miniatura|Torn de control numèric CNC. El torn de control numèric, també coneguts com a torn CNC és un tipus de màquina eina de la família dels torns que actua guiat per una computadora que executa programes controlats per mitjà de dades alfa-numèrics,Definició de torn CNC, Toolingu.com tenint en compte els eixos cartesians X,Y,Z. Es caracteritza per ser una màquina eina molt eficaç per mecanitzar peces de revolució. Ofereix una gran capacitat de producció i precisió en el mecanització per la seva estructura funcional i perquè els valors tecnològics de la mecanització estan guiats per l'ordinador que porta incorporat, el qual processa les ordres d'execució contingudes en un programari que prèviament ha confeccionat un programador coneixedor de la tecnologia de mecanització en torn.Característiques generals d'un torn Cnc. Pinacho
En un sentit ampli es pot dir que un torn CNC, pot fer tots els treballs que normalment es realitzen mitjançant diferents tipus de torn com paral·lels, copiadors, revòlver, automàtics i fins i tot els verticals poden actuar amb control numèric. La seva rendibilitat depèn del tipus de peça que es mecanitzi i de la quantitat de peces que s'hagin de mecanitzar en una sèrie. Per la qual cosa és aconsellable dur a terme un estudi econòmic previ abans de decidir el tipus de torn on s'ha de mecanitzar una peça.
Història El control numèric es va inventar per adaptar les variacions en la configuració dels productes. El torn és un dels exemples més importants d'automatització en la fabricació de components metàl·lics. El control numèric (CN) és una forma d'automatització programable en la qual l'equip de processament es controla a través de nombres, lletres i altres símbols. Quan la tasca en qüestió canvia, es canvia el programa d'instruccions.
El primer desenvolupament en l'àrea del control numèric el va realitzar l'inventor nord-americà John T. Parsons (Detroit 1913-2007), junt amb el seu empleat Frank L. Stulen, en la dècada de 1940. L'aplicació del control numèric inclou gran varietat de processos. Es divideixen les aplicacions en dues categories: Aplicacions amb màquina eina, tals com el trepat, laminat, tornejat, etc. Aplicacions sense màquina eina, tals com a l'acoblament, traçat i inspecció. El principi d'operació comuna de totes les aplicacions del control numèric és el control de la posició relativa d'una eina o element de processament respecte a l'objecte a processar.
La posada en marxa del control numèric va estar caracteritzada per un desenvolupament anàrquic dels codis de programació. Cada constructor feia servir el seu particular.
Aviat es va veure la necessitat de normalitzar els codis de programació com a condició indispensable perquè un mateix programa pogués servir per a diverses màquines sempre que fossin del mateix tipus.
Els caràcters més usats que es van establir estan regits sota la norma Din 66024 i 66025 són, entre d'altres, els següents:
N que correspon al nombre de bloc o a seqüència. Aquesta lletra va seguida d'un nombre que correspon a cada bloc diferent que és necessari programar. El nombre màxim de blocs que poden programar-se actualment és de 9999.
X, Y , Z són les que s'utilitzen per assenyalar les cotes corresponents als eixos de coordenades X, Y, Z de la màquina eina. En els torns sol s'utilitzen les coordenades X i Z. Les esmentades cotes es poden programar en forma absoluta o relativa, és a dir, respecte al zero peça o respecte a l'última cota respectivament.
G és la direcció corresponent a les funcions preparatòries. S'utilitzen per informar al control de les característiques de les funcions de mecanització. La funció G va seguida d'un nombre de dues xifres que permet programar fins a 100 funcions preparatòries diferents.
M correspon a nominació de funcions auxiliars, tals com a parada de la màquina, activació de la refrigeració, etc.
Des dels orígens del control numèric tots els esforços s'han encaminat a incrementar la productivitat, precisió, rapidesa i flexibilitat de les màquines-eina. El seu ús ha permès la mecanització de peces molt complexes, especialment en la indústria aeronàutica, que difícilment no s'haguessin pogut fabricar de forma manual.
Funcionament En el seu funcionament els torns CNC tenen tres eixos de referència, anomenats X,Z,Y: L'eix Z és el que correspon al desplaçament longitudinal de l'eina en les operacions de cilindrat L'eix X és el que fa el moviment transversal de l'eina i correspon a les operacions de refrentado, sent perpendicular a l'eix principal de la màquina. Aquests són els dos eixos principals, però amb els CNC d'última tecnologia comença a tenir molta més importància l'Eix Y: eix que comanda l'altura de les eines del Cnc.
Aquests eixos tenen incorporada la funció d'interpolació, és a dir que puden desplaçar-se de forma simultània, podent aconseguir mecanitzacions còniques i esfèriques d'acord amb la geometria que tinguin les peces.
Les eines van subjectes en un capçal en forma de tambor on poden anar allotjades de sis a vint portaeines diferents que van rotant d'acord amb el programa de mecanització. Aquest sistema fa fàcil la mecanització integral de peces complexes.
La velocitat de gir de capçal portapeces, l'avanç dels carros longitudinal i transversal i les cotes d'execució de la peça estan programats, i, per tant, exempts d'errors humans imputables a l'operari de la màquina.
Donada la robustesa de les màquines, permeten treballar a velocitats de tall i avanç molt superiors als torns convencionals i, per tant, requereixen una gran qualitat de les eines que utilitzen. Aquestes solen ser de metall dur o de ceràmica.
Arquitectura general d'un torn CNC Les característiques pròpies dels torns Cnc respecte d'un torn normal universal són les següents:
Motor i capçal principal Aquest motor limita la potència real de la màquina i és el que provoca el moviment giratori de les peces, normalment els torns actuals CNC equipen un motor de corrent continu, que actua directament sobre el fusell amb una transmissió per politges interposada entre la ubicació del motor i la claveguera, sent innecessari cap mena de transmissió per engranatges.
Aquests motors de corrent continu proporcionen una varietat de velocitats de gir gairebé infinita des de zero a un màxim determinat per les característiques del motor, que és programable amb el programa d'execució de cada peça. Molts motors incorporen dues gammes de velocitats un per a velocitats lentes i un altre per a velocitats ràpides, a fi d'obtenir els parells d'esforç més favorables. El fusell porta en el seu extrem l'adaptació per als corresponents plats de grapes i un buit per poder treballar amb barra.
Les característiques del motor i fusell principal d'un torn CNC poden ser les següents:Característiques tècniques torn Cnc Pinacho
Diàmetre forat fusell principal: 100 mm Nas fusell principal: Din 55027 Núm. 8 / Camclock Nº 8 Con Morse Núm. 2 Gamma de velocitats: 2 Velocitat variable del fusell: I: 0-564 rpm Ii: 564-2000 rpm Potència motor: 15 kw
Bancada i carros desplaçables miniatura|fusell de boles amb rosca arrodonida rectificada. Per poder facilitar el desplaçament ràpid dels carros longitudinal i transversal, les guies sobre les que llisquen són temperades i rectificades amb una duresa de l'ordre de 450 HB. Aquestes guies tenen un sistema automatitzat de greixatge permanent. Els fusells dels carros són de boles temperades i rectificades assegurant una gran precisió en els desplaçaments, aquests fusells funcionen pel principi de recirculació de boles, mitjançant el qual un cargol sense fi té un acoblament als respectius carros. Quan el vis sens fi gira el carro es desplaça longitudinalment a través de les guies de la bancada. Aquests cargols manquen de joc quan canvien de sentit de gir i amb prou feines ofereixen resistència. Per evitar els danys d'una col·lisió del carro amb algun obstacle incorporen un embragatge que desacobla el conjunt i deté la força d'avanç.Descripció cargol de boles rectificació Cada carro té un motor independent que poden ser servomotors o motors encoder que es caracteritzen per donar alta potència i alt parell a baixes revolucions. Aquests motors funcionen com un motor convencional de Motor de corrent altern, però amb un encoder connectat al mateix. L'encoder controla les revolucions exactes que dona el motor i frena en el punt exacte que marqui la posició programada de l'eina.
D'altra banda l'estructura de la bancada determina les dimensions màximes de les peces que es puguin mecanitzar. Exemple de les especificacions de la bancada d'un torn CNC:Especificacions tècniques d'un torn Cnc marca Pinacho Altura entre punts: 375 mm Diàmetre admès sobre bancada: 760 mm Diàmetre sobre carro longitudinal 675 Diàmetre admès sobre carro transversal. 470 mm Avanç de treball eixos Z, X. 0–10000 mm/min Desplaçaments ràpids eixos Z, X 15/10 m/min Força empenta longitudinal 9050 N Força empenta transversal 9050 N
Ajust posicionament de carros Malgrat la qualitat dels elements que intervenen en la mobilitat dels carros longitudinal i transversal no hi ha garantia total de poder aconseguir la posició de les eines en la cota programada.
Per corregir els possibles errors de posicionament hi ha dos sistemes electrònics un d'ells directe i altre indirecte. El sistema d'ajust de posicionament directe utilitza una regla de mesura situada en cada una de les guies de les bancades, on actua un lector òptic que mesura exactament la posició del carro, transferint a l'UCP (Unitat Central de Procés) les desviacions que existeixen on automàticament es reprograma fins a aconseguir la posició correcta.*
Portaeines miniatura|Detall del capçal portaeines. El torn CNC utilitza un tambor com portaeines on poden anar ubicats de sis a vint eines diferents, segons sigui la mida del torn, o de la seva complexitat. El canvi d'eina es controla mitjançant el programa de mecanització, i en cada canvi, els carros retrocedeixen a una posició on es produeix el gir i la selecció de l'eina adequada per prosseguir el cicle de mecanització. Quan acaba la mecanització de la peça els carros retrocedeixen a la posició inicial de retirada de la zona de treball perquè sigui possible realitzar el canvi de peces sense problemes. El tambor portaeines, conegut com a revòlver, porta incorporat un servomotor que ho fa girar, i un sistema hidràulic o pneumàtic que fa l'enclavament del regirar, donant així una precisió, que normalment està entre 0.5 i 1 micra de mil·límetre. Les eines han de ser ajustades a unes coordenades adequades en un accessori extern als torns d'acord amb les cotes que indiqui el programa. En la majoria dels casos es treballa amb plaquetes intercanviables de metall dur, amb el qual, quan es necessita reposar la plaqueta, no fa falta desmuntar el portaeines del seu allotjament.* Eines i canviadors automáticos.Página 23
Accessoris i perifèrics Es coneixen com a accessoris d'una màquina aquells equipaments que formant part de la mateixa són adquirits a un proveïdor extern, perquè són d'aplicació universal per a aquest tipus de màquina. Per exemple la bateria elèctrica d'un automòbil és un accessori d'aquest.
Totes les màquines que tenen incorporat el seu funcionament CNC, necessiten una sèrie d'accessoris que en el cas d'un torn es concreten en els següents:Catàleg accessoris i equips per a màquines Cnc Mitsubishi electric
UCP (Unitat de Control de Procés) Gràfics dinàmics de sòlids i de trajectòria Editor de perfils Perifèrics d'entrada Perifèrics de sortida
Unitat unitat central de processament