La importancia de la invención de la máquina automática. Maquina giratoria

El autor del dispositivo automático de cambio de trama más famoso, James Northrop, nació el 8 de mayo de 1857 en la ciudad inglesa de Keighley. Después de recibir una educación técnica, trabajó durante algún tiempo como mecánico, luego de lo cual se mudó a los Estados Unidos, a la ciudad de Hopedale, donde comenzó a trabajar para la empresa Draper, que producía equipos textiles. La invención de una guía de hilo para una máquina bobinadora atrajo la atención de los propietarios de la empresa, y fue seleccionado para desarrollar ideas para un anudador automático para máquinas bobinadoras. El dispositivo desarrollado era interesante, pero poco práctico, y el inventor decepcionado dejó su trabajo en la empresa y se convirtió en agricultor.

El 26 de julio de 1888, William Draper Jr. se enteró de una máquina de cambio de lanzadera inventada en Providence. Después de examinar la máquina y hablar con el inventor Alonzo Rhodes, la encontró imperfecta. La empresa llevó a cabo un minucioso estudio de patentes sobre la idea de alimentación automática de trama de los telares y, aunque no había nada fundamentalmente nuevo en este dispositivo, se decidió invertir 10 mil dólares en los experimentos. El 10 de diciembre del mismo año esta cantidad fue transferida al inventor para mejorar el diseño del mecanismo de cambio de lanzadera. El 28 de febrero del año siguiente la máquina estaba lista para funcionar. Durante los meses siguientes, se realizaron algunas mejoras menores en la máquina, sin cambiar sus principios básicos, después de lo cual la máquina se puso en funcionamiento y funcionó bien. Esto lo confirma el hecho de que 12 años después, durante un litigio sobre patentes, la máquina se puso en marcha de nuevo y funcionó durante varias horas, lo que provocó la aprobación del experto.

Northrop notó el dispositivo de Rhodes, regresó a trabajar en la empresa y le dijo a la gerencia que en una semana podría presentar un mecanismo similar que no costaría más de un dólar si tuviera la oportunidad. Northrop aprovechó esta oportunidad y el 5 de marzo demostró un modelo de madera de su dispositivo. A los Drapers les gustó tanto el modelo como la eficiencia de Northrop, y a partir del 8 de abril se crearon para él todas las condiciones de trabajo. El 20 de mayo, el inventor estaba convencido de la impracticabilidad de su primera idea, pero ya había madurado una nueva y pidió tiempo hasta el 4 de julio para crear un segundo diseño. Northrop logró cumplir con el plazo y el 5 de julio su máquina comenzó a funcionar, mostrando mejores resultados que la máquina de Rhodes. El 24 de octubre se puso en funcionamiento la máquina Northrop con nuevas mejoras en la fábrica de Sikonnet en Fall River. En abril de 1890 ya funcionaban varias máquinas de este tipo en la fábrica de Syconnet. Sin embargo, el propio Northrop llegó a la conclusión de que esta dirección era inútil y decidió crear un mecanismo para cambiar las bobinas.

Se organizó una especie de grupo creativo, cuyos principales participantes fueron Charles Roper, quien desarrolló el mecanismo automático de alimentación por urdimbre, Edward Stimpson, autor de la lanzadera con máquina automática, el propio Northrop, así como William y George Draper. . Como resultado, se crearon un mecanismo para cambiar carretes, un regulador principal, un observador principal, un palpador, un mecanismo de dial y un dispositivo de resorte para productos rodantes. Northrop recibió una patente para su dispositivo en noviembre de 1894. La máquina de Northrop se completó en su forma final en 1895 y ese mismo año recibió el reconocimiento universal en la Exposición Comercial e Industrial de Londres. A principios del siglo XX, la empresa ya había producido alrededor de 60 mil máquinas automáticas, principalmente para el mercado americano. En 1896 se entregó por primera vez a Rusia un gran grupo de máquinas. La minuciosidad del diseño de la nueva máquina se evidencia en el hecho de que desde el 1 de julio de 1888 al 1 de julio de 1905 se utilizaron 711 patentes, de las cuales 86 pertenecían a Northrop.

Un intento de equipar máquinas mecánicas con el mecanismo de Northrop fracasó. Esto explica la rápida difusión de las máquinas automáticas en países con una industria textil en rápido desarrollo, en particular en los EE.UU., y la relativamente lenta difusión en países con una industria textil tradicionalmente desarrollada. En 1902 se fundó la empresa británica Northrop y, en el otoño del mismo año, las fábricas de Francia y Suiza comenzaron a producir telares automáticos de este tipo.

Al evaluar la importancia del invento de Northrop, el famoso especialista ruso en tejidos Ch. Ioximovich escribió que “la creación de la máquina Northrop abrió nuevos caminos para los inventores, de los cuales no se apartarán pronto. La máquina Northrop deja una huella única en el trabajo de la ingeniería mecánica moderna en la industria del tejido. Se puede pensar lo que se quiera sobre esta máquina, se puede negar su importancia como máquina del futuro: sigue estando a la cabeza del diseño moderno de máquinas de tejer y no hay duda de que un mayor desarrollo en este ámbito procederá de los principios fundamentales que guiaron al inventor de esta máquina."

El hecho de que Northrop no pudiera equipar con su dispositivo máquinas herramienta mecánicas de diferentes empresas que ya estaban instaladas en producción no molestó a otros inventores. La urgencia de la tarea que nos ocupa ha provocado un gran número de inventos en este ámbito. Los instrumentos más famosos fueron los de Whittaker, Gabler y Valentin, creados a principios del siglo XX.

Hoy en día el torno es muy conocido. La historia de su creación comienza en el año 700 d.C. Los primeros modelos se utilizaron para procesar madera, tres siglos después se creó una unidad para trabajar metales.

Primeras menciones

En el año 700 d.C. Se creó una unidad que se parece parcialmente a un torno moderno. La historia de su primer lanzamiento exitoso comienza con el procesamiento de la madera mediante la rotación de la pieza de trabajo. Ninguna parte de la instalación era metálica. Por tanto, la fiabilidad de dichos dispositivos es bastante baja.

En aquella época, el torno tenía baja eficiencia. La historia de la producción se ha reconstruido a partir de dibujos y dibujos supervivientes. Se necesitaron 2 aprendices fuertes para desenrollar la pieza de trabajo. La precisión de los productos resultantes es baja.

La historia data la información sobre instalaciones que recuerdan vagamente a un torno en el año 650 a.C. mi. Sin embargo, lo único que estas máquinas tenían en común era el principio de procesamiento: el método de rotación. Los nodos restantes eran primitivos. La pieza de trabajo se puso literalmente en movimiento a mano. Se utilizó mano de obra esclava.

Los modelos creados en el siglo XII ya tenían algún tipo de impulso y podían usarse para producir un producto completo. Sin embargo, todavía no había portaherramientas. Por tanto, era demasiado pronto para hablar de la alta precisión del producto.

El dispositivo de los primeros modelos.

Un torno antiguo sujetaba la pieza entre centros. La rotación se realizó a mano durante sólo unas pocas vueltas. El corte se realizó utilizando una herramienta estacionaria. Un principio de procesamiento similar está presente en los modelos modernos.

Como motor para girar la pieza de trabajo, los artesanos utilizaron: animales, un arco con flechas atadas con una cuerda al producto. Algunos artesanos construyeron algo parecido a un molino de agua para estos fines. Pero no fue posible aumentar significativamente la productividad.

El primer torno tenía piezas de madera y, a medida que aumentaba el número de componentes, se perdía la fiabilidad del dispositivo. Los dispositivos acuáticos perdieron rápidamente su relevancia debido a la complejidad de las reparaciones. Sólo en el siglo XIV apareció un disco simple que simplificó enormemente el proceso de procesamiento.

Mecanismos de impulso tempranos

Pasaron varios siglos desde la invención del torno hasta la implementación de un sencillo mecanismo de accionamiento. Puede imaginarlo en forma de un poste fijado en el medio al marco encima de la pieza de trabajo. Un extremo de la pala se ata con una cuerda que se enrolla alrededor de la pieza de trabajo. El segundo se fija con un pedal.

Este mecanismo funcionó correctamente, pero no pudo proporcionar el rendimiento requerido. El principio de funcionamiento se basó en las leyes de la deformación elástica. Cuando pisas el pedal, la cuerda se tensa, el poste se dobla y experimenta una tensión significativa. Este último se transfirió a la pieza de trabajo, poniéndola en movimiento.

Después de girar el producto 1 o 2 vueltas, se soltó el poste y se volvió a doblar. Con la ayuda de un pedal, el maestro reguló el funcionamiento constante de la manguera, obligando a la pieza de trabajo a girar continuamente. Al mismo tiempo, sus manos estaban ocupadas con la herramienta, procesando la madera.

Este mecanismo más simple fue heredado por versiones posteriores de máquinas que ya tenían un mecanismo de manivela. Posteriormente, las máquinas de coser mecánicas del siglo XX tuvieron un diseño de accionamiento similar. En los tornos, utilizando una manivela, lograron un movimiento uniforme en una dirección.

Gracias al movimiento uniforme, los artesanos comenzaron a producir productos con la forma cilíndrica correcta. Lo único que faltaba era la rigidez de los componentes: centros, portaherramientas y mecanismo de accionamiento. Los portacuchillas estaban hechos de madera, por lo que durante el procesamiento se prensaban.

Pero, a pesar de las desventajas enumeradas, fue posible producir incluso piezas esféricas. El procesamiento de metales seguía siendo un proceso difícil. Ni siquiera las aleaciones blandas podían girarse.

Un cambio positivo en el diseño de las máquinas herramienta fue la introducción de la versatilidad en el procesamiento: en una sola máquina ya se procesaban piezas de trabajo de varios diámetros y longitudes. Esto se logró mediante soportes y centros ajustables. Sin embargo, las piezas grandes requirieron un esfuerzo físico significativo por parte del artesano para implementar la rotación.

Muchos artesanos han adaptado un volante de hierro fundido y otros materiales pesados. El uso de la inercia y la gravedad facilitó el trabajo del procesador. Sin embargo, todavía era difícil alcanzar una escala industrial.

Partes de metal

La principal tarea de los inventores de las máquinas herramienta era aumentar la rigidez de las unidades. El comienzo del reequipamiento técnico fue el uso de centros metálicos que sujetan la pieza de trabajo. Posteriormente se introdujeron transmisiones de engranajes fabricadas con piezas de acero.

Las piezas metálicas permitieron crear máquinas cortadoras de tornillos. La rigidez ya era suficiente para procesar metales blandos. Los componentes individuales se fueron mejorando gradualmente:

• portapiezas, más tarde llamado unidad principal - husillo;
• los topes cónicos estaban equipados con mecanismos ajustables para cambiar la posición a lo largo;
• trabajar en un torno se volvió más fácil con la invención del portaherramientas de metal, pero era necesaria una eliminación constante de virutas para aumentar la productividad;
• La cama de hierro fundido aumentó la rigidez de la estructura, lo que permitió procesar piezas de considerable longitud.

Con la introducción de componentes metálicos, resulta más difícil desenrollar la pieza de trabajo. Los inventores pensaron en crear un propulsor completo, queriendo eliminar el trabajo manual. El sistema de transmisión ayudó a llevar a cabo el plan. Por primera vez se adaptó una máquina de vapor para rotar piezas de trabajo. Fue precedido por un motor de agua.

El movimiento uniforme de la herramienta de corte se realizó mediante un tornillo sin fin con un mango. Esto resultó en una superficie más limpia de la pieza. Los bloques reemplazables permitieron implementar un trabajo universal en el torno. Los diseños mecanizados se han perfeccionado a lo largo de los siglos. Pero hasta el día de hoy, el principio de funcionamiento de las unidades se basa en los primeros inventos.

Científicos inventores

Actualmente, a la hora de comprar un torno lo primero que se analiza son las características técnicas. Proporcionan las principales capacidades de procesamiento, dimensiones, rigidez y velocidad de producción. Anteriormente, con la modernización de las unidades, se introdujeron gradualmente parámetros según los cuales se comparaban los modelos entre sí.

La clasificación de las máquinas ayudó a evaluar el grado de perfección de una máquina en particular. Tras analizar los datos recopilados, el inventor nacional de la época de Pedro el Grande modernizó los modelos anteriores. Su creación fue una máquina mecanizada real que permite varios tipos de procesamiento de cuerpos giratorios y corte de hilos.

La ventaja del diseño de Nartov era la capacidad de cambiar la velocidad de rotación del centro móvil. También proporcionaron bloques de engranajes reemplazables. La apariencia de la máquina y su estructura se asemejan al moderno y sencillo torno TV3, 4, 6. Los centros de mecanizado modernos también tienen unidades similares.

En el siglo XVIII, Andrei Nartov presentó al mundo la pinza autopropulsada. movimiento uniforme transmitido de la herramienta. Henry Maudsley, un inventor inglés, introdujo su versión del importante nudo hacia finales de siglo. En su diseño, la velocidad de movimiento de los ejes se modificó debido a los diferentes pasos de rosca del tornillo principal.

Nodos principales

Los tornos son ideales para mecanizar piezas 3D mediante corte rotativo. Una descripción general de una máquina moderna contiene los parámetros y características de los componentes principales:

• La cama es el principal elemento cargado, el bastidor de la máquina. Están hechos de aleaciones duraderas y duras, se utiliza principalmente perlita.
• Un soporte es una isla para montar cabezales de herramientas giratorios o herramientas estáticas.
• Husillo: actúa como portapiezas. La principal y poderosa unidad de rotación.
• Componentes adicionales: husillos de bolas, ejes deslizantes, mecanismos de lubricación, suministro de refrigerante, tomas de aire del área de trabajo, refrigeradores.

Un torno moderno contiene sistemas de accionamiento compuestos por una electrónica de control compleja y un motor, normalmente síncrono. Las opciones adicionales le permiten eliminar virutas del área de trabajo, medir la herramienta y suministrar refrigerante bajo presión directamente al área de corte. La mecánica de la máquina se selecciona individualmente para las tareas de producción, y de ello depende el coste del equipo.

El soporte contiene unidades para la colocación de rodamientos, que se montan sobre un husillo de bolas (husillo de bolas). Sobre él también se montan elementos de contacto con las guías deslizantes. El lubricante en las máquinas modernas se suministra automáticamente y se controla su nivel en el tanque.

En los primeros tornos, una persona movía la herramienta y elegía la dirección de su movimiento. En los modelos modernos, todas las manipulaciones las realiza el controlador. Se necesitaron varios siglos para inventar tal nudo. La electrónica ha ampliado enormemente las capacidades de procesamiento.

Control

Recientemente, se han generalizado los tornos CNC para metal, con control numérico. El controlador controla el proceso de corte, monitorea la posición de los ejes y calcula el movimiento de acuerdo con los parámetros especificados. Se almacenan en la memoria varias etapas de corte, hasta la pieza terminada.

Los tornos CNC para metal pueden tener visualización del proceso, lo que ayuda a verificar el programa escrito antes de que la herramienta comience a moverse. Todo el corte se puede ver virtualmente y los errores de código se pueden corregir a tiempo. La electrónica moderna controla la carga por eje. Las últimas versiones del software le permiten identificar una herramienta defectuosa.

La técnica para monitorear placas rotas en un soporte se basa en comparar el gráfico de cargas por eje durante el funcionamiento normal y cuando se excede el umbral de emergencia. El seguimiento se produce en el programa. La información para el análisis se suministra al controlador mediante un sistema de accionamiento o un sensor de potencia con capacidad para digitalizar valores.

Sensores de posición

Las primeras máquinas con electrónica tenían finales de carrera con microinterruptores para controlar posiciones extremas. Posteriormente, se empezaron a instalar codificadores en el par de tornillos. Actualmente se utilizan reglas de alta precisión que pueden medir un juego de varias micras.

Equipado con sensores circulares y eje de rotación. podría ser controlado. Esto es necesario para implementar las funciones de fresado que realizaba la herramienta accionada. Este último a menudo estaba integrado en la torre.

La integridad de la herramienta se mide mediante sondas electrónicas. También facilitan la búsqueda de puntos de referencia para iniciar el ciclo de corte. Las sondas pueden medir la geometría de los contornos resultantes de una pieza después del procesamiento y realizar automáticamente las correcciones que se incluyen en el acabado repetido.

El modelo moderno más simple.

El torno TV 4 es un modelo de formación con un mecanismo de accionamiento sencillo. Todo el control se realiza manualmente.

Manejas:

• ajustar la posición de la herramienta con respecto al eje de rotación;
• establezca la dirección de corte del hilo hacia la derecha o hacia la izquierda;
• servir para cambiar la velocidad del accionamiento principal;
• determinar el paso del hilo;
• incluir el movimiento longitudinal de la herramienta;
• Se encargan de sujetar los componentes: el contrapunto y sus púas, las cabezas con cortadores.

Los volantes mueven los nodos:

• pluma de contrapunto;
• carro longitudinal.

El diseño incluye un circuito de iluminación para la zona de trabajo. Un sistema de seguridad en forma de pantalla protectora protege a los trabajadores de las virutas. El diseño de la máquina es compacto, lo que permite su uso en aulas y áreas de servicio.

El torno de corte de tornillos TV4 es un diseño simple que proporciona todos los componentes necesarios para un diseño completo para el procesamiento de metales. El husillo se acciona a través de una caja de cambios. La herramienta está montada sobre un soporte con avance mecánico y accionada por un par de tornillos.

Dimensiones

El husillo está controlado por un motor asíncrono. El tamaño máximo de la pieza de trabajo puede ser de diámetro:

• no más de 125 mm si el procesamiento se realiza sobre un calibre;
• no más de 200 mm si el procesamiento se realiza sobre la cama.

La longitud de la pieza de trabajo sujeta en los centros no supera los 350 mm. La máquina ensamblada pesa 280 kg y la velocidad máxima del husillo es de 710 rpm. Esta velocidad de rotación es decisiva para el acabado. La energía se suministra desde una red de 220 V con una frecuencia de 50 Hz.

Características del modelo

La caja de cambios de la máquina TV4 está conectada al motor del husillo mediante una transmisión por correa trapezoidal. La rotación se transmite al husillo desde la caja de cambios a través de una serie de engranajes. La dirección de rotación de la pieza de trabajo se puede cambiar fácilmente mediante la puesta en fase del motor principal.

La guitarra sirve para transmitir la rotación desde el eje a las pinzas. Es posible cambiar 3 velocidades de alimentación. Para ello se cortan tres tipos diferentes de roscas métricas. La suavidad y uniformidad del movimiento está garantizada por el tornillo de avance.

Las manijas establecen la dirección de rotación del par de tornillos del cabezal. Las velocidades de avance también se ajustan mediante las manijas. La pinza se mueve sólo en dirección longitudinal. Los componentes deben lubricarse manualmente según las normas de la máquina. Los engranajes toman el lubricante del baño en el que operan.

La máquina tiene la capacidad de trabajar manualmente. Para ello se utilizan volantes. El piñón y cremallera engrana con la cremallera. Este último va atornillado al marco. Este diseño le permite habilitar el control manual de la máquina si es necesario. Se utiliza un volante similar para mover la pluma del contrapunto.

máquina, m.

1. Una máquina para procesar alguien. materiales (metal, madera, etc.) o para la fabricación, producción de algo. de ellos.

Torno. Fresadora. Imprenta. Telar. Máquina de control numérico. Rendimiento de la máquina. Reparación de máquinas. Cambie la máquina al modo automático. Párese en la máquina

(conviértete en trabajador de una fábrica).

rendimiento teórico de la máquina

Cm. .

2. Dispositivo, dispositivo para alguien. obras

Máquina dobladora de arco. Lavadora de oro.

maquina de dibujos animados

Cm. .

3. Dispositivo de afeitado con maquinilla de afeitar de seguridad.

Máquina desechable. Máquina de cuchillas flotantes. Aféitate con una máquina. Cambie el casete de la máquina.

4. militar La base sobre la que se monta el arma, una ametralladora.

Ametralladora antiaérea. Para proteger a la tripulación de combate de las balas y la metralla, se instala un escudo en la máquina superior.

5. Reclamación. Un trípode de madera con un soporte giratorio redondo o cuadrado para fortalecer el lienzo, instalar un marco, material escultórico (cuando se trabaja en una pintura, escultura).

Retire la pintura de la máquina. Sobre las máquinas había esculturas inacabadas.

6. Especial Dispositivo de apoyo para algunas actividades formativas.

Una bailarina practica en la barra. Máquina de puntería para entrenamiento de tiro.

7. teatro Parte de un decorado que sirve para crear diversos alzados, plataformas, etc. en el escenario.

Máquinas móviles de teatro con altura regulable. Altura máxima de instalación de la máquina.

8. Agro. Dispositivo en el que se coloca un animal (para herrar, tratar, etc.).

Herrar un caballo en una máquina. El ordeño mecánico de vacas se realiza en máquinas.

9. Agro. Una habitación vallada separada para un animal en un establo, granero, etc.; parar.

Corral para terneros. Corral para un cerdo con lechones.

Bajo gestión La máquina suele entenderse como un conjunto de influencias sobre sus mecanismos, asegurando que estos mecanismos lleven a cabo el ciclo de procesamiento tecnológico, y por sistema de control- un dispositivo o un conjunto de dispositivos que implementa estos efectos.

Manual El control se basa en el hecho de que la decisión de utilizar ciertos elementos del ciclo de trabajo la toma una persona: el operador de la máquina. El operador, en base a las decisiones tomadas, enciende los mecanismos apropiados de la máquina y establece los parámetros de su funcionamiento.

Las operaciones de control manual se realizan tanto en máquinas universales y especializadas no automáticas para diversos fines como en máquinas automáticas. En las máquinas automáticas, el control manual se utiliza para implementar modos de ajuste y elementos especiales del ciclo de trabajo.

En las máquinas automáticas, el control manual suele combinarse con una visualización digital de información procedente de los sensores de posición de los actuadores.

Control automático radica en el hecho de que las decisiones sobre el uso de los elementos del ciclo de trabajo las toma el sistema de control sin la participación del operador. También emite comandos para encender y apagar los mecanismos de la máquina y controla su funcionamiento.

Ciclo de procesamiento Se denomina conjunto de movimientos de los cuerpos de trabajo que se repiten durante el procesamiento de cada pieza de trabajo. El conjunto de movimientos de las piezas de trabajo en el ciclo de funcionamiento de la máquina se realiza en una secuencia determinada, es decir, según el programa.

programa de control – se trata de un conjunto de comandos correspondientes a un algoritmo determinado para el funcionamiento de una máquina para procesar una pieza de trabajo específica.

Algoritmo nombrar un método para lograr una meta (resolver un problema) con una descripción inequívoca del procedimiento para su implementación.

Por finalidad funcional, el control automático se puede dividir de la siguiente manera:

control de ciclos de mecanizado constantes y repetitivos (por ejemplo, control de máquinas herramienta que realizan operaciones de fresado, taladrado, taladrado y roscado mediante la ejecución de ciclos de movimiento de cabezales motores multihusillo);

control de ciclos automáticos variables, que se especifican en forma de modelos de material analógicos individuales para cada ciclo (copiadoras, juegos de levas, sistemas de parada, etc.) Un ejemplo de control cíclico de máquinas herramienta (CPU) son los sistemas de control para tornos fotocopiadores. y fresadoras, tornos automáticos multihusillo, etc.;

CNC, en el que el programa se especifica en forma de una matriz de información grabada en uno u otro medio. La información de control de las máquinas CNC es discreta y su procesamiento durante el proceso de control se realiza mediante métodos digitales.

Control de programa cíclico (CPU)

El sistema de control de programa cíclico (CPU) le permitirá programar parcial o completamente el ciclo de funcionamiento de la máquina, el modo de procesamiento y el cambio de herramienta, así como establecer (mediante el ajuste preliminar de las paradas) la cantidad de movimiento de los órganos ejecutivos de la máquina. Es un sistema de control analógico de circuito cerrado (Figura 1) y tiene una flexibilidad bastante alta, es decir, permite cambiar fácilmente la secuencia de encendido de los equipos (eléctricos, hidráulicos, neumáticos, etc.) que controlan los elementos del ciclo. .

Foto 1– Dispositivo de control de programa cíclico

El programador de ciclos contiene el bloque 1 para especificar el programa y el bloque 2 para su entrada paso a paso (un paso del programa es la parte del programa que se ingresa simultáneamente en el sistema de control). Desde el bloque 1, la información ingresa al circuito de automatización, que consta del bloque 3 para controlar el ciclo de funcionamiento de la máquina y el bloque 4 para convertir las señales de control. El circuito de automatización (que, por regla general, se realiza mediante relés electromagnéticos) coordina el funcionamiento del programador de ciclos con los actuadores de la máquina y el sensor de retroalimentación; fortalece y multiplica los equipos; puede realizar una serie de funciones lógicas (por ejemplo, proporcionar ejecución de bucles estándar). Desde el bloque 3, la señal ingresa al actuador, que asegura el procesamiento de los comandos especificados por el programa e incluye los actuadores 5 (accionamientos de los actuadores de la máquina, electroimanes, acoplamientos, etc.). Estos últimos están elaborando la etapa del programa. El sensor 7 monitorea el final del procesamiento y, a través del bloque 4, da una orden al bloque 2 para activar la siguiente etapa del programa. El sensor 7 monitorea el final del procesamiento y, a través del bloque 4, da una orden al bloque 2 para activar la siguiente etapa del programa. Para controlar el final de un paso del programa, a menudo se utilizan interruptores de pista o relés de tiempo.

En los dispositivos de control cíclico, en forma numérica, el programa contiene información solo sobre los modos de procesamiento del ciclo, y la cantidad de movimiento de los cuerpos de trabajo se establece ajustando las paradas.

Las ventajas del sistema CPU son la simplicidad de diseño y mantenimiento, así como el bajo costo; La desventaja es la laboriosidad del ajuste dimensional de topes y levas.

Es recomendable utilizar máquinas CNC en condiciones de producción en serie, a gran escala y en masa de piezas de formas geométricas simples. Los sistemas CPU están equipados con torretas giratorias, tornos-fresadoras, taladradoras verticales, máquinas agregadoras, robots industriales (IR), etc.

El sistema CPU (Figura 2) incluye un programador de ciclos, un circuito de automatización, un actuador y un dispositivo de retroalimentación. El propio dispositivo CPU consta de un programador de ciclos y un circuito de automatización.

Figura 2 -

Sobre la base de los logros de la cibernética, la electrónica, la tecnología informática y la ingeniería de instrumentos, se desarrollaron sistemas de control de programas fundamentalmente nuevos: los sistemas CNC, ampliamente utilizados en la construcción de máquinas herramienta. En estos sistemas, la magnitud de cada golpe del cuerpo ejecutivo de la máquina se especifica mediante un número. Cada unidad de información corresponde a un movimiento discreto del órgano ejecutivo en una determinada cantidad, denominada resolución del sistema CNC o valor del impulso. Dentro de ciertos límites, el actuador se puede mover en cualquier múltiplo de la resolución. El número de pulsos que se deben aplicar a la entrada del variador para realizar el movimiento requerido L está determinado por la fórmula N = L/q, Dónde q– precio de impulso. El número N, escrito en un determinado sistema de codificación en un medio de almacenamiento (cinta de papel perforada, cinta magnética, etc.), es un programa que determina la cantidad de información dimensional.

Una máquina CNC significa controlar (según un programa especificado en un código alfanumérico) el movimiento de los órganos ejecutivos de la máquina, la velocidad de su movimiento, la secuencia del ciclo de procesamiento, el modo de corte y diversas funciones auxiliares.

sistema CNC – se trata de un conjunto de dispositivos, métodos y medios especializados necesarios para la implementación de una máquina CNC. El dispositivo CNC (CNC) es una parte del sistema CNC diseñado para emitir acciones de control por parte del órgano ejecutivo de la máquina de acuerdo con el programa de control (CP).

El diagrama de bloques del sistema CNC se muestra en la Figura 3.

Dibujo de pieza (BH), para ser procesado en una máquina CNC, ingresa simultáneamente al sistema de preparación de programas (PSP) y sistema de formación tecnológica (STP). STP proporciona SPP datos sobre el proceso tecnológico que se está desarrollando, modo de corte, etc. A partir de estos datos se desarrolla un programa de control. (ARRIBA). Los instaladores instalan dispositivos y herramientas de corte en la máquina de acuerdo con la documentación desarrollada en STP. La instalación de la pieza de trabajo y la retirada de la pieza terminada la realiza un operador o un cargador automático. Lector (UE) lee información del software. La información llega a CNC, emite comandos de control para apuntar a mecanismos (CM) Máquinas herramienta que realizan los movimientos de procesamiento principales y auxiliares. Sensores de retroalimentación (DOS) basándose en información (posiciones reales y velocidad de movimiento de las unidades ejecutivas, tamaño real de la superficie que se está procesando, parámetros térmicos y energéticos del sistema tecnológico, etc.) controlan la cantidad de movimiento CM. La máquina contiene varios CM, cada uno de los cuales incluye: un motor (E), que es una fuente de energía; transmisión PAG, sirviendo para convertir energía y transferirla del motor al órgano ejecutivo ( Y SOBRE); de hecho Y SOBRE(mesa, carro, soporte, husillo, etc.) que realiza los movimientos coordinados del ciclo.

figura 3– Diagrama de bloques del sistema CNC.

Los sistemas CNC universales ofrecen al usuario y al operador grandes posibilidades. Se pueden adaptar mediante programación a una amplia clase de objetos, incluidas diferentes máquinas herramienta; Al mismo tiempo, proporcionan todo tipo de interpolación: lineal, circular, parabólica, etc., así como la preparación y depuración del programa de control directamente en la máquina en modo interactivo. El programa de control se puede almacenar en la memoria y leerlo durante el procesamiento, lo que en algunos casos permite evitar la necesidad de ingresar primero el programa leyéndolo desde el soporte del programa. Los sistemas CNC tienen amplias capacidades de edición de programas y permiten la corrección automática (desde la memoria) sin el uso de correctores de control remoto. Cabe señalar que existen programas de diagnóstico especiales para verificar el funcionamiento de componentes con el fin de identificar fuentes de mal funcionamiento, así como la capacidad de almacenar en memoria información sobre errores sistemáticos en las cadenas cinemáticas y eliminar o compensar estos errores al reproducir un perfil dado; la posibilidad de introducir restricciones en el área de procesamiento en el sistema para evitar defectos o averías de la máquina; regresar a cualquier punto donde se interrumpió el proceso de procesamiento. Los sistemas CNC universales funcionan en coordenadas lineales y polares, proporcionando transformación de ejes de coordenadas, por ejemplo, cuando se utilizan programas compilados para fresadoras verticales en fresadoras horizontales.

El modo de funcionamiento principal del dispositivo CNC es el modo automático. En el proceso de procesamiento automático del programa de control, se resuelve una amplia gama de tareas de distintos niveles de complejidad: sondear los botones de la consola del operador; distribución y salida de datos para su visualización en la consola del operador; cálculo de la posición actual por coordenadas y salida de información a la consola del operador; cálculo de ciclos de procesamiento; cálculo del desplazamiento del equidistante; introducción de corrección; compensación de errores; sondeo de sensores de automatización eléctrica; señales de preparación para el sondeo de dispositivos de entrada y salida; interpolación; cálculo de velocidad; cálculo de modos de aceleración y desaceleración; sensores de retroalimentación de sondeo; emitir acciones de control sobre equipos de proceso; análisis del tiempo actual; control del tiempo de ejecución del programa de control; análisis de la ejecución del programa contenido en este marco; preparar la información inicial para procesar el siguiente fotograma.

El sistema CNC se puede modificar según el tipo de soporte de programa, el método de codificación de información en el NC y el método de transmisión al sistema CNC.

Control numérico (CNC)– este es un control en el que el programa se especifica en forma de una serie de información registrada en algún medio. La información de control de los sistemas CNC es discreta y su procesamiento durante el proceso de control se realiza mediante métodos digitales. La gestión del ciclo de procesos se lleva a cabo casi universalmente utilizando lógica programable controladores, implementado sobre la base de los principios de los dispositivos informáticos electrónicos digitales.

Controladores programables

Controlador programable (PC ) – se trata de un dispositivo para controlar la automatización eléctrica de una máquina mediante determinados algoritmos implementados por un programa almacenado en la memoria del dispositivo. Un controlador programable (dispositivo de comando) puede usarse de forma independiente en un sistema de CPU o ser parte de un sistema de control general (por ejemplo, un sistema de control de módulo de fabricación flexible). (GPM)), y también usarse para controlar equipos de líneas automáticas, etc. El diagrama de bloques se muestra en la Figura 4.

Figura 4- Diagrama de bloques de un controlador programable:

1 – procesador; 2 – temporizador y contadores; 3 – memoria reprogramable; 4 – memoria de acceso aleatorio (RAM); 5 – bus de comunicación de bloque común; 6 – unidad de comunicación con un dispositivo CNC o computadora; 7 – bloque de conexión del mando a distancia para programación; 8 – módulos de entrada; 9 – interruptor de entrada-salida; 10 – módulos de salida; 11 – consola de programación con teclado y display.

La mayoría de los controladores programables tienen un diseño modular que incluye una fuente de alimentación, una unidad de procesamiento y memoria programable, así como varios módulos de entrada/salida. Los módulos de entrada (módulos de entrada) generan señales provenientes de varios dispositivos periféricos (finales de carrera, dispositivos eléctricos, relés térmicos, etc.). Las señales que llegan a la entrada tienen, por regla general, dos niveles "O" y "1". Los módulos de salida (módulos de salida) suministran señales a los actuadores controlados de la automatización eléctrica de la máquina (contactores, arrancadores, electroimanes, lámparas de señalización, acoplamientos electromagnéticos, etc.). Cuando la señal de salida es “1”, el dispositivo correspondiente recibe un comando para encender, y cuando la señal de salida es “O”, recibe un comando para apagar.

Un procesador con memoria resuelve problemas lógicos de control de módulos de salida basándose en la información suministrada a los módulos de entrada y los algoritmos de control ingresados ​​en la memoria. Los temporizadores están configurados para proporcionar retrasos de acuerdo con los ciclos operativos. ORDENADOR PERSONAL. Los contadores también resuelven los problemas de implementación del ciclo de trabajo. ORDENADOR PERSONAL.

La introducción de un programa en la memoria del procesador y su depuración se realiza mediante un control remoto portátil especial, conectado temporalmente a ORDENADOR PERSONAL. Este control remoto, que es un dispositivo de grabación de programas, puede servir para varios ORDENADOR PERSONAL. Durante el proceso de grabación de un programa, la pantalla del control remoto muestra el estado actual del objeto controlado en símbolos o símbolos de relé. También se puede ingresar al programa a través de una unidad de comunicación con un dispositivo CNC o computadora.

Todo el programa almacenado en la memoria se puede dividir en dos partes: la principal, que es un algoritmo de control de objetos, y la de servicio, que asegura el intercambio de información entre ordenador personal y el objeto gestionado. El intercambio de información entre la PC y el objeto controlado consiste en sondear entradas (recibir información del objeto controlado) y conmutar salidas (emitir una acción de control al objeto controlado). De acuerdo con esto, la parte de servicio del programa consta de dos etapas: entradas de sondeo y salidas de conmutación.

Uso de controladores programables diferentes tipos de memoria , en el que se almacena el programa de automatización eléctrica de la máquina: memoria eléctrica no volátil reprogramable; RAM de acceso libre; Borrable por rayos UV y reprogramable eléctricamente.

El control programable cuenta con un sistema de diagnóstico: entradas/salidas, errores en el funcionamiento del procesador, memoria, batería, comunicación y otros elementos. Para simplificar la resolución de problemas, los módulos inteligentes modernos tienen autodiagnóstico.

Controlador lógico programable (PLC) es un sistema de microprocesador diseñado para implementar algoritmos de control lógico. El controlador está diseñado para reemplazar circuitos de contacto de relé ensamblados en componentes discretos: relés, contadores, temporizadores y elementos lógicos rígidos.

Moderno SOCIEDAD ANÓNIMA puede procesar señales discretas y analógicas, válvulas de control, motores paso a paso, servos, convertidores de frecuencia y realizar regulaciones.

Las características de alto rendimiento hacen aconsejable el uso SOCIEDAD ANÓNIMA allí donde se requiere un procesamiento lógico de señales de sensores. Solicitud SOCIEDAD ANÓNIMA asegura una alta confiabilidad del funcionamiento del equipo; fácil mantenimiento de los dispositivos de control; instalación y puesta en servicio acelerada de equipos; Actualización rápida de algoritmos de control (incluso en equipos en funcionamiento).

Además de los beneficios directos del uso SOCIEDAD ANÓNIMA, condicionados por el bajo precio y la alta confiabilidad, también los hay indirectos: es posible implementar funciones adicionales sin complicar ni aumentar el costo del producto terminado, lo que ayudará a aprovechar más plenamente las capacidades del equipo. Un gran surtido SOCIEDAD ANÓNIMA permite encontrar soluciones óptimas tanto para tareas simples como para la automatización de producción compleja.

Portadores de software

El programa de funcionamiento de los órganos ejecutivos de la máquina se especifica mediante un soporte de programa.

Portador de software es un soporte de datos en el que se registra el programa de control.

El software puede contener tanto geométrico, y entonces información tecnológica. Información tecnológica proporciona un cierto ciclo de funcionamiento de la máquina, contiene datos sobre la secuencia de puesta en funcionamiento de varias herramientas, cambio del modo de corte y activación del fluido de corte, etc., y geométrico – caracteriza la forma, las dimensiones de los elementos de la pieza y la herramienta que se procesan y su posición relativa en el espacio.

Mayoría portadores de software comunes son:

tarjeta - de cartón, con forma de rectángulo, uno de cuyos extremos está cortado para orientarse al insertar la tarjeta en el lector. El programa se escribe perforando agujeros en lugar de los números correspondientes.

cintas perforadas de ocho pistas (Figura 5) 25,4 mm de ancho. La pista de transporte 1 sirve para mover la cinta (mediante un tambor) en el dispositivo de lectura. Los agujeros de trabajo 2, que contienen información, se perforan utilizando un dispositivo especial llamado perforador. La información se aplica a la cinta perforada en marcos, cada uno de los cuales es parte integral del CP. En un cuadro, solo puede grabar un conjunto de comandos en los que no se da más de un comando a cada órgano ejecutivo de la máquina (por ejemplo, en un cuadro no puede especificar el movimiento del EM tanto hacia la derecha como hacia la derecha). izquierda);

Figura 5- Cinta perforada de ocho pistas

1 – pistas de código; 2 – borde de la base; 3 – número de pista del código; 4 – número de serie del bit en la combinación de códigos

cinta magnética – una composición de dos capas que consta de una base de plástico y una capa de trabajo de material en polvo ferromagnético. La información en la cinta magnética se registra en forma de golpes magnéticos aplicados a lo largo de la cinta y ubicados en el marco del UE con un cierto paso correspondiente a la velocidad dada del EUT. Al leer el CP, las carreras magnéticas se convierten en pulsos de control. Cada golpe corresponde a un pulso. Cada pulso corresponde a un cierto movimiento (discreto) del EUT; la duración de este movimiento está determinada por el número de impulsos contenidos en el marco de la cinta magnética. Tal grabación de comandos para mover el EUT llamado decodificado .

La decodificación se realiza mediante un interpolador. , que convierte la información geométrica codificada sobre el contorno de la pieza de trabajo ingresada en ella (en cinta perforada o desde una computadora) en una secuencia de pulsos de control correspondientes a los movimientos elementales del EUT. El programa decodificado se graba en cinta magnética mediante un dispositivo especial, que incluye: un dispositivo de interpolación con una salida destinada a la grabación; Mecanismo de cinta con cabezales magnéticos para borrar, grabar y reproducir.

La información en forma decodificada se registra, por regla general, en cinta magnética y en forma codificada, en cinta perforada o en una tarjeta perforada. Las cintas magnéticas se utilizan en tornos con motores paso a paso, que requieren una vista decodificada del programa.

La interpolación es el desarrollo de un programa para mover un cuerpo de trabajo (herramienta) a lo largo del contorno de la superficie de la pieza de trabajo, secuencialmente en secciones separadas (marcos).

Interpolador es un bloque de CNC encargado de calcular las coordenadas de puntos intermedios de la trayectoria que debe pasar la herramienta entre los puntos especificados en el NC. El interpolador tiene como dato inicial un comando NC para mover la herramienta desde el punto inicial hasta el final a lo largo de un contorno en forma de segmento de recta, arco circular, etc.

Para garantizar una precisión de reproducción de la trayectoria del orden de 1 micrón (la precisión de los sensores de posición y la precisión de posicionamiento del calibrador son del orden de 1 micrón), el interpolador emite pulsos de control cada 5...10 ms, lo que requiere un alto rendimiento de él.

Para simplificar el algoritmo del interpolador, un contorno curvilíneo dado generalmente se forma a partir de segmentos de líneas rectas o de arcos circulares y, a menudo, los pasos de movimiento a lo largo de diferentes ejes de coordenadas no se realizan simultáneamente, sino alternativamente. Sin embargo, debido a la alta frecuencia de las entradas de control y la inercia de las unidades de accionamiento mecánico, la trayectoria rota se suaviza hasta obtener un contorno curvo suave.

Interpolador, parte del sistema CNC, realiza las siguientes funciones:

basándose en los parámetros numéricos de la sección del contorno procesado (coordenadas de los puntos inicial y final de la línea recta, el valor del radio del arco, etc.) especificados por el programa de software, calcula (con cierta discreción) el coordenadas de los puntos intermedios de este tramo del contorno;

genera impulsos eléctricos de control, cuya secuencia corresponde al movimiento (a la velocidad requerida) del cuerpo ejecutivo de la máquina a lo largo de una trayectoria que pasa por estos puntos.

en sistemas Las máquinas CNC se utilizan principalmente para lineales y lineales-circulares. interpoladores; los primeros aseguran el movimiento de la herramienta entre puntos de referencia adyacentes a lo largo de líneas rectas ubicadas en cualquier ángulo, y los segundos, tanto a lo largo de líneas rectas como a lo largo de arcos circulares.

Interpolación linear– las áreas entre coordenadas discretas se representan mediante una línea recta ubicada en el espacio de acuerdo con la trayectoria de la herramienta de corte.

Interpolación circular– prevé la representación de una sección del contorno de procesamiento en forma de arco del radio correspondiente. Las capacidades de los dispositivos CNC permiten proporcionar interpolación al describir una sección de un contorno con una ecuación algebraica compleja.

Interpolación helicoidal– una línea helicoidal consta de dos tipos de movimientos: circular en un plano y lineal perpendicular a este plano. En este caso se puede programar el avance por movimiento circular o el avance lineal de las tres coordenadas (ejes) utilizadas de la máquina.

La característica técnica más importante del sistema CNC. es de ella resolución o discreción .

Discreción– es el mínimo movimiento posible (lineal o angular) del cuerpo ejecutivo de la máquina, correspondiente a un impulso de control.

La mayoría de los sistemas CNC modernos tienen una resolución de 0,01 mm/pulso. Están dominando la producción de sistemas con una discreción de 0,001 mm/pulso.

Los sistemas CNC prácticamente están reemplazando a otros tipos de sistemas de control.

Clasificación de sistemas CNC.

Según las capacidades tecnológicas y la naturaleza del movimiento de los cuerpos de trabajo. Los sistemas CNC se dividen en tres grupos:

Sistemas de posición Proporcionar un movimiento lineal del cuerpo ejecutivo de la máquina a lo largo de una o dos coordenadas. El IO se mueve de una posición a otra a la velocidad máxima y su aproximación a una posición determinada se realiza a la velocidad mínima ("lenta"). Las máquinas perforadoras y mandrinadoras están equipadas con este tipo de sistemas CNC.

Sistemas de contorno están diseñados para realizar movimientos de trabajo a lo largo de una trayectoria específica a una velocidad determinada de acuerdo con el programa de procesamiento. Los sistemas CNC que proporcionan formas rectangulares, rectilíneas y curvas se clasifican como sistemas de contorno (continuos), ya que permiten procesar la pieza a lo largo de un contorno. En los sistemas CNC con forma rectangular, la herramienta de la máquina se mueve alternativamente a lo largo de los ejes de coordenadas, por lo que la trayectoria de la herramienta tiene una forma escalonada y cada elemento de esta trayectoria es paralelo a los ejes de coordenadas. Número de coordenadas controladas en tales sistemas llega a 5 , A número de coordenadas controladas simultáneamente 4 . En los sistemas CNC con conformado rectilíneo, el movimiento de la herramienta durante el corte se distingue a lo largo de dos ejes de coordenadas (X e Y). Estos sistemas utilizan un interpolador de dos coordenadas que emite pulsos de control a dos unidades de alimentación a la vez. General número de coordenadas controladas 2–5. Los sistemas CNC con conformado curvo le permiten controlar el procesamiento de piezas planas y volumétricas que contienen áreas con contornos curvos complejos. Los sistemas de contorno CNC tienen un motor paso a paso. Los tornos, fresadoras y mandrinadoras están equipados con estos sistemas.

Sistemas combinados (universales) Tienen características tanto de sistemas posicionales como de contornos y son más típicos de máquinas polivalentes (taladrado-fresado-mandrinado).

En máquinas con sistemas CNC, el control se realiza desde un medio de programa en el que se ingresa información geométrica y tecnológica en forma numérica.

Un grupo separado incluye máquinas con pantalla digital y coordenadas preestablecidas. Estas máquinas tienen electrónica. Dispositivo para especificar las coordenadas de los puntos deseados (coordenadas preestablecidas). y una mesa transversal equipada con sensores de posición, que da órdenes para desplazarse a la posición requerida. Donde Cada posición actual de la mesa se muestra en la pantalla (pantalla digital) . En tales máquinas, puede utilizar un preajuste de coordenadas o una pantalla digital; El programa de trabajo inicial lo establece el operador de la máquina.

En los modelos de máquinas herramienta con PU se añade la letra F con un número para indicar el grado de automatización:

F 1– máquinas con visualización digital y preajuste de coordenadas;

F 2– máquinas con sistemas CNC rectangulares y posicionales;

F 3– máquinas con sistemas CNC de contorno rectilíneo y curvo;

F 4– máquinas con sistema CNC universal para el procesamiento de contornos posicionales.

Además, a la designación del modelo de máquina CNC se pueden agregar los prefijos C1, C2, C3, C4 y C5, que indican diferentes modelos de sistemas CNC utilizados en las máquinas, así como las diferentes capacidades tecnológicas de las máquinas. Por ejemplo, una máquina modelo 16K20F3S1 está equipada con un sistema CNC Kontur 2PT-71, una máquina modelo 16K20F3S4 está equipada con un sistema CNC EM907, etc.

Para máquinas con sistemas de PU cíclicos ingresado en la designación del modelo índice C , Con sistemas operativos – índice T (por ejemplo, 16K20T1). CNC proporciona control del movimiento de las partes de trabajo de la máquina y la velocidad de su movimiento durante el conformado, así como la secuencia del ciclo de procesamiento, el modo de corte y varias funciones auxiliares.

Para caracterizar las máquinas CNC se utilizan los siguientes indicadores:

Clase de precisión :norte– precisión normal, PAG– mayor precisión, EN- alta precisión, A– precisión especialmente alta, CON– precisión ultraalta (máquinas maestras);

Operaciones tecnológicas , realizado en una máquina : torneado, taladrado, fresado, rectificado, etc.;

Parámetros básicos de la máquina. : para máquinas de mandril– el diámetro mayor del producto instalado por encima del marco; para centradoras y máquinas de mandril– el diámetro mayor de la pieza por encima del soporte; para máquinas de torneado de barras máquinas herramienta: el diámetro más grande de la varilla procesada; para fresar y mandrinar máquinas herramienta: dimensiones totales (largo, ancho) de la superficie de trabajo de la mesa, diámetro de la superficie de trabajo de la mesa giratoria redonda; para taladrar máquinas herramienta: el diámetro de perforación más grande, el diámetro del husillo retráctil, etc.;

La cantidad de movimiento de las partes de trabajo de la máquina. – un soporte según dos coordenadas, una mesa según dos coordenadas, un cabezal según coordenadas lineales y angulares, etc.;

Valor de discreción (valor de división) la tarea mínima de moverse según el programa (paso);

Precisión y repetibilidad del posicionamiento según coordenadas controladas. ;

Accionamiento principal – tipo, valores de potencia nominal y máxima, límites de velocidad del husillo (escalonado o continuo), número de velocidades de funcionamiento, número de velocidades conmutadas automáticamente;

Accionamiento de alimentación de la máquina – coordenadas, tipo, momentos nominales y máximos, límites de velocidad de los avances de trabajo y número de velocidades de los avances de trabajo, velocidad de movimiento rápido;

Número de herramientas – en el portaherramientas, torreta, almacén de herramientas;

Tipo de cambio de herramienta – automático, manual;

Dimensiones totales de la máquina y su peso. .

Según el método de preparación e ingreso al programa de control. distinguir:

sistemas operativos cnc(en este caso, el programa de control se prepara y edita directamente en la máquina, durante el procesamiento de la primera pieza del lote o simulando su procesamiento);

sistemas adaptativos, para el cual se prepara el programa de control, independientemente de dónde se procese la pieza. Además, la preparación independiente del programa de control se puede realizar utilizando tecnología informática incluida en el sistema CNC de una máquina determinada o fuera de él (manualmente o mediante un sistema de programación de automatización).

Por nivel de capacidades técnicas. En la práctica internacional, se aceptan las siguientes designaciones para sistemas de control de programas numéricos:

CAROLINA DEL NORTE(Control Numérico por Computadora) - CNC;

HNC(Control numérico manual): un tipo de dispositivo CNC en el que el operador configura un programa de procesamiento desde el control remoto mediante teclas, interruptores, etc.;

SNC(Control numérico especial): un dispositivo CNC que tiene memoria para almacenar todo el programa de control (el programa se almacena en la memoria interna);

CNC– el dispositivo CNC permite controlar una máquina CNC; el dispositivo corresponde a la estructura del miniordenador o procesador de control; amplía la funcionalidad de gestión de programas, es posible almacenar el programa del programa y editarlo en el lugar de trabajo, comunicación interactiva con el operador, amplias posibilidades de corrección, la capacidad de cambiar el programa durante su funcionamiento, etc.;

DNC(Control numérico directo): sistemas de nivel superior que proporcionan: control de un grupo de máquinas a la vez desde una computadora común; almacenar una cantidad muy significativa de programas en la memoria; interacción con sistemas GPS auxiliares (transporte, almacenamiento); elegir la hora de inicio para procesar una pieza en particular; contabilización del tiempo de funcionamiento y el tiempo de inactividad del equipo, etc.

Por número de flujos de información Los sistemas CNC se dividen en cerrados, abiertos y adaptativos.

Sistemas de bucle abierto se caracterizan por la presencia de un flujo de información proveniente del dispositivo de lectura al cuerpo ejecutivo de la máquina. Los mecanismos de tales sistemas utilizan motores paso a paso. Es un dispositivo maestro cuyas señales se amplifican de varias maneras, por ejemplo, utilizando un amplificador de par hidráulico, cuyo eje está conectado al tornillo principal del accionamiento de alimentación. En un sistema de bucle abierto no hay sensor de retroalimentación y por lo tanto no hay información sobre la posición real de los actuadores de la máquina.

Sistemas cerrados Los CNC se caracterizan por dos flujos de información: desde el dispositivo de lectura y desde el sensor de retroalimentación a lo largo del camino. En estos sistemas, la discrepancia entre los valores de desplazamiento especificados y reales de los órganos ejecutivos se elimina debido a la presencia de retroalimentación.

Sistemas adaptativos Los CNC se caracterizan por tres flujos de información: 1) desde el dispositivo lector; 2) de un sensor de retroalimentación en el camino; 3) de sensores instalados en la máquina y que monitorean el proceso de procesamiento de acuerdo con parámetros tales como desgaste de la herramienta de corte, cambios en las fuerzas de corte y fricción, fluctuaciones en el margen y la dureza del material de la pieza de trabajo, etc. Dichos programas le permiten ajustar el programa de procesamiento teniendo en cuenta las condiciones reales de corte.

El uso de un tipo específico de equipo CNC depende de la complejidad de la pieza que se fabrica y de la producción en serie. Cuanto menor sea el volumen de producción, mayor será la flexibilidad tecnológica que debe tener la máquina.

Cuando se fabrican piezas con perfiles espaciales complejos en una producción única a pequeña escala, el uso de máquinas CNC es casi la única solución técnicamente justificada. Este equipo también es recomendable utilizarlo en los casos en que no sea posible producir equipos rápidamente. En la producción en masa también es recomendable utilizar máquinas CNC. Recientemente, las máquinas CNC autónomas o los sistemas de dichas máquinas se han utilizado ampliamente en condiciones de producción reconfigurada a gran escala.

La característica fundamental de una máquina CNC es que funciona según un programa de control (CP), en el que se registra el ciclo de funcionamiento del equipo para procesar una pieza específica y los modos tecnológicos. Al cambiar una pieza procesada en una máquina, basta con cambiar el programa, lo que reduce la intensidad de mano de obra del cambio en un 80...90 % en comparación con la intensidad de mano de obra de esta operación en máquinas controladas manualmente.

Básico Ventajas de las máquinas CNC:

la productividad de la máquina aumenta entre 1,5...2,5 veces en comparación con la productividad de máquinas similares operadas manualmente;

combina la flexibilidad de un equipo universal con la precisión y productividad de una máquina automática;

se reduce la necesidad de trabajadores calificados (operadores de máquinas) y la preparación para la producción se transfiere al campo de los trabajos de ingeniería;

piezas fabricadas con el mismo programa. Son intercambiables, lo que reduce el tiempo de trabajo de montaje durante el proceso de montaje;

se reduce el tiempo de preparación y transición a la producción de piezas nuevas, gracias a la preparación preliminar de programas, equipos tecnológicos más simples y universales;

Se reduce el tiempo del ciclo de fabricación de piezas y se reduce el stock de producción sin terminar.

Preguntas de control:

¿Qué es el control por software de máquinas herramienta? ¿Qué tipos de máquinas de PU conoces?

¿Qué significan las máquinas con CPU?

¿Qué es una máquina herramienta CNC? ¿Qué sistemas CNC conoces?

¿Cuál es la característica fundamental de las máquinas CNC?

¿Enumere las principales ventajas de utilizar máquinas CNC?

Ejes de coordenadas y estructuras de movimiento de máquinas CNC.

Para todas las máquinas CNC, se utiliza un sistema de notación de coordenadas único, recomendado por la norma ISO - R841: 1974. Las coordenadas indican la posición del eje de rotación del husillo de la máquina o pieza de trabajo, así como los movimientos de avance lineales o circulares de la herramienta o pieza de trabajo. En este caso, la designación de los ejes de coordenadas y la dirección de movimiento en las máquinas herramienta se establecen de modo que la programación de las operaciones de procesamiento no dependa de si la herramienta o pieza se mueve o no. La base es el movimiento de la herramienta con respecto al sistema de coordenadas de la pieza estacionaria.

El sistema de coordenadas estándar es un sistema rectangular diestro asociado a la pieza de trabajo, cuyos ejes son paralelos a las guías lineales de la máquina.

Todos los movimientos lineales se consideran en el sistema de coordenadas. X , Y , z . Movimiento circular en relación con cada uno de los ejes de coordenadas. denotado por letras mayúsculas del alfabeto latino : A B C (Figura 6) En todas las máquinas, el eje Z coincide con el eje del husillo de movimiento principal, es decir, el husillo que hace girar la herramienta (en máquinas del grupo taladrado-fresado-mandrinador), o el husillo que hace girar la pieza. (en máquinas del grupo de torneado). Si hay varios husillos, se elige como principal el husillo perpendicular a la superficie de trabajo de la mesa sobre la que está montada la pieza de trabajo.

Figura 6- Sistema de coordenadas estándar en máquinas CNC.

Movimiento del eje z en una dirección positiva debe corresponder a la dirección Retirar la herramienta de la pieza de trabajo. . En las taladradoras y mandrinadoras, el mecanizado se produce cuando la herramienta se mueve en dirección negativa a lo largo del eje Z.

Eje X preferiblemente debe colocarse horizontalmente y paralelo a la superficie de montaje de la pieza de trabajo. En máquinas con pieza de trabajo giratoria (torno), el movimiento a lo largo del eje X se dirige a lo largo del radio de la pieza de trabajo y paralelo a las guías transversales. Movimiento positivo del eje X ocurre cuando el instrumento , instalado en el portaherramientas principal del carro transversal, se aleja del eje de rotación espacios en blanco.

En máquinas con herramientas rotativas (fresado, taladrado) con eje Z horizontal movimiento positivo del eje X dirigido hacia la derecha cuando se mira desde el husillo de la herramienta principal hacia la pieza de trabajo. Con el eje Z vertical, el movimiento positivo a lo largo del eje X es hacia la derecha para máquinas de una sola columna y para máquinas de dos columnas, desde el husillo de la herramienta principal hasta la columna izquierda.

Dirección del eje positivo Y debe elegirse de modo que el eje Y, junto con los ejes Z y X, formen un sistema de coordenadas rectangular diestro. Para hacer esto, utilizo la regla de la mano derecha: pulgar - eje X, dedo índice - eje Y, dedo medio - eje Z ( dibujo).

Si, además de los movimientos lineales principales (primarios) a lo largo de los ejes X, Y y Z, hay movimientos secundarios paralelos a ellos, se denominan respectivamente U, V, W. Si hay movimientos terciarios, se denominan P, Q y R.

Los movimientos primarios, secundarios y terciarios de las piezas de trabajo de la máquina se determinan en función de la distancia de estos cuerpos al husillo principal.

Los movimientos de rotación secundarios, paralelos o no paralelos a los ejes A, B y C, se denominan D o E.

Métodos y origen de coordenadas.

Al configurar una máquina CNC, cada elemento ejecutivo se instala en una posición inicial determinada, desde la cual se mueve al procesar la pieza de trabajo a distancias estrictamente definidas. Esto permite que la herramienta pase a través de los puntos de referencia de ruta especificados. Las magnitudes y direcciones de movimiento del órgano ejecutivo de una posición a otra están especificadas en el NC y se pueden realizar en la máquina de diferentes formas dependiendo del diseño de la máquina y del sistema CNC. Las máquinas CNC modernas utilizan dos métodos para contar movimientos: absoluto y relativo (en incrementos).

Método de referencia de coordenadas absolutas – la posición del origen de las coordenadas es fija (inmóvil) durante todo el programa de mecanizado de la pieza. Al compilar un programa, se registran los valores absolutos de las coordenadas de los puntos ubicados sucesivamente especificados desde el origen de las coordenadas. Al procesar un programa, las coordenadas se cuentan desde este origen cada vez, lo que elimina la acumulación de errores de movimiento durante el procesamiento del programa.

Método de referencia de coordenadas relativas – cada vez que se toma como posición cero la posición del órgano ejecutivo, que ocupa antes de pasar al siguiente punto de referencia. En este caso, los incrementos de coordenadas se escriben en el programa para mover secuencialmente la herramienta de un punto a otro. Este método de referencia se utiliza en sistemas de contorno CNC. La precisión de posicionamiento del actuador en un punto de referencia determinado está determinada por la precisión del procesamiento de las coordenadas de todos los puntos de referencia anteriores, comenzando desde el inicial, lo que conduce a la acumulación de errores de movimiento durante el procesamiento del programa.

Para facilitar la programación y configuración de las máquinas CNC, en algunos casos el origen de las coordenadas se puede seleccionar en cualquier lugar dentro de los trazos de los órganos ejecutivos. Este origen de coordenadas se llama " cero flotante" y se utiliza principalmente en perforadoras y mandrinadoras equipadas con sistemas de posicionamiento CNC.

Desarrollo de programas de control.

Al desarrollar un programa de control es necesario:

diseñar tecnología de procesamiento de rutas en forma de una secuencia de operaciones con una selección de herramientas y dispositivos auxiliares y de corte;

desarrollar tecnología operativa con cálculo de modos de corte y determinación de trayectorias de movimiento de herramientas de corte;

determinar las coordenadas de los puntos de referencia para las trayectorias de movimiento de las herramientas de corte;

elaborar un mapa de cálculo y tecnológico y un mapa de instalación de la máquina;

codificar información;

poner información en el soporte del programa y enviarla a la memoria del dispositivo CNC de la máquina o escribirla manualmente en el control remoto del dispositivo CNC;

comprobar y, si es necesario, corregir el programa.

Para la programación se necesita un dibujo de la pieza, un manual de funcionamiento de la máquina, instrucciones de programación, un catálogo de herramientas de corte y estándares para las condiciones de corte.

Según GOST 20999-83, los elementos del programa se registran en un orden determinado en forma de secuencia de cuadros y utilizando los símbolos apropiados (ver Tabla 1).

Tabla 1 Significados de los caracteres y signos de control

Símbolo	Significado
	Ángulo de rotación alrededor del eje X.
	Ángulo de rotación alrededor del eje Y.
	Ángulo de rotación alrededor del eje Z.
	Segunda función de la herramienta.
	Segunda función de alimentación
	Primera función (velocidad de avance)
	Función preparatoria
	Corrección de longitud de herramienta
	Parámetro de interpolación angular o paso de rosca paralelo al eje X
	Parámetro de interpolación angular o paso de rosca paralelo al eje Y
	Parámetro de interpolación angular o paso de rosca paralelo al eje Z
	Función auxiliar
	Número de cuadro
	Longitud de recorrido terciario paralela al eje X
	Longitud de recorrido terciario paralela al eje Y
	Desplazamiento rápido según el eje Z o recorrido terciario paralelo al eje Z
	Función de movimiento principal (velocidad)
	Primera función de la herramienta.
	Longitud de recorrido secundario, paralelo al eje X
	Longitud de recorrido secundario, paralelo al eje Y
	Longitud de recorrido secundario, paralelo al eje Z
	Longitud de recorrido primario, paralela al eje X
	Longitud de recorrido primario, paralela al eje Y
	Longitud de recorrido primario, paralela al eje Z
	Símbolo que indica el final de un bloque de programa de control
	Señal que indica el inicio del programa de control.
	signo matemático
	signo matemático
	Decimal

Bloque de programa (frase)- una secuencia de palabras dispuestas en un orden determinado y que contienen información sobre una operación de trabajo tecnológica (Figura 8).

Palabra de programa– una secuencia de símbolos que están en una determinada conexión como un todo único.

Figura 8– Bloque de programa

Cada bloque del programa de control debe contener:

la palabra “Número de cuadro”;

palabras o palabras informativas (no se pueden utilizar);

Símbolo de "fin de cuadro";

carácter de tabulación (se puede omitir). Cuando se utilizan estos símbolos, se colocan antes de cada palabra en el marco UE, excepto la palabra "Número de marco".

la palabra (o palabras) “Función preparatoria”;

las palabras “Movimientos dimensionales”, que se recomienda escribir en la siguiente secuencia de símbolos: X, Y, Z, U, V, W, P, Q, R, A, B, C;

las palabras “Parámetro de interpolación” o “Paso de rosca” I, J, K;

la palabra (o palabras) “Función de avance”, que se refieren únicamente a un eje específico y deben seguir inmediatamente a las palabras “Movimiento dimensional” a lo largo de ese eje; la palabra “Función de avance”, que se refiere a dos o más ejes, debe seguir a la palabra “Movimiento dimensional”;

la palabra “Función de movimiento principal”;

la palabra (o palabras) “Función de herramienta”;

la palabra (o palabras) “Función auxiliar”.

El orden y la multiplicidad de las palabras de escritura con direcciones D, E, H, U, V, W, P, Q, R, utilizadas en valores distintos a los aceptados, se indican en forma de un dispositivo CNC específico.

Dentro de un cuadro NC no se deben repetir las palabras “Movimientos dimensionales” y “Parámetro de interpolación” o “Paso de rosca”; No deben utilizarse las palabras “Función preparatoria” incluidas en el mismo grupo.

Después del símbolo “Main Frame” (:), toda la información necesaria para iniciar o reanudar el procesamiento debe registrarse en el NC. Este símbolo se utiliza para identificar el inicio de un programa en el medio de almacenamiento.

Cada palabra en el marco UE debe consistir en un símbolo de dirección (una letra mayúscula del alfabeto latino según la tabla), un signo matemático "+" o "-" (si es necesario), una secuencia de números.

Las palabras en UE se pueden escribir de dos maneras: sin usar un punto decimal (la posición del punto decimal está implícita) y con su uso (la posición explícita del punto decimal). Un punto decimal explícito se indica con el símbolo "DS". La posición del punto decimal prevista debe definirse en las especificaciones del dispositivo CNC específico.

Al escribir palabras utilizando un lugar decimal, las palabras que no tienen un lugar decimal deben ser tratadas como números enteros por el CNC. En este caso, podrán omitirse los ceros insignificantes que aparezcan antes y/o después del signo: X.03 significa un tamaño de 0,03 mm a lo largo del eje X; X1030 – tamaño 1030,0 mm a lo largo del eje X.

Actualmente, al programar, se utiliza con mayor frecuencia el método de dirección para grabar información en cinta perforada. La información de cada cuadro se divide en dos tipos: 1) letra (dirección), designa el órgano ejecutivo del sistema CNC (o máquina herramienta) al que se le da la orden; 2) el número que sigue a la dirección e indica la cantidad de movimiento del órgano ejecutivo de la máquina (con un signo "+" o "-") o una entrada de código (por ejemplo, cantidad de alimentación, etc.). La letra y el número que la sigue son una palabra. Un bloque de programa consta de una, dos o más palabras.

La grabación codificada de varios cuadros NC para el procesamiento de una pieza en un torno puede tener la siguiente forma:

No. 003 X +000000 - mover el cortador al punto cero a lo largo del eje X;

No. 004 Z +000000 - mover el cortador al punto cero a lo largo del eje Z;

No. 005 G26 - comando para trabajar en incrementos

No. 006 G10 X -006000 - G10 -interpolación lineal (rectilínea

ruta de movimiento)

N° 007 X -014000 F10080

N° 008 Z +000500 F10600

N° 009 X +009500 F70000

N° 010 X +002000 Z -001000 F10100

………………………………………………………..

…………………………………………………………….

№…………M102

Los números después de las letras determinan el número de dígitos de la parte numérica de una palabra determinada. Entre paréntesis de las direcciones X, Z, I, K se indican posibles dígitos de números que expresan información geométrica bajo diferentes modos de funcionamiento del CNC. Esta información se registra en forma de una serie de pulsos (el número de milímetros de movimiento del EO dividido por la discreción de su procesamiento).

Palabra (o palabras ) "Función preparatoria" debe expresarse mediante un símbolo de código de acuerdo con la Tabla 2.

Tabla 2 - Funciones preparatorias

Designación funciones	Valor de la función
	Posicionamiento. Moverse a gran velocidad hasta un punto determinado. El avance de corte previamente establecido no se cancela
	Interpolación linear. Desplazarse con avance programado en línea recta hasta un punto
	Interpolación circular, respectivamente, en sentido horario y antihorario.
	Retraso en el procesamiento durante un tiempo determinado, que se establece desde el panel de control o en el marco.
	Parada temporal. La duración del cierre no está limitada. La máquina se pone en funcionamiento presionando un botón.
	Interpolación parabólica. Movimiento parabólico con avance programado.
	overclocking Aumento suave de la velocidad de avance hasta su valor programado al inicio del movimiento.
	Frenado al final del cuadro. Reducción suave de la velocidad de alimentación a un valor fijo
	Planos de interpolación respectivamente XY,XZ,YZ
	Corte de rosca con paso constante, creciente y decreciente en consecuencia
	Cancelación de la compensación de herramienta especificada por una de las funciones G41-G52
	Corrección del diámetro o radio de la herramienta durante el control del contorno. La herramienta de corte está ubicada respectivamente a la izquierda y a la derecha de la pieza.
	La compensación del diámetro o radio de la herramienta es positiva y negativa, respectivamente.
	Corrección del diámetro o radio de la herramienta para conformado recto: G45+/+,G46+/-,G47-/-,G48-/+,G49 0/+,G50 0/-,G51 +/0,
	Cancelación de un desplazamiento lineal especificado por una de las funciones G54-G59
	Desplazamiento lineal a lo largo de las coordenadas X,Y,Z y en los planos XY,XZ,YZ, respectivamente
	roscando hilos
	Cancelación de un ciclo fijo especificado por una de las funciones G81-G89
	Ciclos constantes
	Tamaño absoluto. Conteo de movimientos en un sistema de coordenadas absoluto con origen en el punto cero del sistema CNC
	Tamaño en incrementos. Conteo de movimientos relativos al punto programado anterior
	Instalación de acumuladores de posición absoluta
	Velocidad de avance como función inversa del tiempo.
	Unidad de alimentación por minuto y por revolución respectivamente
	Unidad de velocidad de corte (m/min)
	Unidad de movimiento principal (rpm)

Nota: G07,G10-G16,G20,G32,G36-G39,G60-G62,G64-G79,G98,G99 son códigos de reserva.

Todos los movimientos dimensionales deben especificarse en valores absolutos o incrementos. El método de control debe seleccionarse de una de las funciones preparatorias.: G90 (tamaño absoluto) o G91 (tamaño incremental ).

La dirección de cada palabra "Movimiento dimensional" va seguida de dos dígitos, el primero de los cuales muestra el número de dígitos antes del punto decimal implícito, separando la parte entera del número de la parte fraccionaria, el segundo, el número de dígitos después. el punto decimal. Si es posible omitir los ceros que preceden al primer dígito significativo y después del último dígito significativo en las palabras "Movimientos dimensionales", la dirección de "Movimientos dimensionales" debe ir seguida de tres dígitos. Si se omiten los ceros que preceden al primer dígito significativo, entonces el primer dígito debe ser cero. Si se omiten los ceros después de un dígito significativo, el cero debe ser el último dígito.

Todos los movimientos lineales deberán expresarse en milímetros y sus partes decimales. Todas las dimensiones angulares se dan en radianes o grados. Se permite expresar dimensiones angulares en fracciones decimales de revolución.

Si el dispositivo CNC permite especificar las dimensiones en valores absolutos (positivos o negativos) dependiendo del origen del sistema de coordenadas, entonces el signo matemático (“+” o “-”) es parte de la palabra “Movimiento dimensional” y debe preceder al primer dígito de cada dimensión.

Si las dimensiones absolutas son siempre positivas, entonces no se coloca ningún signo entre la dirección y el número que la sigue, y si son positivas o negativas, entonces se coloca un signo.

Si el dispositivo CNC permite especificar dimensiones en incrementos, entonces un signo matemático debe preceder al primer dígito de cada dimensión, indicando la dirección del movimiento.

El movimiento de la herramienta a lo largo de una trayectoria compleja está garantizado por un dispositivo especial: un interpolador. La interpolación de segmentos lineales y de arco se realiza por separado a lo largo de secciones de una trayectoria determinada. Cada una de las secciones puede escribirse en uno o más cuadros del programa de control.

La naturaleza funcional del tramo de trayectoria interpolada (recta, círculo, parábola o curva de orden superior) está determinada por la correspondientefunción de preparación (G01 – G03, G06). Para configurar parámetros de interpolaciónse utilizan las direcciones I, J, K, utilizándolos para determinar las características geométricas de las curvas (por ejemplo, el centro de un arco circular, radios, ángulos, etc.). Si es necesario escribir un signo matemático (“+” o “-”) junto con los parámetros de interpolación, debe seguir al carácter de dirección y antes de los caracteres numéricos. Si no hay ningún signo, entonces se asume el signo “+”.

El punto inicial de cada tramo de interpolación coincide con el punto final del tramo anterior, por lo que no se repite en el nuevo cuadro. Cada punto subsiguiente que se encuentra en esta sección de interpolación y que tiene ciertas coordenadas corresponde a un marco de información separado con direcciones de movimiento. X,Y o Z.

Los dispositivos CNC modernos tienen funciones "integradas" en su software para realizar una interpolación simple. Así, en los tornos CNC, un chaflán en un ángulo de 45° se especifica mediante la dirección CON con un signo y tamaño final según la coordenada según la cual se procesa la pieza antes del chaflán. Firma bajo la dirección CON debe coincidir con el signo de procesamiento a lo largo de la coordenada X (Figura a). La dirección a lo largo de la coordenada Z se especifica sólo en la dirección negativa.

Para especificar un arco, indique las coordenadas del punto final del arco y el radio bajo la dirección R con un signo positivo cuando se procesa en el sentido de las agujas del reloj y negativo cuando se procesa en el sentido contrario a las agujas del reloj (Figura 9).

Figura 9- Programación de chaflanes (a) y arcos (b) en un torno CNC

El avance y la velocidad del movimiento principal están codificados en números, cuyo número de dígitos se indica en el formato de un dispositivo CNC específico. Eleccióntipo de alimentación G93 (función de avance en tiempo inverso), G94 (avance por minuto), G95 (avance por revolución).

Eleccióntipo de movimiento principal debe ser realizado por una de las funciones preparatorias:G96 (velocidad de corte constante) o G97 (revoluciones por minuto).

El método principal para codificar el feed es el método de designación directa, en el que se deben utilizar las siguientes unidades: milímetro por minuto: el avance no depende de la velocidad del movimiento principal; milímetro por revolución: el avance depende de la velocidad del movimiento principal; radianes por segundo (grados por minuto): la alimentación se refiere únicamente al movimiento circular. Al codificar directamente la velocidad del movimiento principal, el número indica la velocidad angular del husillo.(radianes por segundo o revoluciones por minuto) o velocidad de corte (metros por minuto). Por ejemplo, si la velocidad del husillo en el programa se establece en S - 1000, esto significa que el husillo gira en el sentido de las agujas del reloj a una velocidad de 1000 rpm.(Si no hay ningún signo menos, entonces el eje gira en sentido antihorario).

La palabra "Función de herramienta" se utiliza para seleccionar una herramienta. . Se puede utilizar para corregir (o compensar) la herramienta. En este caso, la palabra "Función de herramienta" constará de dos grupos de números. El primer grupo se utiliza para seleccionar una herramienta, el segundo, para corregirla. Si se utiliza una dirección diferente para registrar la compensación de la herramienta (compensación), se recomienda Utilice el símbolo D o H.

Número de dígitos siguientes direcciones T, D y H , se indica en el formato de un dispositivo CNC específico.

Palabra (o palabras) "Función auxiliar" expresado por un número de código de acuerdo con la Tabla 3.

Tabla 3 - Funciones auxiliares

Designación funciones	Valor de la función
	Parada programable. Detenga el husillo, alimente y apague el enfriamiento.
	Deténgase con la confirmación. Igual que M 00, pero se realiza presionando primero el botón correspondiente en el panel del operador.
	Fin del programa. Detener el husillo y apagar el refrigerante.
	Rotación del husillo en sentido horario y antihorario respectivamente.
	Detener el husillo de la forma más eficiente
	Cambio de herramienta. El comando de cambio de herramienta se da de forma manual o automática.
	Encendido del enfriamiento No. 2 y No. 1, respectivamente
	Apague el enfriamiento. Anula los comandos M07, M08, M50, M51
	Sujetar y soltar. Se refiere a dispositivos de sujeción de mesas de máquinas, piezas de trabajo, etc.
	Rotación del husillo en sentido horario y antihorario mientras se enciende el enfriamiento.
	Muévase rápidamente a "+" y "-"
	Fin de programa para CNC con memoria incorporada
	Detener el husillo en una determinada posición angular
	Fin de un programa, que es un encabezado de programa que se lee repetidamente
	Fin de la información
	Bloqueo de derivación. Comando para cancelar temporalmente el bloqueo
	Rango de alimentación No. 1 y No. 2, respectivamente
	Rango de rotación del husillo No. 1 y No. 2, respectivamente
	Cancelar M 49
	Cancelar la anulación manual
	Apagar el enfriamiento No. 3 y No. 4, respectivamente
	Desplazamiento lineal de la herramienta en la posición N° 1 y N° 2, respectivamente
	Cancelar M 59
	Velocidad de husillo constante
	Cambio de pieza de trabajo
	Desplazamiento lineal de la pieza de trabajo a una posición fija 31 y No. 2, respectivamente
	Sujeción y prensado de la pieza de trabajo.
	Sujetar y escurrir la mesa

El valor del paso de rosca debe expresarse en milímetros por revolución del husillo. El número de dígitos en palabras que especifican el paso de la rosca se determina en el formato de un dispositivo CNC específico. Al cortar hilos con paso variable, las palabras debajo direcciones I y K Debe especificar las dimensiones del paso de rosca inicial.

La palabra “Función de avance” no debe programarse con un paso de hilo constante.

Cada programa de control debe comenzar con el símbolo de “Inicio de Programa”, seguido del símbolo de “Fin de Bloque” y luego un bloque con el número correspondiente. Si es necesario designar un programa de control, esta designación (número) debe ubicarse inmediatamente después del símbolo "Inicio del programa" antes del símbolo "Fin del bloque".

El programa de control debe finalizar con el símbolo “Fin de programa” o “Fin de información”. La información colocada después del símbolo “Fin de información” no es percibida por el dispositivo CNC. Antes del símbolo de “Inicio de Programa” y después de los símbolos de “Fin de Programa” y “Fin de Información” en la cinta de papel perforada, se recomienda dejar áreas con el símbolo PUS (“Vacío”).

Depuración y ajuste del programa.

Al preparar un programa de control, un punto importante es el desarrollo trayectorias de movimiento de herramientas de corte en relación con la pieza y sobre esta base, una descripción de los movimientos de los órganos relevantes de la máquina. Para ello se utilizan varios sistemas de coordenadas.

Sistema de liquidación principal – sistema de coordenadas de la máquina , en el que se determinan los movimientos y posiciones máximas de sus órganos de trabajo. Estas disposiciones se caracterizan puntos base , que se seleccionan según el diseño de la máquina. . Por ejemplo, para unidad de husillo el punto base es el punto de intersección del extremo del husillo con el eje de su rotación, para mesa cruzada– el punto de intersección de sus diagonales, para mesa giratoria– centro de rotación en el espejo de la mesa, etc. La posición de los ejes y sus direcciones en el sistema de coordenadas estándar se analizan anteriormente.

El origen del sistema de coordenadas estándar suele estar alineado con el punto base del nodo que transporta la pieza de trabajo. En este caso, la unidad se fija en una posición en la que todos los movimientos de las partes de trabajo de la máquina se producen en dirección positiva.(Figura 10). Desde este punto de base,llamado cero máquina , se determina la posición de los órganos de trabajo, si se pierde información sobre su posición (por ejemplo, debido a un corte de energía). Los elementos de trabajo se mueven al cero de la máquina presionando los botones correspondientes en el panel de control o usando comandos del programa de control. Los sensores de posición cero garantizan una parada precisa de los cuerpos de trabajo en la posición cero a lo largo de cada una de las coordenadas. Por ejemplo, durante el giro, el cero de la máquina se desplaza para evitar accidentes.

Sistema de coordenadas de pieza con un punto base, se considera al asegurar la pieza de trabajo en la máquina, para determinar la posición de este sistema y el sistema de coordenadas de la máquina entre sí (Figura 9). A veces, esta conexión se realiza utilizando el punto base del dispositivo de montaje.

Sistema de coordenadas de herramienta está destinado a especificar la posición de su parte de trabajo con respecto a la unidad de fijación. La herramienta se describe en su posición de trabajo ensamblada con el soporte. En este caso, los ejes del sistema de coordenadas de la herramienta son paralelos a los ejes correspondientes del sistema de coordenadas de la máquina estándar y están dirigidos en la misma dirección. El origen del sistema de coordenadas de la herramienta se toma como punto base. bloque de instrumentos, seleccionado teniendo en cuenta las características de su instalación en la máquina.

La posición de la punta de la herramienta está especificada por el radio. r y las coordenadas X y Z de su punto de ajuste. Este punto se suele utilizar a la hora de definir una trayectoria cuyos elementos son paralelos a los ejes de coordenadas. Para una trayectoria curva, el centro de redondeo en la punta de la herramienta se toma como punto de diseño. La conexión entre los sistemas de coordenadas de la máquina, la pieza y la herramienta se puede observar fácilmente en la Figura 9.

Figura 9- Sistemas de coordenadas de piezas cuando se procesan en máquinas CNC de fresado (a) y torneado (b).

Al desarrollar un programa de control y procesar una pieza. utilizar el sistema de coordenadas del programa. Sus ejes son paralelos a los ejes de coordenadas de la máquina y también están dirigidos.

El origen de coordenadas (el punto de partida de la máquina) se elige en función de la conveniencia de medir las dimensiones. Para evitar carreras en vacío significativas, la posición inicial desde la que comienza el procesamiento y en la que se cambian las herramientas y piezas de trabajo se establece de manera que las herramientas estén lo más cerca posible de la pieza de trabajo.

Para "referenciar" el sistema de medición del movimiento de la máquina en el espacio, se utiliza un punto de referencia cero (base). Cada vez que se enciende la máquina, este punto “liga” el sistema de medición al punto cero de la máquina.

Al cambiar las herramientas de corte durante el procesamiento de piezas, puede haber una discrepancia entre los resultados del procesamiento y los requisitos para el mismo (pérdida de precisión, aumento de rugosidad, aparición de vibraciones, etc.). En este caso, es necesario inmediatamente ajustar el programa. Pueden ocurrir errores de procesamiento que requieren corrección al perforar agujeros, tornear superficies cónicas y con formas debido a la presencia de radios de ápice en los cortadores.

Son posibles dos tipos de corrección: para la longitud y para el radio de la herramienta.

En el primer caso, la corrección de la longitud de la broca o del saliente del portafresa se realiza mediante Equipo H con un conjunto de números correspondientes al valor de corrección. Por ejemplo, marco N 060 T 02 H 15

Indica la introducción de una corrección de longitud de 15 mm para la herramienta nº 2.

El segundo caso proporciona una corrección del radio de la herramienta y se debe al hecho de que al tornear superficies cónicas y perfiladas al fresar contornos, la trayectoria del centro de la superficie del radio de la herramienta debe ser equidistante con respecto a la forma de la superficie (Figura 11). .

A continuación se muestra un fragmento del programa para compensar el radio de la fresa:

N 035 G 81 X +25 Z +4 I +7 ………………………………………………………. Descripción del circuito de mecanizado. ……………………………………………………….

Figura 11- Compensación del radio de corte

Fragmento del programa que prevé el fresado equidistante (Figura 12)

N 005 G 90 G 00 X 0 Y 0 S 1000 T01 M 03

N 006 G 41 G 01 X 220 Y 100 F 100

N 007 X 220 Y 430 F 50

N 008 G 02 G 17 X 370 Y 580 I 370 J 430

N 009 G 01 X 705 Y 580

N 010 X 480 Y 190

N 011 X 220 Y 190

N 012 G 00 X 0 Y 0 05M

La función G 41 (corrección del diámetro de la fresa si la fresa está ubicada a la izquierda de la pieza) en el bloque N 006 asegura que el centro de la fresa se mueva equidistante con respecto a la superficie que se está mecanizando.

En algunos casos es necesario ajustar el avance para reducir la rugosidad de la superficie mecanizada, eliminar vibraciones, etc. Para ello es necesario configurar un nuevo valor de avance en el panel de control e introducirlo en la memoria de el dispositivo CNC.

Figura 12- Movimiento equidistante de la fresa al fresar el contorno exterior

Características de diseño de las máquinas CNC.

Las máquinas CNC tienen capacidades tecnológicas avanzadas y al mismo tiempo mantienen una alta confiabilidad operativa. El diseño de las máquinas CNC debe, por regla general, garantizar la combinación de varios tipos de procesamiento (torneado - fresado, fresado - rectificado), facilidad de carga y descarga de piezas (lo cual es especialmente importante cuando se utilizan robots industriales), automático o remoto. control de herramientas intercambiables, etc.

Se logra una mayor precisión de procesamiento gracias a la alta precisión de fabricación y a la rigidez de la máquina, que supera la rigidez de una máquina convencional para el mismo propósito. Por qué se reducen las longitudes de sus cadenas cinemáticas: sustituyen a los accionamientos autónomos y, si es posible, reducen el número de transmisiones mecánicas. Los accionamientos de las máquinas CNC también deben proporcionar alta velocidad.

La eliminación de espacios en los mecanismos de transmisión de los accionamientos de alimentación y la reducción de las pérdidas por fricción en las guías y otros mecanismos también contribuyen a aumentar la precisión. Aumento de la resistencia a las vibraciones, reducción de la deformación térmica, uso de sensores de retroalimentación en máquinas herramienta. Para reducir las deformaciones térmicas, es necesario garantizar un régimen de temperatura uniforme en los mecanismos de la máquina, lo que, por ejemplo, se facilita precalentando la máquina y su sistema hidráulico. El error de temperatura de la máquina también se puede reducir ajustando el accionamiento de alimentación a partir de las señales del sensor de temperatura.

Las partes básicas (marcos, columnas, bases) se vuelven más rígidas mediante la introducción de refuerzos adicionales. Los elementos portantes móviles (soportes, mesas, correderas) también tienen mayor rigidez. Las mesas, por ejemplo, están construidas en forma de caja con formas longitudinales y transversales. Las piezas básicas se fabrican fundidas o soldadas. Existe una tendencia a fabricar estas piezas a partir de hormigón polímero o granito sintético, lo que aumenta aún más la rigidez y la resistencia a las vibraciones de la máquina.

Las guías de las máquinas CNC tienen una alta resistencia al desgaste y una baja fuerza de fricción, lo que permite reducir la potencia del servoaccionamiento, aumentar la precisión de los movimientos y reducir la desalineación del servosistema.

Para reducir el coeficiente de fricción, las guías deslizantes del marco y el soporte se crean en forma de un par deslizante "acero (o hierro fundido de alta calidad) - revestimiento de plástico (fluoroplástico, etc.)".

Las guías rodantes tienen una alta durabilidad, se caracterizan por una baja fricción y el coeficiente de fricción es prácticamente independiente de la velocidad de movimiento. Como cuerpos rodantes se utilizan rodillos. La precarga aumenta la rigidez de las guías entre 2 y 3 veces; se utilizan dispositivos de ajuste para crear tensión.

Accionamientos y convertidores para máquinas CNC. En relación con el desarrollo de la tecnología de microprocesadores, se utilizan convertidores para accionamientos de avance y movimiento principal con control total por microprocesador: convertidores digitales o accionamientos digitales. Los accionamientos digitales son motores eléctricos que funcionan con corriente continua o alterna. Estructuralmente, los convertidores de frecuencia, los servoaccionamientos y los dispositivos principales de arranque e inversión son unidades de control electrónico independientes.

Accionamiento de alimentación para máquinas CNC. Como accionamientos se utilizan motores, que son máquinas síncronas o asíncronas controladas por convertidores digitales. Los motores síncronos (de válvulas) sin conmutador para máquinas CNC están fabricados con un imán permanente basado en elementos de tierras raras y están equipados con sensores de retroalimentación y frenos. Los motores asíncronos se utilizan con menos frecuencia que los motores síncronos. El accionamiento del movimiento de avance se caracteriza por holguras mínimas posibles, tiempos de aceleración y frenado cortos y grandes fuerzas de fricción, un calentamiento reducido de los elementos de accionamiento y un amplio rango de control. Estas características son posibles mediante el uso de engranajes de bolas y de tornillo hidrostático, guías rodantes y guías hidrostáticas, cajas de cambios sin juego con cadenas cinemáticas cortas, etc.

Los principales motores de movimiento de las máquinas CNC suelen ser motores de CA para alta potencia y motores de CC para baja potencia. Los accionamientos son motores asíncronos trifásicos de cuatro polos que pueden soportar grandes sobrecargas y funcionar en presencia de polvo metálico, virutas, aceite, etc. en el aire. Por tanto, su diseño incluye un ventilador externo. El motor lleva integrados varios sensores, como por ejemplo un sensor de posición del husillo, que es necesario para orientar o proporcionar coordenadas independientes.

Los convertidores de frecuencia para controlar motores asíncronos tienen un rango de control de hasta 250. Los convertidores son dispositivos electrónicos construidos con tecnología de microprocesador. La programación y parametrización de su funcionamiento se realiza mediante programadores incorporados con display digital o gráfico. La optimización del control se logra automáticamente después de ingresar los parámetros del motor. El software incluye la capacidad de configurar la unidad y ponerla en funcionamiento.

Los husillos de las máquinas CNC se hacen más precisos, rígidos y con mayor resistencia al desgaste de muñones, asientos y superficies de base. El diseño del husillo es mucho más complicado debido a los dispositivos integrados para soltar y sujetar automáticamente la herramienta, los sensores utilizados en el control adaptativo y el diagnóstico automático.

Los soportes del husillo deben garantizar la precisión del husillo durante un largo período de tiempo en condiciones de funcionamiento variables, mayor rigidez y pequeñas deformaciones por temperatura. La precisión de rotación del husillo está garantizada, en primer lugar, por la alta precisión de los rodamientos.

La mayoría de las veces utilizo rodamientos en los soportes del husillo. Para reducir la influencia de las holguras y aumentar la rigidez de los soportes, se suelen instalar rodamientos con precarga o se aumenta el número de elementos rodantes. Los cojinetes deslizantes en soportes de husillo se utilizan con menos frecuencia y solo en presencia de dispositivos con ajuste de juego periódico (manual) o automático en dirección axial o radial. En las máquinas de precisión se utilizan cojinetes aerostáticos, en los que hay aire comprimido entre el muñón del eje y la superficie del cojinete, por lo que se reduce el desgaste y el calentamiento del cojinete, se aumenta la precisión de rotación, etc.

El accionamiento de posicionamiento (es decir, mover el cuerpo de trabajo de la máquina a la posición requerida según el programa) debe tener una alta rigidez y garantizar un movimiento suave a bajas velocidades, una alta velocidad de los movimientos auxiliares de los cuerpos de trabajo (hasta 10 m/min o más).

El mecanismo auxiliar de las máquinas CNC incluye cambiadores de herramientas, dispositivos de extracción de virutas, sistema de lubricación, dispositivos de sujeción, dispositivos de carga, etc. Este grupo de mecanismos en las máquinas CNC difiere significativamente de mecanismos similares utilizados en máquinas universales convencionales. Por ejemplo, como resultado del aumento en la productividad de las máquinas CNC, hubo un fuerte aumento en el flujo de virutas por unidad de tiempo y, por lo tanto, surgió la necesidad de crear dispositivos especiales para retirar las virutas de la zona de procesamiento. Para reducir la pérdida de tiempo durante la carga, se utilizan dispositivos que le permiten instalar y retirar la pieza de trabajo simultáneamente mientras se procesa otra pieza de trabajo.

Los dispositivos para el cambio automático de herramientas (cargadores, operadores automáticos, torretas) deben garantizar un tiempo mínimo dedicado al cambio de herramientas, una alta confiabilidad operativa y estabilidad de la posición de la herramienta, es decir. la consistencia del tamaño del voladizo y la posición del eje durante los cambios repetidos de herramienta, tener la capacidad requerida del cargador o la torreta.

La torreta es el dispositivo de cambio de herramienta más sencillo: la herramienta se instala y sujeta manualmente. En la posición de trabajo, uno de los husillos es accionado en rotación por el accionamiento principal de la máquina. Los cabezales de torreta se instalan en tornos, taladradores, fresadores y máquinas CNC multipropósito; En el cabezal se fijan de 4 a 12 instrumentos.

Preguntas de control:

Nombra las principales características de diseño de las máquinas CNC.

Enumere las características de diseño de las piezas base, accionamientos del movimiento principal y del movimiento de avance, así como los mecanismos auxiliares de las máquinas CNC.

Tornos CNC.

Los tornos CNC están diseñados para el procesamiento externo e interno de piezas complejas, como cuerpos giratorios. Constituyen el grupo más importante en términos de gama de productos en el parque de máquinas herramienta CNC. Los tornos CNC realizan un conjunto tradicional de operaciones tecnológicas: torneado, corte, taladrado, roscado, etc.

La clasificación de los tornos CNC se basa en las siguientes características:

ubicación del eje del husillo (máquinas horizontales y verticales);

el número de herramientas utilizadas en el trabajo (máquinas de una o muchas herramientas);

métodos para asegurarlos (en una pinza, en una torreta, en un cargador de herramientas);

tipo de trabajo realizado (máquinas de centro, de cartucho, de cartucho-centro, rotativas, de barra;

grado de automatización (semiautomático y automático).

Las centradoras CNC se utilizan para procesar piezas como, por ejemplo, ejes con contornos rectos y curvos. En estas máquinas se pueden cortar hilos con un cortador según el programa.

Los tanques de mandril CNC están diseñados para procesar, taladrar, escariar, avellanar, avellanar, roscar orificios axiales de piezas como bridas, engranajes, tapas, poleas, etc.; Es posible cortar roscas internas y externas con un cortador según el programa.

Las máquinas centradoras de mandril CNC se utilizan para el procesamiento externo e interno de diversas piezas de trabajo complejas, como polipastos giratorios, y tienen las capacidades tecnológicas de tornos de centrado y mandril.

Las máquinas rotativas CNC se utilizan para procesar piezas en bruto de carcasas complejas.

Los tornos CNC (Figura 12) están equipados con torretas o un almacén de herramientas. Los cabezales de torreta vienen en 4, 6 y 12 posiciones, y en cada posición se pueden instalar dos herramientas para el procesamiento externo e interno de la pieza de trabajo. El eje de rotación del cabezal puede ser paralelo al eje del husillo, perpendicular a él u oblicuo.

Al instalar dos cabezales de torreta en una máquina, las herramientas para procesamiento externo se fijan en uno de ellos (1) y las herramientas para procesamiento interno en el otro (2) (ver Figura 13). Estos cabezales pueden estar situados coaxialmente entre sí o tener ejes diferentes. La indexación de las torretas normalmente se logra mediante el uso de acoplamientos de cara de dientes planos endurecidos y rectificados, que proporcionan alta precisión y rigidez para la indexación de la torreta. En las ranuras de los cabezales de la torreta se instalan bloques de herramientas intercambiables reemplazables, que se ajustan al tamaño fuera de la máquina, en dispositivos especiales, lo que aumenta significativamente la productividad y la precisión del procesamiento. Los bloques de corte en el cabezal de la torreta se basan en un prisma o utilizan vástagos cilíndricos 6 (Figura 14). El cortador se fija con tornillos a través de la barra de sujeción 3. Para ajustar el cortador a la altura de los centros, se utiliza un revestimiento 2. Dos tornillos de ajuste 5, ubicados en un ángulo de 45° entre sí, permiten que la punta del la cortadora se lleve a las coordenadas especificadas durante el ajuste. El suministro de refrigerante a la zona de corte se realiza a través de un canal en la carcasa 1, que termina en la boquilla 4, que permite ajustar la dirección del suministro de refrigerante.

Los almacenes de herramientas (con capacidad para 8...20 herramientas) rara vez se utilizan, ya que prácticamente para girar una pieza de trabajo no se necesitan más de 10 herramientas. Se aconseja el uso de un gran número de herramientas en casos de torneado de materiales de difícil corte, cuando las herramientas tienen una vida útil corta.

La ampliación de las capacidades tecnológicas de los tornos es posible borrando la línea entre tornos y fresadoras, agregando taladrado excéntrico, fresado de contornos (es decir, la rotación del husillo está programada); en algunos casos es posible roscar elementos de pieza desalineados.

Preguntas de control:

¿Cómo se clasifican los tornos CNC según el tipo de trabajo que realizan?

¿Qué dispositivos de montaje de herramientas están equipados con tornos CNC?

¿Cómo se ubican los bloques de corte en el cabezal de torreta de la máquina?

Fresadoras CNC

Las fresadoras CNC están diseñadas para procesar superficies planas y espaciales de piezas de trabajo de formas complejas. Los diseños de las fresadoras CNC son similares a los de las fresadoras tradicionales, la diferencia con estas últimas radica en la automatización de los movimientos a lo largo del NC durante el conformado.

La clasificación de las fresadoras CNC se basa en las siguientes características:

Ubicación del husillo (horizontal y vertical);

Número de movimientos coordinados de la mesa o cabezal fresador;

Número de herramientas utilizadas (herramienta única y herramienta múltiple);

El método de instalación de herramientas en el husillo de la máquina (manual o automáticamente).

Según su diseño, las fresadoras CNC se dividen en cuatro grupos:

verticalmente – fresadoras con mesa transversal;

fresadoras voladizas;

longitudinalmente – fresadoras;

máquinas herramienta ampliamente universales.

En las fresadoras verticales con mesa transversal (Figura 15, a), la mesa se mueve en las direcciones horizontales longitudinal (eje X) y transversal (eje Y), y el cabezal fresador se mueve en la dirección vertical (eje Z).

En las fresadoras en voladizo (Figura 15, b), la mesa se mueve a lo largo de tres ejes de coordenadas (X, Y y Z) y el cabezal no se puede mover.

En fresadoras longitudinales con barra transversal móvil (Figura 15, c), la mesa se mueve a lo largo del eje X, el cabezal del husillo - a lo largo del eje Y y el transversal - a lo largo del eje Z. En fresadoras longitudinales, con un fijo barra transversal (Figura 15, d), la mesa se mueve a lo largo del eje X y el cabezal del husillo a lo largo de los ejes Y y Z.

En las fresadoras de herramientas ampliamente universales (Figura 15, e), la mesa se mueve a lo largo de los ejes X e Y, y el cabezal del husillo se mueve a lo largo del eje Z.

Figura 15 – Sistema de coordenadas en diversas modificaciones de fresadoras:

a) – fresadora con mesa transversal; b) fresadora voladiza; c) fresadora longitudinal con travesaño móvil; d) fresadora longitudinal con travesaño fijo; d) una fresadora universal.

Las fresadoras están equipadas principalmente con dispositivos CNC rectangulares y de contorno.

Con control rectangular (símbolo en el modelo de máquina - F 2), la mesa de la máquina se mueve en una dirección paralela a uno de los ejes de coordenadas, lo que imposibilita el procesamiento de superficies complejas. Las máquinas con control rectangular se utilizan para fresar planos, biseles, repisas, ranuras, salientes de altura irregular y otras superficies similares.

Con el control de contorno (símbolo en el modelo de máquina - F 3 y F 4), la trayectoria del movimiento de la mesa es más compleja. Las máquinas herramienta con control de contorno se utilizan para fresar diversas levas, troqueles, moldes y otras superficies similares. El número de coordenadas controladas suele ser tres y, en algunos casos, cuatro o cinco. En el control de contorno el movimiento de conformación se realiza simultáneamente a lo largo de al menos dos ejes de coordenadas.

En algunos casos, los sistemas CNC también se utilizan en fresadoras para procesar piezas de forma simple en producciones de mediana y gran escala.

En las fresadoras CNC se utilizan motores eléctricos asíncronos (en estos casos hay una caja de cambios) o motores eléctricos de CC como motor de movimiento principal.

En las fresadoras pequeñas con CNC rectangular, se utiliza un motor de accionamiento de CC y una caja de cambios con embragues electromagnéticos conmutados automáticamente, y en máquinas pesadas con control de contorno, cada movimiento de coordenadas controlado se realiza desde un accionamiento eléctrico de CC automático.

Los accionamientos del movimiento de avance de las fresadoras CNC tienen cadenas cinemáticas cortas que transmiten los movimientos desde el motor directamente al órgano ejecutivo.

Consideremos el diseño de una fresadora vertical en voladizo mod. 6Р13Ф3. Esta máquina es una máquina de consola, es decir. su mesa tiene un movimiento de trabajo en el plano horizontal (según las coordenadas X e Y) y (junto con la consola) un movimiento de instalación en dirección vertical (según la coordenada W); el movimiento de trabajo a lo largo de la coordenada Z tiene un cursor con husillo. La bancada 8 es la base sobre la que se montan los componentes y mecanismos de la máquina. En la parte delantera del marco hay guías verticales, cubiertas por una carcasa 9, a lo largo de las cuales se mueve la consola 1. Sobre las guías horizontales está montado un carro 2, a lo largo de cuyas guías longitudinales se mueve la mesa 3. Un cabezal de fresado 6 está fijado en el plano de acoplamiento del marco, a lo largo de cuyas guías verticales se mueve un control deslizante 7 con un husillo 5. De acuerdo con los requisitos de seguridad, el control deslizante tiene un escudo protector 4. En la parte trasera de la máquina hay un gabinete 10 con electricidad equipo y un CNC.

Figura 16 – Fresadora vertical mod. 6R13F3:

1 consola; 2 trineos; 3 mesas; 4 escudos protectores; 5 husillos: cabezal de fresado de 6; 7 controles deslizantes; 8 camas; 9 carcasas;

10 gabinetes con equipo eléctrico.

Preguntas de control:

¿Qué diseños de fresadoras CNC conoces?

¿Qué sistemas CNC están equipados con fresadoras?

taladradoras CNC

Vertical: las taladradoras CNC, a diferencia de máquinas similares controladas manualmente, están equipadas con mesas transversales que mueven automáticamente la pieza de trabajo a lo largo de los ejes X e Y, por lo que no es necesario utilizar plantillas ni marcar previamente.

Las taladradoras radiales CNC tienen una columna móvil a lo largo del eje X, un manguito con un cabezal de husillo móvil a lo largo del eje Y, en el que está montado un husillo de perforación que se mueve a lo largo del eje Z. Además, el manguito se puede mover en dirección vertical. al superponer.

El movimiento automatizado de los cuerpos de trabajo de las taladradoras a lo largo de los ejes X e Y garantiza el procesamiento de agujeros y el fresado.

Las taladradoras están equipadas con controles posicionales CNC, que permiten que las piezas de trabajo se instalen automáticamente en la posición especificada por el programa. La herramienta de corte en las taladradoras CNC se fija directamente en el orificio cónico del husillo o mediante casquillos y mandriles intermedios.

En la Figura 17 se muestra una vista general de una máquina perforadora vertical modelo 2Р135Ф2 - 1, equipada con CNC. Sobre la base de la máquina 1 se monta una columna 10, a lo largo de cuyas guías verticales rectangulares se mueve un soporte 4, que lleva un cabezal de torreta 3. En la columna 10 se montan cajas de cambios 5 y un reductor de avance 6. El carro 2 de la mesa transversal se mueve a lo largo de las guías horizontales de la base 1, y la parte superior 11 de la mesa se mueve a lo largo de las guías del carro . En el lado derecho de la máquina hay un armario 8 con equipo eléctrico y un CNC 9. La máquina tiene un panel de control colgante 7.

Figura 17 – Taladro vertical modelo 2Р135Ф2:

1 base; 2 trineos; Cabeza de 3 torretas; 4- pinza; caja de 5 velocidades; reductor de 6 alimentaciones; control de 7 colgantes; 8- armario con equipamiento eléctrico; 9-UCPU; 10 columnas; 11 en la parte superior de la tabla.

Preguntas de control:

¿Cuál es la diferencia fundamental entre taladradoras verticales con CNC y sin CNC?

¿Qué sistemas CNC están equipados con taladradoras verticales?

Rectificadoras CNC

El sistema CNC está equipado con rectificadoras de superficies, rectificadoras cilíndricas y sin centros y otras máquinas. Al crear rectificadoras CNC surgen dificultades técnicas, que se explican por las siguientes razones. El proceso de rectificado se caracteriza, por un lado, por la necesidad de obtener una alta precisión y calidad superficial con una mínima dispersión de tamaños, por otro lado, por una característica que consiste en la rápida pérdida de precisión dimensional de la muela debido a su desgaste intensivo durante el funcionamiento. En este caso, la máquina requiere mecanismos de compensación automática del desgaste de la muela. El CNC debe compensar deformaciones del sistema LED, errores de temperatura, diferencias en los márgenes de las piezas de trabajo, errores de la máquina al moverse por coordenadas, etc. Los sistemas de medición deben tener una resolución que proporcione tolerancias estrictas para la precisión del posicionamiento. Por ejemplo, en las rectificadoras cilíndricas, dichos dispositivos proporcionan una medición continua del diámetro de la pieza de trabajo durante el procesamiento con un error relativo de no más de 2 × 10 -5 mm. Los movimientos longitudinales de la mesa se controlan con un error no superior a 0,1 mm.

Para las rectificadoras se utilizan sistemas tipo CNC con control de tres a cuatro coordenadas, pero en máquinas que operan varios círculos, es posible el control de cinco, seis o incluso ocho coordenadas. La relación entre el operador y el sistema CNC de la rectificadora se realiza en la mayoría de los casos de forma interactiva a través de la pantalla. El sistema de control utiliza sistemas de diagnóstico integrados para aumentar la confiabilidad de la máquina.

Las más comunes son las rectificadoras cilíndricas CNC, que dan el máximo efecto al procesar piezas de varias etapas como husillos, ejes de motores eléctricos, cajas de cambios, turbinas, etc. desde una sola instalación. La productividad aumenta principalmente como resultado de la reducción del tiempo auxiliar para instalar piezas de trabajo y retirar la pieza terminada, para la reinstalación para procesar el siguiente muñón del eje, para medir, etc. Al procesar ejes de múltiples etapas en una rectificadora cilíndrica CNC, se ahorra tiempo de Se logra 1,5 – 2 veces en comparación con el control manual.

Las rectificadoras cilíndricas sin centros se utilizan eficazmente para procesar piezas de diámetros pequeños y grandes sin restricciones de longitud, o piezas de paredes delgadas, así como piezas con perfiles externos complejos (pistón, puño, etc.). En condiciones de producción en masa, estas máquinas se caracterizan por su alta productividad y precisión de procesamiento. En la producción individual y a pequeña escala, el uso de este tipo de máquinas está limitado por la complejidad del reajuste. La ampliación de los campos de aplicación de las rectificadoras cilíndricas sin centros se ve obstaculizada por dos factores: el gran tiempo dedicado al rectificado de las muelas y la complejidad de la instalación de las máquinas, que requiere una importante inversión de tiempo y personal altamente cualificado. Esto se explica por el hecho de que el diseño de las máquinas utiliza ruedas rectificadoras y motrices; dispositivos rectificadores que proporcionan la forma adecuada a las superficies de las muelas rectificadoras y motrices; posibilidad de fijar la posición de la cuchilla de soporte; mecanismos para compensar los avances de la muela abrasiva a la pieza de trabajo y al rectificado, así como la rueda motriz a la pieza de trabajo y al rectificador; Establecer la posición del dispositivo de carga y descarga.

El uso del control CNC hizo posible controlar el funcionamiento multieje de rectificadoras cilíndricas sin centros. El sistema de control de las máquinas herramienta utiliza módulos de software que calculan las trayectorias de la herramienta (rueda, diamante) y su corrección de la interacción con una persona. Para procesar piezas con diversas formas geométricas (cono, bola, etc.), se crea un software6 para un administrador de modos, un interpolador y un módulo de control de accionamiento.

Al procesar y editar, el número de coordenadas controladas combinadas puede llegar hasta 19, incluidas dos o tres coordenadas por separado para editar las muelas motrices y abrasivas.

En condiciones de producción en masa, el uso de CNC proporciona una construcción flexible del ciclo de rectificado y enderezamiento, lo que permite reconfigurar rápidamente las máquinas para procesar otros productos.

La presencia de un sistema CNC multicoordinada proporciona una mayor versatilidad de la máquina, pequeñas cantidades de avance de la rueda, lo que permite controlar eficazmente el proceso de rectificado y rectificado.

El sistema de control de las rectificadoras cilíndricas sin centros se construye según el principio agregado (por ejemplo, en máquinas de empresas japonesas). En la máquina es posible instalar cualquiera de las cuatro opciones para controlar la máquina desde el CNC:

una coordenada controlada: avance transversal de la muela;

dos coordenadas controladas: avance transversal de la muela y del diamante rectificador para sincronizarlos;

tres coordenadas controladas: avance transversal de la muela, así como avance transversal y longitudinal del diamante al rectificarlo;

cinco coordenadas controladas: avance transversal de la muela abrasiva, así como avance transversal y longitudinal de los diamantes al rectificar las muelas motrices y abrasivas.

El uso del control CNC para controlar rectificadoras cilíndricas sin centros permite simplificar significativamente el diseño de una serie de componentes mecánicos: dispositivos de rectificado (como resultado del abandono de las reglas de carbono, mecanismos de alimentación de diamante, etc.), accionamientos para movimiento longitudinal de dispositivos de rectificado, mecanismos de avance fino para muelas rectificadoras y motrices, dispositivos de control y control, etc.

Preguntas de control:

¿Cuáles son los desafíos técnicos de la creación de rectificadoras CNC?

¿Qué sistemas CNC están equipados con rectificadoras?

Máquinas multitarea CNC

Al equipar las máquinas multitarea (MS) con dispositivos CNC y cambio automático de herramientas, el tiempo auxiliar durante el procesamiento se reduce significativamente y se aumenta la movilidad de cambio. La reducción del tiempo auxiliar se logra mediante la instalación automática de la herramienta (pieza) según coordenadas, ejecución de todos los elementos del ciclo, cambio de herramienta, torneado y cambio de pieza, cambio de modos de corte, realización de operaciones de control, así como altas velocidades de movimientos auxiliares.

Según su finalidad, los MS se dividen en dos grupos: para procesar piezas en bruto de cuerpos y piezas planas, y para procesar piezas en bruto de piezas como, por ejemplo, cuerpos de rotación. En el primer caso se utiliza para el procesamiento el grupo de taladrado-fresado-mandrinado MS, y en el segundo caso se utilizan los grupos de torneado y rectificado. Consideremos los MS del primer grupo como los más utilizados.

Los MS tienen las siguientes características características: la presencia de un almacén de herramientas, que proporciona equipos con una gran cantidad de herramientas de corte para una alta concentración de operaciones (desbaste, semiacabado y acabado), incluidos torneado, mandrinado, fresado, taladrado y avellanado. , escariado, roscado, control de calidad de procesamiento, etc.; alta precisión de las operaciones de acabado (calificaciones 6…7).

El sistema de control MS se caracteriza por alarmas, indicación digital de la posición de los componentes de la máquina y diversas formas de control adaptativo. Las MS son básicamente máquinas monohusillo con torreta y cabezales de husillo.

Máquinas polivalentes (centros de mecanizado) para el procesamiento de piezas en bruto de piezas de carrocería. Los MS para procesar piezas en bruto de piezas de carrocería se dividen en máquinas horizontales y verticales (Figura 18).

Mod. MS horizontal. IR-500MF4, diseñado para procesar partes del cuerpo. Esta máquina tiene un cabezal de husillo 4 que se mueve a lo largo de las guías verticales del bastidor 7. El almacén de herramientas 6 está montado de forma fija en el bastidor 7; la herramienta es instalada en el husillo 3 por el operador automático 5 en la posición superior del cabezal del husillo. La pieza de trabajo se coloca sobre la mesa 1, moviéndose a lo largo de la coordenada X. En el extremo derecho del marco hay una plataforma giratoria 8, en la que se instalan dos mesas satélite con piezas de trabajo.

Figura 18 – Máquina multiusos (centro de mecanizado) mod. IR-500MF4:

1 mesa giratoria; 2 dispositivos; 3 husillos; cabezal de 4 husillos; 5 operadores automáticos; Revista de 6 herramientas; Soporte de 7 móviles; plataforma de 8 vueltas; mesa de 9 satélites; 10 guías; 11-UCHPU; 12 gabinetes con equipo eléctrico.

El procesamiento de piezas de trabajo en MS tiene una serie de características en comparación con su procesamiento en fresadoras, taladradoras y otras máquinas CNC. La instalación y fijación de la pieza de trabajo debe garantizar su procesamiento desde todos los lados en una sola instalación (libre acceso de las herramientas a las superficies que se procesan), ya que solo en este caso es posible el procesamiento multilateral sin reinstalación.

El procesamiento en MS generalmente no requiere equipo especial, ya que la pieza de trabajo se fija mediante topes y abrazaderas. Los MS están equipados con un almacén de herramientas, situado en el cabezal del husillo, al lado de la máquina o en otro lugar. Para fresar planos se utilizan cortadores de pequeño diámetro y el procesamiento se realiza en puntadas. Las herramientas en voladizo utilizadas para procesar agujeros poco profundos tienen mayor rigidez y, por lo tanto, proporcionan la precisión de procesamiento especificada. Los agujeros situados en el mismo eje, pero situados en máquinas de piezas paralelas, se taladran por ambos lados, girando para ello la mesa con la pieza. Si los espacios en blanco de las piezas de la carrocería tienen grupos de superficies y orificios idénticos, entonces para simplificar el desarrollo del proceso tecnológico y el programa para su producción, así como para aumentar la productividad del procesamiento (como resultado de la reducción del tiempo auxiliar), se requieren ciclos constantes de Los movimientos más frecuentes (taladrado, fresado) se introducen en la memoria de la máquina CNC). En este caso sólo se programa el ciclo de mecanizado del primer agujero (superficie), y para el resto sólo se especifican las coordenadas (X e Y) de su ubicación.

A modo de ejemplo, la Figura 19 muestra algunos ciclos fijos incluidos en el software y utilizados al procesar en máquinas herramienta del modelo IR320PMF4.

Figura 19 – Ciclos de procesamiento constante en una máquina multitarea modelo IR320PMF4:

1-fresado del contorno exterior (con interpolación circular), 2-taladrado profundo con salida de broca para evacuación de viruta; 3 agujeros escalonados; 4 avellanados inversos usando orientación del husillo; 5-perforar un agujero de Ø 125 mm con un mandril especial; 6-fresado a lo largo del contorno de los extremos internos; 7 columnas por fresado de contorno (con interpolación circular); 8-perforar un agujero de Ø 30 mm; Corte de 9 hilos (hasta M16); 10-fresado de ranuras internas con cortador de disco (con interpolación circular); 11 agujeros para el cuello; Fresado de 12 puntas con cortador; 13-procesamiento de superficies como cuerpos de rotación.

El dispositivo para cambiar automáticamente el dispositivo - satélite (FS) en la máquina modelo IR500MF4 se muestra en la Figura 20. La PS 11 está instalada en la plataforma 7 (capacidad para dos PS), sobre la cual están montados los cilindros hidráulicos 10 y 13. El cilindro hidráulico Las varillas tienen agarres en forma de T 14 y 6. Cuando se instala en la plataforma (moviéndose en la dirección de la flecha B), el PS con corte 12 se acopla con el agarre de varilla 14. En la plataforma, el PS se apoya en los rodillos 9 y está centrado (en los lados) mediante los rodillos 8 (la posición inicial del PS es en posición de espera). El movimiento del vástago del cilindro hidráulico 10 hace que el satélite ruede (sobre rodillos).

Figura 20 – Dispositivo para cambiar automáticamente un dispositivo complementario:

1 placa base; 2 pernos de ajuste; 3- rueda dentada; 4 carriles; 5, 13,16 cilindros hidráulicos; 6, 14 - empuñadura de varilla; 7 plataformas; 8,9 rodillos; 10, - vástago del cilindro hidráulico; Dispositivo de 11 satélites; Recorte de 12 figuras; soporte de 15 piezas.

Cuando se mueve la varilla del cilindro hidráulico 13, la pinza 6 se mueve (a lo largo de la varilla guía) y hace rodar el PS a lo largo de los rodillos 9 y 8 (en la dirección de la flecha A) sobre la mesa giratoria de la máquina, donde el satélite se coloca automáticamente. bajado sobre las abrazaderas. Como resultado, la pinza 6 se suelta del PS y la mesa de la máquina (con el satélite acoplado a ella) se mueve a alta velocidad hacia la zona de procesamiento.

La pieza se fija en el satélite durante el procesamiento de la pieza anterior (cuando la máquina está en posición de espera) o antes, fuera de la máquina.

Una vez procesada la pieza, la mesa de la máquina se mueve automáticamente (a alta velocidad) hacia la derecha hasta el dispositivo de cambio de satélite y se detiene en una posición en la que la ranura perfilada del PS queda bajo el mango 6. El cilindro hidráulico de la La plataforma giratoria desbloquea el satélite, después de lo cual el PS entra en contacto con la pinza 6 y el aceite ingresa a la cavidad de la varilla del cilindro hidráulico 13, la varilla se mueve a la posición extrema derecha y el satélite se mueve desde la pieza de trabajo a la plataforma 7, donde el PS con la nueva pieza ya está situada. Para cambiar de lugar el satélite, la plataforma se gira 180° (en la máquina 15) mediante una rueda dentada 3 acoplada a una cremallera 4 accionada por cilindros hidráulicos 5 y 16.

La plataforma 7 se alinea con precisión con respecto a la mesa giratoria de la máquina mediante los tornillos de ajuste 2 y 7, atornillados en las protuberancias de la placa base 1, fijada fijamente a la base.

Preguntas de control:

¿En qué se diferencian las máquinas CNC multipropósito del torneado, fresado, taladrado y otras máquinas CNC?

Cuéntenos sobre los componentes principales de una máquina multiusos para procesar piezas en bruto de piezas de carrocería.

Procesamiento CNC

De hecho, algo similar se conocía en la Grecia esclavista varios cientos de años antes de Cristo. Fue fácil idear el principio de obtener cuerpos de rotación, en el que es necesario girar la pieza de trabajo tocando su superficie con un objeto más fuerte y afilado.

No hubo problemas con la fuente de energía, ya que había esclavos sanos y fuertes disponibles en abundancia. En épocas más civilizadas, una máquina de este tipo era impulsada por una cuerda de arco muy tensa. Pero había una limitación significativa: la velocidad de las revoluciones disminuía a medida que se desenrollaba la cuerda del arco, por lo que en la Edad Media aparecieron modelos de tornos accionados por el pie.

Diseño y principio de funcionamiento de un torno CNC.

Se parecían vagamente a una máquina de coser, porque incluían un mecanismo de manivela tradicional. Esto resultó ser un cambio muy positivo: la pieza de trabajo giratoria ahora no tenía movimientos oscilatorios acompañantes, lo que complicaba significativamente el trabajo del maestro y empeoraba la calidad del procesamiento.

Sin embargo, a principios del siglo XVI, el torno todavía tenía una serie de limitaciones importantes:

• El cortador tenía que sujetarse manualmente, por lo que durante el procesamiento prolongado del metal la mano del tornero se cansaba mucho.
• La luneta que soporta piezas largas se montó por separado de la máquina, por lo que su instalación y verificación fueron bastante largas.
• El problema de quitar las virutas nunca se resolvió: se necesitaba un aprendiz para quitar periódicamente las virutas de la mano del maestro.
• La cuestión del movimiento uniforme del cortador durante el procesamiento tampoco se resolvió: todo estaba determinado por las calificaciones y la experiencia del maestro.

Los siguientes cientos de años se dedicaron a diseñar un mecanismo de rotación para el centro móvil de la máquina, en el que se montaba la pieza de trabajo. El más exitoso fue el diseño de Jean Besson, quien fue el primero en utilizar un motor hidráulico para estos fines.

La máquina resultó bastante engorrosa, pero fue en ella donde se cortaron los hilos por primera vez. Esto sucedió a mediados del siglo XVI, y unos años más tarde, el mecánico de Pedro I, Andrei Nartov, inventó una máquina mecanizada en la que era posible cortar hilos con una velocidad de rotación variable del centro móvil. Un rasgo característico de la máquina de Nartov fue también la presencia de un bloque de engranajes reemplazable.

¿Quién inventó la pinza?

El soporte es el componente clave de un torno moderno, todo lo demás podría, en un grado u otro, tomarse prestado de otros mecanismos. Al mismo tiempo, al tener un dispositivo para el movimiento preciso de una herramienta de corte de metal a lo largo de la superficie a procesar, y en las tres coordenadas, se podría hablar de una máquina de torneado completamente funcional. Pero, como ocurre en la mayoría de los casos de la historia de la tecnología, es imposible establecer la autoría exclusiva de la invención del calibre.

¿Qué dice esto sobre la prioridad de Andrei Nartov?

• Un soporte autopropulsado apareció en la fotocopiadora de Nartov en 1712, mientras que Henry Maudsley introdujo su versión recién en 1797.
• Por primera vez, el movimiento conjunto de la fotocopiadora y el soporte en la versión Nartov de la máquina se realizó mediante un mecanismo: un tornillo de avance.
• Técnicamente, el cambio de la velocidad de avance transversal se garantizaba mediante diferentes pasos de rosca en el husillo principal.

El término "soporte" (de la palabra francesa soporte - soporte) fue introducido por primera vez por Charles Plumet, y la máquina construida por su compatriota Jean Vaucanson era prácticamente similar a aquella con la que ahora trabajan todos los torneros.

Este mecanismo tenía guías en forma de V que eran precisas para su época, y la pinza tenía la capacidad de moverse no solo en dirección transversal, sino también longitudinal. Sin embargo, aquí tampoco todo estaba en orden; en particular, no había ningún plato donde fijar la pieza a procesar.

Esto redujo significativamente las capacidades tecnológicas del equipo: por ejemplo, era imposible girar piezas de diferentes longitudes. Y en general realizar cualquier otra operación distinta al corte de roscas en tornillos, pernos, etc.

Y entonces aparece Henry Maudsley en el escenario histórico.

Torno universal: ha llegado el momento

En muchas ramas de la actividad creativa humana, la palma es para quien no solo inventó algo, sino que también pudo generalizar analíticamente correctamente la experiencia de generaciones anteriores. Henry Maudsley no es una excepción.

No hay razón para afirmar que Maudsley simplemente le robó el circuito de pinza a Andrey Nartov. Sí, durante la época de Pedro I, los lazos con Inglaterra no fueron muy bien recibidos, pero las relaciones con Holanda eran fuertes. Pero dado que los holandeses, a su vez, a menudo acogían a empresarios ingleses y simplemente artesanos, es probable que el invento de Nartov muy pronto se hiciera conocido en las costas de Foggy Albion (aunque el propio Maudsley podría haber aprendido sobre la máquina de Nartov, ya que en esos años se dedicaba a la construcción de máquinas de vapor para Rusia).

La grandeza de Henry Maudsley está en otra parte: presentó a las partes interesadas (y en Inglaterra en ese momento la revolución industrial estaba en pleno apogeo) el concepto de la primera máquina verdaderamente universal para realizar diversas operaciones de torneado. Equipo en el que se resolvieron orgánicamente todos los problemas del método de torneado de procesamiento de productos.

Tornos de Henry Maudsley El primer soporte de Maudsley tenía un diseño en forma de cruz: había dos tornillos de avance para moverse a lo largo de las guías. Pero en 1787, Maudsley cambió radicalmente el orden de los movimientos de la herramienta y la pieza de trabajo: esta última permaneció inmóvil y la pinza ahora se deslizó a lo largo de su generatriz. Para implementar este cambio, Maudsley conectó uno de los tornillos de avance de la pinza al cabezal mediante una transmisión por engranajes (un matiz en el que Nartov no había pensado). Como resultado, el corte de roscas comenzó a realizarse automáticamente y solo se retiró manualmente el soporte después de procesar la pieza.

Posteriormente, al agregar un juego de engranajes reemplazables a la máquina, Maudsley logró lo que ahora es inherente a cualquier torno: versatilidad y facilidad tecnológica de operación.

Vídeo: Manejo de un torno