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Ampliaci�n de la realidad virtual en el mecanizado mediante torno CNC de un pe�n de ajedrez

 

Expansion of virtual reality in the machining of a chess pawn by means of a CNC lathe

 

Expans�o da realidade virtual na usinagem de um pe�o de xadrez por meio de torno CNC

 

 

Edwin Rodolfo Pozo-Safla I

saquino@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-8931-3577

 

S�crates Miguel Aquino-Arroba II

edwin.pozo@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-6393-9408

 

Marco Antonio Ordo�ez-Vi�an III

marco.ordonez@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-9255-3168

 

Correspondencia: saquino@espoch.edu.ec

Ciencias t�cnicas y aplicadas ���

Art�culo de investigaci�n

 

*Recibido: 10 de marzo de 2021 *Aceptado: 15 de abril de 2021 * Publicado: 15 de mayode 2021

                                I.            Magister en Dise�o Produccion y Automatizacion Industrial, Formaci�n de Formadores, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Facultad de Mec�nica, Riobamba, Ecuador.

                            II.            Magister en Dise�o Produccion y Automatizacion Industrial, Ingeniero Mecanico, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Facultad de Mec�nica, Riobamba, Ecuador.

                         III.            Magister en Eficiencia Energetica, Ingeniero Mecanico, Formaci�n de Formadores, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Facultad de Mec�nica, Riobamba, Ecuador. �


Resumen

En el presente trabajo se realiz� el modelado, programaci�n manual y postprocesado �tiles dentro del mecanizado de un pe�n mediante el uso de realidad virtual, todo tuvo lugar dentro de la interfaz brindada por Nanjing Swansoft CNC, CIMCO Edit 8 y Nx 12.0 enfocados al controlador de un torno CNC marca HAAS con el prop�sito de facilitar una gu�a dentro de la formaci�n acad�mica de estudiantes. El controlador HAAS estudiado tiene estrecha relaci�n con controladores de muy f�cil comprensi�n como lo son GSK debido a que su interacci�n con el entorno de programaci�n tiene ligeras variaciones generalmente en comandos base para cambios de herramientas, coordenadas entre otros. Se realiz� un an�lisis de sistemas de coordenadas mediante tablas en Excel que b�sicamente serian pilar fundamental para la programaci�n manual mediante CIMCO Edit 8 la cual posteriormente fue simulada haciendo uso de la realidad virtual mediante el software Nanjing Swansoft CNC, tambi�n se llev� a cabo el desarrollo mediante postprocesado de datos haciendo uso del software Nx 12.0 seguido de una comprobaci�n de c�digos en CIMCO Edit 8 y simulaci�n en Nanjing Swansoft CNC. Para el desarrollo fue �til el c�lculo de par�metros tecnol�gicos y tambi�n la selecci�n de herramientas mediante el software presentado por MachiningCloud.com. Finalmente se realiz� una comparaci�n del producto final tanto para programaci�n manual como para postprocesado de datos el cual mediante un estudio de errores respecto a las dimensiones nominales ayudo a destacar las ventajas de cada uno de los procesos realizados.�

Palabras claves: Realidad virtual; manufactura; postprocesado; modelado; simulaci�n.

 

Abstract

In this work was developed the modeling, manual programming and post-processing useful within the machining of a pawn were carried out through the use of virtual reality, everything took place within the interface provided by Nanjing Swansoft CNC, CIMCO Edit 8 and Nx 12.0 focused on the controller of a HAAS brand CNC lathe for the purpose of providing guidance within the academic training of students. The HAAS controller studied is closely related to controllers that are very easy to understand such as GSK because their interaction with the programming environment has slight variations, generally in base commands for tool changes, coordinates, among others. An analysis of coordinate systems was carried out using tables in Excel that would basically be a fundamental pillar for manual programming using CIMCO Edit 8 which was later simulated using virtual reality using the Nanjing Swansoft CNC software, the development was also carried out through data post-processing using Nx 12.0 software followed by code checking in CIMCO Edit 8 and simulation in Nanjing Swansoft CNC. For the development, the calculation of technological parameters and the selection of tools using the software presented by MachiningCloud.com was useful. Finally, a comparison of the final product was made both for manual programming and for data post-processing, which through an error study regarding the nominal dimensions helped to highlight the advantages of each of the processes carried out.

Keywords: Virtual reality; manufacturing; post-processing; modeling; simulation.

 

Res�mo

No presente trabalho, a modelagem, a programa��o manual e o p�s-processamento �til foram realizados dentro da usinagem de um pe�o atrav�s do uso de realidade virtual, tudo ocorreu dentro da interface fornecida por Nanjing Swansoft CNC, CIMCO Edit 8 e Nx 12.0 focado no controlador de um torno CNC da marca HAAS com a finalidade de facilitar um guia na forma��o acad�mica dos alunos. O controlador HAAS estudado est� intimamente relacionado a controladores muito f�ceis de entender como o GSK, pois sua intera��o com o ambiente de programa��o apresenta pequenas varia��es, geralmente em comandos b�sicos para troca de ferramentas, coordenadas, entre outros. Foi realizada uma an�lise dos sistemas de coordenadas utilizando tabelas em Excel que seriam basicamente um pilar fundamental para a programa��o manual utilizando CIMCO Edit 8 que posteriormente foi simulada utilizando realidade virtual utilizando o software CNC Nanjing Swansoft, o desenvolvimento tamb�m foi realizado atrav�s de dados p�s- processamento usando o software Nx 12.0 seguido de verifica��o de c�digo no CIMCO Edit 8 e simula��o no Nanjing Swansoft CNC. Para o desenvolvimento foi �til o c�lculo de par�metros tecnol�gicos e tamb�m a sele��o de ferramentas utilizando o software apresentado por MachiningCloud.com. Por fim, foi feita uma compara��o do produto final tanto para a programa��o manual quanto para o p�s-processamento dos dados, que por meio de um estudo de erro nas dimens�es nominais ajudou a evidenciar as vantagens de cada um dos processos realizados.

Palavras-chave: Virtual reality; manufatura; p�s-processamento; modelagem; simula��o.

 

 

Introducci�n

El manejo adecuado de herramientas para CAD CAM en la actualidad ha tomado fuerza en varios �mbitos industriales sin embargo la falta de insumos para ese aprendizaje ha generado la incertidumbre de usar par�metros tecnol�gicos y virtuales para avanzar con el desarrollo del conocimiento es de esta manera que se pretende implementar el uso de la realidad virtual para el mecanizado mediante la programaci�n de un controlador HAAS con fines de aprendizaje la idea general del empleo de esta poderosa herramienta es familiarizar al usuario con la interfaz presentada por el controlador, considerando dimensiones establecidas para la creaci�n del modelo. Para ello ser� de utilidad aplicar conocimientos previos respecto a la programaci�n manual y postprocesado de datos para tornos CNC. [1]

La realidad virtual es un entorno de escenas u objetos donde se puede aparentar una simulaci�n espec�fica de ciertas herramientas a trav�s de c�digos y tecnolog�a actualizada. El Control Num�rico Computarizado llamado tambi�n CNC se caracteriza por dirigir el posicionamiento en diferentes planos para maquinar una pieza a trav�s de �rdenes con un determinado lenguaje de programaci�n. El c�digo G es conocido como el lenguaje de programaci�n m�s usado para control num�rico [2] [1] [3]

Al trabajar con este tipo de programaci�n se ayuda al estudiante a desarrollar t�cnicas y procesos de aprendizaje aplicados a la industria y vida profesional adem�s, debido a las ventajas que presenta el simulador de torno en este se puede trabajar adecuadamente y al existir fallas podemos verificar las mismas evitando accidentes ya que se trata de una simulaci�n virtual en comparaci�n con el torno en la realidad el tener un accidente se corre el riesgo de averiar la maquina o romper las herramientas.

A lo largo del proyecto se demostrar� que el uso del software para postprocesado aligera el proceso de programaci�n, adem�s de ayudar en la obtenci�n de una mayor precisi�n con respecto a la programaci�n manual. El uso de la realidad virtual se ver� especificada en los procesos generados ya sea inicialmente en el software NX 12.0 as� como su respectivo c�digo; este ser� ubicado en un Editor del c�digo para llevar al torno CNC que en este caso se simular� virtualmente, pero tomando en cuenta los respectivos par�metros de la realidad.

 

 

 

Materiales y m�todos

a.      An�lisis y planteamiento de coordenadas.

Para agilizar el proceso de manufactura de un pe�n mediante un controlador HAAS o cualquier controlador es importante el planificar de alguna manera las coordenadas de trabajo a las cuales se llegar� despu�s de la programaci�n, es decir al producto terminado, para ello se recomienda tener a mano las coordenadas de cada punto que se podr� tabular mediante Excel tanto para el sistema Absoluto como para el Incremental.

A continuaci�n, se muestra al lector el modelo de tabulaci�n planteado en Excel en las Tablas 1 y 2 respecto al modelo planteado en la Figura 1 tanto para el sistema Absoluto como para el Incremental respectivamente.


Figura 1: Cotas de pe�n.

 

Tabla 1: Planteamiento de coordenadas en el sistema absoluto.

Sistema Absoluto (G52)

Punto

Id.

X

Z

 

Tabla 2: Planteamiento de coordenadas en el sistema incremental.

Sistema Incremental (G53)

Punto

Id.

U

W

 

De acuerdo con las sugerencias establecidas se obtuvo la Tabla 3 para el sistema absoluto y la Tabla 4 para el sistema incremental. Su diferencia radica en que el sistema absoluto tiene un punto fijo de referencia para todas las coordenadas del elemento mientras que el sistema incremental convierte al �ltimo punto de an�lisis en referencia del siguiente a ser establecido. Profundizando en su codificaci�n el sistema absoluto se lo describe por X_ y Z_ mientras que el incremental se ve descrito por U_ y W_.�

 

Tabla 3: Sistema Absoluto del Pe�n.

Sistema Absoluto (G52)

Punto

Id.

X

Z

P0

G00

0

0

P1

G03

6

-6,5

P2

G01

12

-6,5

P3

G01

12

-8

P4

G01

15

-8

P5

G01

15

-10

P6

G01

6

-22

P7

G02

15

-30

P8

G01

15

-31

P9

G01

23

-31

P10

G01

23

-32

P11

G01

25

-32

P12

G01

25

-35

P13

G01

0

-35

 

Tabla 4: Sistema Incremental del Pe�n.

Sistema Incremental (G53)

Punto

Id.

U

W

P0

G00

0

0

P1

G03

6

-6,5

P2

G01

6

0

P3

G01

0

-1,5

P4

G01

3

0

P5

G01

0

-2

P6

G01

-9

-12

P7

G02

9

-8

P8

G01

0

-1

P9

G01

8

0

P10

G01

0

-1

P11

G01

2

0

P12

G01

0

-3

P13

G01

-25

0

 

Las tablas 3 y 4 ser�n de utilidad para el momento de realizar la programaci�n manual.

 

b.      An�lisis de herramientas �tiles para el maquinado

La importancia de utilizar las herramientas adecuadas para cada una de las operaciones realizadas en el proceso de manufactura destaca en las tolerancias requeridas por ello es necesario visualizar y planificar el tipo de operaciones para llegar a un producto terminado.

N�tese que:

         El tipo de herramienta depender� del tipo de operaci�n a realizarse. (Desbaste, Afinado, Ranurado, Tronzado, Roscado, Refrentado o Taladrado)

         El material de la herramienta tiene mucho que ver con la dureza del material que se va a maquinar.

         El portaherramientas es relacionado con el inserto va a ser usado.

Para la selecci�n de herramientas es posible hacer uso del software presentado por �Machiningcloud.com�.

Es importante siempre tener en mente una idea respecto a la Jerarqu�a de procesos que se podr�an llevar a cabo para obtener un producto finalizado. Por lo que se ha visto necesario facilitar una idea para determinar el orden de ingreso de las herramientas a ser utilizadas que se muestra en la Figura 2.

Imagen que contiene Diagrama

Descripci�n generada autom�ticamente

Figura 2: Jerarqu�a de operaciones general.

 

c.       Par�metros tecnol�gicos

Es importante tomar en cuenta que el material a ser mecanizado se trata de Aluminio de denominaci�n Duraluminio el cual tiene la caracter�stica de ser Tratado t�rmicamente, normalmente comercializado en barra de di�metros est�ndar en mil�metros, para esta aplicaci�n ser� �til un di�metro de 28mm, pero el escoger el material depender� de proveedores de este seg�n la localidad.

Es necesario notar que el material a ser mecanizado a su vez deber� ser suficientemente largo como para ser sujetado en el mandril y que al ser mecanizado no vaya a sufrir colisiones la maquina con la torreta, para ello debemos a la longitud total agregar 30mm para sujeci�n y 20mm por seguridad, adem�s unos 2 o 3 mm para realizar un refrentado antes de iniciar el desbaste y afinado, por ello tendremos una pieza de longitud aproximadamente igual a 90mm. [4]

Con lo mencionado anteriormente se puede ya iniciar con el c�lculo de datos de avances, velocidades de corte y velocidades del husillo.

Larburu en su prontuario de m�quinas (T�cnicas, m�quinas y herramientas) facilita las Tablas 5, 6, 7, 8, 9 y 10 siguientes para an�lisis de par�metros tecnol�gicos. La Tabla 5 nos ayudar� a la selecci�n del grupo de empleo ubicado en las Tablas 6, 7, 8, datos necesarios que facilitar�n la selecci�n de avances y velocidades de corte de las Tablas 9 y 10.

 

Imagen que contiene Tabla

Descripci�n generada autom�ticamente

Tabla 5: Grupos principales para herramientas con plaquitas de metal duro.

Tabla

Descripci�n generada autom�ticamente

Tabla 6: Plaquitas de metal duro y cer�mica (parte I).

Tabla

Descripci�n generada autom�ticamente

Tabla 7: Plaquitas de metal duro y cer�mica (parte II).

Tabla

Descripci�n generada autom�ticamente

Tabla 8: Plaquitas de metal duro y cer�mica (parte III).

Es importante tomar en cuenta que en las tablas 6, 7 y 8 al referirse el autor de condiciones desfavorables de trabajo pueden referirse precisamente a materiales o piezas dif�ciles de mecanizar por: corteza de fundici�n o forja, durezas variables, profundidad de corte variable, vibraciones, cortes interrumpidos, entre otros muchos casos m�s. [5]

En las Tablas 9, 10 se muestra al lector Avances y velocidades de corte para herramientas con plaquitas de metal duro con su tipo de fijaci�n mec�nica al portaherramientas. Es notable que estos par�metros se muestran para una variedad de materiales y para una variedad de operaciones.

Tabla

Descripci�n generada autom�ticamente

Tabla 9: Corte con plaquitas de metal duro fijadas mecanicamente(Parte I).

�[6]

 

Tabla

Descripci�n generada autom�ticamente

Tabla 10: Corte con plaquitas de metal duro fijadas mec�nicamente (Parte II).

Es importante tomar en cuenta una sugerencia hecha por el autor, y es que, en caso de operaciones diferentes a desbaste y acabado, y no sea posible obtener valores tabulados lo que se realiza es el c�lculo de los par�metros para velocidades de acabado, pero multiplicado por un factor de correcci�n por lo que los factores ser�n los siguientes:

Debastado:0,7

Taladrado: 0,3

Roscado: 0,1-0,4

Tronzado: 0,6

Mandrinado: 0,6

         Avances

El avance se lo conoce como la velocidad longitudinal que recorre la herramienta por revoluci�n, este es un par�metro tecnol�gico tabulado que se lo seleccionara de las Tablas 9 o 10 para a continuaci�n seleccionar la velocidad de corte de estas. Para ello ser� muy importante notar que a mayor avance menor velocidad de corte.

         Velocidades de corte

Se puede decir que la velocidad de corte es la velocidad con la que un punto del material en bruto atraviesa la herramienta en unidades de mm por min es decir ser� una velocidad tangencial. De igual manera depender� del avance seleccionado y permitir� el calculo de las velocidades del husillo.

         Velocidades de husillo

La velocidad del husillo es un par�metro que debe ser calculado respecto al di�metro de corte inicial del material a ser mecanizado y la velocidad de corte como se muestra en la Ecuaci�n 1, Es decir pr�cticamente ser� la velocidad angular a la que est� girando nuestro material en bruto en el caso del torno. Adem�s, para ello es importante previamente seleccionar lo que es el avance de operaci�n y con ello la velocidad de corte.

Donde:

 

d.      Programaci�n manual de un torno CNC HAAS

En la imagen mostrada en la Figura 3 se destaca los principales ciclos para la programaci�n manual de un torno CNC, los ciclos de desbaste, afinado y roscado.

Tabla

Descripci�n generada autom�ticamente

Figura 3: Ciclos para programaci�n manual de torno CNC.

 

A estos ciclos mostrados en la Figura 3 seria importante agregar operaciones b�sicas como aproximaciones r�pidas y desbastes con G00 y G01 respectivamente. Que podr�n ser �tiles para operaciones que no requieren de gran inter�s.

 

a)      Simulaci�n y programaci�n

a.      CIMCO Edit 8.

El software CIMCO Edit 8 facilita una interfaz amigable para la creaci�n y edici�n de c�digo G para maquinas CNC como tornos, bancos de mecanizado, routers, fresas entre otros, por lo cual se noto la importancia que tendr�a crear algoritmos �tiles dentro de programaci�n manual y postprocesado en las Figuras 4 y 5 respectivamente. Es importante que se note que en el algoritmo de programaci�n manual contiene 5 etapas muy bien detalladas y que ser�n de utilidad en el algoritmo de postprocesado.

Imagen que contiene Texto

Descripci�n generada autom�ticamente

Figura 4: Programaci�n manual en CIMCO Edit 8.

 

Cabe notar que los algoritmos mostrados en las Figuras 4 y 5 nos dan una breve aproximaci�n del tipo de codificaciones usadas respecto a cada operaci�n dentro del mecanizado y tienen una peque�a variaci�n con otro tipo de controladores en la manera de llamar herramientas, en los sistemas de coordenadas y hasta en la selecci�n de planos XZ. Para ello se recomienda al lector descargar y revisar las codificaciones para evitar inconvenientes al momento de programar controladores de cualquier tipo. Como acotaci�n final se puede decir que la etapa de desarrollo debe realizarse de manera individual para cada herramienta montada dentro de la torreta es decir repetir los pasos para cada operaci�n.

Imagen que contiene Escala de tiempo

Descripci�n generada autom�ticamente

Figura 5: Postprocesado en CIMCO Edit 8.

 

b.      NX 12.0

La generaci�n del c�digo CNC es un proceso que var�a de acuerdo con la complejidad del elemento a maquinar a ra�z de esta situaci�n se ha visto indispensable el uso del software para facilitar y acortar el tiempo de programaci�n. Nx 12.0 es uno de los programas m�s amigables y completos para crear los requerimientos adecuados para maquinado de una pieza; a continuaci�n, se ha detallado mediante un organizador gr�fico con los pasos para llegar hasta el postprocesado de datos en Nx 12.0. El organizador se denomina Postprocesado en Nx 12.0 y se lo describe en la Figura 6. Esta muestra un algoritmo resumido a 4 etapas. Se debe tomar en cuenta que en la etapa Procesos de manufactura para adicionar mas operaciones se debe repetir los pasos del 4 al 10. Adem�s, en la etapa del postprocesado es importante haber adquirido el controlador del torno utilizado o una versi�n muy semejante al mismo debido a que facilitara la obtenci�n de c�digos muy aproximados o reales a los de trabajo para cada operaci�n de este. Tal es el caso del presente trabajo en el cual se ha trabajado con un postprocesador de controlador GSK980TD que trabaja con c�digos muy parecidos a los manejados por la interfaz HAAS. [7]

Imagen que contiene Gr�fico

Descripci�n generada autom�ticamente

Figura 6: Postprocesado en Nx 12.0

 

c.       Nanjing Swansoft CNC

Para facilitar al lector el uso para simulaciones de mecanizados en tornos CNC se ha realizado el organizador Simulaci�n de Mecanizado en Nanjing Swansoft CNC mostrado en la Figura 7 el cual consta de 5 etapas, cada una con sus respectivos pasos, es importante siempre tomar en cuenta que el paro de emergencia se encuentre desactivado y tener un conocimiento previo del uso del controlador usado. [8]

Interfaz de usuario gr�fica, Aplicaci�n

Descripci�n generada autom�ticamente

Figura 7: Simulaci�n de mecanizado en Nanjing Swansoft CNC.

 

d.      Machiningcloud.com

En la Figura 8 se muestra el algoritmo para selecci�n de herramientas en el software online Machiningcloud.com en el cual se consideran principalmente 3 etapas cada una con sus pasos correspondientes. Se debe asegurar el seguir los pasos pertenecientes a cada etapa para obtener una selecci�n adecuada, adem�s el software ofrece varias opciones para selecci�n, todo depender� que tanto sea filtrada la informaci�n respecto a los par�metros requeridos y opcionales del software.

Imagen que contiene Interfaz de usuario gr�fica

Descripci�n generada autom�ticamente

Figura 8: Selecci�n de herramientas en MachiningCloud.com

 

Resultados y discusi�n

a.      An�lisis de herramientas �tiles para el maquinado

Dentro del an�lisis de herramientas la jerarqu�a u orden de operaciones de torneado externo para el pe�n quedara dada de la siguiente manera:

Desbaste

La herramienta seleccionada para desbaste debe ser tomada en cuenta para poder ingresar a las cavidades m�s peque�as de nuestra geometr�a por lo que se escoge una cuchilla de desbaste de cavidades, mostrada en las Figuras 9 y10.

Tabla

Descripci�n generada autom�ticamente

Figura 9: Especificaciones de herramienta de desbaste.

Diagrama, Dibujo de ingenier�a

Descripci�n generada autom�ticamente

Figura 10: Herramienta de desbaste seleccionada.

 

         Afinado

Del mismo modo que la herramienta seleccionada para desbaste, la de afinado debe ser seleccionada de tal manera que permita el mejor mecanizado en cavidades m�s peque�as de nuestra geometr�a por lo que se escoge una cuchilla de afinado de cavidades, mostrada en las Figuras 11 y 12.

Tabla

Descripci�n generada autom�ticamente

Figura 11: Especificaciones de herramienta de afinado.

Diagrama, Dibujo de ingenier�a

Descripci�n generada autom�ticamente

Figura 12: Herramienta de afinado seleccionada.

 

         Tronzado

As� como se seleccion� para el desbaste, se escoge una cuchilla de tronzado adecuada, mostrada en las Figuras 13 y 14.

Tabla

Descripci�n generada autom�ticamente

Figura 13: Especificaciones de herramienta de tronzado.

Imagen que contiene tabla

Descripci�n generada autom�ticamente

Figura 14: Herramienta de tronzado seleccionada.

 

Es destacable que la selecci�n de herramientas fue de utilidad para tomar en cuenta que las herramientas de corte para desbaste tienen una mayor tolerancia mientras que las de afinado tienen una menor por lo que esto vera influenciado el coste de las herramientas, las herramientas de afinado a menor tolerancia mayor costo es decir la tolerancia y el costo son inversamente proporcionales. [9]

 

b.      Par�metros tecnol�gicos

Para la determinaci�n de los par�metros de corte plasmados en la Tabla 11 se debe considerar que estos fueron tomados de la Tabla 10 para lo que son avances y velocidades de corte con respecto al material (Aluminio en tratamiento) y tipo de herramientas de trabajo (Desbaste, afinado y tronzado), la velocidad del husillo fue determinada en consecuencia con la selecci�n de los par�metros mencionados y el empleo de la Ecuaci�n 1 [10].

 

 

 

Tabla

Descripci�n generada autom�ticamente

Tabla 11: Par�metros tecnol�gicos calculados.

Cabe notar que los par�metros calculados de velocidad para el tronzado se lo realizan por el criterio de factores de correcci�n aplicados a una velocidad de afinado. Adem�s, los par�metros fueron seleccionados para un Aluminio con tratamiento para endurecimiento por precipitados.

 

c.       Programaci�n manual de un torno CNC HAAS

En la Figura 15 se presenta el resultado de la simulaci�n de la programaci�n manual realizada en el software CIMCO Edit 8. Se puede ver que para el desbaste y acabado se usaron ciclos en la programaci�n para tener un mejor mecanizado final.


Figura 15: Simulaci�n de la programaci�n manual en CIMCO Edit 8

 

En la Figura 16 se observa el mecanizado final de la pieza del pe�n realizado en el software Nanjing SwanSoft CNC con las respectivas trayectorias que siguieron las herramientas. Se puede notar que el acabado y la geometr�a de la pieza corresponden al resultado requerido.

 

 

 

 


Figura 16: Simulaci�n del mecanizado en el software Nanjing SwanSoft CNC

 

d.      Programaci�n mediante CAD de un torno CNC HAAS

En la Figura 17 se observa el resultado de la programaci�n de la pieza del pe�n mediante el software NX 12.0, en donde se puede distinguir la trayectoria que siguieron las diferentes herramientas para realizar el desbastado y posterior refinado para obtener una pieza de buena calidad.


Figura 17: Programaci�n del pe�n en el software NX 12.0

 

En la Figura 18 se puede ver el resultado final de la simulaci�n del mecanizado de la pieza del pe�n en el software NX 12.0, se puede notar que el acabado de la pieza es de buena calidad y tambi�n se ha realizado el respectivo tronzado al final de pieza.�

 


Figura 18: Simulaci�n del mecanizado del pe�n en el software NX 12.0

 

e.       Porcentaje de error en las medidas.

En la Tabla 12 se presentan los valores de los porcentajes de los errores entre las dimensiones te�ricas y medidas de la simulaci�n de la programaci�n manual de la pieza del pe�n en el torno CNC HAAS realizado en el software Nanjing SwanSoft CNC. Se hace uso de la figura 19 como referencia para las Tablas 12 y 13.


Figura 19: Dimensiones de la pieza del pe�n

 

Tabla 12: Error porcentual entre los valores te�ricos y medidos con la programaci�n manual

Nominal [mm]

Medido [mm]

% Error

Di�metro 1

8,000

7,757

3,038

Di�metro 2

12,000

12,000

0,000

Di�metro 3

15,000

15,000

0,000

Di�metro 4

25,000

23,000

8,000

Distancia 1

6,500

7,018

7,969

Distancia 2

1,500

0,928

38,133

Distancia 3

8,000

8,518

6,475

Distancia 4

10,000

9,928

0,720

Distancia 5

32,000

32,518

1,619

Distancia 6

35,000

35,118

0,337

 

En la Tabla 13 se presentan los valores de los porcentajes de los errores entre las dimensiones te�ricas y medidas de la simulaci�n de la programaci�n en NX 12.0 de la pieza del pe�n en el torno CNC HAAS realizado en el software Nanjing SwanSoft CNC.

 

Tabla 13: Error porcentual entre los valores te�ricos y medidos con la programaci�n en NX 12.0

 

Nominal [mm]

Medido[mm]

% Error

Di�metro 1

8,000

7,999

0,013

Di�metro 2

12,000

12,000

0,000

Di�metro 3

15,000

15,000

0,000

Di�metro 4

25,000

24,721

1,116

Distancia 1

6,500

6,550

0,769

Distancia 2

1,500

1,061

29,267

Distancia 3

8,000

7,711

3,613

Distancia 4

10,000

10,112

1,120

Distancia 5

32,000

32,049

0,153

Distancia 6

35,000

34,662

0,966

 

Si se compara las tablas 12 y 13 se observa que el error porcentual de las dimensiones es menor en la tabla 13, es decir que el post procesado en NX 12.0 es m�s preciso y con menos tolerancias que la programaci�n manual.

 

Conclusiones

         La posibilidad de dise�ar piezas con geometr�as complejas y obtener una buena perspectiva del mecanizado son algunas de las principales ventajas que nos brindan los softwares CAD. Esto ha revolucionado la industria, dando la oportunidad de producir piezas a gran escala y con las mismas tolerancias.

         El software NX 12.0 es un programa muy completo, porque nos permite realizar el CAD y el CAM de la

         pieza del pe�n, sin depender de alg�n otro programa adicional. Adem�s, nos permite post procesar este elemento dise�ado, es decir que nos entrega el c�digo CNC necesario para ingresar al torno CNC.�

         El software CIMCO Edit 8 nos permite realizar la programaci�n manual de la pieza del pe�n, en donde utilizando los comandos correspondientes del torno CNC HAAS podemos simular el proceso de mecanizado y acabado que tendr� esta pieza y as� asegurar un resultado �ptimo.

         Se puede simular el torno CNC HAAS en el software Nanjing SwanSoft CNC para verificar que, en efecto, no ocurrir� ning�n error o accidente que pueda da�ar el material en bruto, las herramientas o alg�n otro elemento del torno CNC, al momento de mecanizar la pieza del pe�n y adem�s que el acabado final sea aceptable.

         El uso adecuado de los softwares tales como NX 12.0, CIMCO Edit 8 y Nanjing SwanSoft CNC nos permite dise�ar y simular la manufactura de diferentes piezas el riego de da�ar los equipos u ocasionar accidentes que puedan ocasionar perjuicios econ�micos.

         El resultado del mecanizado final de la pieza del pe�n cumple satisfactoriamente con las medidas y geometr�as requeridas en un principio, demostrando la eficacia en los resultados de estos softwares CAD y CAM.

Referencias

1.              SIEMENS, Manufactura de partes de alta productividad, Mexico, 2014.

2.              F. B. Mar�n, M�dulo de control num�rico computarizado, 2012.

3.              C. J. R. F. Hidalgo M, �Dise�o de un Entorno Virtual para la Ense�anza,� Fourth LACCEI International Latin American and Caribbean Conference for Engineering and Technology, p. 1, 2006.

4.              C. A., Dibujo Industrial, M�xico: Limusa, 2002.

5.              B. F. C. P. A. L., Interoperatibility among CAD/CAM systems, Bannisi, 2006.

6.              N. Larburu, Prontuario de M�quinas de Larburu, 1990.

7.              L. S. J., Metodolog�a de Optimizaci�n del modelado digital, Espa�a: Universidad de Vasco, 2003.

8.              A. R. Alcaide Marzal. Diego Mas, Dise�o de Productos.(Procesado de dise�o), Valencia: Universidad Polit�cnica de Valencia, 2001.

9.              A. L. Casillas, M�quinas. C�lculos de taller, Espa�a, 1992.

10.          C. C. Contero. Gonzalez, Metodolog�a de modelado con herramientas CAD/CAM avanzadas, 2014.

 

 

 

 

 

� 2020 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

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