Explicación del mecanizado de una semiesfera con una fresa cilíndrica de radios en las esquinas

Antes de empezar con la explicación, daré algunos datos. La semiesfera a mecanizar tiene un diámetro de 30 mm. La fresa es de Ø10 mm con unos radios en las esquinas de 1,5 mm. Con estos datos podemos empezar. Para realizar este mecanizado, lo haremos alternando los planos de trabajo. En este caso G17 y G18(XY y XZ). El punto naranja será el centro de giro en el plano XY(G17), que será igual a G93 I0 J0. El punto azul celeste será el centro de giro en el plano G18(XZ), que será igual a G93 I3.5 J-16.5.

La trayectoria que realizará el control en el plano G18 será la que está pintada de color rojo en la ilustración. La trayectoria real que realizará la herramienta, será la trayectoria en forma de arco de color verde de la ilustración. Aunque parezca magia no lo es.

A tener en cuenta una serie de situaciones:

-   El posicionado de la herramienta en X debe ser (D/2)-R. En Y, en este caso, puede ser 0.

     D. Es el diámetro de la fresa. En nuestro caso 10 mm.

     R. es el radio en las esquinas de la fresa. Que es de 1,5 mm.

Ese mismo valor será la diferencia en X de los centros de giro en los diferentes planos de trabajo.

Seguid el código de programa de la entrada anterior, e intentad comprender la idea.

Mecanizando una esfera con una fresa cilíndrica con radio en las esquinas

Cuando queremos mecanizar una esfera con una fresa cilíndrica con radios en las esquinas, hay que seguir una serie de pasos. De momento os dejo el programa y un vídeo donde se puede ver parte de su mecanizado. En la siguiente entrada explicaré el método a utilizar para este tipo de mecanizados. Por cierto, este programa se utilizaría en la fase de semiacabado, ya que se supone que antes tendría que haber habido un desbaste.

La fresa es de Ø10 mm. Los radios en las esquinas son de 1.5 mm. La longitud es de unos 30 mm aproximadamente.

N020 G53
N030 T3.3
N040 M06
N050 G0 G90 X3.5 Y0 Z10 F200 S1500 M3 ;Aproximación
N060 G0 Z5
N070 G1 Z0
N080 G93 I0 J0
N090 G2 A0
N100 G18 ;Cambio de plano a XZ
N110 G93 I3.5 J-16.5 ;Centro polar
N120 G2 G91 A-1.00
N130 G17 ;Cambio de plano a XY
N140 G25 N80.130.89 ;Repetición
N142 G93 I0 J0 ;Centro polar
N144 G2 A0
N145 G0 X40 Z150
N150 M30

El resultado es el que ilustra la siguiente imagen:

Es el mecanizado de una semiesfera de diámetro 30 milímetros.

Instrucción G39 (Achaflanado controlado de aristas)

Esta función nos permite realizar un chaflán entre dos rectas o aristas. No es preciso calcular ningún punto de intersección, tan sólo hay que indicarle el radio. El radio es la longitud que queremos quitar de material. Como siempre una ilustración y un ejemplo me ayudará a explicarlo.

Imaginemos el siguiente código:
N10 G54
N20 G0 G90 G43 X0 Y0 Z100 F100 S500
N30 T3.3
N40 M6
N50 G0 X50 Y20
N60 G0 Z5
N70 G1 Z-1
N80 G39 R10 Y50
N100 X10
N110 G0 G44 Z80
N120 M30

En la línea N80 utilizamos la función G39. En la ilustración se indica los puntos que recorre el control cuando ejecuta el código de la línea N80 (tramo A-B). Seguidamente cuando ejecuta el código de la línea N100, realiza el resto de recorrido (tramo B-C-D). Es así porque el control precisa saber siempre una segunda trayectoria para poder calcular el punto C. Se podría decir que la primera trayectoria es la A-B (la que se realiza en la línea N80), mientras que la segunda trayectoria es la B-C-D (la que se realiza en la línea N100). A continuación la simulación del programa arriba mostrado.

Funciones G31 y G32 (Guardar / Recuperar origen de coordenadas actual)

Con la función G31 podemos guardar en el momento que nos interese el origen de coordenadas con el que estamos trabajando. Con G32 lo recuperaremos. Estas funciones se suelen compaginar con la función G92 (traslado de origen de coordenadas). Antes de realizar un traslado de origen de coordenadas, lo que haremos será guardar el actual cero mediante la función G31. Una vez almacenado en memoria dicho origen, realizamos el traslado de coordenadas mediante la función G92. Realizamos las operaciones oportunas, y cuando queremos recuperar el cero original de la pieza, utilizamos la instrucción G32.
La forma de utilizar estas funciones seria asi:

N50 G1 x15
N60 G31 (Se guarda en memoria el origen de coordenadas de la pieza.)
N70 G92 X0 (Se ha realizado el traslado de origen de coordenadas.)
.
. (Se realizan las operaciones pertinentes.)
.
N110 G32 (Se recupera el origen inicial de la pieza.)

Resulta muy útil cuando queremos utilizar dos orígenes de coordenadas en una misma pieza. A remarcar que estas funciones se utilizan sobre todo para poder repetir código programado en cotas absolutas.

Instrucción G92 (Traslado de origen de coordenadas)

Es una función que cambia el origen de coordenadas de la pieza. Sobre todo se utiliza cuando la pieza a mecanizar tiene formas repetidas. Basicamente lo que hace es cambiar el cero de pieza. Al utilizar esta función no estamos efectuando ningún movimiento en los ejes. Se suele utilizar de la siguiente forma:

N050 G92 X-20

¿Que nos indica este bloque? Lo que nos dice esta línea de código es que la posición de la herramienta en ese justo momento se encuentra a X-20 del nuevo cero de pieza, lo que se traduce en que el cero de pieza con respecto al eje "X" se ha trasladado a 20 mm a la derecha de la posición en la que se encuentra la herramienta en ese momento. A continuación una ilustración para intentar aclarar el concepto.

La herramienta se encuentra en la posición que refleja el dibujo (no nos centraremos en su posición). Justo cuando se ha ejecutado la ultima línea de código que la ha llevado a esa posición, ejecutamos la función G92 (N050 G92 X-20). Al ejecutar esta instrucción, le estamos diciendo al control que el nuevo origen de coordenadas de la pieza se encuentra a "20 milímetros a la derecha de la herramienta", o lo que es lo mismo, la herramienta se encuentra a -20 mm del nuevo origen de coordenadas de la pieza, de ahí el signo negativo. En los ejes "Y" y "Z" no hemos tocado nada, por lo tanto seguirán teniendo las mismas coordenadas.

Instrucción G28 (Salto condicional si es menor)

En la ejecución del programa si se cumple la condición menor, salta a la línea indicada. De lo contrario si no se cumple la condición no se tendrá en cuenta el bloque.



N120 G28 N150.150.1
si se cumple la condición menor que, entonces el programa salta al bloque n120 y lo ejecuta una vez.

Instrucción G27 (Salto condicional si no es igual a 0)

Cuando se está ejecutando el programa si se cumple la condición no es igual a 0, entonces salta al bloque indicado. Si la condicion no se cumple, entonces se ignora el bloque.
Los parámetros son los siguientes:
N110 G27 N500.500.1

Donde N500.500 son los bloques que se tienen que ejecutar. (En este caso solo el bloque N500)
El ultimo parámetro es el número de veces que queremos que se repita el bloque o los bloques indicados.

Uso de paramétricas para controlar el número de piezas

Imaginaos que en vuestra máquina FAGOR 8025 tenéis que mecanizar una serie de 150 piezas. La labor de contar las piezas se podría efectuar perfectamente a mano, pero ya que disponéis de un buen control, preferís efectuar un pequeño programita en paramétricas para que se encargue la máquina de la tarea y no tener vosotros que estar apuntando la cantidad de piezas que llevais.

N2 P50=K150 (--Número de piezas a mecanizar--)
N4 P51=K0 (--Contador--)
N10 G54
N20 M00 (---CARGAR PIEZA---)
N30 GO G90 ....... ; Todo lo necesario para iniciar nuestro programa
.
.
.
N120 GO G90 G44 X200 Z200 M5 M9 (-Finaliza nuestro programa y en la siguiente linea empieza el programita en paramétricas-)
N130 P51=P51 F01 K1 (--incrementa el valor almacenado en P51--)
N140 P51=F11 P50 (--F11 hace la función de comparación. Compara el valor de la variable almacenada en P51 con el valor de la variable almacenada en P50)
N150 G26 N170
N160 G25 N10
N170 M00 (---SE HAN MECANIZADO 150 PIEZAS--)
N180 M30

Una aclaración. En la línea 140, cuando se realiza la comparación, lo que realmente se está haciendo es restar P50 - P51. Si el valor da como resultado cero, entonces salta a la línea N170.
Otro detalle. En el inicio del programa, siempre habrá que reservar un bloque para introducir un M00, de lo contrario la máquina no pararía hasta que no hubiese realizado 150 veces el mecanizado, y jamás podríamos colocar ninguna pieza. Bueno si.... solo la primera.

Instrucción G26 (Salto condicional si es igual a 0)

Durante la ejecución de un programa, si se cumple la condición "es igual a 0", salta al bloque indicado. Si la condición no se cumple, el bloque no se tendrá en cuenta.

N1400 G26 N1500

Operandos trigonométricos (para controles FAGOR 8020/8025)

F06 indica la raíz cuadrada de la suma de dos cuadrados.
P02=10 y P03=5.
Ejemplo: N070 P10=P02 F06 P03. En P10 se guardará el valor 11.1803. También se pueden alternar parámetros y valores. N100 P10= P02 F06 K4

F05 indica realizar una raiz cuadrada.
Ejemplo: N090 P10= F05 P02. P10 tendrá el valor de la raiz cuadrada de 10. N110 P10= F05 K10

F07 realiza el seno de un ángulo.
Ejemplo: N090 P10= F07 P03. Donde se entiende que el valor del parámetro P03 es en grados.

F08 realiza el coseno de un ángulo.
Ejemplo: N100 P10= F08 P02. Donde se entiende que el valor del parámetro P02 es en grados.

F09 realiza la tangente de un ángulo.
Ejemplo: N080 P10= F09 P02. Donde se entiende que el valor del parámetro P02 es en grados.

F10 realiza el arco tangente de un ángulo.
Ejemplo: N120 P10= F10 P03.

Destacar que las operaciones pueden realizarse entre parámetros o entre parámetro y valor, o entre valores. Para indicar un valor, habrá que insertar la letra K delante del valor. Por ejemplo, para efectuar la raiz cuadrada de 25 habría que reflejarlo de la siguiente forma. F05 K25

Operandos matemáticos (para controles FAGOR 8020/8025)

F01 indica una suma
Ejemplo: N050 P10= P02 F01 P03
si P02=5 y P03=3 P10 tendrá un valor de 8

F02 indica una resta
Ejemplo: N050 P10= P02 F02 P03
el valor de P10 será esta vez de 2. Indicar que si P10=P03 F02 P02, P10 valdría -2.

F03 indica una multiplicación
Ejemplo: N050 P10= P02 F03 P03
El valor de P10 será de 15

F04 indica una división
Ejemplo: N050 P10=P02 F04 P03
El valor de P10 será de 1.666666

Destacar que las operaciones pueden realizarse entre parámetros o entre parámetro y valor, o entre valores. Para indicar un valor, habrá que insertar la letra K delante del valor. Por ejemplo, para efectuar la suma de 3+2, habría que indicarlo de la siguiente forma: K3 F01 K2

Instrucción G98 (Vuelta al plano de partida al finalizar ciclo fijo)

Usamos G98 cuando realizamos un mecanizado mediante ciclo fijo en una fresadora. Cuando programamos G98, lo que hacemos es indicarle al control que cuando finalice el mecanizado del ciclo fijo, la punta de la herramienta retroceda hasta el plano de partida o plano inicial (ver ilustración). En el momento del encendido de la máquina, el control siempre asume por defecto la función G98, es decir, si iniciamos un ciclo fijo y no le indicamos nada, el control asumirá que el retorno de la herramienta será hasta el plano inicial.

Instrucción G53-59 (Traslado de origen)

Básicamente y en pocas palabras podríamos decir que estas funciones están directamente relacionadas con los decalajes. Sirven para guardar traslados de origen siempre referidos al cero de referencia (cero de máquina). Es decir, las cotas que introduzcamos en estos decalajes, es la distancia existente entre el cero de referencia y el nuevo cero de pieza (con respecto a todos los ejes).

Se pueden tener varios ceros de pieza (guardados en G53 hasta G59). En la figura de la derecha OM seria el cero de referencia y OP el traslado del origen.

La forma de indicar al control el traslado de origen es la siguiente:
En cotas absolutas: N010 X_ Y_ Z_
En cotas incrementales: N010 I_ J_ K_
Estos mismos valores pueden estar almacenados en la memoria del control mediante la tabla de decalajes.

Instrucción G43 (Compensación de longitud)

Mediante esta función podemos compensar diferencias de longitud existentes entre la herramienta programada y la herramienta que vamos a utilizar. La compensación se efectúa en referencia al parámetro D00-D99 en el caso de controles 8050 y en el caso de controles 8025 .00-.99. Por ejemplo T1 D1 la compensación se efectuará en relación al parámetro D1 de la tabla de herramientas.

Siempre se aplica dicha compensación al eje perpendicular al plano principal. G43 es una función modal.

Instrucción G49 (Avance de trabajo programable)

Al utilizar esta función, podemos programar en % de la velocidad del avance programado (parámetro F). Para utilizar esta función, debemos programarla de la siguiente manera:

N070 G49 K(1/120) Donde 1/120 es el intervalo de valores que podemos introducir. Por ejemplo, G49 K50 nos indicaría que a partir de esa línea el avance será el 50% del avance programado hasta que no se indique lo contrario.

Es un instrucción modal. El avance programado se mantendrá hasta que no se anule la función mediante otro G49 (sin parámetros) o G49 K. Por ejemplo N50 G49 K anulará el avance programado. No se pueden programar más funciones en la misma línea. También se anulará dicha función si ejecutamos un M02, M30 RESET o EMERGENCIA.

Instrucción G72 (Factor de escala)

Mediante la función G72 se puede ampliar o reducir la pieza programada. Cuando queremos escalar todas las magnitudes programadas (de todos los ejes), bastará con utilizar la siguiente línea de código:

(multiplicara las magnitudes de todos los ejes por dos).

N050 G72 K2

Si queremos aplicar el factor escala tan solo a uno de los ejes o a más de uno, pero no a todos, bastará con utilizar la instrucción de la siguiente forma:

N050 G72 X0.5 o N050 G72 X0.5 Y2

A tener en cuenta lo siguiente:

- Si volvemos a utilizar otro factor escala, por ejemplo en una supuesta línea N100, y lo aplicamos a las magnitudes de todos los ejes, por ejemplo. N100 G72 k2, resultaría que las magnitudes de los ejes "Y" y "Z" serian escaladas multiplicando por dos, pero las magnitudes del eje "X", se mantendrian en su verdadera magnitud, ya que el control cuando encuentra varios factores de escala para un mismo eje, lo que hace es multiplicarlos. En este caso primero habíamos escalado el eje "X" con un valor de 0.5 y posteriormente hemos escalado todas las magnitudes de los ejes por 2, lo que nos indica que el eje "X" tendria una magnitud de (0.5 x 2 = 1), mientras que el resto de los ejes tendrian una magnitud de (1 x 2 = 2).

- Con G72 K1, volvemos a la verdadera magnitud.

- G72 es una función modal. Es anulada cuando utilizamos un M02, M30, apretamos la seta de emergencia o hacemos un reset.

Un programa ejemplo:

N010 G53 X-100 Y-100 Z-102
N020 G53
N030 T3.3
N040 M06
N050 G0 G90 X0 Y0 Z10 F100 S1500 M3
N060 G0 Z2
N70 G1 Z-1
N80 X20 Y30
N90 G0 Z2
N100 X0 Y0
N110 G72 K0.5 (Factor de escala 0.5 sobre las magnitudes de todos los ejes.)N115 G11 (Imagen espejo sobre el eje "X")N120 G25 N70.100.1
N130 M30

Se puede apreciar en la simulación que la trayectoria de la izquierda es más corta, tanto en "X" xomo en "Y" y además la regata no tiene tanta profundidad como la regata de la derecha (en el vídeo casi no se aprecia).

Instrucción G37 (Entrada tangencial)

Usamos la función G37 para empalmar dos trayectorias. No es necesario llevar a cabo ningún tipo de cálculo. Las trayectorias a enlazar pueden ser recta con recta o recta con curva. La función G37 se debe introducir en el bloque cuya trayectoria se desee modificar. No se puede programar G37 con interpolaciones circulares. El movimiento es rectilíneo. No es una función modal.

Instrucción G25 (Salto incondicional)

Es una función que utilizamos para realizar un salto a otro bloque dentro del mismo programa. Es una instrucción que encontramos en los controles 8025M de FAGOR. Como dice el título, no es necesario que se cumpla ninguna condición. La forma de programarla es la siguiente:

N060 N_._._
Como se puede apreciar en la ilustración, cuando realiza el salto de la línea 30 a la 60, y lo realiza dos veces, la ejecución del programa continúa en el siguiente bloque.







(Función para controles FAGOR 8025M)

Imagen espejo + subrutinas

A continuación un programa de CNC donde entran en combinación funciones de imagen espejo y subrutina estandar. El código es para un control FAGOR 8025M. El cero de pieza está ubicado en el centro.

N020 G54
N030 T6.6
N040 M06
N050 G0 G90 G94 G42 X30 Y5 Z15 S1000 M3
N060 G43 G1 Z-5.5 F150
N070 G22 N2 (Definición de subrutina estandar)
N080 G1 Y10 F250
N090 G2 X10 Y30 I0 J20
N100 G1 X5
N110 Y20
N120 G2 X-5 I-5 J0
N130 G1 Y30
N140 X-10
N150 G2 X-30 Y10 I-20 J0
N160 G1 Y5
N170 X-20
N180 G2 Y-5 I0 J-5
N190 G1 X-30
N200 G24 (Fin de subrutina)
N210 G11 G12 (Imagen espejo)
N220 G20 N2.1 (Llamada a subrutina estandar Nº2)
N230 G1 G40 Z80
N240 G0 X0 Y0
N250 M30

(Programa realizado para control FAGOR 8025M)

Junta

A continuación se ilustra un programa donde podemos ver el uso de subrutinas, cotas polares, redondeos y especularidad (imagen espejo). El programa está realizado para un control FAGOR 8025M. En algunas líneas se describe lo que realiza el control.

N010 G53 X-100 Y-100 Z-102
N020 G53
N030 T6.6
N040 M06
N050 G0 G90 G94 G17 X20 Y0 Z5
N060 G1 Z-0.5 F250 S1000 M3
N070 G2 A0 F500
N080 G0 Z5
N090 X35
N100 G1 Z-0.5 F250
N110 G22 N8 (Inicio de subrutina estandar)
N120 G2 G36 R20 A-36.432 (Interpolacion circular + Redondeo)N130 G93 I28.284 J-28.284
N140 G91 G36 R20 A-271.902
N150 G93 I0 J0
N160 G36 R20 A-72.864 (Redondeo)N170 G93 I-28.286 J-28.286
N180 G36 R20 A-271.902
N190 G93 I0 J0
N200 G24 (Fin de subrutina)
N210 G90 A180
N220 G11 G12
N230 G20 N8.1 (Llamada a subrutina estandar nº8. Repeticiones 1)N240 G10
N250 G90 A0
N260 G0 Z5
N280 G22 N6 (Inicio de subrutina estandar)N290 G0 G90 R23.5 A-20
N300 G1 Z-0.5 F250
N310 G93 I25.842 J-9.406
N320 G91 G2 A180 F500
N330 G93 I0 J0
N340 A-50
N350 G93 I9.406 J-25.842 (Definicion de centro polar)N360 G2 A180
N370 G93 I0 J0 (Definicion de centro polar)N380 G3 A50
N390 G90 G0 Z5
N400 G24 (Fin de subrutina)N410 G11 (Imagen espejo con respecto al eje "X")N420 G20 N6.1 (Llamada a subrutina estandar)N430 G12 (Imagen espejo con respecto al eje "Y")N440 G20 N6.1 (Llamada a subrutina estandar)
N450 G10 G12
N460 G20 N6.1 (Llamada a subrutina estandar)
N470 G10 (Anulación imagen espejo)
N480 G22 N7 (Inicio de subrutina estandar nº7)N490 G0 R37.5 A45
N500 G1 Z-0.5 F250
N510 G93 I28.284 J28.284
N520 G2 A-135 F500
N530 G0 Z5
N540 G93 I0 J0 (Definicion de centro polar)N550 G24 (Fin de subrutina)N560 G12 (Imagen espejo con respecto al eje "Y")N570 G20 N7.1 (Llamada a subrutina estandar)N580 G11 (Imagen espejo con respecto al eje "X")
N590 G20 N7.1 (Llamada a subrutina estandar)N600 G10 G11 (Imagen espejo con respecto al eje "X")
N610 G20 N7.1 (Llamada a subrutina estandar)
N620 G10 G0 X0 Y0 Z70 M30