Información esencial que debe conocer antes de entender o aprender programación CNC

Programación CNC en el control

Antes de comprender o aprender la programación CNC, debemos aclarar qué conocimientos necesitamos dominar.

¿Qué habilidades o conocimientos debe adquirir antes de entender o aprender la programación CNC?

1. Tener una base mecánica y conocimientos sobre la estructura de los moldes puede ser beneficioso, ya que permite comprender mejor los procesos de mecanizado y los componentes que se programan.

2. La programación CNC abarca tanto la programación manual como la programación automática. La programación manual suele implicar la escritura directa de código, lo que requiere una base de matemáticas y una comprensión clara de las direcciones de coordenadas (X, -X, Y, -Y). Estos conocimientos son cruciales para una programación precisa.

3. Aunque aprender dibujo rápido en 2D y diseño en 3D puede ayudar a comprender los aspectos visuales de la programación CNC, no es necesariamente un requisito previo. Depende de los objetivos y proyectos específicos.

4. Tener pasión por la maquinaria e interesarse por el rendimiento y el funcionamiento de determinadas marcas de máquinas (como Sanling, FANUC, Siemens y HASS) puede aumentar la motivación y el compromiso con la programación CNC. No obstante, comprender o dominar la programación en sí no es un requisito obligatorio.

5. Observar el funcionamiento real de las máquinas CNC in situ, incluidos aspectos como la velocidad de la herramienta, el avance y la profundidad de corte, puede proporcionar valiosas perspectivas y conocimientos prácticos que pueden mejorar las habilidades de programación CNC.

6. El aprendizaje diligente, el pensamiento crítico, tomar notas minuciosas y aprender de los errores son esenciales para el aprendizaje eficaz y el dominio de la programación CNC o de cualquier habilidad.

¿Qué herramientas de software se utilizan en la programación CNC?

Categoría de softwareNombre del software
Diseño asistido por ordenador (CAD)AutoCAD, SolidWorks, Fusion 360, CATIA, Siemens NX
Fabricación asistida por ordenador (CAM)Mastercam, CAMWorks, PowerMill, GibbsCAM, Edgecam
Editores de código GBloc de notas++, Visual Studio Code, Gedit, Sublime Text
Simulación y verificaciónVericut, NCSIMUL, CAMotics, MachineWorks
Control y comunicación de máquinasGuía CNC Fanuc, Siemens Sinumerik Operate, Simulador de control Haas, Mach3

Programación manual y programación automática en la programación CNC

Como ya se ha mencionado, en la programación CNC existen dos enfoques principales para crear programas: manual y automático.

Programación manual:

La programación manual implica escribir directamente el código del programa CNC utilizando un editor de texto o un software especializado. El programador necesita comprender las capacidades de la máquina CNC, el lenguaje de código G y la sintaxis específica que requiere el controlador de la máquina.

El proceso de programación manual suele implicar:

Escribir líneas individuales de instrucciones de código G para definir los movimientos de la herramienta, las velocidades del husillo, los avances y otros parámetros.

Cálculo de coordenadas precisas para trayectorias de herramientas basadas en la geometría de la pieza mediante cálculos matemáticos y trigonometría.

Tener en cuenta los cambios de herramienta, la configuración de la pieza de trabajo, las compensaciones de la herramienta y otros factores para garantizar operaciones de mecanizado precisas y eficientes.

La programación manual permite un control preciso del proceso de mecanizado, posibilitando la personalización y el ajuste fino del código. Suele utilizarse en aplicaciones de mecanizado complejas o únicas en las que la programación automática puede no ser adecuada o eficaz.

Programación automática:

La programación automática, o programación asistida por ordenador o programación CAM, consiste en utilizar software especializado para generar automáticamente programas CNC. El software genera el código del programa utilizando entradas como la geometría de la pieza, la información sobre las herramientas, las operaciones de mecanizado y otros parámetros.

El proceso de programación automática suele incluir lo siguiente:

Importar o crear un modelo 3D o un archivo CAD de la pieza a mecanizar.

Definir las operaciones de mecanizado, las herramientas y los parámetros de mecanizado dentro del software CAM.

El software genera automáticamente el código del programa CNC, incluidas las trayectorias de las herramientas, las velocidades, los avances y otras instrucciones.

La programación automática ofrece varias ventajas, como el aumento de la productividad, la reducción del tiempo de programación y la posibilidad de simular y optimizar las trayectorias de las herramientas antes del mecanizado. Suele utilizarse en industrias con grandes volúmenes de producción o tareas de mecanizado repetitivas.

Tanto la programación manual como la automática tienen sus propios méritos. Se utilizan en función de los requisitos específicos del proyecto, la complejidad de la pieza, la experiencia del programador y otros factores. Muchos programadores de CNC utilizan técnicas de programación manual y automática para conseguir los mejores resultados.

Pasos de la programación CNC

Flujo de trabajo de la programación manual

1. Análisis del plano de la pieza y planificación del proceso Esto implica analizar el plano de la pieza, comprender las dimensiones y los requisitos técnicos, determinar el plan de mecanizado, secuenciar las operaciones, diseñar los útiles si es necesario, seleccionar las herramientas adecuadas y planificar la trayectoria de la herramienta y los parámetros de corte.

2. Procesamiento matemático: Se establece un sistema de coordenadas de la pieza basado en las características geométricas de la pieza. La trayectoria de la herramienta se calcula dentro de este sistema de coordenadas, teniendo en cuenta los puntos inicial y final de los elementos geométricos, los centros de los arcos circulares y las intersecciones o puntos tangentes entre los elementos geométricos. Para las formas complejas, se calculan puntos discretos en la superficie o la curva, y se utilizan líneas rectas o aproximaciones de arco para conectar estos puntos.

3. Escribir la lista del programa de pieza: La ruta de procesamiento y los parámetros de proceso determinados se traducen al código de comandos del sistema CNC y al formato de segmento de programa. El programa de pieza se escribe línea por línea, siguiendo la sintaxis y las convenciones de programación especificadas.

4. Introducción del programa: En el pasado, la introducción del programa se realizaba mediante cinta de papel perforada, pero las máquinas CNC modernas suelen utilizar teclados o interfaces informáticas para introducir el código del programa en el sistema CNC.

5. Verificación del programa y primer corte de prueba El programa escrito debe verificarse y probarse antes del mecanizado. La verificación consiste en comprobar la trayectoria de movimiento de la máquina ejecutando el programa sin cortar la pieza, a menudo utilizando un bolígrafo para trazar la trayectoria de la herramienta en un papel. Si la máquina CNC dispone de pantalla gráfica, puede utilizarse la simulación para visualizar el proceso de corte de la herramienta. Sin embargo, el primer corte de prueba en la pieza real es crucial para evaluar la precisión de las piezas mecanizadas y realizar los ajustes necesarios en los parámetros de corte y las trayectorias de la herramienta.

Flujo de trabajo de la programación automática

1. Importación o creación de modelos CAD

El primer paso es importar un modelo 3D de la pieza que se va a mecanizar al software de CAM. El modelo 3D puede importarse del software CAD o crearse directamente en el software CAM.

2. Definir las operaciones de mecanizado

A continuación, el programador define las operaciones de mecanizado que se van a realizar en la pieza. Esto incluye especificar operaciones como el desbaste, el acabado, el taladrado, el contorneado, el embutido, etc. Cada operación tiene parámetros específicos como la selección de la herramienta, las velocidades y avances de corte, las profundidades de corte, las aproximaciones y las tolerancias.

3. Generación de sendas

Basándose en las operaciones de mecanizado definidas, el software CAM genera una trayectoria de herramienta que representa el movimiento de la herramienta y la estrategia de mecanizado en las superficies de la pieza. Las sendas se calculan teniendo en cuenta factores como la geometría de la herramienta, la orientación de la herramienta, la evitación de colisiones y los algoritmos de optimización.

4. Simulación y verificación

Una vez generadas las sendas, el programador puede simular el proceso de mecanizado dentro del software CAM. Esta simulación permite visualizar el movimiento de la herramienta, detectar posibles colisiones o errores y garantizar que la trayectoria de la herramienta está optimizada y es adecuada para la pieza.

5. Tratamiento posterior

Una vez finalizada y verificada la trayectoria de la herramienta, el software CAM realiza el postprocesado. Esto implica convertir la trayectoria de la herramienta en instrucciones de código G específicas de la máquina que la máquina CNC pueda entender. El postprocesador adapta la salida del código G para que coincida con los requisitos particulares de sintaxis y formato del controlador de la máquina CNC de destino.

6. Transferencia a la máquina CNC

El programa de código G generado se transfiere a la máquina CNC a través de una conexión directa o de medios de almacenamiento externos como unidades USB o transferencias de red. El programa se carga en el controlador de la máquina, listo para su ejecución.

7. Configuración y ejecución de la máquina

La máquina se configura antes de ejecutar el programa CNC con los útiles de sujeción, las herramientas de corte y la alineación de la pieza de trabajo adecuados. Una vez que todo está en su sitio, se ejecuta el programa CNC y la máquina realiza las operaciones de mecanizado programadas en la pieza.

código diferente en la programación CNC

Códigos G (códigos preparatorios)

Los códigos G se utilizan para definir diversas funciones y operaciones preparatorias. Estos códigos especifican el movimiento de la herramienta, los modos de mecanizado, los sistemas de coordenadas y otros parámetros. Algunos códigos G comunes son G00 (posicionamiento rápido), G01 (interpolación lineal), G02/G03 (interpolación circular), G17/G18/G19 (selección de plano) y G90/G91 (posicionamiento absoluto/incremental).

Códigos M (Códigos varios)

Los códigos M se utilizan para controlar diversas funciones de la máquina, como el funcionamiento del husillo, el encendido y apagado del refrigerante, los cambios de herramienta y las paradas de la máquina. Varían en función de la marca y el modelo de la máquina. Algunos ejemplos de códigos M son M03/M04 (husillo en sentido horario/antihorario), M05 (parada del husillo), M06 (cambio de herramienta) y M08/M09 (encendido/apagado del refrigerante).

Códigos T (selección de herramientas)

Los códigos T se utilizan para especificar el número de herramienta o el corrector de herramienta que debe utilizarse para el mecanizado. Estos códigos indican qué herramienta del almacén de herramientas o del portaherramientas debe engranarse para una operación determinada. Por ejemplo, T01 selecciona la herramienta número 1, T03 selecciona la herramienta número 3, y así sucesivamente.

Código S (velocidad del husillo)

El código S se utiliza para definir la velocidad del husillo deseada para la operación de mecanizado. El valor que sigue al código S representa la velocidad del husillo en RPM (revoluciones por minuto). Por ejemplo, S1000 establece la velocidad del husillo en 1000 RPM.

Código F (velocidad de avance)

El código F se utiliza para especificar el avance al que se desplaza la herramienta por la trayectoria programada. El valor que sigue al código F representa el avance en unidades por minuto. Por ejemplo, F200 establece el avance en 200 unidades por minuto.

Códigos X, Y, Z y otros ejes

Estos códigos especifican las coordenadas y posiciones de la herramienta a lo largo de diferentes ejes. El código X representa la posición a lo largo del eje X, el código Y representa la posición a lo largo del eje Y y el código Z representa la posición a lo largo del eje Z. Se pueden utilizar códigos de eje adicionales para máquinas con más ejes, como A, B, C, etc.

Códigos Dwell

Los códigos de permanencia detienen la máquina en un lugar o durante un tiempo determinado. El tiempo de permanencia se especifica mediante el código P, que representa el tiempo de permanencia en segundos. Por ejemplo, G04 P2 haría que la máquina se detuviera durante 2 segundos.

Entre los diferentes códigos utilizados en la programación CNC, el código G es el más utilizado. Los códigos G son fundamentales para la programación CNC, ya que definen el movimiento de la máquina y controlan diversos aspectos del proceso de mecanizado.

Palabra final

La programación CNC implica numerosas consideraciones cruciales que merecen una cuidadosa atención. Dada la oportunidad, tengo la intención de dedicar un artículo en el futuro a discutir exhaustivamente los aspectos clave que requieren atención en la programación CNC.

Índice
Compartir este artículo