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domingo, 14 de febrero de 2010

Tipos de circuitos de control







Tipos de circuitos de control
Una máquina con CNC puede ser controlado a través de dos tipos de circuitos, lazo abierto
(open loop) o lazo cerrado (closed loop), que se puede apreciar en la Figura 2.2. En el sistema de
lazo abierto, las señales son dadas al motor por el procesador, pero los movimientos y destinos
finales de la herramienta no son chequeados para una mejor precisión. El sistema de lazo cerrado es
equipado con varios transductores, sensores y contadores que miden exactamente la posición de
la herramienta. A través del control feedback, la posición de la herramienta es comparada con la
señal de salida de la computadora. Este sistema es más complicado y más costoso
Tipos de sistemas de control
Básicamente hay dos tipos de sistemas de control en CNC: punto a punto y de contorno,
como se ve en la Figura 2.4. En el sistema punto a punto, o también llamado de posicionamiento,
cada eje de la máquina es manejado separadamente por guías y, dependiendo del tipo de operación,
a diferentes velocidades. La máquina se mueve inicialmente a máxima velocidad, para reducir los
tiempos muertos, pero desacelera cuando la herramienta alcanza una posición definida. Entonces en
una operación como agujerear, el posicionamiento y corte toma lugar secuencialmente. Luego de que
se realizó el agujero, la herramienta se retrae, se mueve rápidamente a otra posición, y repite la
operación. El camino realizado desde una posición a otra es importante en un aspecto: el tiempo
requerido debería ser minimizado para aumentar la eficiencia. Este sistema es utilizado para
agujerear y para fresar en una dirección




En el sistema de contorno, o también conocido como camino continuo, operaciones de corte y
posicionamiento toman lugar al mismo tiempo a lo largo de controlados caminos pero a diferentes
velocidades. Es por eso que el control de la precisión y sincronización de velocidades y movimientos
son importantes. El sistema de contorno es usado en tornos, fresadoras, rectificadoras y centros de
mecanizado






Ventajas y limitaciones
Se aprovecha la flexibilidad de operación, que es la habilidad de producir formas complejas con
buena precisión dimensional, repetitividad, reducidas pérdidas, altas velocidades de producción,
productividad y calidad.
Los costos de las herramientas son reducidos.
Los ajustes de la máquina son fáciles de hacer con microcomputadoras.
Más operaciones pueden ser hechas con cada programación, y menos tiempo es necesario para
maquinar comparado con los métodos convencionales.
Los programas pueden ser preparados más rápidamente y pueden ser rellamados en cualquier
tiempo utilizando microprocesadores.
Menor requerimiento de habilidad del operador, en comparación con un oficial tornero o similar, y
el operador tiene más tiempo para atender otras tareas en el área de trabajo.
La mayor limitación es el costo inicial relativo del equipamiento, la necesidad y costo de
programación, y el especial mantenimiento que requiere entrenamiento del personal. Como las
máquinas CNC son sistemas complejos, las fallas o roturas son muy costosas, es por eso que el
mantenimiento preventivo es esencial. Sin embargo, esas limitaciones son superadas por las ventajas
económicas en la producción
Programación
Por programación se entiende al conjunto de operaciones preventivas que hacen luego
efectuar a la máquina un ciclo determinado. Es, por lo tanto, la operación de preparar las
informaciones o instrucciones que serán proporcionadas a la herramienta y condicionan su modo de
trabajo. En general, dicha información necesaria para la ejecución de una pieza en CNC puede ser de
tipo geométrica o de tipo tecnológica.
La información geométrica es la que contiene los datos referentes a las superficies de
referencia, origen de los movimientos, etc. Son las dimensiones de la pieza, terminación superficial,
tolerancias, dimensiones de la herramienta, longitud de las carreras, etc.

La información tecnológica describe los datos referentes a las condiciones de mecanizado,
los materiales, el modo de funcionamiento de la máquina, etc. En definitiva, todos aquellos que no
tienen que ver con la geometría de la pieza. Son la velocidad de avance, velocidad de rotación,
características del material de la pieza, características de la herramienta, clase de refrigerante, modo
de funcionamiento de la máquina, etc.
La preparación de esta información de forma inteligible para el control numérico se denomina
programación. Así, para la realización del programa, es necesario conocer o establecer la capacidad
y características de la máquina-herramienta: potencia, velocidades, esfuerzos admisibles, etc., las
características del control numérico: tipo de control, número de ejes, formato bloque, lista de
funciones codificadas, etc., el plano de la pieza, número de piezas y tamaño de la serie, el
dimensionado de la pieza antes de su montaje en la máquina herramienta, los mecanizados a
realizar: tipos, situación, dimensiones, etc., la situación de los puntos y superficies de referencia de la
pieza, los tipos de herramientas disponibles en el taller para la máquina-herramienta, así como sus
condiciones de utilización y dimensiones.
A partir de toda esta información, se deben seguir los siguientes pasos:
Definir el orden cronológico de las fases de la operación, elaborando un croquis con la situación
de los puntos y superficies de trabajo. En general y con objeto de reducir el tiempo de la
operación, se intenta minimizar de forma aproximada el número de trayectorias de la herramienta,
la longitud de estas trayectorias, los cambios de herramienta, y las pasadas de la máquina.
Determinar las herramientas y el utillaje necesario, así como sus condiciones de trabajo. Para
ello, el programador suele disponer de un fichero numerado con las características geométricas y
de uso de cada una de las herramientas. En la hoja de instrucciones se apuntan los códigos de
fichero de las herramientas elegidas, indicando su tipo y características, así como la nueva
numeración asignada para el programa.
Realizar los cálculos necesarios para la definición de las trayectorias de las herramientas,
calculando las coordenadas de los puntos de trabajo, las cuales se indican en el croquis realizado
en la primera fase. En el caso de que la pieza necesite más de un programa, como sucede
cuando son necesarios distintos montajes, las cotas calculadas se escriben únicamente en el
croquis correspondiente a cada programa.
El lenguaje de programación es la comunicación con la computadora y encierra el uso de
caracteres simbólicos. El programador describe el componente a ser procesado en este lenguaje, y la
computadora lo convierte en comandos para la máquina. El primer lenguaje fue el APT (Automatically
Programed Tools), que es todavía usado para programación punto a punto y continuo
Esta programación por computadora tiene varias ventajas:
Usa un lenguaje simbólico, y ya varios programas han sido desarrollados.
Tiempo reducido de programación. Es capaz de acomodar una gran cantidad de datos y
variables del proceso como potencia, velocidades, alimentación, herramienta, cambio de
herramienta, uso de la herramienta, deflexiones y refrigerantes.
Reducción de la posibilidad de error humano, que puede ocurrir operando manualmente.
Habilidad para ver las secuencias de la máquina en pantalla para depurar.
La selección de un lenguaje de programación depende de los siguientes factores
Nivel de experiencia del personal
Complejidad
Tipo de equipamiento y disponibilidad de computadoras
Tiempo y costo envueltos en programación

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