1 - #6 (Group 12) G60 Uni-Directional Positioning (Group 00) G61 Exact Stop Mode (Group 15) G64 G61 Cancel (Group 15) G65 Macro Subroutine Call Option (Group 00) G68 Rotation (Group 16) G69 Cancel G68 Rotation (Group 16) G70 Bolt Hole Circle (Group 00)

Programación CNC. …COMANDOS G PARA EL CENTRO DE MAQUINADO

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