Problemas con el uso de máquinas CNC

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Ingeniería Electromecánica

Taller de Investigación

PROTOCOLO DE INVESTIGACION “PROBLEMAS CON EL USO DE MAQUINAS CNC”

Equipo 9:

Cesar Miranda Becerril

Erwin Alexander Suarez Morales

Francisco Antonio Hernández Avilés

México EDOMEX, 23 de junio de 2021

Índice

PROTOCOLO DE INVESTIGACION “PROBLEMAS CON EL USO DE MAQUINAS CNC”        1

Antecedentes del problema        1

Planteamiento del problema        2

OBJETIVOS        3

General.        3

Especifico.        3

Justificación        4

Hipótesis        5

Marco teórico        6

UNIVERSO        10

POBLACION        10

MUESTRA        10

Tipo de estudio        11

Selección, Diseño y Prueba del instrumento de recolección de la información        12

Plan de recolección de la información para el trabajo de campo        14

Descripción        14

Contenido        14

Dirigido a        14

Objetivo        15

Cronograma de Actividades        17

Presupuesto        18

Referencias        19

Antecedentes del problema

El desarrollo del control numérico como herramienta de trabajo va muy ligado a la evolución de las computadoras. Ya que la programación en control numérico se basa en la utilización de datos tabulados según coordenadas.

Desde 1942 la tecnología de control numérico revoluciono el mundo del automatizado, debido a John Parsons, fundador de Parsons Corporation en Traverse City, quien descubrió cómo calcular las coordenadas de la superficie aerodinámica en un multiplicador IBM 602, empleándolo en un sistema de producción de plantillas para helicópteros. El maquinado se llevó a cabo en una máquina fresadora tipo Bridgeport de dos ejes. Lo que se usaron dos personas, una persona manipulaba el eje X y la otra el eje Y a través de sus respectivas manivelas.

Los resultados del maquinado fueron los más exactos jamás alcanzados por alguna máquina. A partir de este éxito se utilizaron los datos tabulados para la generación de perfiles en la industria aeronáutica, y para el año de 1949, la compañía Parsons pidió al Instituto Tecnológico de Massachussets (M.I.T.) el diseño de una máquina controlada por un computador o procesador central, dando como resultado la creación de una herramienta de corte vertical controlada numéricamente en 1952.

El concepto de control numérico y las máquinas mismas fueron dadas a conocer al público en 1954. El nombre de control numérico se debe principalmente a la naturaleza matemática de estas máquinas.

En 1970 se incorporaron microprocesadores para el control por computador y ejecutar mejor la entrada de coordenadas en su código de trabajo para las maquinas (G-CODE)

Desde la implementación de control numérico en máquina para la mecanización existen problemas que hasta la actualidad siguen sin encontrar una solución eficaz en la fabricación de piezas metálicas, a través del torno CNC se presentaron los problemas del exceso de virutas, calibración del revolver para el cambio de herramienta, la vibración que generan los motores de la maquina y mueve la bancada o el desgaste de las guías, lo que provoca el exceso de refrentado y el tipo de material que sea el buril.

Planteamiento del problema

Antes de usar el equipamiento el operador o especialista debe tomar en cuenta diferentes variables en lo que refiere a la geometría del componente a fabricar. Por ello, es necesario considerar la exactitud dimensional de los elementos de la máquina con el fin de obtener los resultados requeridos, que incluyen la planitud y rectitud de las superficies guía, la alineación de las superficies de sujeción, el paralelismo de los ejes con las guías, la perpendicularidad del eje del husillo principal con la superficie de la sujeción, entre otros.

Al ser ejecutado por un operador, esté podría incurrir en algunos errores generando problemas en estas máquinas (tornos CNC, fresadoras CNC y centros de mecanizado).

OBJETIVOS

General.

Detectar los problemas que tienen las maquinas CNC al momento de trabajar y de las posibles soluciones que se tienen al alcance para mejorar su desempeño en las empresas

Especifico.

Identificar las diferentes fallas que tienen las maquinas al momento de elaborar piezas

Mostrar las causas en donde se producen las fallas de dichas maquinas

Describir las posibles soluciones que tienen las máquinas y planearlas para llevarlas a cabo en el momento

Justificación

Debido a los problemas que enfrentan las empresas que trabajan con maquina CNC, es importante saber por qué ocurren estos problemas, que tipo de errores son y como solucionarlos

Esta investigación surge a partir de la necesidad e interés de estudiar los problemas en máquinas CNC con el propósito de identificar los errores mas comunes, que tipos de errores hay y como solucionar estos.

Nuestra investigación brindara información útil para toda empresa que tenga este tipo de problemas ya sea para saber más acerca de estos problemas y consejos para evitar o solucionar que estos errores

Hipótesis

La calibración del cambiador automático de herramientas afecta a él torneado o fresado de una pieza, provocando exceso de virutas, error de dimensión de las piezas y retirar más material de lo establecido.

Marco teórico

El control numérico, aplicado a máquinas-herramientas y otros equipos, es versátil en cuanto a que se puede utilizar para una amplia variedad de procesos y en componentes de características que varían considerablemente. Es flexible, porque mientras se puede emplear para altas cantidades de producción, es de gran valor en la producción de lotes pequeños y medianos de componentes, ya que casi se elimina la necesidad de montajes y accesorios que representan costos muy altos.

La computadora es una herramienta poderosa en la preparación de programas para control numérico (CN), ya que estas son capaces de generar gráficas de la simulación efectuada en el programa, por tanto, resulta de gran valor para aprovechar todo el potencial de una máquina-herramienta. Estos controles reciben el nombre de computarizados, por ello sus siglas en inglés: CNC.

La aplicación del CNC a una máquina-herramienta hace posible que las funciones usualmente realizadas por un operador en situaciones convencionales las realice el sistema de CNC. Estas funciones se pueden separar en dos grupos.

1. Función primaria: Es el desplazamiento de los carros porta herramienta de la máquina para mantener una relación entre la herramienta de corte y la pieza de trabajo que resultará en la forma geométrica deseada del componente con el grado de precisión que se busca.
2. Función secundaria: Las funciones de apoyo que son necesarias para la operación normal de la máquina. Ejemplos comunes de funciones secundarias son los siguientes:

1. Husillo, arrancar/parar/reversa.
2. Fluido de corte, encendido/apagado.
3. Velocidad del Husillo seleccionada.
4. Velocidad de avance deseada para carros.
5. Dividir/girar mesa circular.
6. Cambiar herramientas de corte.

Las máquinas herramienta de control numérico cuentan con un panel de control. Este panel funciona como interfaz entre la máquina y el usuario, y a través de él se introduce el programa de control numérico. Este programa es un conjunto de instrucciones que son convertidas en órdenes (voltajes) que accionan mediante la tarjeta de control el movimiento de los carros. La secuencia del programa sigue una lógica que va de acuerdo a la operación que se desea realizar y a la herramienta de corte disponible para ello. El desplazamiento de la herramienta produce superficies maquinadas. El conjunto de superficies constituye la pieza maquinada.

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La estructura del lenguaje y su semántica se han definido de acuerdo con la generación tradicional de superficies maquinadas utilizando máquinas convencionales.

Lenguaje de programación

Los pasos a seguir para la programación en control numérico son similares a aquellos establecidos en la manufactura.

1. Entendimiento del dibujo de definición de pieza, el cual debe contener:

1. Información dimensional.
2. Tolerancias dimensionales y de forma permitidas.
3. Acabado superficial de la pieza.
4. Material de la pieza.

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1. Una vez conocidos los elementos de la operación, que incluyen entre otros datos los siguientes:

1. El conjunto de superficies a maquinar en el proceso.
2. Las herramientas de corte.
3. Los parámetros de corte.
4. Las dimensiones de la pieza en bruto.
5. Las dimensiones y tolerancias de la pieza terminada. se puede proceder a escribir el programa de control numérico.

1. Una vez generado el programa de control numérico es necesario introducirlo a la memoria de la máquina.
2. Cuando la introducción del programa ha terminado la manufactura de la pieza puede iniciar. Las herramientas deben estar colocadas en sus posiciones respectivas y haber sido calibradas. Antes de definir el cero de pieza se gira la herramienta para ver si esta correctamente instalada, para lo que se utiliza una función específica de la máquina (típicamente un M03S1000).

Cuando la posición a la que la herramienta ha de desplazarse ha sido programada, el sistema CNC mueve la herramienta a esta posición utilizando las coordenadas contenidas en los vocablos dimensionales del bloque. Para la máquina específica que estamos estudiando, se definen tres tipos diferentes de sistemas coordenados:

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