Explicación

10.1 Programación CNC

Para programar manualmente una fresadora CNC, se deben seguir los siguientes pasos.

Haz clic en cada pestaña para ver los pasos.

Paso 1. Dibujar la pieza a maquinar en una hoja milimétrica o un CAD

Todo comienza a partir de un dibujo, es muy importante que cuente con las dimensiones y acotaciones precisas, ya que de ello dependerá la calidad del maquinado final. Si el dibujo es relativamente sencillo, puedes utilizar un papel milimétrico, si la pieza es más complicada, puedes apoyarte de un sistema CAD como NX, Solidworks, AutoCAD, o cualquier otro software de dibujo que permita obtener las coordenadas de tu pieza de trabajo a partir de un origen.

Paso 2. Selección de la maquina

Dependiendo de la figura que a que se quiera llegar, se pueden utilizar diferentes tipos de procesos, como fresado, torneado, electroerosión, dobladoras entre otros; y todos ellos se pueden programar con CNC. La máquina deberá tomar en cuenta la capacidad de generar la figura, el costo y el tiempo de maquinado.

Paso 3. Selección de las herramientas

Una vez seleccionada la máquina, que en este caso será un fresadora CNC, hay que definir las herramientas que se utilizan en el maquinado, pueden incluir fresas careadoras, fresas madres, end mill planas y de bola, brocas de centrado, machuelos etc. Para cada herramienta seleccionada es importante conseguir las recomendaciones del fabricante, en especial los siguientes puntos:

Material del cortador
Diámetro del cortador
Altura de corte
Velocidad de corte
Avance por diente
Avance por revolución
Lados de corte

Paso 4. Determinar la secuencia de corte

En este paso se debe de ser cuidadoso, ya que se determinara cual será el camino que recorrerá la herramienta para maquinar la pieza, puede haber muchos, sin embargo se recomienda tener en cuenta los siguientes puntos para disminuir el tiempo de maquinado.

Una vez que la herramienta este dentro de la pieza, evitar en lo posible sacarla de la pieza de trabajo, tratar que el maquinado sea lo más continuo posible.
No pasar la herramienta por lugares donde ya se halla maquinado, es decir, no pasar dos veces por el mismo lugar, a menos que requiera procesos de cavado.

Paso 5. Calculo de las coordenadas X Y Z

El cálculo de las coordenadas en X Y Z, puede llegar a ser el paso que más tiempo consuma, todo dependerá de la calidad del dibujo, así como de los datos que se tengan disponibles. Si el dibujo se realizó manualmente se corre el riesgo de cometer errores al obtener las coordenadas, sobre todo en geometrías complejas; si se usa un CAD para generar el dibujo, estos errores se minimizaran. Las coordenadas de los puntos deben partir del cero de pieza u origen, y pueden ser en coordenadas absolutas e incrementales, también es recomendable calcular los diámetros o centros de circunferencia de la pieza.

Paso 6. Calculo de parámetros de corte

En este paso se deben calcular dos parámetros para cada herramienta que se vaya a utilizar en el maquinado, los parámetros son las RPM y el avance lineal en mm/min o in/min. Ambos deben calcularse en base a los datos de cada herramienta, como la velocidad de corte, los lados de corte, el avance por diente o avance por revolución.

Paso 7. Realización del programa

El programa es la integración de todos los pasos anteriores y debe contener todos los códigos G y M que sean requeridos para la fabricación de la pieza, el programa debe ser escrito en un editor de texto (notepad) y tener la extensión .NC

Paso 8. Simulación del programa

Antes enviar el programa a la fresadora y maquinar la pieza, debe de simularse el programa en algún software, como el Cutviewer o el CNCSimulator con el objetivo de encontrar errores de programación, colisiones o errores de secuencia, entre otros.

Paso 9. Corrección de errores

En caso de que se hayan detectado errores o colisiones en la simulación hay que regresar al programa y corregirlos para volver a correr la simulación hasta que no haya ninguno.

Paso10. Descargar y correr el programa

El último paso consiste en descargar el programa CNC en la fresadora y correr el maquinado, hay que poner especial atención al set up de la máquina, en especial los siguientes puntos:

Memoria del cero de pieza
Memoria de las compensaciones de alturas de cada herramienta.

10.2 Simulación

El proceso de simulación tiene como objetivo principal detectar errores en la programación, con la simulación se pueden localizar códigos faltantes, error en la secuencia de operaciones, colisiones, entre otras cosas. Existen diferentes software de simulación en el mercado, gratuitos y de paga, en este curso se utiliza el Cutviewer Mill, el cual es de paga, pero tiene un periodo de prueba por 30 días a partir de su instalación. También pueden instalar el CNCSimulator.

Para comenzar, el Cutviewer se puede descargar de la siguiente página. www.cutviewer.com, asegúrate de bajar el Cutviewer Mill el cual es para fresa, existe un Cutviewer Turn el cual es para torno. Una vez bajado de la página e instalado en la PC se hará lo siguiente para simular un programa CNC:

Abrir programa

Abrir el software y abrir el archivo que contiene el programa CNC, es importante que el programa este en formato Notepad y con extensión .NC.

Especificar Herramientas

Al abrir el archivo .NC, el programa por cada M06 TXX (tomar herramienta) preguntará por las características de la herramientas, existen varias opciones, End Mill Flat, End Mill Ball, Brocas de centrado, Brocas para barrenos, entre otras, para cada una de ellas deberán de especificarse sus características como el diámetro del cortador, la altura de la herramienta y ángulo de corte.

Stock de materia prima y cero de pieza

El siguiente paso es especificar al Cutviewer el stock de materia prima y el cero de pieza. En la opción de stock de materia prima existen dos opciones, cilíndrico y prismático, si es un block prismático se tendrá que definir las dimensiones del bloque (ancho, largo y profundidad).

Posteriormente, en la columna de lado izquierdo se tendrá que especificar la posición del cero de pieza, si se pone como origen X0 Y0 Z0, quedará en la esquina inferior de lado izquierdo de la pieza, de modo que las coordenadas en X y Y serán positivas; así que, si el bloque es de 100 x 50 x 6 y quieres que el cero de pieza quede sobre la superficie del lado izquierdo tienes que poner en el cero de pieza X0 Y0 Z6. Sin embargo, Cutviewer permite poner el cero de pieza donde se desee, por ejemplo, si se busca que el cero de pieza quede justo en el centro de la pieza y sobre la cara superior, se ponen como datos en el cero de pieza X50 Y25 Z6.

Correr programa

Una vez que se hallan definido las herramientas, el stock de materia prima y el cero de pieza, lo que resta es ejecutar la simulación, lo cual se hace con el icono de Run que se encuentra sobre la barra de herramientas, si existe alguna colisión, el software se detendrá y marcara con rojo el área de la colisión, la cual deberá resolverse y volver a correr la simulación.

Si se pauso la simulación por alguna colisión, o se hizo un cambio en el programa, para volver a correrla con los cambios realizados en el programa, primero se debe parar la simulación en el icono de Stop sobre la barra de herramientas y posteriormente correrla desde Running – Rebuild.

Utilidades del Cutviewer

Simulación lenta

Es posible hacer la simulación más lenta, para ello utiliza la opción Setup y en la casilla donde dice Dwell (miloseconds) cambia el valor de cero por otro número más grande, por ejemplo, 250. Con esto, la simulación se hará más lenta y se podrá observar con más detalle el recorrido de la herramienta.

Pausar simulación o avanzar paso a paso

Con el botón de pausa en la barra de tareas es posible detener la simulación, para continuar, basta con presionar de nuevo el botón Run, o si se desea ir línea por línea de programa basta con presionar el botón Trace Forward.

Medición de dimensiones.

Con el icono de la regla (Measure) sobre la barra de tareas, es posible hacer mediciones sobre la pieza maquinada, por ejemplo, se puede medir la distancia entre dos líneas paralelas, el ángulo formado entre dos líneas, el radio y diámetro de una circunferencia, la altura de corte en Z, la altura total de la pieza, el tiempo de maquinado, la cantidad de material removido de la pieza de trabajo, la distancia de una línea recta al centro de una circunferencia entre otras.

Vistas y rotaciones de la pieza

En la barra de herramientas, existen las opciones de tener diferentes vistas de la pieza de trabajo, por ejemplo, vista isométrica, vista de planta o vistas laterales. Con el icono de las flechas es posible hacer rotaciones libres de la pieza.