Torno de control numérico
Es una máquina herramienta del tipo torno para mecanizar piezas mediante un software de computadora, siguiendo los ejes cartesianos X y Z.
Puede realizar todos los trabajos que se realizan mediante diferentes tipos de tornos; paralelos, automáticos, verticales, etc.
Funcionamiento
Los ejes pueden desplazarse en forma intercalada, según la geometría de las piezas. Las herramientas se colocan en el portaherramientas que se sujetan a un cabezal que puede alojar hasta 20 portaherramientas que rotan, facilitando la realización de piezas complejas.
En el programa se pueden introducir la velocidad de giro del cabezal, el avance y las cotas. Opera a velocidades de corte y avance muy superiores por lo que utilizan herramientas de metal duro o de cerámica para disminuir la fatiga de materiales.
Motor y cabezal principal
Limita la potencia y es el que provoca el movimiento giratorio, los tornos CNC son de corriente continua, actúa sobre el husillo con una transmisión por poleas interpuestas entre el motor y el husillo, innecesario ningún tipo de transmisión por engranajes. Proporcionan una velocidad de giro desde cero a un máximo determinado por las características del motor, que es programable.
Husillo
Las guías sobre las que se deslizan son templadas y rectificadas con una dureza de 450 HB. Estas guías tienen un sistema de engrase permanente.
Son de bolas templadas y rectificadas, funcionan mediante un tornillo sin fin cuando este gira el carro se desplazan a través de las guías de la bancada. Estos tornillos carecen de juego cuando cambian de sentido de giro, para evitar daños se incorpora un embrague.
Portaherramientas
Se utiliza un tambor donde pueden ir ubicadas de 6 a 20 herramientas diferentes. El cambio de herramienta se controla mediante el programa de mecanizado.
Cuando se acaba el mecanizado de la pieza los carros retroceden a la posición inicial.
El tambor portaherramientas, lleva incorporado un servomotor que lo hace girar, y un sistema hidráulico o neumático que hace el enclavamiento del revólver. Las herramientas tienen que ser ajustadas a unas coordenadas adecuadas en un accesorio externo. Se trabaja con plaquitas intercambiables de metal duro.
UCP o CPU
Es el cerebro de cálculo, gracias al micro procesador, sus funciones principales es desarrollar las órdenes de mando y control de acuerdo con el programa de mecanizado que el programador haya establecido, debe controlar los factores tecnológicos del mecanizado.
La UCP integra las diferentes memorias del sistema, que sirve para almacenar los programas y actuar como un disco duro.
Como periférico de entrada el más importante es el teclado que está instalado en el panel de mandos de la maquina. Hay muchos tipos de periféricos de entrada con mayor o menor complejidad
Como periférico de salida más importante es el monitor es por donde nos vamos informando del proceso de ejecución del mecanizado y podemos ver todos los valores de cada secuencia. Controlar el desplazamiento manual de carros y demás elementos móviles.
Trabajos previos para elaborar un programa de mecanizado:
Se tiene que conocer bien el mecanizado que se va a realizar en el torno y las dimensiones y características del material. Con estos conocimientos previos, se establece el sistema de fijación de la pieza en el torno, en cuanto velocidad de corte, avance y numero de pasadas.
Se establecen los parámetros geométricos del mecanizado señalando las cotas de llegada y partida de las herramientas, se seleccionan las herramientas que se van a utilizar y las calidades.
Velocidad de giro del cabezal
Está en función de las características del material, del grado de mecanizado que se desee y del tipo de herramienta que se utilice. Se representa con la letra S
Avance de trabajo
Hay 2 tipos de avances; muy rápido, que es el avance de aproximación o retroceso al punto de partida y otro que es el avance de trabajo.
Está en función del tipo de material, calidad de mecanizado y grado de acabado superficial. Se representa con la letra F. Todo programa debe indicar el lugar de posición para referenciar la pieza que se llama “cero pieza”
Estructura de un programa de torneado
Conformado por una serie de secuencias y funciones donde se van programando las tareas que debe realizar la maquina
Numero de secuencia N
Conjunto de ordenes no contradictorias que se pueden dar de una sola vez a la maquina. Se identifica con la letra N, se pueden dar hasta 9999 órdenes sucesivas.
Funciones preparatorias G
Bajo la letra G acompañada de una cifra se agrupan una gran variedad de funciones que permite el torno realizar.
Funciones de movilidad
G00, desplazamiento rápido: es el desplazamiento más rápido posible del carro, desde el punto de referencia al punto donde inicia el trabajo cada herramienta
G01, interpolación lineal: indica el avance de trabajo, permite las operaciones clásicas de cilindrado y refrentado así como el mecanizado de conos.
Interpolación circular
G02, interpolación circular a derechas: cuando es necesario mecanizar zonas esféricas o radiales
G03, interpolación circular a izquierdas: cuando es necesario mecanizar zonas esféricas vacías, o radios a izquierda.
Programación de la herramienta T
Se programan con la letra T seguida del número que ocupa la herramienta en el tambor.
Factores tecnológicos
Velocidad de corte
Se programa mediante la letra S y una cifra que se refiere a un valor constante de la velocidad de corte que queremos mantener en todo el mecanizado
Profundidad de pasada
Determinado por la cantidad de viruta que se tenga que remover, y del grado superficial y de la tolerancia de mecanizado del plano
Avance de trabajo
Se representa con la letra F, seguida de una cifra que se refiere al avance de la herramienta expresado en mm/rev
Refrigerante
En muchos mecanizados es necesario refrigerar donde está actuando la herramienta, se representa con la letra M.
Fijación de la herramienta en el cabezal
Es muy importante asegurarse que la fijación de la pieza sea lo suficiente como para poder soportar las tensiones del mecanizado.
Ventajas de los tornos CNC
Permiten mayor precisión, permiten mecanizar piezas más complejas, se puede cambiar fácilmente de mecanizar una pieza a otra, se reducen los errores y cada vez son más baratos los tornos CNC.
Desventajas de los tornos CNC
Necesidad de realizar un programa previo al mecanizado de la primera pieza, costo elevado de la herramienta y accesorios y conveniencia de tener una gran ocupación para la maquina debido a su alto costo.
Mecanizado en seco y con refrigerante
El torneado en seco es completamente viable y se emplea en numerosos aplicaciones. Hay una tendencia a efectuar los mecanizados en seco siempre que la calidad de la herramienta lo permita. El mecanizado en seco no es adecuado para todas las aplicaciones como para taladrados, roscados y mandrinados. Es necesario evaluar con cuidado operaciones, materiales, piezas, exigencias de calidad y maquinaria para identificar los beneficios de eliminar el aporte de refrigerante
Fundamentos
Velocidad de corte
Se define como la velocidad lineal en la periferia de la zona que se esta mecanizando.
Velocidad de rotación de la pieza
Expresada en rpm. Se calcula a partir de la velocidad de corte y del diámetro mayor de la pasada.
Avance
Es la velocidad de penetración de la herramienta en el material.
Profundidad de pasada
Es la distancia radial que abarca una herramienta en su fase de trabajo
Potencia
Limita las condiciones generales del mecanizado, expresada en kW.
Tiempo de torneado
Tiempo en que tardan todas las herramientas en realizar el mecanizado.