Programas NC generados por CAM

Aplicación

Los programas NC generados por CAM se crean en sistemas CAM externos al control numérico.

Junto con los mecanizados simultáneos a 5 ejes y las superficies de forma libre, los sistemas CAM ofrecen una solución cómoda y, a veces, la única.

Para que los programas NC generados por CAM puedan utilizar todo el potencial de rendimiento del control numérico y ofrecer al usuario posibilidades de acceso y corrección, deben cumplirse las siguientes exigencias.

Los programas NC generados por CAM deben cumplir las mismas exigencias que los programas NC creados manualmente. Además, en la cadena de procesos surgen otras exigencias.

Pasos del proceso

La cadena de procesos describe el proceso de construcción hasta la pieza fabricada.

Crear modelos 3D
(CAD)
[Object]
Definir estrategias de
mecanizado
(CAM)
[Object]
Emitir programa NC
(posprocesador)
[Object]
Editar programa NC
(control numérico NC)
[Object]
Ejecutar movimientos
(máquina)
[Object]
Pieza
[Object]

Formatos de salida de los programas NC

Salida en lenguaje conversacional HEIDENHAIN

Si el programa NC se emite en lenguaje conversacional, se dispone de las siguientes opciones:

  • Visualización en 3 ejes
  • Emisión con hasta cinco ejes, sin M128 o FUNCTION TCPM
  • Emisión con hasta cinco ejes, con M128 o FUNCTION TCPM (#9 / #4-01-1)
 
Tip

Condiciones para un mecanizado de 5 ejes:

  • Máquina con ejes giratorios
  • Funciones ampliadas grupo 1 (#8 / #1-01-1)
  • Funciones ampliadas grupo 2 (#9 / #4-01-1) para M128 o FUNCTION TCPM

Cuando el sistema CAM cuenta con la cinemática de la máquina y los datos de herramienta exactos, se pueden emitir programas NC sin M128 ni FUNCTION TCPM. El avance programado se calcula para todas las partes de los ejes por cada frase NC, lo que puede dar lugar a diferentes velocidades de corte.

Un programa NC es independiente de la máquina y flexible con M128 o FUNCTION TCPM, ya que el control numérico acepta la compensación de la cinemática y utiliza los datos de herramienta de la gestión de herramientas. De este modo, el avance programado actúa sobre el punto de guía de la herramienta.

Compensar la colocación de la herramienta con FUNCTION TCPM (#9 / #4-01-1)

Puntos de referencia en la herramienta

Ejemplos

11 L X+88 Y+23.5375 Z-8.3 R0 F5000

; 3 ejes

11 L X+88 Y+23.5375 Z-8.3 A+1.5 C+45 R0 F5000

; 5 ejes sin M128

11 L X+88 Y+23.5375 Z-8.3 A+1.5 C+45 R0 F5000 M128

; 5 ejes con M128

emisión con vectores

Desde el punto de vista de la física y la geometría, un vector es una magnitud orientada que describe una dirección y una longitud.

Para emitir vectores, el control numérico necesita al menos un vector que describa la dirección de la normal a la superficie o la colocación de la herramienta. Opcionalmente, la frase NC contiene ambos vectores.

 
Tip

Condiciones:

  • Máquina con ejes giratorios
  • Funciones ampliadas grupo 1 (#8 / #1-01-1)
  • Funciones ampliadas grupo 2 (#9 / #4-01-1)
 
Tip

La emisión con vectores solo se puede utilizar en el modo Fresado.

Conmutar modo de mecanizado con FUNCTION MODE

 
Tip

Emitir un vector con la dirección de las normales a la superficie es imprescindible para activar la corrección del radio 3D que depende del ángulo de presión (#92 / #2-02-1).

Corrección del radio 3D en función del ángulo de presión (#92 / #2-02-1)

Ejemplos

11 LN X0.499 Y-3.112 Z-17.105 NX0.2196165 NY-0.1369522 NZ0.9659258

; A 3 ejes con vector normal a la superficie, sin orientación de la herramienta

11 LN X0.499 Y-3.112 Z-17.105 NX0.2196165 NY-0.1369522 NZ0.9659258 TX+0.0078922 TY–0.8764339 TZ+0.2590319 M128

; A 5 ejes con M128, vector normal a la superficie y orientación de la herramienta

Configuración de una frase NC con vectores

Vector normal a la superficie perpendicular al contorno

Vector de dirección de la herramienta

Ejemplo

11 LN X+0.499 Y-3.112 Z-17.105 NX0 NY0 NZ1 TX+0,0078922 TY–0,8764339 TZ+0,2590319

; Recta LN con vector normal a la superficie y orientación de la herramienta

Elemento sintáctico

Significado

LN

Recta LN con vector normal a la superficie

X Y Z

Coordenadas objetivo

NX NY NZ

Componente del vector normal a la superficie

Elemento sintáctico opcional

TX TY TZ

Componentes del vector de dirección de la herramienta

Elemento sintáctico opcional

Modos de mecanizado según el número de ejes

Mecanizado con 3 ejes

Si para el mecanizado de una pieza solo se necesitan los ejes lineales X, Y y Z, tiene lugar un mecanizado a 3 ejes.

Mecanizado con 3+2 ejes

Si para el mecanizado de una pieza se necesita inclinar el espacio de trabajo, tiene lugar un mecanizado a 3+2 ejes.

 
Tip

Condiciones:

  • Máquina con ejes giratorios
  • Funciones ampliadas grupo 1 (#8 / #1-01-1)

Mecanizado inclinado

Durante el mecanizado inclinado, llamado también fresado frontal, la herramienta se sitúa en ángulo (definido por el usuario) con respecto al espacio de trabajo. No se modifica la orientación del sistema de coordenadas del espacio de trabajo WPL-CS, sino únicamente la posición de los ejes rotativos y, con ella, la inclinación de la herramienta. El control numérico puede compensar el offset que se origina de esta forma en el eje lineal.

El mecanizado inclinado se utiliza junto con los destalonamientos y las longitudes de sujeción de la herramienta.

 
Tip

Condiciones:

  • Máquina con ejes giratorios
  • Funciones ampliadas grupo 1 (#8 / #1-01-1)
  • Funciones ampliadas grupo 2 (#9 / #4-01-1)

Mecanizado con 5 ejes

En el mecanizado de 5 ejes, llamado también mecanizado simultáneo de 5 ejes, la máquina desplaza cinco ejes al mismo tiempo. Para superficies de conformación libre, durante todo el proceso de mecanizado la herramienta se puede orientar de modo óptimo con respecto a la superficie de la pieza.

 
Tip

Condiciones:

  • Máquina con ejes giratorios
  • Funciones ampliadas grupo 1 (#8 / #1-01-1)
  • Funciones ampliadas grupo 2 (#9 / #4-01-1)

El mecanizado de 5 ejes no es compatible con la versión Export del control numérico.

Pasos del proceso

CAD

Aplicación

Mediante los sistemas CAD, los constructores crean los modelos 3D de las piezas necesarias. Los datos CAD erróneos afectan negativamente en toda la cadena de procesos, lo cual incluye la calidad de la pieza.

Notas

  • En los modelos 3D, evitar las superficies abiertas o solapadas y los puntos innecesarios. Siempre que sea posible, utilizar las funciones de comprobación del sistema CAD.
  • Construir o guardar los modelos 3D referidos al centro de tolerancia y no a las dimensiones nominales.
 
Tip

Complementar la fabricación con los siguientes ficheros:

  • Preparar modelos 3D en formato STL. La simulación interna del control numérico puede utilizar datos CAD, p. ej. como piezas en bruto y acabadas. Es importante disponer de modelos del utillaje de la herramienta y la pieza junto con la comprobación de colisiones (#40 / #5-03-1).
  • Proporcionar los dibujos con las dimensiones que se van a comprobar. En este caso, el formato de fichero de los dibujos no es importante, ya que el control numérico puede abrir también ficheros PDF y por tanto, es compatible con una producción sin papel.

Definición

Abreviatura

Definición

CAD (computer- aided design)

Diseño asistido por ordenador

CAM y posprocesador

Aplicación

Con la ayuda de estrategias de mecanizado dentro de los sistemas CAM, los programadores CAM crean programas NC independientes de la máquina y del control numérico basados en datos CAD.

Mediante el posprocesador, se emiten finalmente programas NC específicos para la máquina y el control numérico.

Indicaciones sobre los datos CAD

  • Permiten evitar las pérdidas de calidad provocadas por formatos de transferencia inadecuados. Los sistemas CAM integrados con interfaces específicas del fabricante funcionan, en parte, sin pérdidas.
  • Los datos CAD recibidos ofrecen una gran precisión. Para el mecanizado de acabado de radios grandes, se recomienda un error de geometría o modelado menor de 1 μm.

Indicaciones sobre error cordal y ciclo 32 TOLERANCIA

Trayectoria nominal (contorno de la pieza)
[Object]
Error cordal
[Object]
Datos NC
[Object]
  • En el desbaste, el foco está en la velocidad del mecanizado.
  • La suma del error cordal y la tolerancia T en el ciclo 32 TOLERANCIA debe ser menor que la sobremedida del contorno. De lo contrario, podrían producirse daños en el contorno.

  • Error cordal en el sistema CAM

    de 0,004 mm a 0,015 mm

    Tolerancia T en el ciclo 32 TOLERANCIA

    de 0,05 mm a 0,3 mm

  • Para obtener una precisión alta en el acabado, los valores deben proporcionar la densidad de datos necesaria.
  • Error cordal en el sistema CAM

    de 0,001 mm a 0,004 mm

    Tolerancia T en el ciclo 32 TOLERANCIA

    de 0,002 mm a 0,006 mm

  • Para obtener una calidad de acabado de la superficie en el acabado, los valores deben permitir un alisado del contorno.
  • Error cordal en el sistema CAM

    de 0,001 mm a 0,005 mm

    Tolerancia T en el ciclo 32 TOLERANCIA

    de 0,010 mm a 0,020 mm

Ciclo 32 TOLERANCIA

Indicaciones sobre la emisión NC optimizada para el control numérico

  • Evitar los errores de redondeo emitiendo las posiciones de los ejes con al menos cuatro decimales. Para los componentes ópticos y las piezas con radios grandes (curvaturas pequeñas), se recomiendan al menos cinco decimales. La emisión de vectores normales a la superficie (en rectas LN) requieren al menos siete decimales.
  • Evitar la totalización de tolerancias emitiendo valores de coordenadas absolutos en lugar de incrementales en las frases de posicionamiento consecutivas.
  • Emitir las frases de posicionamiento como arcos de círculo siempre que sea posible. El control numérico calcula con mayor precisión los círculos internamente.
  • Evitar las repeticiones de posiciones, introducciones de avance y funciones adicionales idénticas, p. ej. M3.
  • Cuando una llamada de subprograma y una definición de subprograma están separadas por varias frases NC, se pueden producir interrupciones del cálculo. Utilizar las siguientes opciones para evitar, p. ej., marcas de corte provocadas por la interrupción:
    • Programar subprogramas con posiciones para la retirada al principio del programa. El control numérico ya sabe dónde se encuentra el subprograma cuando este se llama más tarde.
    • Excluir las posiciones de mecanizado o transformaciones de coordenadas en un programa NC independiente. De este modo, el control numérico solo tiene que llamar las posiciones de seguridad y transformaciones de coordenadas en el programa NC, por ejemplo.
  • Volver a emitir el ciclo 32 TOLERANCIA únicamente si se modifican los ajustes.
  • Asegurarse de que las esquinas (transiciones de curvatura) se han definido con precisión mediante una frase NC.
  • Si la trayectoria de la herramienta se muestra con grandes variaciones de la dirección, el avance oscilará notablemente. Siempre que sea posible, redondear las trayectorias de herramienta.
  • Trayectorias de herramienta con importantes modificaciones de la dirección en las transiciones

    Trayectorias de herramienta con transiciones redondeadas

  • En las trayectorias rectas, prescindir de puntos intermedios o de apoyo. Estos puntos se originan, p. ej. mediante una emisión constante de puntos.
  • Si los puntos no se distribuyen exactamente síncronos en superficies con curvatura uniforme, se evitarán los patrones en la superficie de la pieza.
  • Utilizar distancias entre los puntos adaptadas a la pieza y al paso de mecanizado. Los valores iniciales posibles se encuentran entre 0,25 mm y 0,5 mm. Con avances de mecanizado altos tampoco se recomiendan valores superiores a 2,5 mm.
  • Evitar los posicionamientos erróneos emitiendo las funciones PLANE (#8 / #1-01-1) con MOVE o TURN sin frases de posicionamiento independientes. Si se emite STAY y los ejes rotativos se posicionan por separado, utilizar las variables Q120 a Q122 en lugar de valores de eje fijos.
  • Inclinar espacio de trabajo con funciones PLANE (#8 / #1-01-1)

  • Evitar interrupciones del avance grandes en el punto de guía de la herramienta logrando que la relación entre los movimientos del eje lineal y rotativo no sea desfavorable. Por ejemplo, un cambio significativo en el ángulo de inclinación de la herramienta con un pequeño cambio simultáneo en la posición de la misma es problemático. Tener en cuenta las distintas velocidades de los ejes involucrados.
  • Cuando la máquina desplaza varios ejes simultáneamente, se pueden sumar los errores cinemáticos de los ejes. Utilizar el menor número de ejes posible al mismo tiempo.
  • Evite las limitaciones del avance innecesarias que se pueden definir dentro de M128 o de la función FUNCTION TCPM (#9 / #4-01-1) para los movimientos de compensación.
  • Compensar la colocación de la herramienta con FUNCTION TCPM (#9 / #4-01-1)

  • Tener en cuenta el comportamiento específico de la máquina de los ejes rotativos.
  • Indicaciones sobre los contactos de final de carrera de software en los ejes de módulo

Indicaciones sobre las herramientas

  • Una fresa esférica, una salida CAM en el centro de la herramienta y una tolerancia alta del eje rotativo TA (1° a 3°) en el ciclo 32 TOLERANCIA permiten comportamientos de avance uniformes.
  • Una fresa esférica o toroidal y una salida CAM referida al extremo de la herramienta requieren tolerancias bajas del eje rotativo TA (aprox. 0,1°) en el ciclo 32 TOLERANCIA. Con valores más altos podría dañarse el contorno. La sobremedida de los daños en el contorno depende, por ejemplo, de la inclinación de la herramienta, el radio de herramienta y la profundidad de intervención.

Puntos de referencia en la herramienta

Indicaciones sobre las emisiones NC de fácil manejo

  • Permite un ajuste sencillo de los programas NC mediante los ciclos de mecanizado y palpación del control numérico.
  • Se pueden aprovechar tanto las posibilidades de personalización como el resumen definiendo los avances en una posición central mediante variables. Utilizar preferentemente las variables de uso libre, p. ej. los parámetros QL.
  • Variables: Parámetros Q, QL, QR Y QS

  • Mejorar el resumen estructurando los programas NC. En de los programas NC, utilizar subprogramas, por ejemplo. Siempre que sea posible, separar los proyectos grandes en varios programas NC separados.
  • Técnicas de programación

  • Contemplar las posibilidades de corrección emitiendo contornos con el radio corregido.
  • Corrección del radio de herramienta

  • Los puntos de estructuración permiten una navegación más rápida por los programas NC.
  • Estructurar programas NC

  • Mediante los comentarios se puede comunicar información importante sobre el programa NC.
  • Añadir comentarios

Control numérico NC y máquina

Aplicación

A partir del programa NC, el control numérico calcula puntos definidos del movimiento de los distintos ejes de la máquina y el perfil de velocidad requerido. A este respecto, unas funciones de filtrado internas del control numérico procesan y alisan el contorno, de modo que el control numérico cumpla con la desviación máxima admisible de la trayectoria.

Mediante el sistema operativo, la máquina convierte los movimientos y perfiles de velocidad calculados en movimientos de herramienta.

El mecanizado se puede optimizar mediante las posibilidades de introducción y corrección.

Indicaciones para el uso de los programas NC generados por CAM

Indicaciones sobre los contactos de final de carrera de software en los ejes de módulo

 
Tip

Las siguientes indicaciones sobre los contactos de final de carrera de software en los ejes de módulo se aplican también a los límites de desplazamiento.

Límtes de desplazamiento

Los contactos de final de carrera de software en los ejes de módulo deben cumplir las siguientes condiciones generales:

  • El límite inferior es superior a –360° e inferior a +360°.
  • El límite superior no es negativo e inferior a +360°.
  • El límite inferior no es superior al límite superior.
  • Los límites inferior y superior están en menos de 360° entre sí.

Si no se cumplen estas condiciones generales, el control numérico no puede mover el eje de módulo y emite un mensaje de error.

Si la posición de destino o una posición equivalente se encuentra dentro de la zona admisible, se permite un movimiento con los contactos de final de carrera de módulo activos. La dirección del movimiento se calcula automáticamente, ya que solo se puede aproximar una de las posiciones a la vez. Tener en cuenta los siguientes ejemplos.

Las posiciones equivalentes se diferencian por un offset de n x 360° con respecto a la posición de destino. El factor n corresponde a cualquier número entero.

Ejemplo

11 L C+0 R0 F5000

; Contacto de final de carrera –80° y 80°

12 L C+320

; Posición de destino –40°

El control numérico posiciona el eje de módulo entre los contactos de final de carrera activos en la posición de –40° equivalente a 320°.

Ejemplo

11 L C-100 R0 F5000

; Contacto de final de carrera –90° y 90°

12 L IC+15

; Posición de destino –85°

El control numérico ejecuta el movimiento de recorrido, ya que la posición de destino se encuentra dentro de la zona admisible. El control numérico posiciona el eje en la dirección del contacto de final de carrera más próximo.

Ejemplo

11 L C-100 R0 F5000

; Contacto de final de carrera –90° y 90°

12 L IC-15

; Mensaje de error

El control numérico emite un mensaje de error que indica que la posición de destino se encuentra fuera de la zona admisible.

Ejemplos

11 L C+180 R0 F5000

; Contacto de final de carrera –90° y 90°

12 L C-360

; Posición de destino 0°: también se aplica a un múltiplo de 360°, p. ej. 720°

11 L C+180 R0 F5000

; Contacto de final de carrera –90° y 90°

12 L C+360

; Posición de destino 360°: también se aplica a un múltiplo de 360°, p. ej. 720°

Si el eje se encuentra en el centro exacto de la zona prohibida, el recorrido hasta ambos contactos de final de carrera es idéntico. En este caso, el control numérico puede desplazar en ambas direcciones.

Si la frase de posicionamiento resulta en dos posiciones de destino equivalentes en la zona permitida, el control numérico posiciona en el recorrido más corto. Si ambas posiciones de destino equivalentes se encuentran a 180°, el control numérico selecciona la dirección de desplazamiento en función del signo programado.

Definiciones

Eje de módulo
Los ejes de módulo son ejes cuyo sistema de medida solo proporciona valores de 0° a 359,9999°. Si se quiere utilizar un eje como cabezal, el fabricante debe configurar este eje como eje de módulo.

Eje rollover
Los ejes rollover son ejes rotativos que pueden llevar a cabo varias revoluciones o tantas como se desee. El fabricante debe configurar el eje rollover como eje de módulo.

Contaje de módulo
El contador de un eje rotativo con contaje de módulo se encuentra entre 0° y 359,9999°. Si se sobrepasa el valor de 359,9999°, la visualización vuelve a comenzar en 0°.

Funciones y paquetes de funciones

Control de movimiento ADP

Distribución de los puntos

Comparación sin y con ADP

Los programas NC generados mediante CAM con resoluciones insuficientes y densidad de puntos variable en trayectorias adyacentes pueden provocar oscilaciones del avance y errores en la superficie de la pieza.

La función Advanced Dynamic Prediction ADP amplía el cálculo previo del perfil de avance máximo admisible y optimiza el control del movimiento de los ejes involucrados al fresar. De este modo, se puede alcanzar una mayor calidad de acabado de la superficie en menos tiempo de mecanizado y reducir los esfuerzos de repasado.

Las ventajas más importantes de ADP de un vistazo:

  • En el fresado bidireccional, las trayectorias de avance y retroceso presentan un comportamiento de avance simétrico.
  • Las trayectorias de herramienta adyacentes presentan comportamientos de avance uniformes.
  • Se compensan o mitigan los efectos negativos de los problemas típicos que provocan los programas NC generados por CAM se compensan o mitigan, p. ej.:
    • Escalones cortos tipo escalera
    • Tolerancias bastas de la cuerda del segmento
    • Coordenadas del punto final de frase muy redondeadas
  • El control numérico mantiene los parámetros dinámicos con precisión, incluso bajo condiciones difíciles.

Dynamic Efficiency

Con el paquete de funciones Dynamic Efficiency puede aumentarse la seguridad del proceso en el arranque de viruta de piezas pesadas y el mecanizado de desbaste y, por lo tanto, hacerlo más eficiente.

Dynamic Efficiency comprende las siguientes funciones de software:

  • Active Chatter Control ACC (#45 / #2-31-1)
  • Adaptive Feed Control AFC (#45 / #2-31-1)
  • Ciclos para el fresado trocoidal (#167 / #1-02-1)

El empleo de Dynamic Efficiency ofrece las siguientes ventajas:

  • ACC, AFC y el fresado trocoidal reducen el tiempo de mecanizado gracias a un mayor volumen de arranque de material.
  • AFC permite supervisar la herramienta y, con ello, aumenta la seguridad del proceso.
  • ACC y el fresado trocoidal aumentan la vida útil de la herramienta.
 
Manual

Para información adicional, véase el catálogo Opciones y accesorios

Dynamic Precision

Con el paquete de funciones Dynamic Precisión puede ejecutar mecanizados rápidos y precisos con una alta calidad de acabado.

Dynamic Precision comprende las siguientes funciones de software:

  • Cross Talk Compensation CTC (#141 / #2-20-1)
  • Position Adaptive Control PAC (#142 / #2-21-1)
  • Load Adaptive Control LAC (#143 / #2-22-1)
  • Motion Adaptive Control MAC (#144 / #2-23-1)
  • Machine Vibration Control MVC (#146 / #2-24-1)

Cada una de las funciones ofrece mejoras significativas. No obstante, pueden combinarse y complementarse entre sí:

  • CTC aumenta la precisión de las fases de aceleración.
  • MVC posibilita producir mejores superficies.
  • CTC y MVC permiten llevar a cabo un mecanizado más rápido y precioso.
  • PAC ofrece una mayor fidelidad al contorno.
  • LAC mantiene una precisión constante, incluso con cargas variables.
  • MAC reduce las oscilaciones y aumenta la aceleración máxima durante los movimientos con marcha rápida.
 
Manual

Para información adicional, véase el catálogo Opciones y accesorios