Clasificación de los controles numéricos

CONTROL NÚMERICO:

Introducción al control numérico.

Definición de control numérico.

Clasificación de los controles numéricos.

a) Según el sistema de referencia

b) Según el control de trayectorias

c) Según el tipo de accionamiento

d) Según el bucle de control

e) Según la tecnología de control

Ventajas y desventajas del uso del control numérico.

a) Ventajas

b) Desventajas

Características de las máquinas-herramienta de control numérico.

a) Mecanismos de posicionamiento

b) Sistemas de medida

c) Diseño de las MHCN

d) Sistemas de cambio de herramientas y de piezas

Sistema de control.

a) Unidad de entrada-salida de datos b) Unidades de memoria fija (ROM) y volátil (RAM) c) Microprocesadores d) Visualizadores de datos e) Unidad de enlace con la máquina.

Introducción al control numérico

El control numérico es un ejemplo de automatización programable. Se diseñó para adaptar las variaciones en la configuración de los productos. Su principal aplicación se centra en volúmenes de producción bajos y medios. Uno de los ejemplos más importantes de automatización programable es el control numérico en la fabricación de partes metálicas.

El control numérico (CN) es una forma de automatización programable en la cual el equipo de procesado se controla a través de números, letras y otros símbolos. Estos números, letras y símbolos están codificados en un formato apropiado para definir un programa de instrucciones para desarrollar una tarea concreta. Cuando la tarea en cuestión cambia, se cambia el programa de instrucciones. La capacidad de cambiar el programa hace que el CN sea apropiado para volúmenes de producción bajos o medios, dado que es más fácil escribir nuevos programas que realizar cambios en los equipos de procesado.

El primer desarrollo en el área del control numérico se le atribuye a John Parsons. El concepto de control numérico implicaba el uso de datos en un sistema de referencia para definir las superficies de contorno de las hélices de un helicóptero.

La aplicación del control numérico abarca gran variedad de procesos. Aquí se dividen las aplicaciones en dos categorías: (1) aplicaciones con máquina herramienta, tales como el taladrado, laminado, torneado, etc., y (2) aplicaciones sin máquina herramienta, tales como el ensamblaje, trazado e inspección. El principio de operación común de todas las aplicaciones del control numérico es el control del la posición relativa de una herramienta o elemento de procesado con respecto al objeto a procesar.

Definición de control numérico

Existen diversas definiciones de lo que es un control numérico (CN) entre las que se pueden citar las siguientes:

*Es todo dispositivo capaz de dirigir posicionamientos de un órgano mecánico móvil, en el que las órdenes relativas a los desplazamientos del móvil son elaboradas a partir de las instrucciones codificadas en un programa.

* Es todo dispositivo que realiza un mando mediante números, haciendo que las máquinas desarrollen su trabajo automáticamente mediante la introducción en su memoria de un programa en el que se definen las operaciones a realizar por medio de combinaciones de letras y números.

* Son sistemas que, en base a una serie de instrucciones codificadas (programa), gobierna todas las acciones de una máquina o mecanismo al que le ha sido aplicado haciendo que éste desarrolle una secuencia de operaciones y movimientos en el orden previamente establecido por el programador.

Quizá la definición más clara en lo que se refiere al CN aplicado a las máquinas-herramienta sea la siguiente:

Sistema que aplicado a una máquina-herramienta automatiza y controla todas las acciones de la misma, entre las que se encuentran:

* los movimientos de los carros y del cabezal

* el valor y el sentido de las velocidades de avance y de corte,

* los cambios de herramientas y de piezas a mecanizar

* las condiciones de funcionamiento de la máquina (bloqueos, refrigerantes, lubricación, etc.)

* el estado de funcionamiento de la máquina (averías, funcionamiento defectuoso, etc.)

*La coordinación y el control de las propias acciones del CN (flujos de información, sintaxis de programación, diagnóstico de su funcionamiento, comunicación con otros dispositivos, etc.)."

De todo ello se deduce que los elementos básicos de un sistema de control numérico son, con carácter general

* El programa, que contiene la información precisa para que se desarrollen esas tareas. El programa se escribe en un lenguaje especial (código) compuesto por letras y números y se graba en un soporte físico (cinta magnética, disquete, etc.) o se envía directamente al control vía RS-232.

*El control numérico (CN), que debe interpretar las instrucciones contenidas en el programa, convertirlas en señales que accionen los dispositivos de las máquinas y comprobar su resultado.

* El equipo de procesado es el componente que realiza el trabajo útil, y lo forman la mesa de trabajo, las máquinas herramienta así como los motores y controles para moverlas.

Elementos básicos de un sistema de control numérico.

El control numérico puede aplicarse a una gran variedad de máquinas, entre las que podemos citar:

* tornos,

* fresadoras,

* centros de mecanizado,

* taladradoras,

* punteadoras,

* mandrinadoras,

* rectificadoras,

* punzonadoras,

* dobladoras,

* plegadoras,

* prensas,

* cizallas,

* máquinas de electroerosión,

* máquinas de soldar,

* máquinas de oxicorte,

* máquinas de corte por láser, plasma, chorro de agua, etc.,

* "plotters" o trazadores,

* máquinas de bobinar,

* máquinas de medir por coordenadas,

* robots y manipuladores, etc.En el ámbito de las máquinas-herramienta, la incorporación de un sistema de control numérico ha supuesto una gran evolución hasta llegar a los centros de mecanizado y centros de torneado como los que se muestran en la figura , que incorporan sistemas de cambio automático de piezas y herramientas.

Clasificación de los controles numéricos

Debido a las diferencias que existen entre las máquinas que son susceptibles de ser gobernadas por un CN, a las dificultades técnicas en el diseño de los controladores y a condicionantes de tipo económico, han aparecido diversos tipos de CN que pueden clasificarse de varias maneras:

a) Según el sistema de referencia

b) Según el control de las trayectorias

c) Según el tipo de accionamiento

d) Según el bucle de control

e) Según la tecnología de control.

a) Clasificación según el sistema de referencia

Para programar los sistemas de CN es necesario establecer un sistema de referencia estándar en el que puedan ser especificadas las diferentes posiciones relativas de la máquina herramienta con respecto al trabajo a realizar.

Para facilitar las cosas de cara al programador la pieza a ser maquinada se fija a una mesa de trabajo mientras que la máquina herramienta se mueve en torno a ella. De este modo el sistema de referencia se fija con respecto a la mesa de trabajo.

Sistemas de referencia fijos frente a sistemas de referencia flotantes

El propósito de los sistemas de referencia es localizar la herramienta en relación con la pieza a ser maquinada. Dependiendo del tipo de máquina de CN el programador puede tener varias opciones para especificar esta localización.

En el caso de sistemas de referencia fijos, el origen siempre se localiza en la misma posición con respecto a la mesa de trabajo. Normalmente, esta posición es la esquina inferior de la izquierda de la mesa de trabajo y todas las posiciones se localizan a lo largo de los ejes XY positivos y relativos a ese punto fijo de referencia.

En el caso de sistema de referencia flotantes, más comunes en las modernas máquinas de CN, permiten que el operador fije el origen del sistema en cualquier posición de la mesa de trabajo. A esta característica se le llama origen flotante. El programador es el que decide donde debe estar situado el origen. Esta decisión corresponde a la conveniencia de la parte de programación. Por ejemplo, la pieza a trabajar puede tener una simetría y convendría situar el origen en el centro de esa simetría. La localización de esta referencia se realiza al principio de la tarea, el operador mueve la herramienta mediante control manual al punto que se desea como origen del sistema de referencia y presiona un botón indicándole a la máquina que en ese punto se encuentra el origen.

b) Clasificación según el control de las trayectorias

Si atendemos al primer tipo de calsificación nos encontramos con dos tipos de CN distintos:

-CN punto a punto -CN paraxial -CN continuo o de contorneado

-Control numérico punto a punto:

El CN punto a punto controla únicamente el posicionado de la herramienta en los puntos donde debe ser realizada una operación de mecanizado realizando los desplazamientos en vacío según trayectorias paralelas a los ejes o a 45 grados sin ninguna coordinación entre los sistemas de mando de cada uno. Se utiliza fundamentalmente en máquinas taladradoras, punzonadoras, punteadoras y en algunas mandrinadoras.

La coordinación entre ejes no es necesaria porque lo importante es alcanzar un punto dado en el mínimo tiempo

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