AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL PRÁCTICA DE LABORATORIO N°6 (2017-2)

ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA[pic 1]

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

PRÁCTICA DE LABORATORIO N°6 (2017-2)

AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO (CAD/CAM)

1. OBJETIVOS

• Familiarizarse con el manejo de una aplicación CAD/CAM para la conversión de un diseño CAD en un lenguaje estándar de control numérico como el código G.
• Crear una secuencia de operaciones para la ejecución del maquinado de una pieza por un torno o una fresadora de control numérico CNC.
• Aprender a manejar:  

• Los archivos de diseños y vistas
• Seleccionar tipo de material
• Crear los perfiles para los movimientos
• Configurar el stock
• Definir las herramientas de trabajo
• Seleccionar las operaciones
• Simular los cortes de las herramientas

1. MARCO TEÓRICO

Las bases de datos generadas por los sistemas CAD contienen, esencialmente información previamente alimentada por el usuario: geometría y topología de las piezas, además de ciertos requisitos de tolerancia y acabado de las superficies.

El modelo CAD representa el producto terminado. Este es usado como una base para las operaciones de manufactura. Se deben seleccionar algunas partes, superficies y perfiles del modelo como referencia para cada operación, por ejemplo si se trata del dibujo de una leva, el perfil de la leva se puede señalar como el camino que debe seguir la trayectoria de una herramienta de corte, de manera que se pueda reproducir el diseño que está de manera virtual en una memoria, en una pieza real sólida en base a un barra de acero.

El CAD tiene una base de datos con todos los diseños y partes, pero estos no se pueden utilizar directamente. Haciendo referencia a la geometría del diseño, se prepara la relación entre el diseño y la pieza a trabajar. Debido a esta relación, cuando el modelo del diseño cambia, todas las operaciones de manufactura son actualizadas y se refleja el cambio.

La pieza de trabajo es la materia prima, en el EdgeCAM se le llama “Stock”, es el material base que se compra en las fábricas de acero, de la cual es convertido en el componente final cuando se han terminado las operaciones de manufactura. La pieza de trabajo puede ser una barra, una fundición, una forja, un bloque de madera, un perfil de aluminio etc. Se puede crear fácilmente en el programa copiando el modelo y modificando las dimensiones, hoy en día el Stock se obtiene de forma automática o tomando el modelo base con algunas modificaciones en sus dimensiones.

 [pic 2]

Fig. 1 Modelo del diseño.

[pic 3]

Fig. 2 Pieza de trabajo o Stock.

[pic 4]

Fig. 3 Stock y modelo del diseño.

Sistemas de coordenadas. - Los sistemas de coordenadas son fundamentales en la manufactura de componentes. Ellos definen la orientación de la pieza de trabajo en la máquina y actúan como origen para la generación de los movimientos de la cuchilla por los lugares donde debe pasar la herramienta.

Orientación en el eje Z.- Durante las operaciones de manufactura, el sistema de coordenadas debe estar orientado de tal manera que el eje Z positivo apunte lejos del dispositivo de sujeción (chuck o tornillo de mesa).

[pic 5]

Fig. 4 Orientación en una fresadora

[pic 6]

Fig.5 Orientación en un torno

Orientación ejes X e Y.- La orientación de X e Y del sistema de operaciones de coordenadas afectarán al CL Data File. En el fresado la dirección principal de avance será paralela al eje X y la dirección en Y será secundaria. En el torno no hay eje Y, pero puede haber un eje auxiliar C, que hace ángulo con el eje X para alguna aplicación en particular. En cualquier máquina CNC se le puede colocar ejes o aditamentos para lograr más grados de libertad. (los aditamentos se llaman Features).

Fresado CNC

Las operaciones de fresado que se realizan normalmente pueden ser clasificadas en un grupo:

Fresado de volumen: En este caso una cantidad de volumen va a ser removida en la operación de fresado. Este tipo de fresado se usa para hacer desbastes en la cara o cuando se hace un fresado de bolsillo (extruir un corte de forma).

[pic 7]

Fig.6 Fresado de bolsillo Pocket Milling

Fresado de superficie: Se puede seleccionar una superficie del componente para la operación de fresado. Algunos ejemplos; pueden ser el fresado de superficies de 3, 4 o 5 ejes, perfilados o acabados de bolsillo, etc. Hay dos tipos de operación de fresado de superficies:

1. Fresado de superficies convencional: esta operación genera un camino para la herramienta la cual maquinará completamente la superficie especificada.
2. Fresado de trayectorias: Ciertas operaciones pueden ser realizadas especificando una trayectoria. Por ejemplo, el fresado de agujeros, operaciones de fresado de caras y algunas operaciones de fresado de acabados.

Torneado CNC

Este tipo de programa de control numérico es un poco diferente al de fresado. El procedimiento se describe a continuación:

Configuración de las coordenadas. - En el torneado el eje Z es co-lineal con el eje de rotación del chuck. Por lo tanto, el movimiento de la cuchilla se define en el plano XZ.

[pic 8]

Fig.7 Configuración de las coordenadas en el torno CNC.

Definición del perfil de torneado. - El perfil de la pieza de trabajo debe ser definido para general la trayectoria de movimiento de la cuchilla. El software CAM provee de varias facilidades para poder crear dicho perfil en base al modelo del dibujo. Algunas de esas facilidades son:

1. Bosquejo del perfil
2. Selección de un perfil usando superficies del dibujo
3. Selección del perfil usando una curva

[pic 9]

Fig.8 Selección de un perfil

Límites del stock y área de torneado. - A veces es conveniente definir los límites del stock (materia prima) y luego crear las secuencias de control numérico. Para el caso del torneado, es común utilizar barras circulares ya que se trata generalmente de sólidos construido por revolución de una figura 2D.

1. PROCEDIMIENTO

Se va a realizar el fresado de una pieza metálica utilizando una fresadora CNC Emco. Los pasos a seguir según el flujo de maquinado son los siguientes:

• Carga de la Parte
• Definición de la materia prima Stock
• Definición de los sistemas de coordenadas CPL
• Cambios en el diseño si lo hubiera
• Ajuste de la posición de la materia prima Stock
• Salvado de la Parte
• Selección de la Máquina CNC
• Ajuste de la posición en la máquina
• Búsqueda de Fixtures (agujeros, canales, filetes, biseles, bolsillos, surcos, perfiles)
• Planeamiento de las estrategias de maquinado
• Asignación de las instrucciones de máquina
• Visualizar el maquinado en el Simulador
• Creación del Código CNC (Código G)

Ejecute la aplicación EdgeCAM desde el menú de inicio de Windows:

...