Cómo programar un torno CNC: una guía completa
La programación del torno CNC le permitirá ejecutar operaciones de corte, tallado y perforación con precisión.
De hecho, programar un torno CNC requiere experiencia y conocimientos. Esto se debe a que debes estar familiarizado con operando una máquina CNC y los códigos.
En esta guía, exploraremos un enfoque detallado y práctico sobre el proceso de programación de máquinas de torno CNC.
Echa un vistazo:
Comprensión de la programación del torno CNC
La programación de un torno CNC consiste en escribir código que informa a la máquina sobre cómo realizar cortes, torneados y formas en la pieza. Para ello, códigos gy códigos M Se utilizan para describir el movimiento, la velocidad y la funcionalidad de cambio de herramienta en uso en la máquina.
Lo ideal sería que todo esto se englobe en un tema amplio llamado: control numérico.
Preparación para la programación del torno CNC
1. Cómo seleccionar el torno CNC adecuado
Es para ti Mecanizado CNC Necesita que usted seleccione el adecuado Torno CNCExisten diferentes tipos de tornos CNC como CNC horizontal,CNC vertical, y Tipos de CNC suizosOfrece diversas ventajas. Un torno suizo es perfecto para lograr precisión en piezas pequeñas y complejas.
Por otro lado, los tornos horizontales soportan y estabilizan mejor los componentes más grandes. Su elección también dependerá de diversos aspectos como la potencia del husillo, la capacidad de la herramienta y las funciones automatizadas. Por lo tanto, cumplir con los requisitos de producción le garantiza evitar ineficiencias y costosos errores en su máquina.
2. Conozca las especificaciones de la pieza de trabajo
La programación de cualquier torno CNC requiere ciertos conocimientos previos, como el conocimiento de los materiales y las dimensiones, especialmente de la pieza de trabajo. Cabe destacar, por ejemplo, que los parámetros de corte difieren entre metales como el aluminio, el acero y el titanio, en comparación con los polímeros o los compuestos.
Además, cada material reacciona de forma diferente al calor y la presión, lo que afecta la velocidad de avance e incluso la selección de la herramienta. Si no se tienen en cuenta estos aspectos, se producirán cortes incorrectos, exceso de desperdicio o la destrucción de la herramienta.
3. Seleccionar las herramientas adecuadas para cortar
En cuanto a precisión, vida útil y eficiencia, el factor más crucial para elegir una herramienta de corte es su selección. Seleccione portaherramientas e insertos adecuados para el material de la pieza y el tipo de proceso de mecanizado.
Los insertos de carburo son más adecuados para el corte a alta velocidad y las herramientas de acero de alta velocidad funcionarán mejor en velocidades de corte más lentas porque generalmente son más flexibles.
La geometría de la herramienta, en particular los ángulos de ataque y el rompevirutas, también influyen en el acabado superficial y la evacuación de la viruta. Por lo tanto, el uso de las herramientas correctas reduce el desgaste, reduce el tiempo de inactividad y contribuye al rendimiento general del mecanizado.
4. Métodos de sujeción y fijación
La forma de asegurar la pieza de trabajo debe evitar el movimiento durante el mecanizado y, por lo tanto, promover la precisión. Los sistemas de sujeción incluyen mandriles, pinzas y placas frontales, entre otros, que funcionan mejor con diferentes piezas.
Un mandril de tres mordazas es adecuado para la sujeción general de piezas redondas, mientras que una pinza ofrece mayor precisión para piezas más pequeñas. Por otro lado, las placas frontales sujetan piezas con formas irregulares.
Por lo tanto, una buena sujeción reduce la vibración, mantiene la pieza firme y evita la desalineación durante el mecanizado. Si la pieza no está correctamente sujeta, se producirán imprecisiones o daños en la máquina.
Configuración del torno CNC
· Encendido e inicialización de la máquina
El primer paso para programar y cortar en un torno CNC es encender la máquina. Al encenderla, el sistema de control realiza un autodiagnóstico para comprobar que todo funciona correctamente.
Por ejemplo, el proceso de retorno a la posición inicial (homing) mueve la máquina a una posición de referencia, reiniciando el eje y preparándola para un movimiento preciso. Omitir este proceso puede provocar una desalineación o un posicionamiento erróneo de la herramienta. Con el panel de control, puede comprobar la configuración del sistema, los desplazamientos de las herramientas y los parámetros del husillo antes de iniciar el mecanizado.
· Carga de la pieza de trabajo y fijación adecuada
Para un mecanizado de precisión, es necesario un buen posicionamiento de la pieza. El método de sujeción se selecciona según la forma, el tamaño y el tipo de material de la pieza.
Por ejemplo, se utiliza un mandril de tres mordazas para mecanizar piezas redondas, pero se necesita un mandril de cuatro mordazas para sujetar formas irregulares y lograr una alineación más precisa. Sin embargo, para piezas pequeñas, un mandril de pinza las sujeta adecuadamente sin aplicar tanta presión. Por lo tanto, una buena alineación evita la vibración, esencial para garantizar un corte suave y preciso.
Además, las fuerzas de sujeción deben estar equilibradas para evitar la deformación de la pieza. Una sujeción excesiva puede provocar el aplastamiento de la pieza, mientras que una sujeción insuficiente puede provocar su deslizamiento.
Por lo tanto, debe probar el torno girando manualmente el husillo para comprobar si la pieza se sujeta firmemente. Si observa algún movimiento o bamboleo en la pieza, deberá ajustarla para evitar errores de mecanizado. De esta forma, una sujeción adecuada reduce el riesgo de rotura de la herramienta y aumenta la precisión dimensional durante el proceso.
· Selección de herramientas y configuración de compensación de herramientas
La elección de la herramienta adecuada para cada trabajo determina la eficiencia del corte y el acabado superficial. Existen diversas herramientas que realizan distintas operaciones, como desbaste, taladrado, acabado y roscado.
Las plaquitas de carburo, por ejemplo, son muy duraderas y, por lo tanto, adecuadas para el corte de metales a alta velocidad, y los aceros de alta velocidad son más flexibles para los materiales más blandos.
Por otro lado, los portaherramientas son necesarios para la estabilidad y la minimización de la deflexión. Por lo tanto, una configuración rígida de la herramienta minimiza las vibraciones, lo que aumenta su vida útil y permite obtener resultados reproducibles.
Además, las compensaciones de herramienta se utilizan para el corte de precisión. Cada herramienta tiene una compensación independiente que define su posición exacta con respecto a la pieza de trabajo. Si no se introducen correctamente estos valores en el control CNC, no se puede garantizar la profundidad de corte correcta y pueden producirse colisiones.
Algunas máquinas permiten la medición automática de herramientas mediante una sonda, mientras que otras requieren entrada manual. Verificar la compensación de la herramienta antes de comenzar cualquier operación de mecanizado ayuda a eliminar errores costosos y a mantener la calidad de la pieza.
· Ajuste del punto cero de la pieza de trabajo
La puesta a cero permite que el torno CNC ejecute con precisión todos los comandos programados. Esta es la referencia para que la máquina comience a cortar. Dado que la mayoría de los tornos adoptan un sistema de compensación de trabajo, como G54 a G59, se pueden definir diferentes posiciones de cero para varias configuraciones.
Es importante porque si ese punto no está ajustado correctamente la herramienta cortaría en el lugar equivocado y dañaría la pieza de trabajo o el equipo.
Normalmente, el punto cero se define mediante una herramienta de contacto o un palpador de aristas. En algunos tornos CNC, los sistemas de palpado automáticos fijan esta posición con precisión. Una vez fijado el punto cero, se miden todas las trayectorias de la herramienta a partir de esta referencia.
De lo contrario, se obtendrán piezas con mediciones incorrectas y se desperdiciará material. Un ajuste preciso de la referencia cero garantiza la correcta alineación de la pieza y evita errores durante el mecanizado.
· Cálculos de velocidad del husillo y velocidad de avance
La velocidad del husillo es la velocidad a la que gira la herramienta de corte, mientras que el avance corresponde a la rapidez con la que la fresa penetra en el material. Debe ajustar cuidadosamente estos dos parámetros para una remoción eficiente del material sin desgastar la herramienta.
Además, el rango ideal varía según el material de la pieza, el tipo de herramienta y el acabado superficial requerido. Se requieren velocidades más bajas para materiales más duros y se pueden tolerar velocidades más altas para materiales más blandos, sin acumulación de calor.
La velocidad de avance también influye en la eficiencia de corte y la formación de viruta. Por lo tanto, una velocidad de avance lenta garantiza un acabado liso, pero también puede rozar la herramienta, reduciendo así su vida útil.
Escritura del programa del torno CNC
1. Formato y estructura del programa
Los programas CNC requieren un formato predefinido. Cada línea consta de códigos G (comandos de movimiento) y códigos M (comandos de máquina). Un buen formato garantiza la ausencia de errores y una ejecución fluida.
2. Comentarios y documentación
La programación en forma de comentarios permite al programador comprender el código posteriormente. Por ejemplo, "CAMBIO DE HERRAMIENTA PARA CORTE DE DESBASTE" describe para qué se utiliza este comando. Los programas bien documentados reducen la posibilidad de confusión y son indispensables para la detección de errores.
3. Códigos G y M importantes de CNC
Códigos G utilizados en operaciones de torneado (G00, G01, G02, G03)
- G00 – Movimiento rápido (movimiento sin corte)
- G01 – Corte en línea recta con avance controlado
- G02 – Corte de arco en sentido horario
- G03 – Corte de arco en sentido antihorario
Movimiento y posicionamiento de herramientas
- G90 (Posicionamiento absoluto): Los movimientos se basan en la referencia del punto cero.
- G91 (Posicionamiento incremental): Los movimientos se basan en la posición anterior.
Comandos de control de husillo y cambio de herramienta (M03, M04, M06)
- M03 – Husillo encendido (en sentido horario)
- M04 – Husillo encendido (en sentido antihorario)
- M06 – Cambio de herramienta
Creación de un programa básico de torno CNC
1. Comandos de configuración inicial
Antes de comenzar el mecanizado, es necesario realizar una configuración adecuada para un funcionamiento fluido. El programa comienza con comandos preparatorios que preparan la máquina para la operación.
G21, por ejemplo, se utiliza para establecer medidas métricas, mientras que G20 es para medidas en pulgadas para evitar errores de conversión.
El sistema de coordenadas de trabajo también debe establecerse utilizando G54, G55 u otros desplazamientos. Esto determina la posición de la pieza para que se puedan realizar movimientos precisos.
La configuración también incluye la activación correcta del husillo y la selección de herramientas. El comando M03 activa el husillo en sentido horario, mientras que el comando M04 lo hace en sentido antihorario. Debe asignar la velocidad del husillo mediante el comando S según los requisitos del material cortado.
Además, la selección de la herramienta adecuada mediante T y M06 hará que la máquina cargue la herramienta de corte correcta. Estos comandos son fundamentales para un proceso de mecanizado ordenado y eficiente, sin los cuales la máquina simplemente no funcionaría correctamente.
2. Comandos de pasada de desbaste y de pasada de acabado
Las operaciones de desbaste tienen como objetivo eliminar el exceso de material de forma rápida y eficiente. Comandos como G00 para posicionamiento rápido y G01 para movimientos lineales controlados se utilizan para guiar la herramienta durante la primera operación de corte.
Necesita el comando F para especificar una velocidad de alimentación adecuada teniendo en cuenta la velocidad frente a las fuerzas de corte.
Por lo tanto, las pasadas de desbaste generalmente implican varios incrementos de profundidad para minimizar la tensión en la herramienta y evitar la acumulación de calor excesivo.
3. Operaciones de taladrado, roscado y ranurado
Para taladrar, es necesario un posicionamiento preciso y un control de profundidad para realizar agujeros con precisión. El ciclo de taladrado simple se activa con G81, mientras que el taladrado por penetración se realiza con G83.
Además, debe indicar la velocidad del husillo, el avance y la profundidad para evitar la rotura de la herramienta. Una combinación de un tamaño de broca adecuado y el uso correcto de refrigerantes puede ayudar a optimizar la calidad del agujero y la vida útil de la herramienta.
Por lo tanto, una estrategia inadecuada en la perforación da como resultado la acumulación de virutas, desviación de las herramientas y variaciones en los diámetros de los agujeros.
El roscado sincroniza la rotación del husillo y el movimiento de la herramienta. G76 y G92 establecen comandos para realizar roscas externas o internas precisas. Para evitar el desgarro del material y el desgaste excesivo de la herramienta, es necesario controlar la profundidad de corte.
Para las operaciones de ranurado, las herramientas también se utilizan para cortar rebajes o canales en la pieza. El ranurado por corte con comando G75 reduce la tensión de las herramientas y facilita la evacuación de la viruta.
4. Uso de subprogramas y bucles
Los subprogramas facilitan la programación de procesos de mecanizado repetitivos. Por ejemplo, los comandos M98 llaman a un subprograma para reutilizar las secuencias de corte prealimentadas. Esto ahorra tiempo y reduce la posibilidad de errores de programación.
Al mecanizar varias piezas idénticas, los subprogramas garantizan la aplicación del mismo código sin necesidad de reescribirlo. Omitir el uso de subprogramas casi siempre resulta en programas largos, cada vez más difíciles de depurar y modificar.
Además, los bucles simplifican la optimización de los movimientos de las herramientas al permitir la repetición de ciertos comandos. Por ejemplo, el comando M99 permite la repetición de cualquier subprograma utilizado en producción. Los bucles pueden emplearse para operaciones repetitivas como taladrado, roscado o contorneado.
Introducción y simulación del programa
1. Transferencia del programa al torno CNC
Aún debe transferir el programa a la máquina una vez que haya terminado de escribir el programa del torno CNC. El uso de unidades USB, el control numérico directo o la escritura directa a través del panel de control son métodos de transferencia comunes en la mayoría de los tornos CNC.
La forma más sencilla y rápida de cargar programas para máquinas independientes es mediante transferencias USB. El Control Numérico Directo conecta el torno CNC a una computadora y permite la transferencia de datos en tiempo real.
Por otro lado, introducir el código manualmente requiere pulsaciones de teclas cuidadosas para evitar errores, pero se puede realizar un pequeño cambio directamente en la máquina. La mayoría de estos métodos de transferencia dependen del flujo de trabajo, las capacidades de la máquina y los requisitos de complejidad del programa.
2. Ejecución de un ensayo
Realizar un ensayo antes de mecanizar una pieza ayuda a comprobar la precisión de la programación. Este ensayo permite que el torno CNC ejecute el programa sin cortar el material, de modo que los movimientos de la herramienta sigan la trayectoria prevista.
Un simulacro ayudaría a detectar compensaciones de herramienta incorrectas, coordenadas desalineadas y fallos inesperados de la herramienta debidos a errores de programación. Muchos tornos CNC ofrecen la opción de simulación gráfica para la representación visual de los movimientos de la herramienta, lo que facilita la detección de errores. Esta detección temprana ayuda a evitar errores costosos y daños a la máquina o la pieza de trabajo.
Además, el simulacro incluirá la monitorización del comportamiento de la trayectoria de la herramienta para garantizar un funcionamiento fluido. Si se producen paradas indeseadas, tirones repentinos o el husillo utiliza una velocidad incorrecta, significa que hay un error de programación que debe corregirse.
Además, verificar las velocidades de avance y los cambios de herramienta durante la simulación garantizará que cada operación se ejecute según lo previsto. En caso de error, analizar el programa línea por línea lo corregirá.
3. Depuración de trayectorias de herramientas
Incluso después de un buen ensayo, el análisis del programa para optimizarlo mejora la eficiencia del mecanizado. La revisión de la trayectoria de la herramienta ayuda a garantizar que cada movimiento siga la trayectoria más directa y eficiente.
La retracción excesiva de las herramientas, los movimientos excesivamente rápidos y las pasadas innecesarias simplemente aumentan el tiempo de ciclo y dañan las herramientas de corte. Por lo tanto, ajustar estas trayectorias reduce el tiempo de mecanizado sin comprometer la precisión.
Además, al ajustar la velocidad de avance y la velocidad del husillo para adaptarlas a las características de corte del material, se garantiza el rendimiento óptimo del programa. Por lo tanto, pequeñas intervenciones en este punto se traducen en mayor productividad y una mayor vida útil de la herramienta.
Además, el paso final de la depuración consiste en encontrar y corregir cualquier error restante en el programa. Una verificación minuciosa de los códigos G y M garantiza que cada comando actúe según su orden. La comprobación de cambios de herramienta faltantes, tiempos de espera incorrectos o comandos contradictorios evita interrupciones injustificadas durante el mecanizado.
Ejecución del programa en el torno CNC
· Verificar la configuración antes de la ejecución
Verifique la alineación del husillo y la pieza de trabajo, así como el número de compensaciones de la herramienta antes de usarla.
· Iniciando el proceso de mecanizado paso a paso
Comience corriendo un paso a la vez para asegurarse de que todos los movimientos sean correctos antes de ejecutar el programa completo.
· Monitoreo del desgaste de las herramientas
Vigile constantemente el desgaste o las roturas de la herramienta. Podría ser que se necesite optimizar la velocidad de avance o que las herramientas estén desgastadas y deban reemplazarse.
· Manejo de errores inesperados
En caso de alarma, debe detener la máquina y diagnosticar el problema utilizando la pantalla del CNC o el manual.
Control de calidad del posprocesamiento
· Inspección de la pieza terminada
Utilizando un calibrador o micrómetro se debe comparar la dimensión total con la propuesta.
· Medición de dimensiones
Los medidores de rugosidad son útiles para verificar el acabado adecuado.
· Ajuste de compensaciones
Si las medidas son ligeramente diferentes, debe ajustar las tolerancias modificando las compensaciones de trabajo o de la herramienta para aumentar la precisión.
· Guardar y optimizar el programa para uso futuro
Siempre se deben conservar los programas de trabajo y optimizar la codificación para tiempos de mecanizado más cortos.
Técnicas de programación de tornos CNC de alta gama
1. Uso de macros y parámetros
Puede utilizar macros y programación paramétrica para automatizar fácilmente la tarea repetitiva y así hacer que su programa sea flexible.
En lugar de escribir códigos separados para operaciones similares, puede definir variables y usar condicionales para crear dinámicamente las trayectorias de las herramientas. Esto, a su vez, ahorra tiempo de programación y permite detectar errores. Además, permite modificar rápidamente las dimensiones y tolerancias sin tener que reescribir todo el programa.
2. Uso del software CAD CAM
El software CAD CAM permite diseñar y generar programas CNC para la producción de componentes de alta complejidad. Permite crear modelos digitales y generar automáticamente trayectorias de herramientas optimizadas, en lugar de crear manualmente cada movimiento en el programa. De esta forma, se logra precisión y se reducen los errores humanos.
3. Torneado multieje
Se puede mecanizar una amplia gama de geometrías avanzadas en una sola configuración mediante torneado multiaxial. En lugar de mover la pieza a varias configuraciones, el movimiento simultáneo de los ejes permite realizar operaciones de torneado, fresado o taladrado.
Con la integración de herramientas motorizadas, las operaciones de fresado, taladrado o roscado se realizan en el torno. Esto reduce el tiempo de ciclo y el procesamiento posterior de la maquinaria. Por lo tanto, el uso de tecnología multieje aumenta la precisión y mejora la productividad.
4. Automatización
La automatización y el mecanizado adaptativo han permitido una mayor eficiencia en el proceso de producción. Los cambiadores de herramientas automatizados, junto con los cargadores robóticos, mantienen procesos ininterrumpidos al reducir la intervención humana.
Errores comunes en la programación del torno CNC y cómo evitarlos
· Compensaciones de herramientas y configuraciones de coordenadas incorrectas
Los desplazamientos incorrectos provocan desalineaciones y errores en el mecanizado, por lo tanto, verifique siempre los valores antes de cortar.
· Selección incorrecta de alimentación y velocidad
Los ajustes incorrectos pueden provocar un acabado deficiente o el desgaste de la herramienta. Por lo tanto, siga las recomendaciones del fabricante.
· Pasar por alto los procedimientos de seguridad
Si no realiza los controles de seguridad, corre el riesgo de lesionarse y de dañar la máquina.
· Interpretación errónea de las funciones del código G y del código M
Una comprensión más profunda de todos y cada uno de los comandos ayuda a evitar movimientos impredecibles de la herramienta.
Conclusión
La precisión y la configuración de un programa de torno CNC requieren mucha concentración y cuidado. Además, el conocimiento del código G, las herramientas y el control de calidad le ayudarán a desarrollar programas rápidos y sin errores.
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