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CNC => CNC - Software y Controladores => Mensaje iniciado por: Valen en 12 Septiembre 2010, 01:29
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Ejemplo de uso de CNC en la fabricación de piezas complejas
Introducción.
Aclarar que "piezas complejas" no se refiere a "difíciles", sino a aquellas que presentan requerimientos de fabricación muy generales, como uso de varias herramientas, descomposición de la pieza en un conjunto de piezas, necesidad de emplear software de CAM, etc.
Vamos a fabricar una pieza para la maqueta de un barco, cuyo original se ve en las fotos adjuntas. Éstas han sido tomadas en el Английская набережная (malecón inglés) del río Neva, en Санкт-Петербург (San Petersburgo), Россия (Rusia), durante la parada naval del día de la Marina de Guerra, ВМФ.
Foto de la corbeta en el malecón Inglés, en San Petersburgo, Rusia.
(http://img840.imageshack.us/img840/6152/nanucnc001.jpg) (http://img840.imageshack.us/my.php?image=nanucnc001.jpg)
Detalle de la pieza a reproducir, que se encuentra situada delante del cañón AK 176 de la corbeta.
(http://img237.imageshack.us/img237/6122/09246010.jpg) (http://img237.imageshack.us/my.php?image=09246010.jpg)
Descripción del problema:
Al ser una maqueta a escala 1/50, las dimensiones de los detalles dificultan mucho su fabricación, ya que las cuchillas normalizadas son muy grandes respecto de ellos.
Piezas en resina, ya fabricadas y montadas:
(http://img844.imageshack.us/img844/848/piezafinal01.jpg) (http://img844.imageshack.us/my.php?image=piezafinal01.jpg)
Piezas a fabricar, por separado.
(http://img237.imageshack.us/img237/4320/explicacionpiezas.jpg) (http://img237.imageshack.us/my.php?image=explicacionpiezas.jpg)
Comparativa de tamaño entre las piezas fabricadas y una herramienta de corte con mango de sección 10mm.
(http://img508.imageshack.us/img508/593/img3674n.jpg) (http://img508.imageshack.us/my.php?image=img3674n.jpg)
La pieza que vamos a fabricar es básicamente un cilindro con diferentes rebajes, algunos de ellos suavizados con curvas que tendremos que reproducir. Vemos como en su parte media se produce un gran estrechamiento, de corta longitud.
Una vez comprobadas las medidas, vemos que la única cuchilla que podría encajar sería una de entallado, de sección de mango 8x8mm, pero así no se podría reproducir fielmente el perfil real de la pieza.
Por ello, una opción es dividir la pieza en dos partes. El cuerpo principal, y el “sombrero” superior.
Esto hace que el estrechamiento en la parte intermedia quede abierto por un lado, y la fabricación se simplifica mucho.
Material empleado y herramientas de corte necesarias.
Como la pieza no va a estar sometida a esfuerzos de ningún tipo, siendo solamente figurativa, decidimos fabricarla a partir de una barra de 16mm de diámetro de resina de poliuretano.
En cuanto a las cuchillas necesarias, se observa que necesitaremos perfilar, entallar y tronzar. Esto implica el uso de al menos dos herramientas de corte diferentes: La de perfilado y la de tronzado-entallado.
Los insertos que vamos a emplear se identifican con el código CCGT060204 (y en sistema británico llamados CCGT 21.51) con rompevirutas tipo "AK" (este código no es estándar pero lo emplean varios fabricantes), muy afilados, que permiten mecanizados exteriores con acabados excelentes, ya que cortan tan bien como una cuchilla HSS perfectamente afilada.
Los porta-herramientas son el SCMCN1010, SCLCR1010, etc que tienen mangos de 10mm de lado.
También emplearemos una herramienta de tronzado con insertos de 2,2mm de filo de corte.
Dibujo de la pieza en CAD
El programa de CAD puede ser cualquiera que sea capaz de guardar los dibujos en un formato compatible con programas de CAM, y que se usarán en la etapa siguiente. Son válidos formatos como DXF, o incluso DWG de AutoCAD.
Existen muchas versiones de software de formación, para su uso sin ánimo de lucro, que pueden sernos válidas.
A la hora de dibujar la pieza, no se dispone de planos de diseño, pero en una maqueta lo que se busca es una buena reproducción visual, y para esto es suficiente obtener las medidas a partir de fotos en alzado, planta y perfil.
Lo que necesitamos dibujar es el perfil 2D de la pieza (en realidad, su sección), ya que es quien define la trayectoria para las herramientas. Y como la pieza es simétrica respecto del eje, es suficiente con dibujar media sección.
El dibujo en tres dimensiones no es necesario para la fabricación CNC en sí misma, pero se incluye por claridad:
Dibujo CAD 3D:
(http://img46.imageshack.us/img46/4465/molinocnc3d001.jpg) (http://img46.imageshack.us/my.php?image=molinocnc3d001.jpg)
Secciones 2D de las dos piezas que formarán el conjunto.
Como referencia de tamaño, se muestran con el filo de corte de la herramienta de entallado que tiene 8mm de sección de mango. Vemos que es muy grande.
Perfil pieza 1 y filo de corte de la herramienta de tronzado de mango de 8mm
(http://img715.imageshack.us/img715/8697/pieza12d001.jpg) (http://img715.imageshack.us/my.php?image=pieza12d001.jpg)
Perfil pieza 2 y filo de corte de la herramienta de tronzado de mango de 8mm
(http://img833.imageshack.us/img833/5486/pieza22d001.jpg) (http://img833.imageshack.us/my.php?image=pieza22d001.jpg)
Por ello, finalmente desechamos su uso, y nos decidimos por una herramienta de tronzado, con insertos de 2,2mm de filo de corte.
Perfil pieza 1 e Inserto de 2.2mm
(http://img684.imageshack.us/img684/3023/pieza12dglanze001.jpg) (http://img684.imageshack.us/my.php?image=pieza12dglanze001.jpg)
Perfil pieza 2 e Inserto de 2.2mm
(http://img810.imageshack.us/img810/4697/pieza22dglanze001.jpg) (http://img810.imageshack.us/my.php?image=pieza22dglanze001.jpg)
En realidad, esta es toda la información que necesitamos, antes de pasar a la siguiente etapa.
Software de CAM.
En esta etapa, el programa de CAM recibe el fichero de dibujo (DXF, DWG, etc), y genera como salida un archivo de comandos G (llamados familiarmente G-Codes) que podrá ser ejecutado por el programa de control de movimiento del sistema CNC (típicamente Mach3).
¿Qué función tiene este software de CAM?
Es un planificador de movimientos, que calcula, a partir de las condiciones de trabajo que definamos, la trayectoria que ha de seguir cada herramienta de corte, para cortar el material, de manera que obtengamos el perfil de pieza deseado.
Pero es un planificador de movimientos de alto nivel, en el sentido de que el archivo que genera es un “script” de comandos de muy alto nivel, que debe de servir para cualquier máquina.
A la hora de generar los archivos de G-Codes, que necesitamos para fabricar la pieza, necesitamos definir diferentes parámetros y trayectorias, para cada pieza.
La forma de trabajar es la siguiente:
Definir el material.
Configuro el tipo de material, dimensiones de la barra de material, origen del sistema de coordenadas que preferimos usar, etc.
Definimos el perfil de pieza que habrá de fabricar el torno CNC.
Lo habitual es identificar primero las diferentes zonas que puedan ser fabricadas por una misma herramienta.
De esta forma, para cada herramienta que vayamos a emplear:
Definimos el tipo de pasada que queremos dar (desbastado, acabado), el avance, profundidad del corte, y lo que es más importante, el tipo de herramienta que vamos a utilizar, con sus medidas.
A veces, para cada herramienta, se subdividen los contornos que han de fabricar, en otros sub-contornos más pequeños, tratados de manera independiente, de forma que el software de CAM sea capaz de calcular la trayectoria más eficiente para cada tramo del perfil.
Simplificación de la trayectoria calculada por el software de CAM, para el entallado de la pieza 2 :
(http://img816.imageshack.us/img816/7090/trayectoriaspieza22d001.jpg) (http://img816.imageshack.us/my.php?image=trayectoriaspieza22d001.jpg)
Finalmente se generará un archivo de G-Codes por cada herramienta y tramo del contorno que hayamos definido.
Pre-Mecanizado CNC.
En este ejemplo hemos dividido la pieza a reproducir, en dos piezas que habrán de encajar con precisión. Esto supone que debemos de fabricar dos contornos: uno por pieza.
A su vez, cada contorno ha sido subdividido en dos tipos de tramos: los que serán fabricados por la herramienta de perfilado, y los que serán fabricados por la herramienta de tronzado-entallado.
Además, el software de CAM, como regla general, te “obliga” a definir un mecanizado de desbastado y otro de afinado, para cada contorno.
Con toda esta cantidad de archivos de G-Codes, lo mejor es dedicar unos minutos a fusionar los archivos correspondientes al mismo tipo de herramienta de corte, independientemente de más consideraciones.
Una vez realizada esta tarea, tendremos dos archivos de G-Codes para cada pieza: Uno para la herramienta de afinado y otro para la herramienta de tronzado-entallado.
En este momento, recomiendo dedicar el tiempo que sea necesario para “pulir” el contenido de los archivos G-Codes. Los programas de CAM generan trayectorias muy “conservadoras”, que pueden ser fácilmente optimizadas “a mano”.
También recomiendo etiquetar el programa con textos suficientemente explicativos, de forma que cada parte quede identificada, y en el futuro nos sea más fácil corregirlos, realizar modificaciones, etc. Algo así creo que es suficiente:
.........
.........
.........
(SELECCIONO LA HERRAMIENTA 04)
T0404
(COMIENZA DESBASTADO DE LA PIEZA)
(SELECCIONO AVANCE)
F35
(ME POSICIONO RAPIDAMENTE)
G00 Z-8.5 X9
(CAMBIO A VELOCIDAD LENTA, PARA CORTAR)
G01 Z-8.92 X9
(BORDE RECTO DEL CONO)
G01 Z-8.92 X9
Z-8.92 X5.9
Z-6 X5.9
Z-6 X9
(EJE PARA ENCAJAR EN LA OTRA PIEZA)
(1ER TRAMO)
Z-10.45 X9
Z-10.45 X3.9
Z-10.45 X9
.........
.........
.........
Mecanizado CNC.
Lo llevaremos a cabo con Mach3.
¿Qué función tiene este software?
Es un planificador de movimientos de bajo nivel. Recibe el archivo de comandos G-Codes, que es muy genérico, de muy alto nivel, y adapta cada orden a las características propias de nuestra máquina: El tipo de motores PaP que usamos, el paso de los husillos de nuestro torno, etc.
Por ejemplo, cuando Mach3 lee la orden G01 X10 en el archivo que generó el software de CAM (y que quiere decir que el carro transversal ha de desplazarse hasta la cota X=10mm respecto del origen de coordenadas), utiliza la información con la que está configurado, a través de la cual "conoce" a fondo nuestra máquina-herramienta, y con todo ello calcula el número de pulsos que ha de enviar a nuestro motor paso a paso del carro transversal, para que lleve a cabo un desplazamiento efectivo del carro hasta esa posición. A continuación se los envía, y es cuando vemos que el carro transversal se mueve.
Fabricación de la pieza 1
Incluye un proceso de perfilado, un entallado, un taladrado, y un tronzado.
Perfilado Pieza 1
Afinado Pieza 1 AVI (http://www.youtube.com/watch?v=gLH6sNNftlo#)
Taladrado Pieza 1
Taladrado Pieza 1 AVI (http://www.youtube.com/watch?v=w1m8zZ3vBYU#)
Entallado Pieza 1
Entallado Pieza 1 AVI (http://www.youtube.com/watch?v=_tEq3nX2tA0#)
Tronzado Pieza 1
Tronzado Pieza 1 AVI (http://www.youtube.com/watch?v=ePi7J1-aX2Q#)
Fabricación de la pieza 2
Incluye un proceso de perfilado, un entallado y un tronzado.
Perfilado Pieza 2
Afinado Pieza 2 AVI (http://www.youtube.com/watch?v=F5VA_qk35lk#)
Entallado Pieza 2
Entallado Pieza 2 AVI (http://www.youtube.com/watch?v=kKV_19C1cMU#)
La pieza, en la maqueta, aunque sin la compañía de otros detalles (están guardados, para que no se estropeen con el polvo, etc.)
(http://img843.imageshack.us/img843/1338/montajefinal01.jpg) (http://img843.imageshack.us/my.php?image=montajefinal01.jpg)
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Como siempre Valen, un trabajo impecable, da gusto verlo.
Muchas gracias.
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No solo un trabajo impecable, una explicación igualmente buena.
Gracias.
Saludos.
Andrés.
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Buenass
Verde de envidia me tienes con el cnc ese .baba .baba .baba .baba
Saludoss
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Verde de envidia me tienes con el cnc ese
Jajaja, gracias Joaquín, y tu fresadora CNC, ¿qué...? Yo todavía le sigo dando vueltas al tema de cambiar de fresadora, porque me gusta la Proxxon FF500, pero es muy cara. Eso sí, sin ruidos....
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Reflexiones sobre algunos puntos del proceso descrito:
Resina de poliuretano como material base
La selección de este material se justifica en sus magníficas propiedades para el mecanizado.
En la fabricación de piezas figurativas, o para un hilo didáctico sobre técnicas de CNC, permite obviar el problema del acabado, y su relación con el avance y profundidad de la pasada, que son un quebradero de cabeza permanente.
De esta forma, nos podemos centrar en los pasos que conlleva la fabricación CNC.
Tabla de herramientas, y Mach3
En otro "post" o hilo, según la extensión del texto que finalmente resulte, quiero detallar cómo se configura en Mach3 el uso de herramientas de corte muy diferentes (con mangos de sección distinta, etc).
Con ello nos introduciremos en el concepto de "Tabla de herramientas", sus offset, la compensación del desgaste de la cuchilla...
Como vemos, en este hilo se ha empleado una herramienta de corte acodada y una herramienta de tronzado-entallado, ésta del fabricante Glanze, y que tiene una forma muy peculiar.
Debido a ello, es imposible que el "punto controlado" de ambas cuchillas tengan a priori las mismas coordenadas X-Y. (suele considerarse como "punto controlado", a la punta izquierda de la herramienta, aunque es configurable). Para que esto no afecte al mecanizado, hay que calibar estas diferencias, e indicárselas a Mach3, para que las gestione de forma transparente para nosotros.
Realizar esta configuración es muy importante, y hay que hacerla al principio. El software de CAM permite configurar las medidas de cada herramienta, pero da por hecho que sus "puntos controlados" coinciden en su posición espacial (X-Y y por supuesto, Z).
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Finalmente, y debido a su extensión, he descrito el uso de "Tablas de Herramientas" en un hilo nuevo:
http://foro.metalaficion.com/index.php/topic,1841.msg20485.html#msg20485 (http://foro.metalaficion.com/index.php/topic,1841.msg20485.html#msg20485)
.brinda
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Muy ilustrativo, pero yo te diría que probaras a hacer toda la pieza con la herrameinta de tronzado, casi 100% seguro que la puedes hacer sin problemas, y si crees que es muy grande la cuchilla, puedes utilizar una barrita de hss afilada con menos de 1mm de grosor.
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Muy ilustrativo, pero yo te diría que probaras a hacer toda la pieza con la herramienta de tronzado, casi 100% seguro que la puedes hacer sin problemas, y si crees que es muy grande la cuchilla, puedes utilizar una barrita de hss afilada con menos de 1mm de grosor.
Bueno, este hilo es simplemente didáctico: En realidad ya tenía fabricada la pieza hace un mes, pero el objetivo era describir todas las etapas de fabricación de un conjunto de piezas, con varias cuchillas, para así documentar un proceso muy general.
La idea es que lo que he publicado sobre:
- Cómo modificar el torno para hacerlo CNC.
incluyendo:
* Ajuste de detectores inductivos de posición.
* Ajuste de mandos manuales (joysticks, etc).
- Traducción de la interfaz de Mach3 a español.
- Cómo funciona en modo manual Mach3.
- Cómo se emplean tablas de herramientas en Mach3.
- Cómo hacer un proceso completo de fabricación de una pieza.
- y más cosas en el futuro…...
Facilite a los demás el accceso a la tecnología CNC en el torno, de manera que no se encuentren con los problemas más importantes que yo me encontré..... entre otros, la falta de información en español, concreta y compilada en pocos hilos.
Y a partir de una base sencilla pero completa, y bien comprendida, que cada uno se complique después todo lo que quiera.....
Ya sé que puede estar feo decirlo..... pero yo estoy encantado de cómo ha quedado este hilo, después de tanto trabajo para prepararlo..... .yupi me parece muy didáctico, que es su objetivo...
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cuanto mas leo,mas complicado me parece.te lo has tenido que currar mucho.por cierto,esos deditos quitando las virutas.........ya se que son plastico,pero espero no sea una costumbre que luego se lleve al metal.y lo digo sin animo de abroncar,que bueno estoy yo para que me abronquen a mi,jeje
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No, claro, pero en los vídeos no hay manera de quitarlas bien, si no es así. Son demasiado plásticas y frágiles. Si son finas, parecen virutas de foie!
En acero las virutas se clavan en la piel, ya sobre todo las pequeñas, que están afiladísimas.....
Organizar todo el proceso llevó bastante tiempo, pero además preparar el material didáctico, como vídeos, fotos, textos, etc. es otro montón de tiempo.......
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un currazo valen, muchas gracias,
Yo siempre me he pegado con el tema de los offset de las herramientas, y todavía no lo tengo claro, el problema es que o se usan unas torretas/pinzas que aseguren que la herramienta se cambia siempre igual, o no hay manera,
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Yo siempre me he pegado con el tema de los offset de las herramientas, y todavía no lo tengo claro, el problema es que o se usan unas torretas/pinzas que aseguren que la herramienta se cambia siempre igual, o no hay manera,
Muchas gracias, Vider,
si uno se acostumbra, la verdad es que los muchachos de Mach3 lo han puesto fácil para poder reajustar la tabla cada vez que queramos. Eso sí, nos hace falta guardar una barra de referencia, que usaremos como patrón para calibrar la posición.
A ver si completo el hilo, indicando cómo se hace esto cuando además utilizamos detectores de posición 0, en el eje X.....
Bueno, y comentar cómo se gestiona el desgaste de herramientas.....
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Que suerte teneis los afortunados que podeis correr mach. En mi amd incluso cambiando la conf del micro va malamente
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Hola, yo tengo otro portátil, con un AMD, y ya unos años de antigüedad, que maneja bien Mach3, pero eso sí, instalé una placa usb en la caja controladora, que funciona como puerto usb (en vez de paralelo) y como acelerador hardware.
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Felicidades, sinceramente da gusto leer tus post.
habría que pagarte por la información que nos brindas¡¡
soy consciente que en muchos proyectos que tenemos da más pereza postearlos con fotos y toda la información completa que realizar el proyecto en si, por eso te doy las gracias por compartir tus conocimientos.
Un 10 por tu trabajo y compañerismo.
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soy consciente que en muchos proyectos que tenemos da más pereza postearlos con fotos y toda la información completa que realizar el proyecto en si,
Gracias Andrés,
como decía en otro hilo, en este foro hay mucha gente con muchísimo que enseñar a los demás, y que sin embargo nunca publica nada, ya sea por desgana, por no hacer fotos, por no escribir... o porque simplemente no le da la gana.
Pero el caso es que al final su valioso conocimiento y experiencias acumuladas se perderán "como lágrimas en la lluvia", que decía el malo en la película "Blade Runner"...
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He ampliado la explicación del proceso, incluyendo una "definición" de lo que es un software de CAM y lo que es un software como Mach3. (Como planificadores de movimiento de alto y bajo nivel).
En cada apartado, he indicado cuál es la función de cada uno, en qué se parecen y en qué se diferencian.
Yo creo que esta es una de las dudas habituales al empezar a introducirse en el mundo del CNC. ;)
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Bueno, no soy muy aficonado al cine, pero esta es la escena de "Blade Runner" en la que el malo va a morir, y se lamenta de que todo lo que él ha visto y aprendido (es un super mutante...) se va a perder, como lágrimas en la lluvia... ¡Una escena buenísima!
Blade Runner - Lágrimas en la lluvia (http://www.youtube.com/watch?v=-C3ibuq3nZk#)
"I've seen things you people wouldn't believe. Attack ships on fire off the shoulder of Orion. I watched c-beams glitter in the dark near the Tanhauser Gate. All those moments will be lost in time, like tears in rain..... Time to die."
y es lo mismo que ocurre cuando sabemos cosas, pero no dedicamos un tiempo a compartirlas...... A ver si así se anima más gente a elaborar hilos con contenidos, y entre todos potenciamos el foro...! .bien
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Tienes toda la razón Valen. El problema es que mucha gente entre los que me incluyo el primero, somos completamente anárquicos. Soy absolutamente incapaz de organizar un contenido e incluso, soy de los que hacen las cosas según van saliendo. Lo importante es que cada pieza se adapte a la siguiente sin tener en cuenta el resultado final. Eso choca de frente con la normalización y el problema de mis artilugios es que son "únicos" lo cual quiere decir que nunca se pueden conectar a otro artilugio a no ser con una adaptación.
Sé que es un defecto muy gordo, pero es superior a mis fuerzas.
Tampoco soy caaz de guardar de manera ordenada y documentada los proyectos, con lo cual, cuando quiero retomar uno abandonado hace algún tiempo, tengo que empezar de cero.
Precisamente por esto, todas las modificaciones que le hago a mis máquinas, siempre permiten la vuelta atrás por si acaso.
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Pero de vez en cuando uno se puede plantear: En vez de fabricar esta pieza que me "hace falta", voy a proparar una explicación, paso a paso, sobre cómo se hace esto o aquello.....
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Con post como este uno se empieza a enterar realmente de como funciona el CNC, muy bien estructurado con un lenguaje sencillo y comprensible. Solo cabe decir que perfecto y gracias por estas clases gratuitas.
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Con post como este uno se empieza a enterar realmente de como funciona el CNC, muy bien estructurado con un lenguaje sencillo y comprensible. Solo cabe decir que perfecto y gracias por estas clases gratuitas.
De nada, Enrique, gracias a ti.