Torno y sus Operaciones

Torno Control Numérico Computarizado (cnc):

Se refiere a una maquina herramienta del tipo torno que se utiliza para mecanizar piezas de revolución mediante un software de computadora que utiliza datos alfa-numéricos, siguiendo los ejes cartesianos X,Y,Z. Se utiliza para producir en cantidades y con precisión porque la computadora que lleva incorporado control para la ejecución de la pieza.

Ventajas y Desventajas:

Ventajas:

Permiten obtener mayor precisión en el mecanizado.

Permiten mecanizar piezas más complejas.

Se puede cambiar fácilmente de mecanizar una pieza a otra.

Se reducen los errores de los operarios.

Cada vez son más baratos los tornos CNC.

Se reducen tiempos de mecanizado.

Desventajas:

Necesidad de realizar un programa previo al mecanizado de la primera pieza.

Coste elevado de herramientas y accesorios lo que implica una elevada inversión.

Conveniencia de tener una gran ocupación para la máquina debido a su alto coste.

Ejes de Referencias

El eje Z: se corresponde con la dirección del husillo principal (que aporta la potencia de corte); sentido positivo al alejarse de la pieza (de izquierda a derecha).

El eje X: será perpendicular al eje Z, sentido positivo cuando el carro se desplaza hacia la parte frontal del torno (las medidas en X se definen en diámetros).

Estructura de un Programa

Número de secuencia N (bloque)

Se denomina secuencia al conjunto de órdenes no contradictorias que se pueden dar de una sola vez a la máquina. Se identifican por la letra N, y en un torno normal se pueden dar hasta 9999 órdenes sucesivas. Si el programa no es muy largo se pueden numerar de 10 en 10, por si es necesario introducir alguna orden complementaria no prevista, así tendremos N10, N20, N30, etc. o podríamos tener, N10, N11, N20, etc.

Funciones preparatorias G

Bajo la letra G acompañada de una cifra se agrupan una gran variedad de funciones que permiten al torno realizar las tareas adecuadas y necesarias para su trabajo.

Hay cinco tipos básicos de funciones preparatorias:

Funciones de movilidad.
Funciones tecnológicas.
Funciones de conversión.
Funciones de mecanizado especiales.
Funciones modales.

1- Funciones de movilidad Las funciones de movilidad más importantes son las siguientes:

G00. Desplazamiento rápido. Indica el desplazamiento más rápido posible del carro portaherramientas, desde el punto de referencia al punto donde inicia el trabajo cada herramienta. Hay que tener especial cuidado en el uso de esta función ya que la trayectoria no es controlada por el usuario sino que el torno actúa basándose únicamente en la máxima velocidad de desplazamiento. Nunca se mecaniza con ella. Sólo actúa al inicio del programa, cada vez que se produce un cambio de herramienta, y al final del programa en el retorno al punto de referencia.

G01. Interpolación lineal. Indica que la herramienta se está desplazando al avance de trabajo programado, permitiendo las operaciones clásicas de cilindrado y refrentado así como el mecanizado de conos.

G02 Interpolación circular a derechas (sentido horario) Se utiliza cuando es necesario mecanizar zonas esféricas o radiales con velocidad controlada.

G03. Interpolación circular a izquierdas (sentido antihorario). Se utiliza cuando es necesario mecanizar zonas esféricas vacías, o radios a izquierdas.

2- Funciones tecnológicas Las funciones tecnológicas son las que se refieren a la forma de programar la velocidad del cabezal y el avance de trabajo. La velocidad de rotación del cabezal se puede programar a las revoluciones por minuto que se desee, para lo cual se antepondrá la función G97, o se puede programar para que gire a una velocidad de corte constante en m/min. En tal caso se indica con la función G96. Igual sucede con el avance de trabajo, si se desea programar el avance en mm/rev, se antepone la función G95 y si se desea trabajar en mm/min se antepone la función G94.

3- Funciones de conversión La función más importante de este grupo es la que corresponde al traslado de origen para situar el cero pieza que se realiza mediante la función G59. también existen funciones si el acotado está en pulgadas o en milimetro. Si bien ya tiene preestablecida la que se va a usar normalmente. Otro caso de conversión es si se programa con cotas absolutas o cotas incrementales.

4- Funciones de mecanizados especiales. La más popular de estas funciones es la que corresponde a un ciclo de roscado representada por la función G33. Otras funciones de este tipo son las de refrentados, taladrados, roscado con macho, escariados, etc.

5- Funciones modales. En los programas de CNC, existen funciones que, una vez programadas, permanecen activas hasta que se programa una función contraria, o el programa se termina. Estas funciones son las llamadas funciones modales. En un bloque se pueden programar tantas funciones como se desee, siempre que no sean incompatibles entre ellas. Por ejemplo no se pueden programar en un bloque las funciones G00 y G01.

Programación de cotas X-Z

Se entiende por programación de cotas la concreción en el programa de los recorridos que tienen que realizar las herramientas para conformar el perfil de la pieza de acuerdo con el plano de la misma. La programación se puede hacer mediante coordenadas X y Z o coordenadas polares. También mediante la función G adecuada se pueden programar las cotas tanto en milímetros como en pulgadas. Para hacer una programación correcta de las cotas hay que conocer bien los excedentes de material que hay que remover, para determinar el número de pasadas que hay que realizar así como la rugosidad superficial que deben tener los acabados mecanizados, así como la forma de sujetar la pieza en la máquina y la rigidez que tenga.

Programación de la herramienta T-D

Los tornos de control numérico tienen un tambor frontal donde pueden ir alojados un número variable de herramientas generalmente de 6 a 20 herramientas diferentes. Las herramientas se programan con una letra T seguida del número que ocupa en el tambor, por ejemplo T2, la letra T, es la inicial de esta palabra en inglés (tool). Como cada herramienta tiene una longitud diferente y un radio en la punta de corte también diferente es necesario introducir en el programa los valores correctores de cada herramienta, para que el programa pueda desarrollarse con normalidad.

Aparte de la longitud de la herramienta existen unas funciones G para introducir una corrección de acuerdo al valor que tenga el radio de la herramienta en la punta de corte. La compensación del radio de la herramienta tiene una gran importancia en el mecanizado, especialmente en piezas que contengan perfiles irregulares. Las placas de herramientas de torno tienen siempre puntas redondeadas, de esta forma son más rígidas. Cuanto menor es el radio de la punta mayor tendencia presenta a astillarse.

Factores tecnológicos F-S

Los factores tecnológicos que hay que tener a la hora de elaborar un programa son los siguientes:

Material de la pieza a mecanizar.

Tolerancia de cotas y calidad superficial del mecanizado.

Estructura de la pieza a mecanizar.

Estos factores son los que van a determinar entre otras cosas los siguientes elementos.

Velocidad de corte la velocidad de corte se programa mediante la letra S, inicial de la palabra inglesa (speed) que significa velocidad, y una cifra que puede referirse a un valor constante de velocidad de corte que queremos mantener en todo el mecanizado o a una cifra que corresponde a las revoluciones por minuto del cabezal de acuerdo con la velocidad de corte que se funcione y el diámetro de la pieza que se esté torneando. La elección de un sistema de programa u otro se realiza mediante la función G que corresponda.

Profundidad de pasada este concepto viene determinado por la cantidad de viruta que se tenga que remover y del grado superficial que se tenga que obtener y de la tolerancia de mecanizado del plano.

Avance de trabajo El avance de trabajo de la herramienta se representa por la letra F inicial de la palabra inglesa (Feed) que significa avance, seguida de una cifra que puede referirse al avance de la herramienta expresado en mm/rev o en mm/min. En el torneado lo más común es programar el avance expresado en mm/rev. La elección de un sistema de programa u otro se realiza con la función G que corresponda.

Refrigerante en muchos mecanizados es necesario refrigerar la zona donde está actuando la herramienta, esta función se programa mediante una función auxiliar M.

Fijación de la pieza en el cabezal en las máquinas de control numérico es muy importante asegurarse que la fijación de la pieza sea lo suficientemente rígida como para poder soportar las tensiones del mecanizado, asimismo se debe prever un sistema rápido y seguro de anclaje de la pieza para eliminar tiempos muertos inactivos de la máquina.

Funciones auxiliares M

Las funciones auxiliares sirven para establecer el funcionamiento de la máquina. Tales como encendido y parada del accionamiento principal o fin del programa.

M00 Parada de programa obligatoria
M01 Parada de programa opcional
M02 Fin de programa sin reset
M03 Giro del husillo sentido horario
M04 Giro del husillo sentido antihorario
M05 Parada del giro del husillo
M08 Encendido de bomba de liquido refrigerante
M09 Apagado de bomba de liquido refrigerante
M30 Fin de Programa con reset, vuelta al principio
M98 Llamada de subprograma
M99 Fin de subprograma

Ejemplo de un Programa de Mecanizado

O5000(PUNTERA DE EJE OP1);___nombre de programa y comentario G18G21G40;___________________ modificación de modals G50S2500;_____________________limitador de rpm N0101G54T0101;________________llamado de herramienta G96M3S180F0.20;_______________condiciones de mecanizado G00X55Z0M8;___________________posicionamiento

G01X-2;________________________comienza mecanizado

G00X55Z2;

G71U2R1;

G71P2000Q2100U1W0.05F0.25;

N2000G0X20;

G01Z0;

X25Z-2.5;

Z-30;

G02X35Z-35R5;

G01X42;

N2100G03X52Z-40R5;

M9;___________________________termina mecanizado G00X200Z200;___________________retirada

N0202G54T0202;________________llamado de herramienta G96M3S180F0.15;_______________condiciones de mecanizado G00X55Z2M8;___________________posicionamiento

G70P2000Q2100; _______________comienza mecanizado

M9; __________________________ termina mecanizado G00X200Z200;___________________retirada

N0303G54T0303;________________llamado de Herramienta G97M3S800;____________________condiciones de mecanizado G00X27Z10M8;__________________posicionamiento G76P010060Q100R0.050;_________comienza mecanizado

G76X21.75Z-25R0P1625Q200F2.500;

M9;___________________________termina mecanizado G00X200Z300M5;________________retirada

M30;__________________________fin de programa.

Vídeo

En el siguiente vídeo podrás, ver como se realiza un programa a través de un simulador.