I FUNDAMENTOS TEÓRICOS DEL CONTROL NUMÉRICO1.1 Definición El control numérico (NC) puede definirse como un método de controlar con precisión la operación de una maquina mediante una serie de instrucciones codificadas, formadas por números, letras del alfabeto, símbolos que la unidad de control de la maquina (MCU) puede comprender. Estas instrucciones se convierten en pulsos eléctricos de corriente, que los motores y controles de la maquina siguen para llevar a cabo las operaciones de maquinado sobre una pieza de trabajo Se considera control numérico todo dispositivo capaz de dirigir posicionamientos de un órgano mecánico móvil en el que las órdenes relativas a los desplazamientos del móvil son elaboradas en forma totalmente automática a partir de informaciones numéricas definidas, bien manualmente (funcionamiento semiautomático), o bien por medio de un programa (funcionamiento automático). Las máquinas de control numérico por computadora (CNC) minimizan el error humano. funciones o movimientos específicos que la máquina herramienta puede comprender al maquinar la pieza. . Los dispositivos de medición y de registro incorporados en las maquinas herramienta de control numérico por computadora aseguran que la pieza que se está manufacturando será exacta. letras y símbolos son instrucciones codificadas que se refieren a distancias. posiciones.Los números. 1.2 Antecedentes . electricidad y materiales avanzados. No paso mucho tiempo hasta que la computación fue incorporada masivamente a la producción . En 1945 al fin de la 2 guerra mundial se desarrollo la computadora electrónica.Su inicio fue en la revolución industrial en 1770 las maquinas eran operadas a mano. al fin se tiende mas y mas a la automatización ayudo el vapor. En los 50´s se uso la computadora en una maquina herramienta. En los 60´s con los chips se reduce el costo de los controladores Hacia 1942 surgió lo que se podría llamar el primer control numérico verdadero. relés y cableados. debido a una necesidad impuesta por la industria aeronáutica para la realización de hélices de helicópteros de diferentes configuraciones. Desarrollo Histórico del Control Numérico. tenían un volumen mayor que las propias máquinas-herramientas. con una programación manual en lenguajes máquina muy complejo y muy lenta de programar . Los primeros equipos de CN con electrónica de válvulas. Puede hablarse de cuatro generaciones de máquinas de control numérico de acuerdo con la evolución de la electrónica utilizada. 1. Válvulas electrónicas y relés (1950). 2. Transistores (1960). 3. Circuitos integrados (1965). 4. Microprocesadores (1975). A finales de los sesentas nace el control numérico por ordenador. Las funciones de control se realizaban mediante programas en la memoria del ordenador de forma que pueden adaptarse fácilmente con solo modificar el programa. En esta época los ordenadores eran todavía muy grandes y costosos, la única solución practica para el CN era disponer de un ordenador central conectado a varias máquinas-herramientas que desarrollaban a tiempo compartido todas las funciones de control de las mismas. Esta tecnología se conoce con las siglas DNC (Direct Numerical Control – Control Numérico Directo). A principios de los setentas se empezó a aplicar mas pequeño y económico apareciendo así el CNC ( Control Numérico Computarizado ), que permite que un mismo control numérico pueda aplicarse a varios tipos de máquinas distintas sin mas que programar las funciones de control para cada máquina en particular. .Las tendencias actuales de automatización total y fabricación flexible se basan en máquinas de CNC conectadas a un ordenador central con funciones de programación y almacenamiento de programas y transmisión de los mismos a las máquinas para su ejecución. Flexibilidad para incrementar la producción de bajo nivel. 2. . Instrucciones almacenadas para disminuir la mano de obra directa. El control numérico puede proveer: 1.Los esfuerzos para eliminar la intervención humana en los procesos de producción son una meta gerencial con la introducción de los conceptos de partes intercambiables y producción en masa. La máquina-herramienta de control numérico original fue desarrollada por contrato de la Fuerza Aérea por el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en el laboratorio de servo mecanismos militar para producir frecuentes y muy complejas partes modificadas en base a emergencias . la aplicación de tecnología de proceso de información a la tecnología de automatización industrial.La tecnología de control numérico fue la primera aplicación del auxilio de manufactura computarizada (CAM). microprocesadores. Tecnología de control fue desarrollada en paralelo con computadoras digitales.La primera instalación comercial de equipo de control numérico fue en 1957. ramales. y subrutinas en la parte de instrucción del programa. En adición provee parte del almacén del programa. ahora muchos controladores aceptan operaciones de computo lógico tales como variables. El programa de la parte y nuestro programador es de la nueva creación de trabajadores de información en la nueva revolución industrial de la información. basados en control de unidades los cuales son referidos como computadora de control numérico (CNC). se reconoció una necesidad para un método de programación para manipular y traducir información de tecnología y manufactura para crear un medio de control para partes complicadas de 3 dimensiones . Como desarrollo del progreso de la tecnología de maquinado y control. Las máquinas originales de control numérico fueron estándar como las fresadoras y taladros. desde tubos de vacío pasando por transistores y circuitos integrados para los mas capaces y confiables minicomputadoras. el da al controlador su identidad. En los CNC el alambrado lógico es reemplazado por software ejecutador. El control con alambrado fue menos flexible en su habilidad para leer y responder. La Fuerza Aérea inició este proyecto (MIT). . corte con laser y maquinado a alta velocidad que pueden ser imposibles sin el control numérico. Mientras más intervención humana fue quitada del equipo de operación. el resultado fue el sistema de asistencia por computadora llamado APT para herramientas programables completamente automáticas. la accesibilidad del operador al proceso se ha minimizado. Estos procesos son tales como corte con alambre eléctrico. controles humanos. 1808.Joseph M..A. Fourneaux patentó el primer piano automático .Pascal construyó una calculadora mecánica. 1842. 1834..Se usó el primer aditamento con información secuenciada en los cilindros con pernos en los relojes de las iglesias...Aiken en E. 1863.Evolución del control computarizado en manufactura Siglo XIV.M. Jacqaurd usó una hoja de metas perforadas para controlar agujas en las tejedoras. llamándola pianola. y Zuse en Alemania usando relevadores construyeron la primera máquina electrónica computable.Babbage construyó una calculadora capaz de dar seis decimales. usando el principio de pasar aire a través de un rollo de papel perforado..U. . 1940.. Se empezaron a construir computadoras en forma comercial. 1979.Se empezaron a construir circuitos integrados. pesaba 30 toneladas. contenía 18000 bulbos. 1980..Mauchly and Eckert construyeron la primera computadora electrónica ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). su carga electrónica era de 174 kw...Microprocesadores. 1943..Se construyeron circuitos integrados en gran escala. ocupaba 160 mts . 1948..000 conexiones soldadas a mano.. 1959. 1960.Componentes de superficie . 500..Se desarrollo el transistor. 1965. . Para 1949 la idea ya tenía 500 años en la mente del hombre.Hasta este año la AIA (Aerospace Industry Association) el MIT y el ITRI (Illinois of Technology Research Institute) trabajaron en el desarrollo del lenguaje APT. usando un código binario y cinta perforadora.La Bendix Co.. Programación automática de la herramienta. 1957. sin embargo estas no son suficientes para las operaciones de maquinado .John C. 1952. 1971.. El principal objetivo en el desarrollo de las máquinas de control numérico fue la precisión. construida con bulbos. 1954.Se desarrolló un lenguaje sinmbólico llamado APT Automatically Programmed Tool. Parsons y el Instituto Tecnológico de Masachussetts desarrollaron la primera máquina fresadora de control numérico. usadas primeramente por la fuerza aérea de E:U.. El lenguaje APT inicial era suficiente para operaciones de taladrado. torneado o fresado recto.Maquinas de control numérico. comenzó a construir máquinas en forma comercial. .Se desarrollaron los primeros sistemas flexibles de manufactura FMS 1986.Se desarrollaron los primeros sistemas de manufactura integrada. se dio un enorme salto en el desarrollo del CNC.. CIM . 1976 Cuando en 1976 se aplicó el microprocesador a las computadoras. haciéndose posible las interpolaciones rectas y curvas entre ejes. 1982. C.N. .1.3 Funcionamiento de una máquina de C. los mapas nos ayudan a ubicarnos en el espacio. Para poder ubicar puntos en un mapa es importante tener líneas de referencia. UBICACIÓN DE PUNTOS EN EL PLANO Y EL ESPACIO Has observado un mapa? Sin duda. . Al unir muchas de estas líneas se forma una cuadrícula. Las líneas rectas que se ven en los mapas son de dos tipos: horizontales y verticales. A la recta numérica vertical se la llama eje de las "Y" o de las ordenadas. se le llama plano cartesiano. Para facilitar la ubicación de un lugar en el mapa. Al conjunto de dos rectas numéricas. A la recta numérica horizontal se la llama eje de las "X" o de las abscisas. Estas líneas rectas numeradas se llaman rectas numéricas. se elige una recta horizontal y una recta vertical. que se cortan en un punto. una horizontal y otra vertical. se las divide en partes iguales y se las numera. . . Para mencionar los cuadrantes se numera cada uno de los cuatro espacios haciendo un giro antihorario es decir en sentido contrario a la dirección que siguen las manecillas del reloj. El punto donde se cortan las dos rectas numéricas se lo llama origen o punto cero. Como el plano cartesiano tiene dos ejes. ya no nos referimos al mismo punto en el plano cartesiano. Veamos cómo ubicar puntos en el plano cartesiano. . y el segundo número corresponde a la ordenada (eje de las Y). para ubicar un punto localizamos dos números o componentes: El primer número corresponde a la abscisa (eje de las X). Si cambiamos el orden de los números o componentes. El punto Q (3. El punto P (2. .3) es un par ordenado. Cada punto del plano cartesiano tiene una única forma de escritura y se llama par ordenado.2) es otro par ordenado. Por lo tanto el punto P no es igual al punto Q. tenemos graficada una recta. Si ubicamos dos puntos en el plano cartesiano y los unimos. de 1/128 de pulgada. Deben evitarse especialmente las limaduras. desde centímetros hasta fracciones de milímetros (1/10 de milímetro. con precaución de no rayarlo ni doblarlo (en especial. En la escala de las pulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada. cuidado y delicadeza. 1/50 de milímetro). . que pueden alojarse entre sus piezas y provocar daños. y. es un instrumento para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños. 1/20 de milímetro. Es un instrumento delicado y debe manipularse con habilidad. pie de rey. MEDICIONES: UTILIZACION DEL CALIBRADOR Y EL MICROMETRO El calibre También denominado. la coliza de profundidad). en su nonio. pie a coliza o Vernier. se utiliza con frecuencia la voz nonio para definir esa escala. que ha sido confundida con el nonio inventado por Pedro Núñez. Se atribuye al cosmógrafo y matemático portugués Pedro Núñez (1492-1577) —que inventó el nonio o nonius—. hecho de bronce. En castellano. C. porque hay quien atribuye su invento al geómetra Pierre Vernier (1580-1637). El calibre moderno con nonio y lectura de milésimas de pulgada. también se utilizó un instrumento similar en China. Brown en 1851. el origen del pie de rey. fue inventado por el americano Joseph R. C. datado en el siglo VI a.220 d. Historia El primer instrumento de características similares fue encontrado en un naufragio en la isla de Giglio. . cerca de la costa italiana. . hallado con una inscripción del día. También se lo ha llamado vernier. aunque lo que verdaderamente inventó fue la regla de cálculo vernier.). mes y año en que se realizó. Aunque considerado raro. C. Durante la Dinastía Han (202 a. fue usado por griegos y romanos. Fue el primer instrumento práctico para efectuar mediciones de precisión que pudo ser vendido a un precio accesible. Posee dos escalas: la inferior milimétrica y la superior en pulgadas. sobre la cual se desliza otra destinada a indicar la medida en una escala. Componentes Componentes del pie de rey: Consta de una "regla" con una escuadra en un extremo. . permite medir dimensiones internas y profundidades. Mediante piezas especiales en la parte superior y en su extremo. 1/20 y 1/50 de milímetro utilizando el nonio. Permite apreciar longitudes de 1/10. Aguja para medida de profundidades 4. Mordazas para medidas externas 2. Escala principal con divisiones en milímetros y centímetros 5. Orejetas para medidas internas 3. Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que esté dividido 8. Escala secundaria con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada 6. Botón de deslizamiento y freno . Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en que esté dividido 7.1. construido sobre la base de un calibre de nonio. es decir con una exactitud de una centésima de milímetro.Otros tipos El Calibre Digital: En la Figura de la izquierda se muestra un calibre digital. pero en el lugar de este lleva colocado un display que da la lectura directa en milímetros con dos decimales. . que se desliza sobre la escala principal (escala 1:100 del metro – esto significa que los números de la escala principal representan el centímetro. El nonio es la escala baja. que es la menos división de la escala principal. por subdividir la menor división de ella. Regla Móvil.Interpretación del nonio El Nonio es un instrumento tecnológico que aumenta la sensibilidad de una escala. y cada división representa un milímetro) . En el ejemplo siguiente el nonio tiene diez espacios entre las líneas. El divide en diez el milímetro (décimo de milímetro). . 2. no tenemos certeza de la posición ocupada. El Cero del nonio indica. que debe ser añadida a la medida completa de la escala principal Observe en esta figura que cuando el cero del nonio no está perfectamente alineado con alguna marca de escala principal.4.0.5.0 y menor que 3. pero solamente podemos suponer que el valor será: 2. sobre la escala mayor o regla fija.7. la medida principal en milímetros. En el ejemplo podemos asegurar que el valor indicado por el Cero es mayor que 2. 2. o 2. y el trazo del nonio que se alinea con uno de los trazos de la escala principal dará la medida decimal.6. Pero esta solución es restringida a las limitaciones de la visión humana. Una posible solución sería dividir el espacio de la escala principal. aumentando la posibilidad del nonio alinearse con alguna de ellas (ejemplo fig.5 ¿? ). 2 = 2. . de modo qué tuviera más marcaciones. Técnicamente. cuando subdivide su menor división. La medida final será la suma del 2 mas el 0.6 mm . en el caso del ejemplo la subdivide en diez. luego la subdivisión 6 del nonio es la que se corresponde exactamente con un división de la regla fija y el como el Cero del nonio se encuentra pasando el 2 y si llegar a los 3 mm. lo que el nonio hace es aumentar la sensibilidad de la escala principal. igual a 2.6. pequeño. (25-50 mm). y metron. etc. La máxima longitud de medida del micrómetro de exteriores normalmente es de 25 mm aunque existen también los de 0 a 30. (5075 mm). medición). El micrómetro (del griego micros. también llamado Tornillo de Micrométrico o Tornillo de Palmer. es un instrumento de medición que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta precisión.01 mm) y de milésimas de milímetros (0. . del orden de centésimas de milímetros (0. La escala puede incluir un nonio.001 mm) (micra). el cual tiene grabado en su contorno una escala. por lo que es necesario disponer de un micrómetro para cada campo de medidas que se quieran tomar (0-25 mm). Para ello cuenta con dos puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo de rosca fina. Frecuentemente el micrómetro también incluye una manera de limitar la torsión máxima del tornillo. de modo que girando el tambor una vuelta completa el palpador avanza o retrocede 0. . el desplazamiento de éste en el sentido longitudinal.5 mm.5 mm. dado que la rosca muy fina hace difícil notar fuerzas capaces de causar deterioro de la precisión del instrumento. El principio de funcionamiento o de operación de un micrómetro se basa en que. con un paso de rosca de 0. es proporcional al giro dado Todos los tornillos micrométricos empleados en el sistema métrico decimal tienen una longitud de 25 mm. generalmente un críquet. si un tornillo montado en una tuerca fija se hace girar. que en su parte superior presenta las divisiones de milímetros enteros y en la inferior las de los medios milímetros. indicando la fracción de vuelta que ha realizado. En la superficie del tambor tiene grabado en toda su circunferencia 50 divisiones iguales. . línea longitudinal que sirve de fiel. El micrómetro tiene una escala longitudinal. cuando el tambor gira deja ver estas divisiones.01 mm. una división equivale a 0. sabiendo así la medida con una apreciación de 0. .78.01 mm.5 + 0.28 = 5. el exceso sobre esta medida se ve en la escala del tambor con una precisión de 0. en la parte inferior de esta escala se aprecia la división del medio milímetro. luego la medida realizada por el micrómetro es: 5 + 0. Para realizar una lectura.5 mm. En la escala del tambor la división 28 coincide con la línea central de la escala longitudinal. En la fotografía se ve un micrómetro donde en la parte superior de la escala longitudinal se ve la división de 5 mm. nos fijamos en la escala longitudinal. lo que indica que la medida excede en 3/10 de las unidades del tambor. la escala del tambor tiene 50 divisiones. la división de referencia del nonio es la línea longitudinal del fiel. En la imagen. indicando 5. además de las dos escalas anteriores tiene un nonio. y sobre la línea del fiel presenta una escala nonio de 10 divisiones numerada cada dos. . la tercera división del nonio coincide con una división de la escala del tambor. Una variante de micrómetro un poco más sofisticado. puede verse en detalle las escalas de este modelo. Micrómetro con nonio Micrómetro con nonio. la escala longitudinal presenta las divisiones de los milímetros y de los medios milímetro en el lado inferior de la línea del fiel.783 mm. en la fotografía. en este micrómetro se aprecia: en la escala longitudinal la división de 5 mm.50 + 0. la subdivisión de medio milímetro. y en el nonio su tercera división esta alineada con una división del tambor. en el tambor la línea longitudinal del fiel coincide por defecto con la división 28. como se puede ver. que realizando un giro más o menos amplio da lugar a un pequeño avance. .28 + 0. Esto es.783 El principio de funcionamiento del micrómetro es el tornillo. y las distintas escalas. permiten además un alto grado de apreciación.003 = 5. un tambor y un nonio. una regla. luego la medida es: 5 + 0. El micrómetro es un dispositivo ampliamente usado en ingeniería mecánica, para medir con precisión grosor de bloques medidas internas y externas de ejes y profundidades de ranuras. Los micrómetros tienen varias ventajas respecto a otros instrumentos de medida como el vernier y el calibrador: son fáciles de usar y sus lecturas son consistentes y por su exactitud es el instrumento elegido para los trabajos en el torno cnc. Existen tres clases de micrómetros basados en su aplicación. - Micrómetro interno - Micrómetro externo - Micrómetro de profundidad U micrómetro externo es usado típicamente para medir alambres esferas ejes y bloques. Un micrómetro interno se usa para medir huecos abiertos, y el micrómetro de profundidad típicamente como su nombre indica. El primer tornillo micrométrico fue inventado por William Gascoigne en el siglo 17, como una mejora del vernier, fue entonces usado en un telescopio para medir las distancias angulares entre las estrellas. Su adaptación para las medidas pequeñas fue hecha por Jean Louis Palmer, este dispositivo es desde entonces llamado palmer en Francia. El micrómetro es muy exacto y tiene tolerancias del orden de 0.001mm.Existen también otros con tolerancias de 0.01mm. La mayoría de micrómetros pueden leer una diferencia de 25mm. El micrómetro debe leerse de la misma forma que el calbre. En necesidad de producir una parte (pieza) se debe analizar toda la información contenida sobre el plano de la pieza puesto que de esto depende todo el desarrollo del proceso para su manufactura y conseguir el objetivo que se pretende. Materiales. En la manufactura de una pieza, es importante observar el tipo de material ya que esto nos obliga a pensar en el proceso y el herramental a emplear. Considerando que existen diferentes tipos de materiales como por ejemplo: en diferentes calidades. Materiales no ferrosos: a) Aluminio. b) Bronce. e) Mat. b) Aceros tratados. en diferentes calidades. . c) Aceros recosidos en diferentes calidades. Sintético. d) Latón.Materiales ferrosos: a) Acero al carbón. c) Cobre. Dimensiones. En la información del plano se observa el tamaño de la pieza y esto nos ayuda a seleccionar la máquina con capacidad adecuada para su proceso y tomar en cuenta el manejo del material con los accesorios necesarios y adecuados. . Además esta información es indispensable para realizar el programa que finalmente correrá en la máquina CNC en este caso. cuando la tolerancia se aplique en forma general y esto controlará obviamente en el ajuste del CNC. según sea el caso. En algunas cotas sobre el plano se encontrará específicamente la tolerancia permisible sobre las dimensiones requeridas y que puede ser tolerancia muy cerrada o considerablemente abierta según se requiera en el diseño de la pieza. .Tolerancias. También encontraremos la especificación dentro de las notas generales. La tolerancia puede ser bilateral o unilateral (+) ó (-) . rectificado..Acabados. . En el análisis de la información también encontraremos específicamente el tipo de acabado que se requiere para la parte a mecanizar y que puede ser torneado. la profundidad de la huella dependerá de la necesidad requerida. fresado. etc. carbonitrurado. nitrurado. En la información general encontraremos el tipo de tratamiento térmico como puede ser temple.. según lo requiera el diseño de la pieza y esto va muy relacionado con el tipo de material seleccionado para poder procesar el tratamiento.Tratamientos térmicos. etc. . cementado. 35 a 0. Entonces el material que se deje por excedente en el mecanizado del CNC tendrá que ser proporcional al tamaño de la pieza hasta un máximo de 0.4 mm. En este caso posterior al CNC debemos tomar en cuenta la posible deformación de la pieza con el tratamiento térmico y además que en el rectificado nos limpie las superficies que se requieren rectificadas.015” pulg.Consideraciones del maquinado para procesos posteriores. (0. por ejemplo: en la información general observamos la pieza tomada y rectificada.) . En este punto es importante considerar la programación con el material que en un proceso siguiente será desprendido por algún método que se requiera. En la manufactura de piezas mecánicas es de gran importancia observar el tipo de material a mecanizar ya que de esto depende la rapidez de manufactura y el tipo de herramental a emplear.Análisis de la información contenida en el diseño de la parte. Para la fabricación de piezas mecánicas existen una gran variedad de materiales y la elección del material a emplearse en la construcción de maquinaria depende básicamente del diseñador. . Aluminio. Latón. Acero tratado (según norma). Acero inoxidable (según norma). Acero recosido (según norma). los más comunes son: Acero para máquina (acero al carbón). Acero para herramienta (según norma). Materiales sintéticos.Calidades. Existe en el mercado una gama muy amplia de calidades de materiales de acero. . Cobre. Bronce. En el primero de los casos considerar el volumen a procesar. semi automática. o independiente. Si es automática. En el segundo caso también considerar cantidad y preparar las barras requeridas y colocar en rackets. Para preparar materiales en la manufactura de piezas mecánicas hay que tomar en cuenta el tipo de máquina. . .Preparación de los materiales para la alimentación de la máquina. para preparar la cantidad de barras requeridas y colocar materiales en raquets. Cuando la máquina es independiente o sea que la alimentación es manual e tiene que cortar material en forma independiente por otro método y controlar la cantidad requerida y colocar material en casillas preferentemente o algún otro recipiente. . 2. en los materiales las más comunes son 6 y 3 mts. Longitud de la pieza – Lp. 3. hierro gris. etc. Espesor del corte – Ec. Las piezas esperadas por unidad de materia prima dependen fundamentalmente de dos factores: 1. aluminio. Existen en el mercado medidas de longitud estándar.Cálculo de piezas esperadas por unidad de materia prima. . La longitud de la barra –Lb. Aunque existen casos particulares en otros materiales como el bronce. Para calcular las piezas por unidad de materia prima empleamos la siguiente fórmula: 𝑁𝑁 = 𝐿𝑏 𝐿𝑝 −𝐸𝑐 Ejemplo: si tenemos barras de 3 mts. 3 mts. Y la pieza tiene una longitud de100 mm y el espesor del corte es 3mm. 3000 (100+3) = 3000 103 = 29 . = 3000 mm. Cálculo del desperdicio. (Esto en alta producción) ejemplo: En una barra de 6 m de longitud se procesarán piezas que tienen de longitud 70mm. . Calcular – el número de piezas por unidad en materia prima. Para saber el desperdicio de material en el proceso de manufactura se debe tomar en cuenta. . además estimar en un % pequeño (2% ) las piezas de prueba y posibles piezas fuera de especificación por desajuste de la herramienta.Espesor del corte (con cuchilla o sierra) por barra multiplicado por el número de cortes por barra. espesor de corte mm 𝑁𝑐 = (𝑁𝑝 − 1) 𝐿𝑏 6000 6000 𝑁𝑁 = = = = 83 (𝐿𝑝 + 𝐸𝑐 ) (70 + 2) 72 𝑏 = 𝐸𝑐 𝑁𝑐 + 𝑠 = 2 82 + 24 = 164 + 22 = 188 mm .El desperdicio por corte en la misma unidad de materia prima. PARTES PRINCIPALES DE LOS TORNOS . las guías se hacen postizas. para resistir el desgaste. Es un zócalo de fundición soportado por uno o más pies. aún en los casos más desfavorables. Es corriente que hayan recibido un tratamiento de temple superficial. debe tener dimensiones apropiadas y suficientes para soportar las fuerzas que se originan durante el trabajo. Para facilitar la resistencia suele llevar unos nervios centrales. .A) Bancada: Es el soporte principal del torno. Las guías han de servir de perfecto asiento y permitir un deslizamiento suave y sin juego al carro y contra cabezal. sobre ella van montados todos los elementos del torno. sin experimentar deformación apreciable. Deben estar perfectamente rasqueteadas o rectificadas. La fundición debe ser de la mejor calidad. de acero templado y rectificado. que sirve de apoyo y guía a las demás partes principales del torno. A veces. En ella va alojado el eje principal. En su interior suele ir alojado el mecanismo para lograr las distintas velocidades. movido por una polea única. El mecanismo que más se emplea para lograr las distintas velocidades es por medio de trenes de engranajes. esta compuesto por una caja fijada al extremo de la bancada por medio de tornillos o bridas. .B) Cabezal: va montado en el extremo derecho de la bancada. que es el que proporciona el movimiento a la pieza. Los principales sistemas empleados en los cabezales de los tornos son: Cabezal Monopolea: El movimiento proviene de un eje. desde el exterior. que se seleccionan por medio de mandos adecuados. contiene al eje principal o husillo. Las distintas velocidades o marchas se obtienen por desplazamiento de engranajes. Caja de Cambios: Otra disposición muy frecuente es la colocación de una caja o cambio. de precisión. Transmisión Directa por Motor: En lugar de recibir el movimiento a través de una polea. generalmente llevan montados en este cabezal el control. La potencia al transmitir es más directa. situada en la base del torno. para evitar el cambio brusco del motor. mayor que las limitadas por los mecanismos anteriores. al parar o invertir el sentido de la marcha. Los tornos CNC. El eje principal queda descargado de tensiones. desde allí se transmite el movimiento hasta el cabezal por medio de correas. lo pueden recibir directamente desde un motor. haciendo que la polea apoye en soportes adecuados. . Este sistema se presta muy bien para tornos rápidos y. se emplean en algunos tornos variadores de velocidad mecánicos o hidráulicos. En este tipo de montaje es normal colocar un embrague. Variador de Velocidades: Para lograr una variación de velocidades. pues se evitan pérdidas por deslizamiento de correas. sobre todo. . . entre las cuales se coloca la pieza a tornear. En el mismo extremo. perfectamente rectificado. Para facilitar el trabajo en barras largas suele ser hueco. debe llevar un sistema para poder colocar un plato porta piezas con mordazas para sujeción. Por consiguiente. En la parte anterior lleva un cono interior. Es el husillo el que recibe el movimiento de rotación que proporciona el motor principal. para que no haya desviaciones ni vibraciones. construido de acero es el órgano que más esfuerzos realiza durante el trabajo. en tornos de control numérico esta velocidad la indica el control según lo programado . estas mordazas pueden ser de accionamiento manual o neumático.M) Husillo: Es el eje principal del torno. en tornos convencional esta velocidad se selecciona manualmente.. y por su parte exterior. debe ser robusto y estar perfectamente guiado por los rodamientos. para poder recibir el punto y servir de apoyo a las piezas que se han de tornear entre puntos. de las cuales una se desliza a lo largo de la bancada y la otra puede moverse transversalmente sobre la primera. consta de dos piezas de fundición. mediante uno o dos tornillos. La superior tiene un agujero cilíndrico paralelo a la bancada y a igual altura que el eje de revolución del cabezal.L) Cabezal Móvil: llamado también contrapunta. 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 la bancada. . Para que este no pueda girar. al girar el tornillo el manguito entra o sale de su alojamiento. hay una ranura en toda su longitud en la que ajusta una chaveta. por el otro. como este tornillo no puede moverse axialmente. en esta tuerca entra un tornillo que puede girar mediante una manivela.En este agujero entra suavemente un manguito cuyo hueco termina. en una tuerca. . por un extremo en un cono Morse y. El manguito puede fijarse en cualquier parte de su recorrido mediante otro tornillo. pueden estar adaptados para recibir diversos accesorios según las piezas que se hayan de tornear. etc. . que además de la forma común.En el cono Morse puede colocarse una punta semejante a la del cabezal o bien un mandril. o una broca de cola cónica. Para evitar el roce se emplean mucho los puntos giratorios. llegando al límite de superficie plana. Esto se logra por medio de los movimientos del carro principal. . Por tanto. del carro transversal y del carro inclinable o charriot. La herramienta debe poder acercarse a la pieza para lograr la profundidad de pasada adecuada y también poder moverse a lo largo del eje de del torno para lograr la superficie deseada. la herramienta debe poder seguir las direcciones de la generatriz de estas superficies.Carros: En el torno la herramienta cortante se fija sobre el conjunto de los carros. Las superficies que se pueden obtener son todas las de revolución: cilindros y conos. llamada delantal.C) Carro Principal: Consta de dos partes. . efectuar las operaciones de roscar. cilindrar y refrentar. está atornillada a la primera y desciende por la parte anterior. El delantal lleva en su parte interna los dispositivos para obtener los movimientos automáticos y manuales de la herramienta. una de las cuales se desliza sobre la bancada y la otra. mediante ellos. . El paso que se construye variará según la relación del número de revoluciones de la pieza que se trabaja y del tornillo patrón. las cuales por medio de una manivela pueden aproximarse hasta engranar con el tornillo patrón o eje de roscar.Dispositivo para Roscar: El dispositivo para roscar consiste en una tuerca en dos mitades. en el tercer caso. Sin embargo. se obtiene siempre con otro mecanismo diferente. el torno cilindrará. . En el primer caso se mueve todo el carro y. a lo largo de la bancada. con tal de que el paso sea suficientemente pequeño. por tanto. en el segundo. mediante un tren basculante. Sobre el eje de cilindrar va enchavetado un tornillo sin fin que engrana con una rueda. Dispositivo para Cilindrar y Refrentar: El mismo dispositivo empleado para roscar podría servir para cilindrar. El carro puede moverse a mano. puede transmitir su movimiento a un piñón que engrana en una cremallera fija en la bancada o a otro piñón en el tornillo transversal. por medio de una manivela o un volante. se moverá solamente el carro transversal y el torno refrentará. El tren basculante puede también dejarse en posición neutra. la cual. el carro no tendrá ningún movimiento automático. Los movimientos del tren basculante se obtienen por medio de una manivela exterior. Para saber el giro que se da al husillo y. . o bien se puede mover automáticamente para refrentar con el mecanismo ya explicado. Puede moverse a mano. con ello. D) Carro Transversal: El carro principal lleva una guía perpendicular a los de la bancada y sobre ella se desliza el carro transversal. como se verá más adelante. para dar la profundidad de pasada o acercar la herramienta a la pieza. lleva el husillo junto al volante de accionamiento un tambor graduado que puede girar loco o fijarse en una posición determinada. Este tambor es de gran utilidad para las operaciones de cilindrado y roscado. apreciar el desplazamiento del carro transversal y la profundidad de la pasada. El movimiento de este pequeño carro es siempre manual. Un círculo o limbo graduado indica en cualquier posición el ángulo que el carro portaherramientas forma con la bancada. E) Carro Orientable o Charriot: El carro orientable. está apoyado sobre una pieza llamada plataforma giratoria. llamado también carro porta herramientas. mediante un tornillo que se acciona girando una manivela o un pequeño volante. que puede girar alrededor de un eje central y fijarse en cualquier posición al carro transversal por medio de cuatro tornillos. . Lleva también un tambor similar al del husillo del carro transversal. ya que los mismos son accionados por motores paso a paso. Tampoco existen los mandos manuales de estos dos carros. que mueven los carros con una exactitud de un par de milésimas de milímetro. En los tornos CNC no existe el charriot y todos los movimientos necesarios para describir las generatrices de las piezas a construir se consiguen mediante el movimiento coordinado de los carros longitudinal y transversal. . ) de torno convencional .Torre Portaherramientas: Contiene las herramientas y según los comandos del control gira para posicionar la herramienta previamente elegida por el programador para cada operación. Torre de cambio manual (Izq.). (Der. Herramientas: Producen el desprendimiento de material de la pieza (Viruta) mediante cortes. . también llamado CNC (en inglés Computer Numerical Control) (también Control Numérico Continuo Continuous Numerical Control) a todo dispositivo capaz de dirigir el posicionamiento de un órgano mecánico móvil mediante órdenes elaboradas de forma totalmente automática a partir de informaciones numéricas en tiempo real. Sobre la base de esta combinación es posible generar la mayoría (si no son todas) las piezas de industria. un teclado y un monitor (externos) mediante los cuales el programador se comunica con la maquina. consta de un procesador (interno). .Control Numérico (CNC): Ubicado en el cabezal principal del torno. Se considera Control Numérico por Computador. Entre las operaciones de maquinado que se pueden realizar en una máquina CNC se encuentran las de torneado y de fresado. Debe estar cerrada para que el torno trabaje . a los motores y al cnc. Compuerta: Es la puerta de acceso al interior del cabezal principal. Estos son: Elección de herramientas. y posteriormente realiza sobre la máquina las maniobras adecuadas para poder obtener el producto final. EL TORNO CNC Para poder analizar y definir en que consiste una máquina herramienta con CNC. el operario lee e interpreta el plano. etc. la elección de los datos del corte. . la puesta a punto de la pieza. primeramente vamos a considerar como se comportaría una máquina convencional ante un proceso de producción: En este caso. los desplazamientos de la herramienta. el plano de la pieza a fabricar. Para poder efectuar el maquinado. constituye el soporte principal de los datos de mecanizado. que será el encargado de transmitir a los órganos de la máquina. el hombre leerá el plano. se ha agregado un elemento en la cadena de relaciones: Plano – Operario – Control Numérico – Máquina-Herramienta. En un maquinado con un CNC. las instrucciones correspondientes para poder elaborar la pieza. Es decir. que conformarán el programa de la pieza. . el cual será introducido en el Control (ordenador). Como podemos observar. que es un vínculo directo: Plano – Operario – Máquina Herramienta. y construirá una sucesión ordenada de datos alfanuméricos (Letras y Números). con excepción de la innovación que le confiere su ordenador (Control Numérico). se recubrieron las superficies de deslizamiento con materiales plásticos muy resistentes al desgaste. Este componente es el que más a evolucionado en muy poco tiempo. y a la extrema precisión en los posicionamientos tanto de las herramientas como de las piezas. observamos que básicamente mantiene su principio de funcionamiento comparada con una convencional. los desplazamientos de los carros son mediante sistemas de transmisión por tornillos de bolas recirculantes. los restantes movimientos son mediante circuitos hidráulicos o neumáticos. COMPONENTES: Al analizar una máquina con CNC. aunque los demás elementos que conforman tradicionalmente una máquina herramienta. Por ejemplo. han debido adecuarse a las altas velocidades de maquinado. . Y muy particularmente.. son provocados por motores de corriente continua.Los servomecanismos.Los transductores. se han debido adecuar a las altas exigencias de terminación y de esfuerzos de corte.Dispositivos para el cambio de herramientas. que los elementos componentes de una máquina con CNC.. en el campo de las herramientas de corte.Los desplazamientos de las herramientas y el giro del husillo. son: a.El Control Numérico b.Husillos y ejes de trabajo y avances.. c. .. d. Podríamos decir. e.. etc. que serán transformados en impulsos eléctricos y transmitidos a los distintos motores de la máquina. . elemento físico por donde se ingresan los datos requeridos por el control. una zona de paneles de mando directo de la máquina. que es donde se encuentra la memoria de almacenamiento de los datos de maquinado. y un monitor (display o pantalla).. Esto se realiza mediante un teclado alfanumérico similar al teclado de una computadora.El Control Numérico Es el elemento que contiene la información necesaria para todas las operaciones de desplazamientos de las herramientas. Está conformada por el ordenador o procesador. giro de los husillos. y por el tablero o panel de servicio.a. . Estos se encargan principalmente de los movimientos de los carros o mesas de la máquina. Los servomotores con motores paso a paso. y le transmiten un determinado número de rotaciones o inclusive una fracción de rotación a los tornillos que trasladarán las mesas o los carros. etc..Los servomecanismos. Son servomotores con motores paso a paso. Reciben los impulsos eléctricos del control. a corriente continua.b. constan de un generador de impulsos que regulan la velocidad de giro del motor variando la cantidad y frecuencia de los impulsos emitidos. hidráulicos. dosificando de esta manera la velocidad de rotación del mismo. .La cantidad de impulsos puede variar hasta 16. cuando varía la tensión. El servomotor hidráulico. dando como resultado una gran gama de velocidades.000 por segundo. varía proporcionalmente la velocidad de giro del motor. posee una servo válvula reguladora del caudal que ingresa al motor. En los servomotores con motores de corriente continua. pudiendo ser absolutos.C.. . encontramos una regla graduada unida al carro. En cambio. un cuenta vueltas reconoce la cantidad de giros que efectúa el tornillo de filete esférico del carro. También podemos clasificarlos de acuerdo a sus características de funcionamiento. en los de medición indirecta. incrementales o absolutos-cíclicos. En los de medición directa. de manera que este pueda compararla con la posición programada de la misma.Los transductores La función de los mismos consiste en informar por medio de señales eléctricas la posición real de la herramienta al control. Los dispositivos de medición pueden ser directos o indirectos. y efectuar los desplazamientos correspondientes para que la posición real sea igual a la teórica. se mueven con los carros. y funcionan de la siguiente manera: Pueden medir directamente movimientos angulares o giratorios. Los incrementales. informan de las posiciones de los carros punto por punto con respecto a un punto de origen fijo previamente determinado. lo que se utiliza para determinar la coordinación exacta de los carros con el giro del husillo en los casos de roscado. los que son acumulados por un contador de impulsos. . pueden decirse los más difundidos.Los absolutos. Los últimos. Sobre esta. que informarán sobre la mensura efectuada al control. quienes informarán al control de la suma de estos impulsos. por ejemplo Otros miden la posición del carro o la mesa utilizando una escala metálica con un circuito impreso en forma de grilla. un par de lectores (cursores) eléctricos. emiten un impulso eléctrico a intervalos de desplazamiento determinados. que se encuentra fijo sobre la carrera a dimensionar. El cambio de las herramientas de trabajo en una máquina con CNC.. que con el auxilio de agarraderas. . o sistemas de cambio denominados magazines. para lo cual se utilizan dispositivos de torreta tipo revólver. con un número importante de posiciones o estaciones.d.Dispositivos para el cambio de herramientas. que consta de una cinta o cadena. selecciona la herramienta a emplear de un “almacén” y la sitúa en posición de trabajo. se efectúa de manera totalmente automática. en el caso de los tornos.En el caso de las fresadoras se controlan los tres desplazamientos X. hace falta controlar los movimientos de la herramienta en dos ejes de coordenadas: el eje de las X para los desplazamientos del carro transversales al eje de revolución del torno (Variación de Diámetros) y el eje de las Z para los desplazamientos longitudinales al eje ( Variación de Longitudes). . Y y Z. Para comandar estos movimientos se incorporan servomotores en los mecanismos de desplazamiento de los carros. dependiendo de la capacidad de la máquina. y en la mesa y la torreta en el caso de la fresadora. En el caso de un torno. esto puede no ser limitado únicamente a tres ejes. El sistema se basa en el control de los movimientos de la herramienta de trabajo con relación a los ejes de coordenadas de la máquina. Principio de funcionamiento del Torno CNC: Para mecanizar una pieza se usa un sistema de coordenadas que especificarán el movimiento de la herramienta de corte. usando un programa informático ejecutado por un ordenador. en cambio un programa para una pieza a mecanizarse en torno puede resolverse con 10 o 20 ordenes. Programación en el control numérico: Se pueden utilizar dos métodos. Cada una aplicable a todas las maquinas. lo que seria un largo trabajo de realizar manualmente. por lo que es mas conveniente la programación automática. la programación manual y la programación automática. PERO: por ejemplo el programa de una pieza compleja a mecanizarse en una fresadora puede tener alrededor de 500 ordenes. por lo que es mas rápido de hacer manualmente. . y por ultimo se graba el archivo. se coloca el material en la maquina. se abre el archivo y se lo ejecuta. Luego se abre ese archivo desde un programa Cad-Cam (Cam = Mecanizado Asistido por Computadora). CD o pendrive) el archivo hasta el Control Numérico de la Maquina. luego se selecciona el Procesador de la maquina que va a realizar el mecanizado (Ingresando el nombre de la maquina) y por ultimo se le da la orden de generar los Códigos Numéricos.Programación Automática: La programación automática consiste en confeccionar un plano de la pieza utilizando algún programa de CAD (Dibujo Asistido por Computadora) como AutoCad. escritorio. etc. . SolidWork. finalmente se traslada por red o por un medio físico ( Disquete. todos estos pasos se realizan generalmente en una oficina. en este paso el programa escribe solo todas las ordenes necesarias para que esa maquina determinada mecanice la pieza. o estación de diseño. Corel. AlfaCad. con el avance de la tecnología se hizo necesario uniformar estos códigos a fin de que el plano de fabricación de una pieza pudiera servir en otra maquina del mismo tipo. verán luego que no existen grandes diferencias en los comandos con otros CNC que utilizan Normas DIN. Todo lo que continua fue extraído del manual provisto por el fabricante. . centraremos la atención en los códigos y sintaxis del mismo. y a continuación su programación. Como la Practica la realizaremos sobre un torno comandado por un CNC GSK928 TC. palancas y botones del CNC. adquirido por el Instituto Técnico a finales de 2009 y que utiliza normas ISO. Previamente veremos la simbología de los mandos. por lo que se normalizaron en ISO o DIN.Programación Manual: En el comienzo de los CNC cada fabricante tenia sus propios códigos de programación. Sugerencias de seguridad para la programación Sistema de coordenadas: Un sistema incorrecto de coordenadas puede causar que la máquina no funcione de la manera esperada aunque el programa sea el correcto. Esto podría causar daños tanto al operario y a la máquina tanto como a su herramienta y piezas . Si la máquina debe funcionar en el Modo Manual. controle la posición actual de la herramienta y de la pieza. Caso contrario. y esta velocidad se puede modificar de acuerdo a la operación realizada. Seleccione la máxima velocidad de acuerdo a las instrucciones de la máquina. Además. Sugerencias de seguridad para el manejo: Pruebe la máquina sin piezas ni herramientas y asegúrese de que funcione correctamente antes de empezar a trabajar. Una compensación inadecuada puede causar mal funcionamiento de la máquina y daños. especifique correctamente el eje en movimiento. Si se regresa la herramienta al punto de referencia. controle la dirección y el valor de compensación. Controle cuidadosamente la información del sistema ingresada. Si necesita compensación de herramientas. Una velocidad inadecuada lleva al mal funcionamiento de la máquina y puede ocasionar daños. La velocidad tiene un máximo para cada máquina. la dirección del movimiento y la velocidad del generador de pulsos (handwheel). asegúrese de que ésta esté equipada con el dispositivo adecuado para detectar el punto de referencia. para evitar daños. Asegúrese de que la velocidad ingresada sea la adecuada para la operación deseada. la herramienta no puede alcanzar el punto de referencia y podrían ocasionarse daños .