Oxicorte - Universidad de Almería
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UNIVERSIDAD DE ALMERÍA ÁREA DE INGENIERÍA MECÁNICA “TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN” y “FABRICACIÓN INDUSTRIAL” Grado en Ingeniería Electrónica Industrial (Plan 2010) Grado en Ingeniería Mecánica (Plan 2010) Grado en Ingeniería Química Industrial (Plan 2010) Grado en Ingeniería Eléctrica (Plan 2014) MANUAL OXICORTE TEÓRICO-PRÁCTICO Autores: Alejandro López Martínez Javier López Martínez Editor: Alejandro López Martínez Almería, octubre 2008 Actualizado, nov 2015 TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE INDICE A – Fundamento teórico............................................................................................. 3 1. Introducción................................................................................................................... 3 2. Principios básicos.......................................................................................................... 4 2.1. Características generales................................................................................... 7 2.2. Boquillas de corte............................................................................................... 9 2.3. Botellas de gases............................................................................................. 10 2.4. Parámetros del proceso. La llama de precalentamiento................................... 10 2.5. El chorro de O2 de corte................................................................................... 11 3. Máquinas de oxicorte................................................................................................... 12 4. Aplicaciones prácticas ................................................................................................. 12 4.1. Corte con llama................................................................................................ 12 4.2. Decapado térmico............................................................................................ 12 4.3. Seguridad ........................................................................................................ 12 B – Máquinas de Oxicorte CNC ............................................................................... 13 C – Panel de control oxicorte UAL .......................................................................... 23 C1 – Pantalla P1.............................................................................................................. 25 C2 – Pantalla P2.............................................................................................................. 28 C3 – Pantallas adicionales............................................................................................... 32 C4 – Pantalla P3.............................................................................................................. 33 C5 – Pantalla P4.............................................................................................................. 35 C6 – Mantenimiento......................................................................................................... 36 D – Programa de diseño de geometrías y Código CNC ........................................ 37 D1 – Diseño de geometrías de corte mediante ordenador ............................................... 38 D1.1 – Menú Piezas................................................................................................ 38 D1.2 – Menú Geometría (Dibujar en Lantek Expert) ............................................... 40 D1.3 – Menú Edición............................................................................................... 42 D1.4 – Menú Mecanizado ....................................................................................... 43 D1.5 – Menú Tecnología......................................................................................... 47 D1.6 – Menú Ver..................................................................................................... 51 D1.7 – Menú Simulación ......................................................................................... 54 D1.8 – Menú Utilidades........................................................................................... 55 D1.9 – Menú Ayuda ? ............................................................................................. 57 D1.10 – Resumen (Pasos a seguir) ........................................................................ 58 E – Bibliografía ......................................................................................................... 61 A.L.M. -2- TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE A – FUNDAMENTO TEÓRICO 1.- INTRODUCCIÓN El corte de metales puede realizarse de tres modos: - Procesos mecánicos: o Corte. o Mecanizado ultrasónico. o Abrasivos (chorro de agua). - Procesos térmicos: o Corte por fusión. o Eléctricos (plasma, láser, electroerosión, corte por hilo). - Procesos Químicos: o Erosión selectiva (ataque químico, grabado ácido). o Combustión-Oxidación (oxicorte). o Electroquímico. El corte mediante oxicorte consiste en separar o dividir un metal (acero) mediante la combustión del mismo (hierro) en presencia de oxígeno a alta concentración. El oxicorte es un proceso de corte químico (oxidación-combustión), similar (en funcionamiento) a los procesos de corte por láser o por plasma. Mientras que en el láser y el plasma la fuente de calor es de tipo eléctrico, en el oxicorte es de tipo químico. El calor se trasmite desde la llama hacia la pieza por convección y radiación. La herramienta (boquilla o soplete) se sitúa perpendicular a la superficie de la pieza de trabajo (generalmente chapas u hojas metálicas). El chorro, llama de precalentamiento, se dirige hacia la pieza perpendicularmente, o a bisel, y calienta el material hasta su temperatura de ignición. En ese momento, se activa un chorro de oxígeno de alta pureza y se produce el corte de la pieza por la combustión del acero (hierro). En los equipos industriales, muchos de los componentes del oxicorte son comunes a los del plasma, por lo que a veces se puede trabajar con ambos en el mismo equipo. Sólo es necesario cambiar las boquillas o sopletes, las bombonas de gases y hacer algunas modificaciones en la máquina. Figura 1. Máquina de oxicorte de la UAL. A.L.M. -3- TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE El corte mediante oxicorte se logra calentando el acero a su temperatura de ignición en una atmósfera con elevada concentración-pureza de oxígeno. Se pueden diferenciar dos etapas: (i) Precalentamiento: el material a cortar se calienta a elevada temperatura (870°C aprox.) con la llama producida por el oxígeno y un gas combustible. (ii) Corte: mediante oxígeno a presión (y muy alta pureza) se oxida el metal y se expulsan los óxidos resultantes. El proceso de oxicorte no consiste en la fusión del metal, sino que el corte se produce por combustión. Al cortar, se está quemando el metal a medida que se avanza con el soplete. Algunos aspectos a tener en cuenta son: - Es requisito que la temperatura de ignición esté por debajo de la temperatura de fusión. - Capas de óxido en el metal pueden tener la temperatura de fusión menor a la del metal a cortar (hierro) dificultando el proceso del corte. - La conductividad térmica del metal no debe ser demasiado elevada. - La presencia de aleantes se hace crítica, ya que merman la capacidad del acero a ser quemado. - Cuanto mayor sea el contenido de carbono en el acero, mayor será la temperatura de precalentamiento necesaria (se dificulta el corte). - El corte se produce por el flujo del chorro de O2 a alta presión, que quema el metal y retira la escoria líquida formada. - Las condiciones de oxicorte solo las cumplen el hierro, el acero al carbono y el acero de baja aleación. 2.- PRINCIPIOS BÁSICOS En una reacción de combustión son necesarios tres elementos: (i) el combustible (a su temperatura de ignición). (ii) el comburente (en una mínima proporción). (iii) un agente iniciador. En oxicorte tenemos: (i) el combustible es el hierro (Fe). (ii) el comburente es el oxígeno (O2). (iii)el agente iniciador es la llama del soplete (precalentamiento). En condiciones normales, aunque apliquemos un agente iniciador a una pieza de acero, ésta no arde espontáneamente; el Fe contenido no está a su temperatura de ignición (aproximadamente 870°C) y el O2 atmosférico no es lo suficientemente puro (se necesita un 99.5% de O2 para quemar el Fe). Así, el soplete (llama precalentamiento) tiene tres funciones: precalentar el Fe contenido en el acero a su temperatura de ignición, aportar una atmósfera envolvente con una proporción adecuada de O2 y generar el agente iniciador. A.L.M. -4- TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Figura 2. Llama de precalentamiento. El corte por combustión-oxidación se puede realizar con diferentes gases e hidrocarburos. Los más usados en la industria son las mezclas oxígeno-acetileno y oxígeno-hidrógeno. También es común el uso de la mezcla oxígeno-propano en las industrias españolas. El acetileno, hidrógeno y propano (combustibles) son los responsables de producir la llama de precalentamiento junto al oxígeno (comburente), como comburente debe utilizarse siempre el oxígeno que permite la oxidación del metal. Las boquillas de oxicorte presentan dos orificios de salida (Fig. 3): - Un orificio central por el que sale oxígeno de alta pureza a una determinada presión (Oxígeno de Corte). - Un orificio circular, concéntrico, y exterior al anterior, por el que sale la mezcla de oxígeno y acetileno (comburente-combustible) que producen la llama de precalentamiento. Salida de la mezcla Oxígeno-Acetileno (llama precalentamiento) Salida de Oxígeno de Corte (alta pureza) Figura 3. Vista frontal de una boquilla de oxicorte. La llama de precalentamiento (con el ajuste adecuado de la presión y caudal de los gases) tiene como finalidad elevar la temperatura de la pieza (en un punto localizado) hasta alcanzar su temperatura de ignición. El metal se torna en un color naranja brillante y pueden verse algunas chispas saltar de la superficie (lo que es indicativo de que se ha alcanzado la temperatura de ignición). Posteriormente, se activa el aporte extra de oxígeno a presión por la boquilla central (Oxígeno de Corte), consiguiendo dos efectos: la oxidación del metal y la retirada de los productos o restos de la oxidación fuera de la pieza. Una vez iniciado el corte, la reacción de oxidación del Fe es altamente exotérmica, y esa enorme cantidad de energía desprendida en la reacción ayuda a llevar las zonas colindantes a la temperatura de ignición, y poder así progresar en la acción del corte. A.L.M. -5- TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE La producción de calor, en la combustión del oxígeno con el acetileno, se basa en la siguiente reacción: C 2 H 2 O2 2CO H 2 106 cal La molécula de acetileno se compone de dos átomos de carbono unidos por un triple enlace y dos átomos de hidrógenos dispuestos de forma simétrica (C2H2). Esta reacción aporta: - Gran cantidad de energía liberada. - Llama de alta temperatura. - Velocidad de ignición. Esto hace que el proceso tenga un elevado rendimiento. Las reacciones básicas de combustión del hierro son las siguientes: Fe O FeO calor 3Fe 2O2 Fe3O4 calor 4 Fe 3O2 2 Fe2 O3 calor La mayor cantidad de calor se genera con la segunda reacción, pudiendo producir un aumento de temperatura de casi 870ºC. La energía liberada en la combustión del hierro y el aporte extra de energía con la llama de precalentamiento, permite seguir con el corte (combustión) a una velocidad de avance determinada. La llama de corte deja líneas de arrastre en la superficie cortada, dando lugar a una superficie más rugosa que la obtenida con otros procedimientos de corte (aserrado, troquelado, corte mecánico). Exista la posibilidad de realizar el corte bajo agua con sopletes (boquillas) especiales que producen una envoltura de aire comprimido entre la llama y el agua circundante. Soplete Oxígeno de corte Oxigeno/acetileno (precalentamiento) Pieza Soplete Pieza Líneas de arrastre Espesor Ranura de corte Escoria (hierro y óxido de hierro) Figura 4. Corte de chapas mediante oxicorte. (Fuente [1]) Tabla 1. Combustiones que tienen lugar en la máquina de oxicorte 1 - Combustión del hierro 2 - Llama de precalentamiento 3 - Mechero A.L.M. Combustible Hierro (Fe) Acetileno Comburente O2-corte O2-precalentamiento Agente Iniciador Llama precal. Mechero Acetileno O2-atmosférico Chispa Misión Quemar Fe Precalentar Fe Encender llama precalentamiento -6- TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE 2.1.- Características generales Los factores que se deben controlar durante el proceso de corte son: - Presión de los gases: oxígeno de precalentamiento, oxígeno de corte y acetileno (o el combustible que se utilice). - Volumen de mezcla de gases: la válvula del oxígeno de corte se abre completamente; la apertura de las válvulas del oxígeno de precalentamiento y del acetileno se deben regular para cada tipo de boquilla y según el espesor de del material a cortar. - Distancia entre boquilla y pieza. - Tiempo de precalentamiento – activación oxígeno de corte: es el tiempo que necesita la llama de precalentamiento para que el material a cortar alcance la temperatura de ignición (depende del tipo de boquilla, del tipo de material y del espesor del material). - Tipo de boquilla de corte (depende del espesor del material a cortar). - Velocidad de corte (velocidad lineal del soplete durante el corte): depende del tipo de boquilla, material a cortar y de la regulación de los gases. - Ancho de corte o sangría (kerf): antes de realizar el corte de cualquier pieza se debe conocer la ranura que el soplete provoca en el material al cortarlo. Esta ranura se debe tener en cuenta (sobre todo cuando trabajamos en modo automático) para que las dimensiones de la pieza final sean las deseadas. En el panel de control de la máquina se introduce el valor de la sangría de corte. Cuando la máquina funciona en modo automático, desplaza el soplete la mitad del valor introducido como sangría de corte hacia el exterior o el interior de la línea de corte, depende del lado que corresponda con la pieza a cortar. Los anchos de corte o sangría van de 1.5 a 10 mm aproximadamente. Los equipos suelen estar equipados con un ordenador para controlar todo el proceso. En general, los equipos con forma de pórtico permiten trabajar piezas de dimensiones entre 1.5 y 3 metros de longitud (pudiendo ser muy superiores). Se pueden montar hasta 6 sopletes a la vez, con velocidades de corte de hasta 6000 mm min-1. Los espesores de corte varían entre 3 y 300 mm (para corte oxiacetileno). No son equipos muy sofisticados. La velocidad de corte es un parámetro importante, ya que de él depende la calidad del corte (además del ajuste de las presiones y caudal de los gases) y el tiempo del proceso. En el caso de utilizar oxígeno/acetileno se recomienda (para espesores de chapa 5-10 mm y boquilla correspondiente): - Presión de los gases (Tabla 2): o Oxígeno de corte 4.5-5 bar. o Oxígeno de precalentamiento 1 bar. o Acetileno 0.3 bar. *Estos valores dependen del espesor de la chapa y del tipo de boquilla. - Velocidad de corte: 300-600 mm min-1. - Tiempo de precalentamiento: 10-15 s. A.L.M. -7- TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE En la siguiente tabla se muestran los valores recomendados para algunos parámetros de corte mediante oxicorte (oxiacetileno), recomendados por la empresa instaladora de la máquina de oxicorte de la UAL: Tabla 2. Parámetros de corte recomendados para diferentes boquillas ESAB (pureza O2 corte > 99.5%; porcentaje carbono < 0.3%). A.L.M. -8- TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE 2.2.- Boquillas de corte Son el componente fundamental del proceso de oxicorte. Se deben seleccionar según los espesores a cortar y para cada tipo de boquilla se deberá seleccionar una velocidad de corte y una presión de los gases (O2 de corte, O2 de precalentamiento y combustible-acetileno), el tamaño de la sangría, kerf o ranura de corte y el grado de apertura de las válvulas que regulan la salida de los gases. Suele estar formada por dos salidas concéntricas de gas: - Zona central: oxígeno de corte a presión. - Zona periférica: envolviendo a la anterior, salida de la mezcla de oxígeno y acetileno o mezcla de precalentamiento. Figura 5. Boquilla acetileno (izq.) (Fuente [2]); Boquilla ESAB para espesores de 5-10 mm (dcha.). Tipos de porta-sopletes: - Porta-sopletes con sopletes de corte vertical: permiten cortar cualquier geometría con flancos de corte perpendiculares a la superficie de la pieza. Están equipados con guías que permiten su desplazamiento en altura y sensores eléctricos que mantienen una distancia constante con la pieza. - Sopletes equipados con tres sopletes para corte en bisel. Figura 6. Porta-sopletes para corte en bisel. (Fuente [2]) A.L.M. TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE 2.3.- Botellas de gases Mantienen los gases en su interior a una presión de 150 atm aproximadamente. Para que el gas alcance, a la salida de la boquilla o soplete de corte, la presión adecuada se usan reductores de la presión de salida que permiten regular dicha presión hasta los 1-10 bares dependiendo del gas y del tipo de boquilla. 2.4.- Parámetros del proceso. La llama de precalentamiento La misión de esta llama es el precalentamiento hasta la temperatura de ignición del acero (870ºC para el hierro). Se recomiendan relaciones 1:1.5 entre el acetileno (1) y el oxígeno (1.5). La máxima temperatura en la llama se alcanza en la llama primaria, zona donde tiene lugar la reacción química. Envolviendo a ésta se genera la llama de dispersión. El calor útil es sólo el de la llama primaria, que se utiliza para el calentamiento de la pieza. El calor de la llama de disipación no es utilizable para tal fin, sirve para proteger a la llama primaria. Figura 7. Distribución de temperatura en llama precalentamiento. (Fuente [2]) Otras funciones de la llama de precalentamiento: - Limpiar la superficie de la pieza a cortar de cualquier sustancia extraña (óxidos, escorias superficiales…) durante el precalentamiento y el corte. - Ayudar a alcanzar la temperatura de ignición a medida que se avanza con el corte. - Mantener un entorno de protección alrededor del chorro de O2 de corte. - Precalentar el O2 contenido en el chorro de corte haciéndolo más reactivo. - Ayudar a mantener las escorias producidas en la ranura del corte en estado fluido para que puedan ser expulsadas. Uno de los parámetros a controlar en el proceso es la distancia entre la boquilla y la pieza para asegurar el correcto uso del calor de la llama primaria. A.L.M. - 10 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE La llama es un factor crítico para el correcto funcionamiento durante el corte, se pueden obtener 3 tipos de llama según las proporciones de los gases utilizados: - Oxidante: con mayor cantidad de oxígeno, se utiliza normalmente para realizar precalentamientos forzados (para acelerar el proceso de precalentamiento y acortar los tiempos muertos), cortes en chaflán y cortes a alta velocidad con baja calidad. Figura 8. Llama oxidante. - Carburante: con mayor cantidad de gas combustible, se utiliza para obtener buenos acabados, corte de chapas de espesores delgados y chapas apiladas. Figura 9. Llama carburante. - Neutra: balance adecuado de gas combustible y Oxigeno (1:1.5 para acetileno), se utiliza para la mayoría de las aplicaciones en oxicorte. Figura 10. Llama neutra. Kerf o sangría: se denomina así al ancho de corte, ranura que queda en la chapa en la zona de corte ocasionada por la combustión y expulsión de los restos producidos. Este parámetro debe tenerse en cuenta en el diseño del corte a ejecutar, para obtener las dimensiones finales deseadas en las piezas. 2.5.- El chorro de O2 de corte. La llama de corte El O2 de corte debe tener una pureza del 99.5% o superior. Una pérdida de pureza de un 1% implica una pérdida de velocidad de avance de aprox. un 25% y a su vez incrementa el consumo de O2 en aprox. un 25%. Con una pureza de O2 de un 95% la acción del corte es imposible. Hay que tener en cuenta las recomendaciones del fabricante referentes a: - Tamaño de la boquilla según el espesor de la chapa o pieza de trabajo. - Ajuste de la llama de precalentamiento. - Presión de los gases de la llama de precalentamiento. - Presión de O2 de corte. - Velocidad de corte. A.L.M. - 11 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE 3.- MÁQUINAS DE OXICORTE La máquina de oxicorte consta de un pórtico sobre el que se montan los sopletes. Su velocidad de movimiento se mantiene constante y la altura e inclinación invariables. La mayoría de la máquinas-herramienta de este tipo incorporan la posibilidad de utilizar también sopletes de plasma, los cuales se montan sobre el pórtico de igual forma que los de oxicorte, pero acoplándolos a los distintos gases que requiere el plasma. Hay muchos modelos de máquinas de oxicorte, desde portátiles, que se apoyan y se desplazan sobre la chapa, hasta máquina fijas, con uno o varios cabezales de corte, capaces de cortar chapas de espesores muy diversos. Son muy comunes las máquinas que utilizan un dispositivo de lectura o copiador óptico que va siguiendo el contorno de las piezas a cortar dibujadas sobre un plano fijado en una mesa de la máquina. Actualmente se incrementa la funcionalidad de este tipo de máquinas con la incorporación del control numérico (CN), de tal forma que la geometría y los parámetros tecnológicos se introducen en el CN con un programa codificado. 4.- APLICACIONES PRÁCTICAS El proceso de calentamiento por llama se puede usar para: corte, soldadura, decapado térmico, ranurado, enderezado o cualquier otra aplicación que requiera el calentamiento localizado de la pieza. Ventaja: la herramienta no se apoya sobre la pieza. 4.1.- Corte con llama Características generales del oxicorte: - Rentable: el 80-90% de los costos son mano de obra y la máquina. - Fácil manejo y aprendizaje. - Velocidad de trabajo variable hasta 6000 mm min-1. - Espesores de corte de hasta 300 mm (oxígeno acetileno) para espesores mayores hay que usar oxígeno hidrógeno. - Tolerancias en torno a ±1 mm. 4.2.- Decapado térmico Es necesario diseñar la boquilla para que se adapte lo mejor posible a la forma de la pieza. Se elimina el óxido, costras de laminación o capas de cascarilla. Se mejora la resistencia a la corrosión. Sobre hormigón o piedra natural: eliminar restos de pintura, goma, manchas de aceite… 4.3.- Seguridad La Norma NTP 495, del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo, establece las prevenciones de seguridad a adoptar con los equipos de oxicorte y soldadura oxiacetilénica. A.L.M. - 12 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE B – MÁQUINAS DE OXICORTE CNC En este apartado vamos a estudiar el código numérico utilizado en máquinas de corte “ESAB CUTTING SYSTEMS”, nos centraremos sobretodo en la máquina de oxicorte del laboratorio de fabricación. Algunos conceptos que veremos a continuación son comunes para otras tecnologías de corte con las que trabaja ESAB (corte por plasma, láser…). Sistemas de referencia Este tipo de máquinas de corte constan de un pórtico o carro porta-sopletes que se apoya en dos guías longitudinales. Los sopletes se desplazan transversalmente respecto de la mesa de trabajo a lo largo del pórtico porta-sopletes (eje Y). El carro porta-sopletes se desplaza a lo largo de las guías longitudinales (eje X). Mesa de trabajo Carro porta-sopletes + Eje X + Eje Y Figura 11. Ejes en la máquina de oxicorte. El carro porta-sopletes puede tener uno, dos o más sopletes de corte, depende de las dimensiones de la máquina. Generalmente uno de los sopletes “maestro” es controlado a través del panel de control de forma manual o automática (programas en código numérico) y el resto de sopletes “esclavos” siguen los movimientos del primero mediante un sistema de engranajes, que permite que sigan los movimientos del “maestro” de forma simétrica (espejo) o realizar una copia de la trayectoria. 1 2 Soplete 2 copia al soplete 1 1 2 Soplete 2 simétrico al soplete 1 “espejo” Figura 12. Posibilidades de engranaje del soplete 2 “esclavo” respecto al soplete 1 “maestro” en la máquina de oxicorte. A.L.M. - 13 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Orígenes de referencia (Cero máquina – Cero programa) En este tipo de máquinas podemos considerar dos puntos de referencia: - Cero Máquina: es el punto que se toma como referencia para el desplazamiento del carro porta-sopletes en la mesa de trabajo. Generalmente el cero máquina suele situarse en alguna de las esquinas de la mesa. En la máquina disponible en el laboratorio el Cero Máquina se sitúa en la esquina inferior izquierda según la Figura 14. - Cero Programa: es el punto de inicio de cada programa de corte (varía de uno a otro). Suele hacerse coincidir con alguna de las esquinas del material (chapa) a cortar. Pueden darse varias situaciones: o Trabajar en coordenadas absolutas respecto el Cero Máquina (hipotético): si el código numérico de un programa de corte se expresase en coordenadas absolutas (respecto al cero máquina) el punto de inicio del programa quedaría definido dentro del programa como un punto concreto dentro de la mesa de trabajo (depende del programa). A la hora de ejecutar el programa, el operario debería colocar el material a cortar en la posición correcta sobre la mesa de trabajo según las coordenadas establecidas en el programa (y generalmente orientado según los ejes de la máquina). o Trabajar en coordenadas absolutas respecto el Cero Programa (hipotético): fijamos el cero programa en alguna esquina de la chapa y todos los movimientos los programamos respecto el cero programa. o Trabajar en coordenadas incrementales o relativas (nuestro caso): el código numérico de los programas de corte se expresan en coordenadas relativas (más usual) fijando el cero programa en alguna esquina de la pieza de trabajo. o Al fijar el Cero Programa en alguna esquina de la chapa: en el momento de ejecutar un programa, el Cero Programa se corresponde con el punto en el que esté situado el soplete. Es decir, antes de ejecutar un programa el operario deberá colocar el material a cortar en la mesa de trabajo, da igual el lugar, sólo debe tener dos precauciones: que los lados de la chapa a cortar queden orientados según los ejes X e Y de la máquina y que la orientación de la chapa se corresponda con la orientación del programa de corte. Una vez colocado el material, se debe llevar el soplete a la esquina donde se haya situado el Cero Programa. Figura 13A. Detalle de los finales de carrera en el eje X. Uno se corresponde con el punto de referencia y otro se corresponde con el límite de seguridad. A.L.M. - 14 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL Eje Y Micros fijos Tope móvil MANUAL O XICORTE Eje X Micros móviles Topes fijos Tope Final de carrera para referenciar ejes Final de carrera para límites mesa de trabajo Finales de carrera eje Y Finales de carrera eje X Figura 13B. Localización de los finales de carrera y sus correspondientes “topes” en la máquina de oxicorte. Sistemas de medida de la posición de los ejes Este tipo de máquinas pueden utilizar sensores de posición (absolutos o incrementales) o motores paso a paso para el control de la posición del soplete. En nuestra máquina (utiliza motores paso a paso) cuando se apaga el panel de control se “pierde la referencia de la máquina”. La primera acción que hay que ejecutar al encender el panel de control de la máquina es “referenciar los ejes”. Los puntos de referencia se encuentran próximos al Cero Máquina, se localizan utilizando dos topes y dos micros o finales de carrera ubicados sobre los ejes X e Y (Fig. 13B). Programa en coordenadas absolutas (hipotético) La chapa debe colocarse en la ubicación del programa de corte en la mesa de trabajo. Al ejecutar el programa el soplete se dirige hacia el d Cero Programa Cero Máquina Programa en coordenadas relativas (Lantek Expert) Cero Programa: donde se encuentre el soplete antes de ejecutar el programa Cero Máquina Figura 14. Cero Máquina y Cero Programa en la máquina de oxicorte. A.L.M. - 15 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Limites de seguridad: en la Figura 13B se observa la configuración de micros o finales de carrera y topes que configuran los Límites de seguridad. Se utilizan un micro como final de carrera y dos topes para establecer los límites de seguridad en el eje X. Se utilizan dos micros y un tope para establecer los límites de seguridad en el eje Y. Esta configuración de límites evita que los sopletes se salgan de la mesa de trabajo, cuando algún se produce contacto tope/micro de seguridad la máquina se desactiva. Compensación de la ranura de corte (kerf) En oxicorte cuando se corta el material lo que realmente sucede es la combustión del hierro. Esta combustión provoca lo que se denomina “ranura de corte”. El ancho de la ranura de corte dependerá de múltiples factores (espesor de la chapa, velocidad de corte, tipo de boquilla, regulación de los gases…). En el código numérico del programa de corte se deberán incorporar los comandos adecuados para realizar la compensación de la ranura de corte. Con esta compensación la trayectoria programada se desplaza hacia el exterior del contorno de corte una distancia igual a la mitad del valor de la ranura de corte (este valor se puede introducir en el panel de control de la máquina o a través del código numérico). Ranura que se genera durante el corte Línea de corte programada Línea de corte si nuestra pieza (lo que nos interesa) queda por fuera de la línea de corte programada Chapa Línea de corte si nuestra pieza (lo que nos interesa) queda por dentro de la línea de corte programada Figura 15. Representación del desplazamiento del soplete en función de la ranura de corte. Programar cotas en Oxicorte con Código Numérico Principalmente vamos a diferenciar entre utilizar cotas absolutas o incrementales: - Cotas Absolutas (hipotético): las coordenadas de los desplazamientos que debe seguir el soplete se establecen respecto al Cero Máquina. El Cero Programa quedará ubicado (fijo) en algún punto de la mesa de trabajo. - Cotas Absolutas: las coordenadas que determinan los desplazamientos que debe seguir el soplete se establecen respecto al Cero Programa. - Cotas Incrementales: las coordenadas que determinan los desplazamientos que debe seguir el soplete se establecen respecto a la posición del soplete en cada momento (respecto del punto que le preceda al movimiento que vamos a realizar). - El Cero Programa se corresponde con la posición que ocupe el soplete justo antes de ejecutar el programa (que suele hacerse coincidir con alguna esquina de la pieza de trabajo). A.L.M. - 16 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Programar movimientos En Oxicorte con Código numérico En la máquina de oxicorte podemos programar movimientos lineales (trayectorias rectas) y movimientos circulares (trayectorias circulares) en el plano XY. Por defecto las unidades se introducen en décimas de mm. Movimientos Lineales Para indicar un movimiento lineal se debe indicar las coordenadas del punto final (punto hacia donde nos queremos dirigir). Si alguna de las coordenadas no hace falta indicarla (valor 0), sólo sería necesario poner + o -. ±X±Y Si queremos ir del punto A(10,10) al punto B(40,50) [en mm] indicaríamos: - En coordenadas absolutas se indicaría: +400+500 - En coordenadas relativas se indicaría: +300+400 Si queremos ir del punto B(40,50) al punto A(10,10) sería: - En coordenadas absolutas se indicaría: +100+100. - En coordenadas relativas se indicaría: -300-400 Movimientos Circulares Para realizar un movimiento circular se indican las coordenadas del punto final (±X±Y) y el centro del arco que vamos a describir (±Xc±Yc). ±X±Y±Xc±Yc± Figura 16. Representación del movimiento circular para programar la máquina de oxicorte. El signo que se indica al final del comando será + para indicar un movimiento antihorario (en sentido contrario al de las agujas de un reloj) o – para indicar un movimiento en sentido horario. En coordenadas absolutas, tanto las coordenadas del punto final como las coordenadas del centro del arco se refieren al origen (0,0) de la máquina (Cero máquina). En coordenadas relativas, las coordenadas se refieren al punto anterior. Por ejemplo, si queremos ir de A(300,144) a B(400,500), describiendo un arco cuyo centro se encuentra en C(250,350) [en mm], tendríamos: A.L.M. - 17 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Figura 17. Varios ejemplos de la programación de movimientos circulares en la máquina de oxicorte. Para describir un círculo cerrado de 250 mm de radio (en incrementales) deberíamos escribir: +++2500++ sería +0+0+2500+0+ +++2500+- sería +0+0+2500+0Describiríamos un círculo comenzando en el punto A y cerrándolo en el mismo punto, con el centro del círculo a +250 mm de distancia de A en el eje X. A.L.M. - 18 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Código Numérico en Máquinas de Corte A continuación se presenta el código numérico utilizado en máquinas de corte ESAB. En rojo se han marcado los comandos necesarios para realizar los programas de corte en nuestra máquina de oxicorte. Tabla 3. Funciones para máquinas de corte ESAB Función Función 0 STOP 43 3 Activar comentario en Display 44 4 Desactivar comentario en Display 45 5 6 7 8 Activar velocidad rápida (sin corte) 46 47 48 51 9 10 10+3nnnww 11 11+n 12 13 16 21 28 Desactivar velocidad rápida (sin corte) Activar ciclo de corte Desactivar ciclo de corte Aire comprimido de marcado ON (o polvo o plasma de marcado ON) Aire comprimido de marcado OFF (o polvo o plasma de marcado OFF) Llamar macro .mpg Compensación del primer marcado (aire comprimido) ON Marcado compensación 1-16 Herramienta de marcado compensación OFF Soplete lateral ON Soplete lateral OFF Giro 90º Espejo 90º Activar compensación de ranura de corte a izquierdas Activar compensación de ranura de corte a derechas Estación preseleccionada 1-9 ON Oxígeno de corte OFF /Láser OFF Selección del punto de entrada / entrada láser por el canto de la chapa Sensor de distancia (altura) chapa ON y función especial para láser Sensor de distancia (altura) chapa OFF Sensor de chapa ON Sensor de chapa OFF Control tangencial ON 52 Control tangencial OFF 53 Ciclo de corte por plasma ON 54 Ciclo de corte por plasma OFF Tiempo de precalentamiento 2 ON; refrigeración en esquina para láser Entrada con precalentamiento en punto de ataque ON / Entrada por borde OFF Entrada por borde ON / Entrada con precalentamiento en punto de ataque OFF Preselección del segundo proceso de plasma 55 56 57 58 59 61 61+ … Preselección del primer proceso de plasma Origen máquina en la zona operativa activo Origen de las zonas activas de trabajo 62 Programa de origen 62+ Aproximación a puntos dentro de un programa Reset / Fin de programa Estación preseleccionada 1-9 OFF 63 64 65 33 Estación preseleccionada 10-12 ON 66+n 33+…+… 34 35 36 Estación de sujeción 10-12 ON 67 70 72 73 29 30 31 31+…+… 32 37+n+xxxxx 37+n+xxxxx 38 39+… 40+… 41+… 42 42+…+… A.L.M. Estación de sujeción 1-9 ON Estación preseleccionada 10-12 OFF Ciclo de chorro de arena/abrasivo ON Ciclo de chorro de arena/abrasivo OFF posicionamiento de la estación con sujeción neumática posicionamiento de la estación con carros Desactivar compensación de ranura de corte Velocidad de corte programada Valor de la ranura de corte Tiempo de espera Precalentamiento On Precalentamiento automático con entrada por el canto de la chapa Reset / Fin de programa Ir al Cero máquina en Eje x Llevar la estación de trabajo a la posición HOME (n indica el número de estación) Ir al Cero máquina en Eje y Tabla de cambios START Puntero láser ON Iniciar la ignición en plasma 74 Ignición en plasma OFF 76 Preseleccionar altura de chapa para el sensor de chapa 77 Preseleccionar altura de chapa por arco 78 79 81 82 Contorno pequeño (láser) 84 Medidas en mm Contorno grande (láser) Coordenadas absolutas ON Coordenadas absolutas OFF (relativas ON) - 19 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Tabla 3. Funciones para máquinas de corte ESAB (continuación) Función 85 86+…+… 88 90 91 100 101 102 Función Medidas en pulgadas Origen relativo Origen relativo OFF / Origen absoluto ON Inicio de línea (indica inicio geometría de marcado, se usa con código 9 y 10) Fin de línea (indica final geometría de marcado, se usa con código 9 y 10) Grabar borrado ON por selección Grabar borrado OFF por selección STOP del programa (por selección) 153+--154+--155+--- Parámetro del proceso 156+--- Parámetro del proceso 157+--- Parámetro del proceso 158+--159+--160+--- Parámetro del proceso Parámetro del proceso Parámetro del proceso Parámetro del proceso Parámetro del proceso Parámetro del proceso / Intensidad del plasma (amperios) 110 Potencia de marcado / marcado por plasma / marcado por láser ON 161+--- 111 Potencia de marcado / marcado por plasma / marcado por láser OFF 162+--- Parámetro del proceso 114 Compensación del segundo marcado ON 163+--- Parámetro del proceso /Voltaje (V) 164 Nivel de agua (centro) 165 166 167+--- Nivel de agua (bajo) 168+--- Parámetro del proceso 169+--- Parámetro del proceso 205 Marcado con tinta ON 206 Etiquetado con tinta ON Llamada a datos de parámetros de corte para láser 117 118 120+… 121+… Control tangencial – el ángulo previo prevalece Plasma VBA rutina de esquina Altura del plasma VBA izquierdo 123+… Altura del plasma VBA derecho Angulo de interpolación final para varios registros (sólo para plasma) Ajustar el ángulo del plasma VBA izquierdo o el ángulo del chaflán de corte Iniciar ángulo de interpolación sobre todos los registros (sólo para plasma) Ajustar el ángulo del plasma VBA derecho 129+… Espesor del material 122 122+… 122+w+1 141 141+… 142 142+… 143 150 151+--152+--- 207+aaabbbcd.SDP Iniciar ángulo – e interpolación lateral sobre todos los registros. Iniciar altura de calibración (sólo para láser VBA) Fin ángulo – e interpolación lateral sobre todos los registros. Iniciar ángulo de calibración (sólo para láser VBA) Iniciar medida de radio (sólo láser VBA) Preseleccionar proceso autógeno Parámetro del proceso Parámetro del proceso Nivel de agua (alto) Parámetro del proceso 207+cbbaa.SDP Llamada a datos de parámetros de corte para plasma 207+aaa.MPG Llamar macro MPG 223+… 224 225+… 226+… Sistema de etiquetado Texto de etiquetado Altura de etiquetado Ángulo de etiquetado 29 (a izquierdas) 30 (a derechas) A.L.M. - 20 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Ejemplo de un archivo CNC para la máquina oxicorte 3 enciende el display Pieza_banco muestra el nombre del programa 4 apaga el display 82 desconecta coordenadas absolutas (trabaja en incrementales) 39+800 velocidad de corte igual a 800 mm min-1 5 activa el movimiento rápido +1177+9047 se dirige desde el punto de inicio del programa (alguna esquina de la chapa) hasta el primer punto de precalentamiento. 6 desactiva el movimiento rápido 29 indica que la compensación (ranura) es a izquierdas 7 activa soplete (comienza un ciclo de corte) +202-137 │ +898+807 │ +600+0+300+0+ │ +2059-1854 │ +39+104 │ -4648+0 │ +1055+946 │ -33+38 │ 8 desactiva soplete (finaliza el ciclo de corte) 38 desconecta la compensación a izquierdas 63 Finaliza el programa A.L.M. movimientos del soplete durante el corte - 21 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Programación Conversacional en la máquina de oxicorte Siguiendo el menú interactivo del panel de control de la máquina de oxicorte el usuario puede programar ciertas geometrías de corte. Estas geometrías de corte han sido seleccionadas por el fabricante después de realizar un estudio de las necesidades de sus clientes. Para realizar la programación con estos módulos hay que realizar 4 operaciones: - Seleccionar la geometría. - Seleccionar el tipo de corte (oxicorte, plasma, láser… depende de la máquina). - Definir las dimensiones de la geometría. - Definir los puntos de ataque (entrada) y salidas del contorno. D1 R1 R2 D2 L Figura 18. Ejemplo de módulos o plantillas para programas de corte en la máquina de oxicorte. A.L.M. - 22 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE C – PANEL DE CONTROL OXICORTE UAL La máquina de oxicorte “ESAB CUTTING SYSTEMS”, disponible en el laboratorio de fabricación de la UAL, está equipada con dos sopletes patentados de diseño sencillo. Permite realizar cortes en piezas de 4 hasta 300 mm de espesor. Según el espesor de la pieza de trabajo debemos seleccionar el diámetro de la boquilla de oxicorte y ajustar una serie de parámetros en el panel de control de la máquina. En chapas delgadas (con poco espesor) suele producirse deformación por calentamiento en la pieza de trabajo. Control de altura: el control de la altura del soplete se realiza mediante unos sensores eléctricos (generan un campo electromagnético que detecta la chapa). Figura 19. Panel de Control. Lo primero que debemos hacer es conectar el interruptor general (On/Off) que se encuentra en el cuadro eléctrico de la máquina. Se inicia el ordenador y se ejecuta el programa de control, tras esperar unos segundos aparecerá una primera pantalla en verde que nos informará del estado de la máquina (deberá indicar “todo OK”). Se nos activaran dos teclas: - F1: para confirmar el mensaje. - F8: para “romper” el mensaje. A continuación, debemos activar la tensión de conmutación (conectar los motores de la máquina), para ello pulsamos las teclas shift + run. Para desactivar la tensión de conmutación debemos pulsar shift + stop. A.L.M. - 23 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Tras apagar y encender la máquina, la información sobre la posición del soplete no queda almacenada, por lo que la “máquina pierde su referencia en los dos ejes”. En este momento la máquina no nos permitirá desplazar manualmente los sopletes ni ejecutar programas, ya que es imprescindible referenciar la máquina: - Pulsar P3, activamos la pantalla P3. - Pulsar F4 hasta que parpadee el icono que hay sobre dicho botón. - Pulsar run la máquina busca el origen (busca los puntos de referencia que tiene en el eje X y en el eje Y). La máquina de oxicorte tiene un total de 5 “micros” o finales de carrera: - Uno se corresponde con el punto de referencia para el eje X. - Uno se corresponde con el punto de referencia para el eje Y. - Uno se corresponde con los límites de seguridad para el eje X, para evitar que los sopletes salgan de la mesa de trabajo y puedan chocar con algún elemento de la máquina. - Dos se corresponden con los límites de seguridad para el eje Y. Figura 20. Detalle de dos finales de Carrera. La gestión de la máquina de oxicorte se realiza a través de 5 “pantallas” a las que se puede acceder desde el panel de control (teclas verticales P). Una vez seleccionada alguna de las 5 pantallas se activan diferentes funciones para las teclas F. En cada pantalla las teclas F cambian de función; esto se indica con el icono que aparece, en cada momento, sobre las diferentes teclas F. Si se desconoce la función de alguna tecla se puede obtener información de ayuda pulsando alt + tecla. Las cinco pantallas a las que se puede acceder son: - Pantalla P1 - administrador de programas. En esta pantalla se administran los programas de corte almacenados en la memoria de la máquina. Se pueden cargar programas en la máquina desde unidades externas de almacenamiento con conexión USB. Se pueden copiar programas desde la memoria de la máquina a unidades externas de almacenamiento USB. Se pueden crear programas a partir de una serie de plantillas disponibles en la memoria de la máquina (“Programación conversacional”). - Pantalla P2 - corte automático. En esta pantalla se pueden cargar programas en el modo automático, ejecutarlos y editarlos. En esta pantalla se deben introducir los parámetros de corte. - Pantalla P3 - movimiento manual. Se pueden realizar movimientos manuales de los sopletes mediante el joystick que hay en el panel de control. - Pantalla P4 - corte manual. En esta pantalla se pueden activar los sopletes y realizar cortes desplazando los sopletes de forma manual. - Pantalla P5 - configuración. A.L.M. - 24 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE C1 – PANTALLA P1 CARGAR DATOS (USB-PARTPROGRAM-SHAPE) En esta pantalla podemos administrar los programas de corte almacenados en la máquina. En esta pantalla aparece un directorio principal a la izquierda de la pantalla, donde tenemos: - USB: en la parte posterior del panel de control encontramos un conector USB para copiar programas diseñados mediante ordenador en el software propio de la máquina. - Partprog: tarjeta de memoria interna del hardware de la máquina de oxicorte, en esta “carpeta” se almacenan todos los programas. - Shape: en esta “carpeta” podemos acceder a una serie de plantillas de corte. Podemos crear programas de corte de geometrías relativamente sencillas desde el panel de control. Para entrar en la pantalla P1 debemos pulsar el botón P1. Una vez dentro de esta pantalla la tecla F1 (selección de indicación) se utiliza para cambiar la ubicación del cursor en la pantalla. Podemos situarnos dentro del directorio principal, a la izquierda de la pantalla, o podemos situarnos dentro de cada directorio, a la derecha de la pantalla. Una vez dentro de cualquier directorio se activan diferentes funciones para las teclas F. En algunas pantallas una misma tecla F puede tener más de una opción, para acceder a las diferentes funciones de las teclas F debemos pulsar la tecla bajo el icono mostrado. Pasar archivos desde un dispositivo de almacenamiento externo (USB) a la memoria de la máquina (Partprog): - Pulsamos P1 para seleccionar la Pantalla P1. - Pulsamos la tecla F1 para situarnos en el directorio principal, a la izquierda de la pantalla. - Con los cursores que hay en el panel de control nos situamos sobre el icono del dispositivo USB. - Pulsamos la tecla F1 para acceder al contenido del dispositivo USB. - Con los cursores seleccionamos el programa que deseemos copiar. - Ahora tenemos dos opciones para copiar el programa: o Pulsar la tecla F que corresponda a copiar. o Pulsar alt (se abre el menú que hay en la parte superior de la pantalla), seleccionar la opción editar y luego la opción copiar. - Pulsamos la tecla F1 para situarnos en el directorio principal, a la izquierda de la pantalla. - Con los cursores que hay en el panel de control nos situamos sobre el icono que corresponde a la memoria interna de la máquina (Partprog). A.L.M. - 25 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE - Pulsamos la tecla F1 para acceder al contenido del directorio Partprog. - Ahora tenemos dos opciones para pegar el programa: o Pulsar la tecla F que corresponda a pegar. o Pulsar alt (se abre el menú que hay en la parte superior de la pantalla), seleccionar la opción editar y luego la opción pegar. Pasar archivos desde la memoria de la máquina (Partprog) a un dispositivo de almacenamiento externo (USB): - Podemos realizar el proceso inverso al explicado anteriormente. - O podemos: o Pulsamos la tecla F1 para situarnos en el directorio principal, a la izquierda de la pantalla. o Con los cursores que hay en el panel de control nos situamos sobre el icono que corresponde a la memoria interna de la máquina (Partprog). o Pulsamos la tecla F1 para acceder al contenido del directorio Partprog. o Con los cursores seleccionamos el programa que deseemos copiar. o Pulsamos F7, se habilita una nueva pantalla donde seleccionamos el lugar donde queremos copiar el archivo (en este caso en el dispositivo USB) y validamos pulsando F1. Cargar plantillas del directorio Shape y crear programas de corte desde el panel de control: - Pulsamos P1 para seleccionar la Pantalla P1. - Pulsamos la tecla F1 para situarnos en el directorio principal, a la izquierda de la pantalla. - Con los cursores que hay en el panel de control nos situamos sobre el icono del directorio Shape. - Pulsamos la tecla F1 para acceder al contenido del directorio Shape. - Pulsamos F2, se activan todas las plantillas disponibles. - Con los cursores seleccionamos la plantilla que deseemos cortar. - Seleccionamos el tipo de boquilla con la que vamos a realizar el corte: o F2 oxicorte. o F3 plasma. o F4 plasma2. - Pulsamos F1 para validar. - Una vez cargado el módulo nos pide cierta información: geometría de la plantilla (tamaño) y tamaño de los ataques (entrada y salida del contorno de corte). - Se abre un cuadro de diálogo para introducir el nombre del programa. - Validamos y el programa se guarda en el directorio Partprog. A.L.M. - 26 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Activar/Pasar programas para ejecutar en modo automático (pasar a Pantalla P2). La máquina de oxicorte sólo puede ejecutar programas que se encuentren en el directorio Partprog. Una vez que tengamos el programa en dicho directorio podemos activarlo o “pasarlo” al modo automático desde la pantalla P1. - Pulsamos P1 para seleccionar la Pantalla P1. - Pulsamos la tecla F1 para situarnos en el directorio principal, a la izquierda de la pantalla. - Con los cursores que hay en el panel de control nos situamos sobre el icono que corresponde a la memoria interna de la máquina (Partprog). - Pulsamos la tecla F1 para acceder al contenido del directorio Partprog. - Con los cursores seleccionamos el programa que deseemos cortar. - Pulsamos la tecla F3 Ejecutar programa: se activa el programa y pasamos a la pantalla P2. A.L.M. - 27 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE C2 – PANTALLA P2 EJECUTAR PROGRAMAS En esta pantalla se ejecutan los programas de corte en modo automático, podemos realizar las siguientes operaciones: - Cargar programas existentes en el directorio partprog. - Ejecutar el programa. - Introducir algunos parámetros de corte. Figura 21. Visualización de la pantalla P2. En la figura anterior tenemos: 1. Barra del menú de la aplicación. 2. Indicación de navegación. Indica la pantalla en la que estamos. 3. Indicador principal (en este caso se observan los parámetros de corte). 4. Menú con las funciones de las teclas F. 5. Línea de estado. 6. Indicador de la velocidad nominal (programada o fijada con el regulador). 7. Indicador de estado RUN/STOP. 8. Indicador de la dirección actual. 9. Indicador de la velocidad real actual. 10. Menú con las diferentes pantallas (teclas P). A.L.M. - 28 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Cargar programas existentes en el directorio Partprog: - Pulsamos P2 para seleccionar la Pantalla P2. - Pulsamos la tecla F2, se abre un cuadro de diálogo que nos permite seleccionar cualquier programa existente en el directorio Partprog. - Validamos la selección del programa de corte. - El programa se carga en la pantalla P2. Modificar e introducir algunos parámetros de corte (dentro de la pantalla P2): - Pulsamos la tecla F3, se abre un cuadro de diálogo que nos permite modificar algunos parámetros de corte. - Se introducen los valores deseados para cada parámetro utilizando el teclado alfanumérico que hay en el panel de control. - Para pasar de un parámetro a otro se pulsa la tecla Tab. - Introducidos todos los parámetros validamos los cambios pulsando F1. Figura 22. Cuadro de diálogo para modificar algunos parámetros de corte. En la Figura 22 se muestra el cuadro de diálogo que aparece al pulsar F3 y que nos permite modificar los siguientes datos: - Parámetros: o Avance [mm min-1]: velocidad de avance durante el corte. o Ranura de corte [mm]: introducir el valor de la ranura de corte o kerf que se produce durante el corte. o Escala: podemos escalar el programa de corte (el valor 1000 indica que la escala es 1:1 con respecto a las dimensiones establecidas en el programa de corte). A.L.M. - 29 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE o Giro de la pieza en bruto [º]: permite girar todas las piezas establecidas en el programa de corte. o Giro de programa [º]: permite girar todo el programa. Estas opciones de giro son útiles para adaptar la posición de las piezas de corte que haya en el programa a la posición en la que se hayan colocado las chapas o piezas a cortar en la mesa de trabajo. - Repeticiones: permite hacer repeticiones del programa en forma de matriz. o Cantidad: número de repeticiones a realizar en el eje X y en el eje Y. o Distancia [mm]: para indicar la distancia que se quiere dejar entre cada repetición. o Dirección: se puede variar la dirección en la que queremos realizar las repeticiones. - Inicio con: para comenzar un programa de corte en: o Número de registro: línea de código. o Pieza: coordenada de alguna pieza. - Material: o Espesor del material [mm]. Ejecutar programas: Una vez cargado el programa que se desee cortar. Una vez introducidos los parámetros de corte. Debemos colocar el soplete en el punto adecuado antes de ejecutar un programa: - Programa en coordenadas absolutas respecto al Cero Máquina (hipotético): no es necesario situar el soplete en ningún punto concreto, al estar el programa en coordenadas absolutas respecto al Cero Máquina lo que se deberá colocar en su posición correcta es el material a cortar (el programa ya sabe a donde tiene que llevar el soplete para cortar). - Programa en coordenadas absolutas respecto el Cero Programa: en este caso sería necesario situar el soplete en el Cero programa, este punte suele hacerse coincidir con alguna esquina de la pieza o chapa a cortar. - Programa en coordenadas relativas (Lantek Expert): en este caso es necesario situar el soplete en el Cero programa, este punte suele hacerse coincidir con alguna esquina de la pieza o chapa a cortar. Pulsamos la tecla RUN (se ejecuta el programa en modo automático). Durante la ejecución del programa este se puede detener pulsando la tecla STOP. Para reanudar el programa se pulsa nuevamente RUN, en este caso el controlador se salta una línea del programa y continúa. Normalmente esta línea de programa suele coincidir con el encendido de sopletes, o bien, estamos en un punto del programa en el que los sopletes deberían estar encendidos. De este modo, cuando se reanuda el programa, la máquina continúa con los movimientos de corte con los sopletes apagados (los sopletes se deben encender manualmente antes de reanudar el programa). A.L.M. - 30 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Durante la ejecución del programa, si es necesario, se puede cambiar el sentido de avance del programa: - Detenemos el programa (STOP). - Pulsamos la tecla F5 correspondiente al cambio de sentido del programa. - Reanudamos el programa (RUN), pero en este caso el soplete avanza en sentido contrario (retrocede). Modificar la visualización de la pantalla P2: - Pulsamos P2 para seleccionar la Pantalla P2. - Pulsamos la tecla F1, nos cambiará el menú para las teclas F, pudiendo seleccionar diferentes modos de vista de la pantalla P2. Trabajar con 1 o 2 sopletes El software de la máquina trabaja indistintamente con los dos sopletes instalados. En el caso de que se vaya a trabajar con un sólo soplete es necesario cerrar las válvulas de los gases del soplete/s no usado/s. El soplete motriz “maestro” es el soplete más cercano al panel. El segundo soplete “esclavo” se puede desplazar manualmente a la distancia adecuada respecto el primer soplete. En la parte posterior del soplete se encuentra el engranaje de éste. El soplete “esclavo” se puede engranar para que se desplace de forma simétrica (espejo) al soplete “maestro” o realizar una copia de la trayectoria. A.L.M. - 31 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE C3 – PANTALLAS ADICIONALES Si pulsamos la tecla Shift en lugar de visualizar el menú vertical con las diferentes pantallas (P1 a P5) para ser seleccionadas con las teclas P, aparecen 4 nuevas opciones que se seleccionan también con las teclas P: - Shift + P1: Pantalla de Puesta en servicio: contiene todas las funciones necesarias para la puesta en servicio del equipo. - Shift + P2: Pantalla de Opciones: para modificar ciertas opciones como el idioma, derechos de usuario, funcionamiento de la máquina o el registro de los datos. - Shift + P3: sin habilitar. - Shift + P4: Pantalla de Datos de tecnología: en esta pantalla podemos modificar parámetros muy importantes para el proceso de corte: o Tiempo precalentamiento 1: tiempo que está activa la llama de precalentamiento antes de activar el oxígeno de corte. o Tiempo precalentamiento 2 (inactivo, sólo cuando hay dos sopletes calentando sobre el mismo punto). o Subida de antorcha antes de perforar: la boquilla desciende a cierta altura durante el precalentamiento, durante el corte la boquilla suele ascender un poco, ya que no es necesario que se aproxime tanto a la pieza de trabajo. o Extensión de alta presión (0.1 s): tiempo que se mantiene abierto el oxígeno de corte tras finalizar un contorno. o Recoger antorcha cuando finaliza (0.3 s): tiempo de espera antes de subir la boquilla de corte tras finalizar un contorno de corte. o Altura del sensor en precalentamiento: altura de la boquilla durante el precalentamiento (se establece en tanto por ciento). o Altura del sensor en corte: altura de la boquilla durante el corte (se establece en tanto por ciento). o Tiempo de perforación (1.5 s): tiempo de perforación tras activar el oxígeno de corte, antes de que el soplete comience a avanzar. o Kerf o sangría: en este punto se puede introducir el valor del kerf. Si lo introducimos aquí quedaría fijo para cualquier programa que ejecutemos. Se recomienda dejar este parámetro igual a 0, para introducir el valor del kerf en el cuadro de diálogo de parámetros visto anteriormente. Será necesario realizar esta regulación cuando se cambie el tipo de la pieza de trabajo (material y/o espesor) y/o la boquilla de corte. - A.L.M. Shift + P5: Pantalla de Diagnóstico: sirve para el control de función de los componentes del sistema de mando y los aparatos de hardware conectados. - 32 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE C4 – PANTALLA P3 MOVIMIENTO MANUAL En esta pantalla se puede mover el carro porta-sopletes de forma manual. Figura 23. Visualización de la pantalla P3 (movimiento manual). En esta pantalla realizaremos principalmente tres operaciones: - Referenciar la máquina: o Pulsar P3, se activa la pantalla P3. o Pulsar F4 hasta que parpadee el icono que hay sobre dicho botón. o Pulsar run la máquina busca el origen (busca los puntos de referencia que tiene en el eje X y en el eje Y). - Movimiento manual del soplete para colocarlo en el Cero Programa (programación con coordenadas relativas): o Pulsar P3, se activa la pantalla P3. o Regular la velocidad de avance del soplete: Variación manual de velocidad (Potenciómetro de avance). Selector velocidad lenta/rápida. o Mover el carro porta-sopletes utilizando el joystick que hay en el panel de control. Si accionamos el joystick y pulsamos la tecla RUN, podemos soltar el joystick y el soplete sigue avanzando de forma automática en la dirección que hayamos indicado con el joystick. A.L.M. - 33 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL - MANUAL O XICORTE Cortes manuales: se pueden encender los sopletes de forma manual, con las teclas habilitadas para ello en el panel de control, y realizar cortes manuales con el joystick. Selector velocidad lenta/rápida Encendido manual de sopletes Variador manual de velocidad joystick Figura 24. Elementos del panel de control necesario para el corte manual. Otras funciones dentro de la pantalla P3: - Modificar la visualización de la pantalla P3: o Pulsamos P3 para seleccionar la Pantalla P3. o Pulsamos la tecla F1, nos cambiará el menú para las teclas F, pudiendo seleccionar diferentes modos de vista de la pantalla P2. - Recorridos de posición: o Pulsamos P3 para seleccionar la Pantalla P3. o Pulsamos la tecla F2 (Recorridos de posición) nos cambiará el menú para las teclas F, pudiendo seleccionar diferentes opciones para realizar movimientos de los sopletes a algún punto determinado... A.L.M. - 34 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE C5 – PANTALLA P4 CORTE MANUAL Esta pantalla se utiliza principalmente para realizar la regulación de las boquillas, entendiendo regulación de las boquillas como la regulación de la presión de los gases y la regulación del grado de apertura de las válvulas que permiten el paso de cada gas hacia la boquilla de corte. Algunas funciones utilizadas en esta pantalla: - Función AF8 permite seleccionar si queremos desactivar el oxígeno de corte al pasar de un contorno de corte a otro (entre precalentamiento y precalentamiento) o si queremos dejar activo el oxígeno de corte siempre. - Activar/Desactivar el sensor de chapa: con el sensor de chapa activo, cuando se enciende la boquilla ésta desciende hasta detectar la chapa. La regulación de las boquillas se realiza al aire (en alguna zona de la mesa de trabajo sin chapa). En este caso, si encendemos la boquilla con el sensor de chapa activado, la boquilla descendería hasta detectar la chapa, al no haber chapa la boquilla podría chocar con las baldas de apoyo de la mesa de trabajo. Al desactivar el sensor de chapa, cuando encendemos la boquilla, ésta no desciende. Regulación de la boquilla de corte Se procede del siguiente modo: - Pulsamos P4 para seleccionar la Pantalla P4. - Desactivamos el sensor de chapa. - Comprobamos que la presión de las botellas de los gases es la adecuada. - Se abre completamente la válvula de oxígeno de corte (para el corte se necesita la máxima cantidad posible de oxígeno de corte). - Comprobar que la válvula del acetileno del mechero de encendido del soplete esté abierta. - Se cierran completamente las válvulas de regulación del oxígeno de precalentamiento y del acetileno. - Se abren ligeramente las válvulas precalentamiento y del acetileno. - Se encienden los sopletes (con la tecla F correspondiente o con los botones del panel de control). - Se van abriendo poco a poco, y alternativamente, las válvulas del oxígeno de precalentamiento y del acetileno hasta alcanzar la proporción deseada. - Una vez regulada la boquilla de corte hay que volver a conectar el detector de chapas antes de ejecutar un corte (manual o automático), pues de lo contrario los sopletes no bajan y no contactan con la chapa. A.L.M. de regulación del oxígeno de - 35 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Una vez reguladas las boquillas “al aire”, se suele hacer una segunda regulación directamente sobre la chapa. Se conecta el sensor de chapa y se hace un precalentamiento de prueba, persiguiendo dos objetivos: - Terminar de ajustar los gases. - Determinar el tiempo necesario para el correcto precalentamiento de la pieza de trabajo. O2 precalentamiento O2 corte Acetileno precalentamiento Acetileno mechero Figura 25. Disposición de las válvulas de los gases en la máquina de oxicorte de la UAL. Activar/Desactivar sopletes (hasta 4) Apagar/Encender sopletes (precalentamiento) Subir/Bajar sopletes Activar O2 corte Figura 26. Pulsadores del panel de control para el encendido y apagado de las boquillas. C6 – MANTENIMIENTO BÁSICO - Limpiar boquillas con peine con bastante frecuencia. - Mantener presiones altas para evitar retornos de llamas hacia la botella. A.L.M. - 36 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE D – PROGRAMA DE DISEÑO DE GEOMETRÍAS Y CÓDIGO CNC Software “Lantek Expert modo LITE” Para el manejo de la máquina de oxicorte disponible en el Laboratorio de Fabricación de la UAL se pueden obtener programas de corte en código numérico utilizando el software específico “Lantek Expert” en su modo reducido Lite. Este software nos permite realizar básicamente lo siguiente: - Dibujar geometrías de corte y/o importar geometrías de corte realizadas en otros programas de diseño asistido por ordenador (CAD) como por ejemplo “Autocad”. - Generación del código CNC de control numérico para la máquina de oxicorte a partir de las geometrías de corte previamente realizadas. Figura 27. Pantalla principal del programa Lantek Expert modo Lite. Esta versión reducida del programa “Lantek Expert” tiene limitada algunas de sus funciones, como por ejemplo el anidado automático de las piezas a cortar. Antes de comenzar a trabajar hay que hacer unas operaciones básicas: - Instalar el programa (en contenidos; expert; seleccionar LITE). - Llave de seguridad USB (para ejecutar el programa hay que conectar la llave USB color verde de seguridad al ordenador). - Llave color negro: hay un archivo W508315.key, hay que cambiarle el nombre por expert.key y copiarlo en el directorio C:/Lantek/Expert - Ejecutar C:/Lantek/Excell/0000000.exe, permite seleccionar entre el modo completo y el modo reducido LITE. o Completo: para ajustar el programa la primera vez que se ejecute. o Reducido: Seleccionar: “Trabajar como modo reducido”. Postprocesador: “4”. (para seleccionar el tipo de código numérico que es capaz de interpretar nuestra máquina de oxicorte). Tipo: “corte”. A.L.M. - 37 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE D1 – DISEÑO DE GEOMETRÍAS DE CORTE MEDIANTE ORDENADOR Software “Lantek Expert modo LITE” Una vez instalado el programa, ejecutar el archivo “Lantek Expert CAM” ubicado en el escritorio del ordenador o en Inicio/Todos los programas/Lantek. La apariencia del programa es similar a cualquier otro programa de diseño asistido por ordenador (CAD). Figura 28. Pantalla principal del programa Lantek Expert en su versión Lite, con las principales barras de herramientas visibles. D1.1 – MENÚ PIEZAS Este menú sirve para gestionar los archivos (abrir un archivo, guardar un archivo, imprimir…). Figura 29. Vista del menú Piezas. A.L.M. - 38 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Los archivos se guardan en una base de datos instalada en el ordenador, esto supone una dificultad añadida, pues no es posible copiar un programa de corte en un dispositivo de almacenamiento externo para trabajar en otro ordenador diferente al que hayamos utilizado. Para poder realizar esta operación es necesario un conocimiento específico sobre manejo de bases de datos. Tras finalizar nuestro diseño podemos guardarlas en la base de datos, pulsamos “Guardar” y aparece una ventana nueva en la que se nos pide la siguiente información: - Referencia: el nombre del programa. - Máquina: aparece por defecto la máquina de oxicorte que estamos utilizando. - Material: nos permite seleccionar el tipo de material de la pieza sobre la que vayamos a trabajar. - Espesor: de la pieza de trabajo. - Nombre: para introducir información adicional sobre el trabajo. - Dato de usuario: nombre del usuario que ha realizado el trabajo. Figura 30. Ventana visible antes de guardar un trabajo (izq.) y ventana de verificación de piezas (dcha.). Antes de guardar la pieza, el programa verifica si existen contornos abiertos. El corte mediante máquinas de oxicorte está concebido para realizar cortes continuos en contornos cerrados. Si en el contorno de alguna pieza dejásemos algún elemento sin unir, cuando el soplete llegue a ese punto, se desconectará el soplete, se activará un nuevo proceso de precalentamiento (encender llama de precalentamiento, calentar el material durante el tiempo establecido como precalentamiento y activar el oxígeno de corte). Si esto sucede dentro del contorno de la pieza de trabajo, el precalentamiento generaría un desperfecto importante en la pieza de trabajo (muy agresivo). El precalentamiento siempre debe realizarse fuera de los contornos de corte. Si el programa detecta algún contorno abierto nos permite realizar dos operaciones de corrección: - Cierre automático de contornos abiertos: para lo que es necesario indicar un valor de “tolerancia”, todos aquellos contornos abiertos que estén separados por una distancia inferior al valor introducido serán cerrados de forma automática. - Poner puntos en los contornos abiertos: el software marcará con puntos todos los contornos abiertos, de modo que el usuario puede cerrarlos manualmente. NOTA: para modificar y ver la base de datos, explorar el CD de instalación, en la carpeta Common/Tools/SQL Server 2005 manag…/ ejecutar SQL…_32.exe. (Consultar notas). A.L.M. - 39 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE D1.2 – MENÚ GEOMETRÍA (DIBUJAR EN LANTEK EXPERT) Las opciones incluidas en el menú “Geometría” se visualizan también en la barra de herramientas vertical que se encuentra a la izquierda de la pantalla (Fig. 28). Como cualquier otro programa de diseño asistido por ordenador, los diferentes iconos que aparecen en esta barra de herramientas nos permiten dibujar diferentes geometrías: - Puntos. - Segmentos. - Líneas. - Arcos. - Círculos. - Rectas. - Cuadrados. - Rectángulos. - Polígonos. - Rectángulos modificados. - Ranuras lineales. - Ranuras circulares. - Poleas. - Óvalos. - Elipses. - Offset (realiza compensaciones de la ranura de corte directamente en el diseño de la geometría). - Fitting (para suavizar los contornos en arcos y líneas) - Borrar. Para las diferentes opciones de dibujo existen distintos modos de operar. Al seleccionar cualquier tipo de geometría nos aparece una nueva ventana con las diferentes opciones que tenemos para llevarlas a cabo. Figura 31. Opciones disponibles para dibujar un círculo. A.L.M. - 40 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Algunas otras funciones útiles son las siguientes: - Tecla F3 pulsar para activar y desactivar líneas auxiliares. - Mover pantalla si mantenemos pulsado el botón central del ratón podemos movernos por la pantalla y cambiar la zona que estemos visualizando. - Zoom con la rueda central del ratón modificamos el zoom de la pantalla. - Para diferentes opciones como borrar (en geometría) aparece una nueva barra de herramientas para seleccionar que tipo de geometrías queremos seleccionar, en el caso de la opción borrar tenemos: o Borrar un elemento. o Ventana de captura. o Trama. o Juntar (junta cualquier elemento que esté en contacto con el elemento seleccionado, luego podemos borrarlo todo). o Todo. o Puntos (borra todos los puntos). o Segmentos (borra todos los segmentos). o Arcos (borra todos los arcos). o Círculos (borra todos los círculos). o Rectas auxiliares (borra todas las rectas auxiliares). o Invertir selección. Figura 32. Opciones disponibles para el comando borrar. Durante el diseño de las diferentes geometrías suele ser necesario poder identificar y seleccionar puntos representativos de dichas geometrías. En el menú “ver” podemos activar la barra de herramientas “Acceso a puntos”, en la que podemos seleccionar diferentes opciones que nos permiten acceder y localizar de forma rápida los puntos que nos interesen (punto pinchado, punto centro, centro de contorno, punto cercano, extremo, intersección, doble intersección, punto medio, tangente, punto proyectado, punto cuadrante, punto mixto y puntos por defecto). Figura 33. Barra de herramientas “Acceso a puntos”. A.L.M. - 41 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE D1.3 – MENÚ EDICIÓN Este menú nos permite editar las diferentes geometrías ya diseñadas. Figura 34. Opciones disponibles en el menú edición. Algunas opciones son las siguientes: - Chaflanes: realiza chaflanes en esquinas, hay que configurar las dimensiones antes de ejecutarlo. Se debe utilizar la opción de chaflanes en el menú edición, la opción de chaflanes del menú tecnología no está habilitado. - Alargar elementos: permite alargar elementos hasta otros elementos. - Empalmar elementos: para unir elementos que se cortan. - Cortar elementos: permite cortar elementos con los límites de otros elementos. - Redondear esquinas (hay que indicar el radio). - Escoteados (especie de muescas o mordiscos en las piezas). - Mover. - Rotar. - Escalar. - Copiar. - Adosar. A.L.M. - 42 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE D1.4 – MENÚ MECANIZADO Este menú se utiliza una vez que tenemos bien definidas todas las geometrías a cortar y hayamos utilizado todas las tecnologías de corte necesarias. Con las opciones disponibles en este menú procedemos a “mecanizar” los contornos de las piezas, entendiendo como “mecanizar” transformar una geometría (un dibujo) en un contorno de corte (una orden que sabe interpretar la máquina de corte). Las opciones disponibles en este menú son las que aparecen en la barra de herramientas vertical que hay en la parte derecha de la pantalla (Fig. 28). Figura 35. Menú Mecanizado. En la barra de herramientas de Mecanizado tenemos las siguientes opciones: - Inicializar: para definir las dimensiones y características de la pieza de trabajo (chapa). Nos aparece la siguiente ventana: Figura 36. Ventana para inicializar. Una vez introducidos todos los datos solicitados (Fig. 36) nos aparece otra ventana (Fig. 37), en la que podemos seleccionar el nombre con el que queremos guardar el código numérico que vamos a generar. A continuación nos aparece otra ventana (Fig. 38) en la que tenemos que seleccionar el Cero Programa o Punto de carga (por defecto trabajamos en coordenadas relativas, por lo que seleccionamos como Cero Programa alguna esquina de la chapa, un punto fácil de localizar en la mesa de trabajo, de modo que sea fácil colocar el soplete en dicho punto). A.L.M. - 43 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Figura 37. Ventana para dar nombre al archivo con el código numérico. Figura 38. Ventana para la selección del Cero Programa o Punto de carga. - Rápidos: para definir movimientos rápidos (sin corte) lineales. - Movimientos: para definir movimientos de corte lineales. - Contornos: para mecanizar los diferentes contornos que hayamos dibujado, tenemos varias opciones: o Contornos manuales: se va seleccionando uno a uno los elementos que forman cada contorno que queremos mecanizar. Se va seleccionando línea a línea. De este modo el usuario puede decidir el orden de mecanizado. o Contornos automáticos: se selecciona cualquier elemento (línea) de un contorno, el programa mecaniza todo el contorno que incluye a dicha línea. Se entiende como contorno una geometría cerrada. De este modo el usuario puede decidir el orden de mecanizado. o Piezas: se selecciona cualquier elemento de una pieza y el programa mecaniza toda la pieza. Se entiende como pieza a un contorno cerrado y todos los contornos que se incluyan dentro de éste. o Todo el graneteado (marcado con herramienta con punta cónica): mecaniza de forma automática todos los contornos que correspondan con operaciones de graneteado (no habilitado). o Todo el marcado: mecaniza de forma automática todos los contornos que correspondan con operaciones de marcado (no habilitado). o Todo el corte: mecaniza todos los contornos. El usuario no decide el orden en el que se van mecanizando los contornos. o Todo el corte de la misma calidad: para cuando se trabaje con contornos de diferentes calidades (con diferentes parámetros de corte) (no habilitado). A.L.M. - 44 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Figura 39. Opciones de mecanizado de contornos. Algunas recomendaciones para el mecanizado: (i) los contornos se deben mecanizar de dentro a fuera; (ii) no se recomienda mecanizar de forma consecutiva contornos cercanos, esto puede producir un calentamiento excesivo de la pieza de trabajo, se recomienda mecanizar los contornos de forma que se vaya alternando la zona de trabajo. - Ciclo simple: para insertar ciclos en el proceso de mecanizado. - Ciclo lineal. - Ciclo circular. - Ciclo en rejilla. - Ciclo irregular. (ciclos no habilitados) - Importar: nos permite importar geometrías diseñadas en otros programas de diseño asistido por ordenador (CAD): o Geometría de una pieza: importar la geometría de piezas almacenadas en la base de datos del programa. o Mecanizado de una pieza: importar el mecanizado de piezas almacenadas en la base de datos del programa. o Macro de mecanizado: previamente. importar macros de mecanizado creados o Geometría de un fichero DXF: primero seleccionamos el directorio donde tengamos los archivos, luego seleccionamos el archivo que deseemos importar. Una vez seleccionado el archivo, nos aparece la geometría en el cursor para seleccionar el lugar de la pantalla donde queremos importarlo. o Geometría de un fichero DWG: primero seleccionamos el directorio donde tengamos los archivos, luego seleccionamos el archivo que deseemos importar. Una vez seleccionado el archivo, nos aparece la geometría en el cursor para seleccionar el lugar de la pantalla donde queremos importarlo. o Piezas paramétricas (*.PAR). o Piezas de geometría paramétricas. A.L.M. - 45 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Figura 40. Ventana habilitada para la importación de geometrías (izq.); ventana habilitada para la importación de archivos DWG (dcha.). - Modificar: nos permite modificar las características de algunas tecnologías utilizadas para el mecanizado. Figura 41. Ventana habilitada para la opción modificar el mecanizado. - Optimizar: permite optimizar cambios del corrector. - CNC (postprocesar): exporta el código numérico correspondiente al mecanizado que hayamos realizado en un archivo (*.MPG) con el nombre que se haya indicado en la opción Inicializar. Por defecto, los archivos con el código numérico los guarda en el directorio C:\Lantek\Expert\CNC. A.L.M. - 46 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE D1.5 – MENÚ TECNOLOGÍA En este menú tenemos todas las opciones disponibles para incorporar tecnologías necesarias para el correcto mecanizado de las geometrías diseñadas. Figura 42. Menú Tecnología. - Velocidades…: nos permite seleccionar la velocidad de corte, la velocidad sin corte (rápida) y otros tipos de velocidades (hay que recordar que este parámetro se puede definir también en el panel de control, si definimos la velocidad de corte en el código numérico, se anula la selección de la velocidad de corte en el panel de control). Figura 43. Ventana habilitada para la selección de velocidades. - Compensación control: nos permite seleccionar si la compensación control se realiza a derecha o izquierda, también debemos seleccionar el tipo de corrector (este se define al definir la máquina). En nuestro caso no es necesario. - Compensación sistema: nos permite introducir el valor de la ranura de corte o kerf y definir si la compensación es a derechas o a izquierdas. Si la definimos en este punto no sería necesario introducirla en el panel de control. A.L.M. - 47 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Figura 44. Ventana habilitada para la compensación control (izq.) y la compensación sistema (dcha.). - Evacuación (no habilitado). - Palabras postprocesador: permite introducir instrucciones especiales ligadas al postprocesador, en el programa de mecanizado. La palabra post seleccionada se introducirá justo detrás de la instrucción actual del programa como cualquier otra instrucción de mecanizado (No habilitado). Figura 45. Ventana habilitada para las palabras postprocesador (izq.); ventana habilitada para la opción ordenar contornos. - Invertir sentido: al seleccionar esta opción se invierte el sentido de avance de todos los contornos ya mecanizados. - Ordenar contornos: para establecer el sentido de avance en los contornos (exteriores e interiores). - Ataques (MUY IMPORTANTE): se nos habilita una ventana para definir los ataques en los contornos de corte. En el corte por oxicorte el procedimiento es el siguiente, antes de comenzar a cortar la pieza es necesario realizar la operación de precalentamiento que puede durar unos 10 segundos. Esta operación se realiza en un punto de la pieza de trabajo que quedará defectuoso (el precalentamiento es muy agresivo con la pieza de trabajo), de forma que este precalentamiento se debe realizar fuera del contorno de la pieza. El definir los puntos de ataque fuera de los contornos de corte se puede realizar al dibujar los contornos (lento y laborioso) o se pueden dibujar los contornos sin los ataques y luego utilizar esta opción para ir definiendo los puntos de ataque. A.L.M. - 48 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Figura 46. Ventana habilitada para la selección de los ataques (izq.); ejemplo de un contorno y un ataque (dcha.). Los ataques se pueden definir de dos formas: o Manualmente: el usuario selecciona el tipo de ataque y el lugar donde quiere ubicarlo. o Semiautomático : el usuario selecciona el lugar donde quiere ubicarlo y el programa decide que tipo de ataque se pone. o Automático : el programa coloca de forma automática todos los ataques (tipo y lugar). Antes de seleccionar cualquiera de los ataques hay que configurar cada tipo . En la configuración se establece, según el tipo, el ángulo de ataque, el radio, distancias… Una vez colocados los ataques, el usuario puede modificar las entradas y salidas de forma manual pulsando el icono - . Amarres: permite dejar zonas de los contornos sin mecanizar para que, una vez finalizado el corte de un contorno, o durante el corte, la pieza cortada no se . levante, desprenda o deforme parcialmente. Se pueden y deben configurar Figura 47. Tipos de amarres (izq.) y bucles (dcha.). - Bucles: se utilizan para definir de forma correcta esquinas en los contornos de corte. Tenemos bucles rectos, circulares, automáticos, matar aristas, borrar bucles y configuración de bucles. - Chaflanes: permite definir chaflanes en las geometrías de corte (no disponible). Figura 48. Ventana habilitada para la opción chaflanes (izq.) y tecnologías de corte (dcha.). A.L.M. - 49 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE - Tecnología de corte: permite activar diferentes tipos de tecnologías de corte como el marcado (seleccionar líneas para marcado), corte (calidades de corte láser), texto marcado, texto escrito (cortado), no cortar (seleccionar elementos para dejar sin cortar), microcorte (dejar pequeños trozos de contorno sin cortar, tiene la misma función que los amarres), y establecer calidades de corte. Muchas de estas funciones no están habilitadas para el oxicorte. - Borrar tecnología: las tecnologías de corte se borran con la opción borrar que se habilita en cada ventana correspondiente a cada tecnología. - Atributos de contorno: permite seleccionar un contorno y definir atributos especiales para dicho contorno (previamente definidos por el usuario) (no disponible). Figura 49. Ventana habilitada para la opción atributos de contorno. A.L.M. - 50 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE D1.6 – MENÚ VER En el menú ver tenemos las siguientes opciones: Figura 50. Menú ver. - Ortogonal: si se activa se limita la capacidad de dibujo a los ejes ortogonales (ejes x e y). - Ejes: activar o desactivar la visualización de los ejes ortogonales en la pantalla. - Acceso a puntos: podemos seleccionar diferentes opciones que nos permiten acceder y localizar de forma rápida los puntos que nos interese (punto pinchado, punto centro, centro de contorno, punto cercano, extremo, intersección, doble intersección, punto medio, tangente, punto proyectado, punto cuadrante, punto mixto y puntos por defecto). Figura 51. Barra de herramientas “Acceso a puntos”. - Bitmap: permite visualizar en la esquina superior izquierda de la pantalla de dibujo un archivo *.bmp. Se puede utilizar como apoyo para dibujar geometrías que queramos mecanizar. - Textos y cotas: activar/Desactivar la visualización de textos y cotas. - Ventana de simulación: para abrir una nueva ventana que nos permite gestionar la simulación del proceso de mecanizado que hayamos definido. A.L.M. - 51 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Figura 52. Captura de pantalla durante la simulación del mecanizado de una pieza. - Zoom (F4 a F8): diferentes opciones para aplicar zoom en la pantalla. - Zoom dinámico: visualiza todo el dibujo y le permite seleccionar un tamaño de ventana para después ampliar la zona del dibujo que desee, ajustándolo al tamaño de ventana seleccionado. - Pantalla completa: permite visualizar la zona de dibujo en toda la pantalla del ordenador. - Redibujar: vuelve a dibujar todos los elementos del dibujo. Desaparecerán aquellos elementos que han servido de ayuda al dibujar algún elemento, pero que no forman parte del dibujo. Cuando la pieza ya se ha mecanizado, elimina el mecanizado y deja sólo la geometría dibujada para poder volver a dibujar. - Procesar: activa la simulación del mecanizado (Fig. 52). - Simulación chapa: simula la chapa en la zona de dibujo como soporte de ayuda para el usuario. Figura 53. Simulación de la chapa. A.L.M. - 52 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL - MANUAL O XICORTE Parámetros: opción para el ajuste de algunos parámetros de las diferentes opciones de visualización del trabajo. Figura 54. Ventana habilitada para la opción parámetros del menú ver. - Barra de herramientas: activar/desactivar la visualización de las diferentes barras de herramientas en pantalla. Figura 55. Ventana habilitada para activar/desactivar las diferentes barras de herramientas. A.L.M. - 53 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE D1.7 – MENÚ SIMULACIÓN Menú para la simulación del mecanizado contorno a contorno. Figura 56. Menú simulación - Programa: muestra las diferentes instrucciones del programa de mecanizado. En el ejemplo mostrado en la siguiente figura tenemos cinco instrucciones. o 1. Inicio del mecanizado. o 2. Establece la corrección de la ranura de corte a izquierdas. o 3. Mecaniza el ojo del ratón. o 4. Establece la corrección de la ranura de corte a izquierdas. o 5. Mecaniza el cuerpo del ratón. Figura 57. Resultado obtenido para la opción Programa. - Posición ISN: se posiciona en la instrucción de mecanizado correspondiente al número de línea introducido. - Posicionarse con el ratón: permite posicionarse en la instrucción de mecanizado que desee utilizando el ratón. - Avanzar: vamos avanzando contorno a contorno por el mecanizado de la pieza. - Retroceder: vamos retrocediendo contorno a contorno por el mecanizado de la pieza. - Inicio: vamos al inicio del mecanizado. - Fin: vamos al final del mecanizado. A.L.M. - 54 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE D1.8 – MENÚ UTILIDADES En este menú tenemos algunas opciones que nos ayudan durante el diseño de las piezas a mecanizar. Figura 58. Menú utilidades. - Textos: nos permite escribir un texto y el programa lo convierte en un dibujo vectorizado, que se puede mecanizar posteriormente, o no vectorizado, que no se puede mecanizar. Si pulsamos en la pestaña que hay junto a la fuente, podemos cambiar el tipo de letra, el tamaño… Figura 59. Ventana habilitada para la opción Textos y ejemplo. - Vectorizar textos: permite vectorizar textos insertados en el dibujo como texto. - Cotas: para definir cotas de los diferentes elementos dibujados. Figura 60. Tipos de cotas disponibles. - A.L.M. Tiempos y costes: en base a las velocidades establecidas y las características del material seleccionado, el programa hace una estimación del coste y del tiempo necesario para el mecanizado. - 55 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Figura 61. Resultado del análisis de tiempos y costes. - Distancias y ángulos: permite obtener la distancia y ángulos entre dos puntos. - Ángulo formado por tres puntos: permite obtener el ángulo que forman dos rectas definidas por tres puntos. Figura 62. Ejemplo de la función distancias y ángulos. - Verificar pieza: esta opción permite detectar contornos abiertas en las piezas dibujadas y los localiza mediante puntos. También permite cerrar dichos contornos abiertos, para ello hay que fijar la Tolerancia, distancia máxima por debajo de la cual une los contornos, por defecto 0.5 mm. - Ver geometría: permite ver información de la geometría seleccionada: tipo de geometría, coordenadas del punto o del punto centro, coordenadas del punto inicial y final, radio, longitud del elemento y ángulos inicial y final. También calcula la longitud total de toda la geometría en metros. - Comparar geometrías: realiza una comparativa entre dos geometrías (No habilitado). - Definir límites: esta opción le permite definir los límites de la pantalla que posteriormente se verán al realizar un zoom base (menú ver). A.L.M. - 56 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE Figura 63. Resultado del análisis Ver geometría de un rectángulo. - Ver estado del sistema: muestra la situación actual del sistema (unidades, punto de carga, posición, compensación y velocidad). También permite realizar una verificación del mecanizado. - Selección máquina: para elegir el tipo de máquina con la que vamos a trabajar. - Agujeros de ventilación (no habilitado). - Macros de mecanizado: permite crear, guardar y borrar macros de mecanizado. Una macro de mecanizado permite guardar la geometría de una pieza con o sin mecanizado con respecto a un punto de referencia elegido por el usuario. Una vez guardado el mecanizado, el usuario puede recuperarlo e insertarlo en un diseño nuevo. - Personalizar: para personalizar la apariencia de todos los menús. Figura 64. Ventana habilitada para la opción personalizar. D1.9 – MENÚ AYUDA ? El programa Lantek Expert en su versión Lite incluye un completo menú de ayuda, con un tutorial con información relativa a todas las funciones del programa. A.L.M. - 57 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE D1.10 – RESUMEN (PASOS A SEGUIR) En este apartado se van a esquematizar cuales son los pasos a seguir a la hora de realizar un programa de corte con el programa Lantek para la máquina de oxicorte. Primero: inicializar chapa En este paso se le indica al programa cuales son las dimensiones de nuestra chapa (longitud, anchura y espesor), se establece un nombre para el archivo en el que se guardará el código numérico y se define el Cero programa o Punto de carga. Segundo: dibujar la geometría de corte Esta opción se puede realizar en el propio programa Lantek, utilizando las opciones de dibujo (geometría) y de edición. Otra opción es realizar el dibujo de la geometría en otros programas de diseño (con los que suelen estar más familiarizados los técnicos, como por ejemplo Autocad). El diseño en Autocad se puede importar al programa Lantek (ver formatos compatibles en la opción importar del programa). Tanto si se diseña la geometría en el programa Lantek, como si se importa de Autocad (u otro programa de diseño), es necesario comprobar si existen contornos abiertos en el diseño (Verificar las piezas): - Opción 1: Utilizando la opción verificar contornos (en el menú utilidades). - Opción 2: guardar la pieza (al guardar la pieza el programa hace una verificación para detectar contornos abiertos). Si el programa encuentra contornos abiertos podemos hacer dos cosas: o Seleccionar la opción de cierre automático de los contornos abiertos: nos pide una distancia máxima “tolerancia”: cierra todos los contornos abiertos que se encuentren a una distancia igual o inferior a la seleccionada. o Si sigue habiendo contornos abiertos, marcamos la opción de identificar contornos abiertos: el programa indica mediante puntos todos los contornos abiertos que haya en nuestro diseño, de forma que podemos localizarlos y cerrarlos manualmente. Tercero: establecer los ataques El inicio del corte mediante oxicorte no es limpio, para comenzar el corte en un determinado contorno el soplete debe precalentar el material. Ese punto de precalentamiento provoca importantes deformaciones en el material a cortar (es muy agresivo con el material), por lo que debe situarse alejado del contorno de nuestra pieza. Los ataques identifican el punto de entrada y de salida del soplete al realizar el corte de un contorno. Se pueden dibujar directamente sobre la geometría de forma manual (operación lenta y laboriosa) o se pueden establecer los ataques utilizando la opción “ataques” del menú tecnología. Existen muchos tipo de ataques según sea la geometría (ataques para esquinas, para segmentos circulares…). Los ataques se pueden colocar de varias formas: A.L.M. - 58 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE - Colocación manual: se selecciona el tipo de ataque y el segmento del contorno donde queremos colocarlo (el ataque irá justo en el punto donde hayamos marcado con el ratón sobre el contorno de corte). - Colocación semiautomática: el tipo de ataque lo selecciona el programa de forma automática, el usuario sólo tiene que indicar el punto sobre el contorno en el que desee que poner el ataque. - Colocación automática: el programa coloca los ataques en todas las piezas de forma automática. Una vez colocados los ataques el usuario puede modificar las entradas y las salidas de los ataques de forma manual (al colocar los ataques con cualquiera de los tres métodos anteriores, las dimensiones de los ataques vendrán fijadas por unos parámetros que previamente ha introducido el usuario, en algunos casos es recomendable modificar las entradas y salidas de forma manual). Cuarto: otras tecnologías Si el usuario lo desea puede seleccionar otras tecnologías (amarres, texto…) Quinto: Contornos de Corte Hasta ahora, todas las geometrías de corte, ataques y tecnologías, el programa las entiende como diseños de geometrías (dibujos), pero no como corte. En este paso se establece el orden de corte de las piezas (indicando los movimientos rápidos y los movimientos de corte), lo que se denomina “Mecanizar”. Movimiento rápido: es un movimiento del soplete sin cortar, generalmente es el movimiento que se produce desde la salida del ataque de un contorno (el final del corte de ese contorno) hasta la entrada del siguiente contorno (el inicio del corte del contorno siguiente). Movimiento de corte: es un movimiento que implica el corte sobre algún contorno. Los movimientos se pueden ir estableciendo principalmente de cuatro formas (opciones de la barra de herramientas de mecanizado o dentro del menú mecanizado): - Movimientos rápidos y Movimientos de corte manual: se pueden ir estableciendo movimientos rápidos y de corte de forma manual, esta opción sólo permite establecer movimientos lineales (no se suele utilizar). - Contornos manuales: se selecciona con el ratón “uno a uno” cada segmento de la geometría que configura un contorno, el programa interpreta que el orden con el que el usuario va seleccionando los segmentos es el orden de corte (se utiliza para contornos especiales que el programa no sabe interpretar bien, como por ejemplo algunos contornos abiertos). - Contornos automáticos: el usuario selecciona cualquier segmento de un contorno y el programa mecaniza todo el contorno de corte (esta opción es útil cuando el contorno presenta un ataque). Si el contorno no tiene ataque, el programa puede interpretar que debe comenzar a cortar por el segmento seleccionado, y a partir de éste mecaniza el resto del contorno, en vez de comenzar desde el inicio del contorno. A.L.M. - 59 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE - Piezas: en este caso el usuario selecciona algún segmento de una pieza (se entiende como pieza un contorno y todos los contornos que estén incluidos dentro de ese contorno) y el programa mecaniza todos los contornos que formen parte de esa pieza (esta opción es útil cuando todos los contornos presentan su ataque). - Todo el corte: el programa mecaniza todo el diseño (inconveniente, el usuario no decide el orden de corte de las diferentes piezas. Algunas precauciones que se deben tener en cuenta: - Orden de corte 1: se debe cortar siempre de dentro a fuera (primero los contornos interiores de cualquier pieza y luego los contornos exteriores). Esto lo hace el programa de forma automática si seleccionamos las opciones piezas o todo el corte. - Orden de corte 2: en materiales de poco espesor suele ocurrir que, si el soplete está cortando siempre por la misma zona, el material a cortar (la chapa) se calienta mucho y puede llegar a deformarse. Es conveniente que dos contornos de corte que se vayan a cortar de forma seguida no se encuentren muy cerca (se deben ir cortando la chapa alternando las zonas de trabajo en el tiempo). Si seleccionamos la opción todo el corte el usuario no puede decidir el orden de corte. Sexto: Guardar nuestra pieza El diseño de la geometría de corte realizado con el programa se guarda en una base de datos instalada en el ordenador en el que esté instalado el programa. Este diseño no se puede guardar, copiar en ningún otro ordenador (excepto gestionando la base de datos) Séptimo: Generar el Código Numérico CN Una vez finalizada nuestra pieza y establecidos todos los movimientos de corte podemos generar el Código Numérico CN. Se pincha sobre el icono “CNC” (Postprocesar) de la barra de herramientas de mecanizado. El programa guarda el Código Numérico CN en un archivo dentro del directorio “C:\Lantek\Expert\CNC”. El Código Numérico se guarda en un archivo con extensión *.MPG, pero se puede abrir con un bloc de notas, o editor de textos, y ver/modificar el Código Numérico. Este archivo con el Código Numérico es el archivo que se debe cargar en la máquina de oxicorte. A.L.M. - 60 - TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN FABRICACIÓN INDUSTRIAL MANUAL O XICORTE E – BIBLIOGRAFÍA [1] Kalpakjian, S.; Schmid, S.R. Manufactura, Ingeniería y Tecnología. 2008. 5ª Edición, Pearson Educación, México. [2] Espinosa, M.M. Introducción a los Procesos de Fabricación. 2000. 1ª Edición, Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED), Madrid (España). [3] Manual de la Máquina de Oxicorte ESAB (FALCON FXA). [4] Manual Software “Lantek” de la Máquina de Oxicorte. A.L.M. - 61 -
