Diseño Mecánico

El control numérico “Sinumerik 840D”

13 marzo, 2013

¿QUÉ ES EL CONTROL NUMÉRICO O CNC?

Antes de explicar a grandes rasgos cuáles son las características más significativas del control numérico SINUMERIK 840D, deberíamos comenzar por concretar con exactitud qué es el control numérico aplicado al ámbito de la fabricación mecánica.

El control numérico computerizado o CNC es el acrónimo de “Computer Numerical Control”, y se trata de un sistema donde una computadora es capaz de controlar la posición (en coordenadas cartesianas XYZ) y la velocidad de los motores que accionan los diferentes ejes que posea la máquina a controlar. Así, y al contrario que en las máquinas que tradicionalmente han sido accionadas de modo manual, resulta posible conseguir desplazamientos como arcos o círculos, diagonales, helicoides y otras figuras tridimensionales de gran complejidad.

Mediante un software y una serie de órdenes (que introduce el operario de dicha máquina u obtenidas en los casos más complejos con la ayuda de un software de CAD-CAM), se logra controlar las de posición de la herramienta respecto a un origen (denominado Cero Máquina), además de otros parámetros importantes para el mecanizado.

 

EL CONTROL NUMÉRICO “SINUMERIK 840D” DE SIEMENS

Actualmente, el número de fabricantes de controles numéricos es muy elevado, aunque son unos pocos los que abarcan la mayor parte del mercado. Muchos otros, se centran en un campo de aplicación muy especializado, quedando por tanto reducidos a unos nichos muy delimitados. Sin duda, uno de los fabricantes más reputado y con mayor número de unidades vendidas es la multinacional Siemens, cuyo “producto estrella” en esta área es el control numérico SINUMERIK 840D.

Con el PLC SIMATIC S7 en lenguaje STEP7, el sistema convertidor digital SIMODRIVE 611 (para el control de los respectivos ejes) y los motores correspondientes, presentan una solución de control idónea para las tareas más complejas de mecanizado, incluyendo máquinas-herramienta destinadas a HSM (Mecanizado de Alta Velocidad).

La oferta consta de la línea SINUMERIK 840D sl de controles CNC residentes en accionamientos (sistemas de regulación), y la línea SINUMERIK 840Di de controles residentes en PC.
La posibilidad de ampliar el hardware y software hace que se puede utilizar desde para tareas de posicionamiento simple hasta aplicaciones extremadamente complejas como fresado en 5 ejes para la fabricación de herramientas y moldes.

El control SINUMERIK 840D utiliza como base de comunicación Ethernet estándar y Profibus, e incluye funciones de seguridad integradas SAFETY INTEGRATED que garantizan la protección de personas y máquinas sin dispositivos de vigilancia adicionales.

 

CARACTERÍSTICAS DEL “SINUMERIK 840D” PARA HSM (MECANIZADO DE ALTA VELOCIDAD)

Su filosofía de sistema abierto permite a los fabricantes de máquinas-herramienta integrar nuevos menús personalizados con pantallas de ayuda específica para las operaciones de mecanizado, alterando así la interface como deseen. El lenguaje C++ de programación orientada a objetos se utiliza en esta tarea, tanto para ofrecer soluciones para el usuario en lenguaje estándar (según DIN 66025) o también en lenguaje de alto nivel.

Respecto a este último punto, puede plantear una interpolación utilizando gran variedad de métodos: lineal, circular, spline, interpolación polinómica o helicoidal. El procesado suave de superficies se consigue por medio del interpolador universal NURBS (Non Uniform Rational B Splines), se puede interpolar incluso superficies de forma libre o cualquier curva que pueda describirse matemáticamente (parábola, hipérbola, elipse, etc.) incluyendo las B-splines que forman la base de la mayoría de CAD. Además, la función COMPCAD permite suavizar las irregularidades en la trayectoria producidas por los sistemas CAD-CAM.

En cuanto a las funciones de control de movimiento, la función LOOK AHEAD optimiza la velocidad del mecanizado, especialmente en los cambios bruscos de dirección mediante un análisis previo de las trayectorias, evitándose así las aceleraciones y frenadas cortas en las máquinas-herramienta que generan oscilaciones indeseadas. Dispone además de otras funciones de control anticipativo (FEED-FORWARD), limitación de sobreaceleraciones (JERK-LIMIT) y compensaciones por errores mecánicos, entre otras, que convierten a los controles digitales SINUMERIK 840D en unos candidatos ideales para un mecanizado de alta velocidad con superficies óptimas.

Bibliografía:
http://www.automation.siemens.com/mcms/automation/en/Pages/automation-technology.aspx
http://www.cnc4you.siemens.com/cms/website.php?id=/en/index.htm

Post publicado por:  David Alcañiz

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