Control Numérico en Maquinas y Herramientas

Danny | 21:09 | | 0 comentarios

1.- Introducción
2.- Maquinas Herramientas de Control Numérico (MHCN)
3.- Ventajas y Desventajas
4.- Herramientas en MHCN
5.- Programación del MHCN
6.- Bibliografia

1.- Introducción

Desde los orígenes del control numérico todos los esfuerzos se han encaminado a incrementar la productividad, precisión, rapidez y flexibilidad de las máquinas-herramienta. Su uso ha permitido la mecanización de piezas muy complejas, especialmente en la industria aeronáutica, que difícilmente se hubieran podido fabricar de forma manual.
También se obtendrán una reducción del tiempo de desarrollo y un incremento de la flexibilidad en la adaptación de los controles a las demandas especiales de las máquinas-herramienta y células de producción. Finalmente, se reducirán los costes de desarrollo, adaptación, puesta en marcha, formación, documentación y mantenimiento.
Las maquinas herramienta de control numérico configuran una tecnología de fabricación que de la mano de la microelectrónica, la automática y la informática industrial ha experimentado en los últimos años un desarrollo acelerado y una plena incorporación a los procesos productivos, desplazando progresivamente a las maquinas convencionales, su capacidad de trabajo automático y de integración de los distintos equipos entre sí y con los sistemas de control, planificación y gestión de formación, hacen del control numérico (CN) la base de apoyo a unas tecnologías de fabricación: el COM.- fabricación flexible y el CIM fabricación integrado por computadora.

2.- Maquinas Herramientas de Control Numérico (MHCN)

Las Maquinas Herramientas de Control Numérico (MHCN), constituyen una modalidad de automatización flexible más utilizada; son maquinas herramientas programadas para fabricar lotes de pequeño y medio tamaño de piezas de formas complicadas; los programas de software sustituyen a los especialistas que controlaban convencionalmente los cambios de las maquinas y constituciones que incluye las tareas y sus velocidades así como algunas variables de control adaptativo para comprobar aspectos tales como temperatura, vibración, control adaptativo, condición del material, desgaste de las herramientas, etc., que permiten proceder a los reajustes necesarios.
Estas maquinas pueden encontrarse en forma asilada, en cuyo caso se habla de un modulo, o bien interconectadas entre sí por medio de algún tipo de mecanismo automático para la carga y descarga del trabajo en curso, en cuyo caso se hablaría de una célula de fabricación. En ocasiones las maquinas están dispuestas en forma semicircular para que un robot pueda encargarse de manejar los materiales, mientras que en otros la configuración es lineal. Cuando una maquina de control numérico actúa de forma independiente, necesita contar con la presencia de un operario, quien se ocupa de la carga y descarga de las piezas a procesar, los programas y las herramientas.
Algunas maquinas CN incluyen “cartucheras” rotatorias con diferentes herramientas. El programa de ordenador puede seleccionar la herramienta a utilizar, de este modo, una maquina puede encargarse de realizar distintas operaciones que antes había n de hacerse en varias. No solo es reduce aso el tiempo de lanzamiento, sino que también se simplifica el flujo de ítems en curso por el taller. En otros casos, frente a las maquinas se ubica un carrusel de herramientas, materiales, etc. y aquellas, sin necesidad de intervención humana, seleccionan con un “brazo” el instrumento o material que necesitan para desarrollar una determinada tarea.
Se cree que, en un futuro, las maquinas de Control Numérico harán el trabajo de precisión, mientras que los robots se limitaran a la carga, descarga y ensamblaje. En los casos de producción de gran volumen, la automatización rígida, más sencilla y barata, sería suficiente porque, aunque puede haber excepciones, las maquinas CN y los robots son lentos.
Para determinar la conveniencia de estas maquinas en términos de coste habrá que considerar la mano de obra, la disponibilidad de operarios especializados, tipo y grado de precisión requerida, fiabilidad de las maquinas, etc. Algunas empresas que producen una gama de productos estrecha se han dirigido, no obstante, a las maquinas CN porque, aunque el coste de la programación sea alto, una vez hecha esta, puede ser utilizada posteriormente sin necesidad de volver a programar.

3.- Ventajas y Desventajas

VENTAJAS

·         Incremento de la flexibilidad en la maquinaria (se adapta mejor a los cambios en las tareas y en los programas de producción)
·         Incremento en la flexibilidad para el cambio, en la medida en que las instrucciones grabadas se pueden modificar cuando sea necesario, con lo que facilitan la adaptación a los cambios introducidos por la ingeniería de diseño.
·         Reducción de necesidades de mano de obra y de inventarios, así como de los tiempos de lanzamiento, de suministro externo y de proceso.

DESVENTAJAS

·         La frecuencia de errores en la programación.
·         El deterioro de las cintas magnéticas o perforadas en que están grabadas las instrucciones.
·         La sensibilidad del lector de las instrucciones a las averías.

4.- Herramientas en MHCN

Una herramienta completa de MHCN presenta generalmente las siguientes partes:
·         acoplamiento
·         portaherramientas (cuerpo, mango o porta plaquita)
·         punta herramienta (plaquita)
El acoplamiento es el elemento que inserta la herramienta en el seno del cabezal de la MHCN (fresadoras) o en la torreta (tornos).
La morfología de los mangos y de las plaquitas es la responsable de las posibilidades de mecanizado y de los acabados a obtener en las piezas de trabajo.
El sistema de montaje entre el porta plaquitas y plaquita puede variar:
·         Los portaplaquitas generalmente se fijan al acoplamiento mediante sujeciones de montaje rápido: roscas, bridas de apriete, pasadores, sistemas de inserción tipo "snap". En algunas ocasiones el portaplaquita y el acoplamiento pueden constituir una única pieza.
·         Las puntas de las herramientas pueden estar unidas al mango permanentemente (soldadas). Sin embargo es más habitual el uso de sistemas de plaquitas intercambiables que se fijan mediante tornillos, palancas, bridas, etc. Las plaquitas al disponer de varios filos pueden alternar, invertir o cambiar definitivamente cuando sufren cualquier deterioro.

5.- Programación del MHCN

6.- Bibliografía

http://es.wikipedia.org/wiki/Control_num%C3%A9rico
http://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_mecanica/controlnumericocnc/
http://juliocorrea.wordpress.com/2007/08/17/iniciacion-en-control-numerico-computarizado/
http://html.rincondelvago.com/control-numerico-computarizado.html
Archivos PDF de la UTN via Google.

PLC

Danny | 23:14 | | 0 comentarios


Los PLC (Programmable Logic Controller) o Controladores Lógicos Programables son dispositivos electronicos diseñados para programar y controlar procesos secuenciales en tiempo real.
Sirven para realizar automatismos, se inserta un programa en su disco de almacenamiento y, con un microprocesador integrado, corre el programa.
Existen infinidad de tipos de PLC, cada cual con  sus propiedades que facilitan las tareas para las que se los diseña.

Ejemplos de Aplicaciones de un PLC
A).-Maniobras de Maquinas
Maquinaria industrial del mueble y la madera.
Maquinaria en proceso de grava, arena y cemento.
Maquinaria en la industria del plástico.

B).-Maniobra de Instalaciones
Instalaciones de aire acondicionado y calefacción.
Instalaciones de seguridad.
Instalaciones de almacenamiento y transporte.

Sistema SCADA

Danny | 23:11 | | 0 comentarios

SCADA proviene de las siglas de Supervisory Control And Data Acquisition (Adquisición de
datos y supervisión de control).
Es una aplicación software de control de producción, que se comunica con los dispositivos
de campo y controla el proceso de forma automática desde la pantalla del ordenador. 
Proporciona información del proceso a diversos usuarios: operadores, supervisiores de control de calidad, supervisión, mantenimiento, etc. 
Los sistemas de interfaz entre usuario y planta basados en paneles de control repletos de
indicadores luminosos, instrumentos de medida y pulsadores, están siendo sustituidos por sistemas digitales que implementan el panel sobre la pantalla de un ordenador. 
El control directo lo realizanlos controladores autónomos digitales y/o autómatas programables y están conectadosa un ordenador que realiza las funciones de diálogo con el operador, tratamiento de la información y control de la producción, utilizando el SCADA.

Funciones principales
Adquisición de datos: para recoger, procesar y alamacenar la información recibida. 
Supervisión: para observar desde un monitor la evolución de las variables de control. 
Control: para modificar la evolución del proceso, actuando bien sobre los reguladores autónomos básicos (consignas, alarmas, menús, etc.) bien directamente sobre el proceso mediante las salidas conectadas.
Funciones más específicas 
Transmisión: De información con dispositivos de campo y otros PC. 
Base de datos: Gestión de datos con bajos tiempos de acceso. Suele utilizar ODBC. 
Presentación: Representación gráfica de los datos. Interfaz del Operador o HMI (Human
MachineInterface). 
Explotación: De los datos adquiridos para gestión de la calidad, control estadístico, gestión de la producción y gestión administrativa y financiera

Algunos de los programas SCADA, o que incluyen SCADA como parte de ellos, son:
– SCADA InTouch,de LOGITEK.
– FIX, deIntellution.
– Monitor Pro, de Schneider Electric.
 

Hidraulica - Descripcion y Tipos de Componentes

Danny | 17:01 | | 0 comentarios

La Hidraulica usa la presion ejercida en los fluido como medio de energia atraves de cañerias/tuberia. Este tipo fue creado para la generacion, control y uso de la energia en forma continua y eficaz de fluidos bombeados o comprimidos, cuando se utiliza esta energia para mover mecanismos. Este tipo de energia puede estar en forma de empuje, traccion, rotacion, regulacion, o conduccion.


Los sistemas hidráulicos se componen básicamente de:
  • Bombas.
  • Tuberías.
  • Válvulas.
  • Depósitos.
  • Cilindros o botellas.
  • Motores.
  • Filtros.

Las bombas hidráulicas en maquinaria suelen ser de tres tipos fundamentalmente: Bombas de engranajes, bombas de paletas y bombas de pistones.

Las tuberías de conducción de los circuitos hidráulicos pueden ser metálicas con tubos rígidos conformados a la medida o bien latiguillos de goma con una o varias capas de alambres de acero trenzado en su interior, dependiendo de la presión para la cual estén diseñados.

Las válvulas  son fundamentales en los circuitos hidráulicos, y son las que controlan los flujos de aceite para dirigirlos hacia el lugar conveniente en cada momento. Cada fabricante puede denominarlas de una manera distinta, pero básicamente las funciones son similares en casi todos los circuitos hidráulicos. Podemos hablar de válvulas de carrete, de retención, reductoras de presión, de seguridad, compensadoras, pilotadas, antirretorno, moduladoras, combinadas, etc. Actualmente la tendencia general de todos los fabricantes es la de sustituir los circuitos pilotados hidráulicamente por pilotaje electrónico que resulta mas cómodo, barato y sencillo, los circuitos son mandados por señales eléctricas y en unos pocos años la parte hidráulica de las máquinas se limitará a los circuitos principales que son menos propensos a las averías.

Los depósitos hidráulicos pueden ser de dos tipos: Presurizados que mantienen durante el funcionamiento de la máquina una presión en su interior que favorece la descarga de aceite hacia las bombas. Depósitos con respiradero que no mantienen presión en su interior.

Los cilindros o botellas pueden tener diversas formas o tener los soportes colocados de distinta manera, pero generalmente se pueden clasificar por el sistema de cierre de la tapa que varia en función de la presión que tengan que soportar. Las tapas que usan tornillos aguantan generalmente más presión que las tapas que van atornilladas directamente en la camisa. Estas últimas pueden ser atornilladas exteriormente o bien en la parte interior de la camisa.

Motores hidráulicos son generalmente de pistones y caudal fijo, se utilizan generalmente para la traslación de las máquinas.

Filtros hidráulicos, van generalmente en derivación con el circuito principal y suele pasar por ellos una parte de la presión de retorno, circunstancia por la cual, su eficacia en el circuito es limitada. No suelen colocarse en las líneas de presión porque necesitarían ser muy reforzados para aguantar tan altas presiones y serian antieconómicos. En las líneas de aspiración de las bombas podrían dar lugar a restricciones que producirían cavitación acortando así drásticamente la vida útil de las mismas.

Neumatica - Descripcion y Tipos de Componentes

Danny | 16:41 | | 0 comentarios

La neumática es una fuente de energía de fácil obtención y tratamiento para el control de máquinas y otros elementos sometidos a movimiento. La generación , almacenaje y utilización del aire comprimido resultan relativamente baratos y además ofrece un índice de peligrosidad bajo en relación a otras energías como la electricidad y los combustibles gaseosos o líquidos. Ofrece una alternativa altamente segura en lugares de riesgo de explosión por deflagración, donde otras energías suponen un riesgo importante por la producción de calor, chispas, etc.

 Tipos de Componentes Basicos: Cilindros y Motores
  • Cilindros: Pueden ser de Simple Efecto o Doble Efecto


    • Cilindros de Simple Efecto
La diferencia entre los cilindros de simple efecto y los cilindros de doble efecto, es que los primeros solamente pueden realizar un trabajo en la carrera producida por la acción del aire comprimido, la carrera de retorno se realiza de forma externa al propio cilindro, ya sea aplicándole una fuerza o un resorte.
La explicación del cilindro representado aquí es de fácil comprensión:
Cuando insertamos aire comprimido por la vía (10), se llena de aire la cámara posterior (8), el muelle se contrae (6) expulsando el aire atmosférico por el orificio de fuga (11) y desplazando el vástago o pistón (5).
Cuando desconectamos la vía (10) del aire comprimido y lo conectamos con el aire atmosférico, se llena de aire atmosférico la cámara anterior (7) por el orificio de fuga (11), se expande el muelle (6) provocando el retorno del vástago o pistón (5). 
No hay que confundir las carreras del vástago. Es decir, existen dos carreras, una de entrada y otra de salida del vástago, pero el aire comprimido puede actuar tanto en la carrera de entrada como en la carrera de salida, en un cilindro simple, nunca lo hará en las dos carreras.

    • Cilindros de Doble Efecto 
La diferencia entre el cilindro de doble efecto y el de simple efecto, es que en los primeros, las dos carreras del vástago si que están directamente influenciadas por la acción directa del aire comprimido.
 En la imagen tenemos un cilindro de doble efecto. El funcionamiento es de fácil comprensión:
Cuando disponemos de la vía (6) con entrada de aire comprimido y la vía (8) como escape o fuga, el vástago (5) realiza la carrera de avance.
Cuando disponemos de la vía (8) de entrada de aire comprimido y la vía (6) como escape o fuga, el vástago (5) realiza la carrera de retroceso.
La guía (10), se utiliza para evitar el movimiento llamado pandeo, es algo así como la oscilación que puede sufrir el vástago en su desplazamiento. Las juntas (11) tienen dos misiones, una la de evitar la fuga de aire, y otra, la de evitar la entrada de suciedad en la cámara anterior (9) por el retroceso del vástago.
  
      • Cilindro Doble Vástago
El cilindro de doble vástago, es un tipo de cilindro de doble efecto. Como se puede observar en el dibujo, tiene dos salidas para el vástago. La fuerza es igual tanto para un lado como para el otro. El funcionamiento es idéntico que el explicado anteriormente. Su uso está restringido a la necesidad de evitar los esfuerzos
laterales que pueda sufrir el vástago, al tener dos guías, la posición del vástago queda reforzada.



      • Cilindro tándem.
En realidad son dos cilindros en uno. Tiene dos émbolos colocados sobre un solo vástago, esto hace que la fuerza sea casi el doble.
Se utiliza principalmente, cuando se necesita un cilindro que pueda vencer mayores esfuerzos que otro cilindro convencional. También se usa por razones de espacio, cuando no podemos colocar un cilindro de mayor diámetro.



      • Cilindro de impacto.
El cilindro de impacto se caracteriza por disponer de un depósito acumulador de aire comprimido en su culata posterior, cuyo objetivo es convertir la presión en energía cinética.
Es un cilindro de gran fuerza, usado en punzadoras, remachadoras, dobladoras, etc.


      • Cilindro de giro.
Este tipo de cilindro esta dotado de una cremallera y un piñón, sobre los cuales esta dispuesto el vástago. Este mecanismo da mayor efectividad en cuanto a la dimensión de desplazamiento del vástago. 



      • Las juntas
Las juntas son los elementos de los cilindros que tienen como objetivo asegurar la estanqueidad. No solamente se usan para los cilindros, se emplean también en otros dispositivos neumáticos.
Podemos realizar una clasificación de las juntas por su forma:

1. Planas.
2. Tóricas.
3. Labiales.
4. Rascadoras.
 Cada tipo de junta se utiliza para según que necesidad. Las juntas planas y tóricas se usan cuando los elementos neumáticos a los que se quiere estancar son fijos. Aunque hay que señalar que las juntas tóricas no garantizan una estanqueidad total.
En cambio, las juntas labiales y las rascadoras si se emplean con elementos móviles. Las labiales si otorgan una gran estanqueidad. Las rascadoras se usan principalmente para evitar la entrada de suciedad y no tiene una buena estanqueidad.

  •  Motores Neumaticos
Los motores neumáticos son unos elementos capaces de transformar la energía neumática en energía mecánica. 

    • Motores de engranaje.

Como se puede observar, el motor esta compuesto de dos engranajes, uno de ellos esta conectado con el eje del motor, y el otro, transmite movimiento al otro engranaje.
Este tipo de motor es de bajo rendimiento, porque consume más energía que la que transmite. Pero, es capaz de dar 60 cv de potencia.

    • Motores de pistones.

Esta clase de motor, esta construido con varios pistones. Se logran potencias del orden de 30 cv.

    • Motores de paletas.

Es el tipo de motor que se usan en las herramientas, como lijadoras y taladradoras. Dan una potencia máxima de 20 cv, y tienen unas velocidades de 3000 hasta 9000 r.p.m. 



Hidraulica

Danny | 19:38 | | 0 comentarios

Conceptualmente la hidrálica se puede definir de varias maneras, siempre dependiendo del contexto en que la usemos. Si la empleamos dentro del contexto de la mecánica de los fluidos, podemos decir que la hidráulica es la parte de la física que estudia el comportamiento de los fluidos. La palabra hidráulica proviene del griego, Hydor, y trata de las leyes que están en relación con el agua.
Cuando tratamos de un fluido como el aceite deberiamos hablar de oleohidráulica, pero no es así, normalmente empleamos el vocablo hidráulica para definir a una tecnología de ámbito industrial que emplea el aceite como fluido y energía, y que está en estrecha relación, con las leyes de la mecánica de los fluidos.
Por si fuera poca la confusión, además, tenemos dos vocablos más, hidrostática e hidrodinámica. La hidrostática trata sobre las leyes que rigen a los fluidos en su estado de reposo. La hidrodinámica trata sobre las leyes que rigen sobre los fluidos en movimiento. Los dos vocablos se engloban dentro de la materia de la mecánica de los fluidos. Éstos dos vocablos también se utilizan en neumática para explicar el comportamiento del aire comprimido.

Uso de la tecnología hidráulica.
El uso de la tecnología hidráulica es muy variado, no solamente la podemos encontrar en el ámbito industrial sino también en otros ámbitos, incluso relacionados con la vida diaria.
Se emplea en la construcción, sobretodo relacionado con lo fluvial, ya sean compuertas, presas, puentes, turbinas, etc.
También se utiliza en automóviles (pequeños cilindros para levantar el capó, etc), grúas, maquinaria de la construcción y de la pavimentación, en trenes de aterrizaje de aviones, en timones de barcos y aviones, etc. Ésto solo son algunos ejemplos, pero la realidad es que la tecnología hidráulica es muy utilizada.

Características de la hidráulica.
Como todo, la hidráulica tiene sus ventajas y sus inconvenientes, su lado positivo y su lado negativo. Respecto a lo positivo podemos decir que la hidráulica al utilizar aceites es autolubricante, el posicionamiento de sus elementos mecánicos es ajustado y preciso,a causa de la incomprensibilidad del aceite el movimiento es bastante uniforme, transmite la presión más rápido que el aire comprimido, puede producir más presión que el aire comprimido.Éstas serían las características positivas más relevantes.
Entre las negativas tenemos que destacar su suciedad, es inflamable y explosiva, es sensible a la contaminación y a las temperaturas, sus elementos mecánicos son costosos, el aceite envejece o sufre desgaste, tiene problemas de cavitación o entrada de aire, puede sufrir bloqueo.

Neumatica

Danny | 18:26 | | 0 comentarios

La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos.

Mediante un fluido, ya sea aire (neumática), aceite o agua (hidráulica) se puede conseguir mover un motor  en movimiento giratorio o accionar un cilindro para que tenga un movimiento de salida o retroceso de un vástago (barra). Esto hoy en día tiene infinidad de aplicaciones como pueden ser la apertura o cierre de puertas en trenes o autobuses, levantamiento de grandes pesos, accionamientos para mover determinados elementos, etc. El control del motor o del cilindro para que realice lo que nosotros queremos se hace mediante válvulas que hacen las veces de interruptores, pulsadores, conmutadores, etc si lo comparamos con la electricidad y mediante tubos conductores (equivalente a los conductores eléctricos) por los que circula el fluido.

Importancia de la neumática:

La tecnología de la neumática es actualmente cada vez más importante, pues su utilización  en el desarrollo de  aplicaciones automatizadas va en constante crecimiento.

En este sentido, la neumática puede utilizarse para la sujeción, desplazamiento,  giro, separación, apilado y   posicionamiento de piezas,  para embalar, llenar, bloquear, dosificar, accionar ejes, abrir y cerrar puertas, transportar materiales, girar piezas, perforar, tornear, fresar, cortar, etc.



Principales características de la neumática:

Como ventajas podemos mencionar:

* Se dispone de aire en cantidades ilimitadas.
* Facilidad de transportar aire a través de tuberías.
* Posibilidad de almacenamiento del aire comprimido en depósito.
* El aire comprimido no presenta riesgos de explosión o fuego.
* El aire comprimido no lubricado no contamina el ambiente.
* Los elementos de trabajo son relativamente sencillos, en consecuencia de bajo costo.
* El aire comprimido permite obtener velocidades elevadas de movimiento en vástagos de cilindros.

No obstante, para evaluar correctamente sus campos de aplicaciones, también es necesario conocer sus desventajas:

* El aire comprimido debe ser acondicionado o tratado, para disminuir desgastes en los elementos de trabajo por suciedad y agua condensada.
* El aire comprimido no permite obtener velocidades homogéneas y constantes en los vástagos de los cilindros.
* El aire comprimido puede generar fuerzas relativamente bajas (respecto de la hidráulica) pues, por razones económicas, las presiones no superan los 6, 7 bar.
* El escape de aire produce ruido (deben usarse silenciadores).

 Por ultimo, un video que muestra las aplcaciones de la neumatica y la hidraulica...

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