COMPARACIÓN DE DOS LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN EN CNC

JUAN CARLOS GAMBA SANCHEZ MAICOL DONOVAN PEÑA CUBIDES

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA TECNOLOGÍA MECÁNICA BOGOTÁ D.C. 2016

COMPARACIÓN DE DOS LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN EN CNC

JUAN CARLOS GAMBA SANCHEZ MAICOL DONOVAN PEÑA CUBIDES

Monografía para optar el titulo tecnólogo profesional en mecánica Tecnología mecánica

Tutor JONNY DUEÑAS ROJAS Docente Académico

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA TECNOLOGÍA MECÁNICA BOGOTÁ D.C. 2016

RESUMEN

En el gran campo de investigación que ofrece la mecánica, proporciona un estudio para el desarrollo y conocimiento de diversas formas de fabricación de elementos mecánicos donde el diseño y elaboración de estos se ha hecho por más de 50 años con la intervención de la máquina y el hombre. El CNC ha sido una de las ayudas más importantes del siglo XXI pues con la programación y automatización de procesos ha disminuido en gran porcentaje el error humano, evitando pérdidas en grandes producciones; sin embargo, no se ha logrado desaparecer totalmente el error en los procesos de automatización. Desde hace ya algunos años se ha venido desarrollando un nuevo estándar para comunicación de sistemas CAM y sistemas CNC llamado STEP-NC, el cual está reemplazando y dejando obsoleto el lenguaje de programación trabajado en esta clase de máquinas (CODIGO G), tratando de tener con esta nueva clase de programación un mayor control de los procesos. En el desarrollo de esta investigación se realizará la comparación de la estructura entre dichos lenguajes, para lograr concluir que realmente el STEP-NC ha logrado superar los obstáculos del CODIGO G.

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CONTENIDO INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 10 1. DELIMITACIÓN DEL EJERCICIO DE INVESTIGACIÓN .................................. 11 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................... 11 1.2 OBJETIVO GENERAL .................................................................................. 11 1.3 OBJETIVOS ESPECIFICOS ........................................................................ 11 2. ESTADO DEL ARTE .......................................................................................... 12 3. MARCO TEORICO ............................................................................................ 16 3.1 PRINCIPIOS CAD/CAM ............................................................................... 16 3.1.1 Diseño asistido por computadora (CAD) ................................................... 16 3.1.2 Manufactura asistida por computadora (CAM) .......................................... 16 3.2 CONTROL NUMERICO COMPUTARIZADO (CNC) .................................... 17 3.2.1 Definición ................................................................................................... 17 3.2.2 Principio de funcionamiento ....................................................................... 17 3.2.3 Ejes y Movimientos .................................................................................... 18 3.2.4 Movimientos .............................................................................................. 18 3.2.5 Ventajas y Desventajas del CNC ............................................................... 18 3.2.6 Características del CNC Leadwell V20-i .................................................... 19 3.3 PROGRAMACIÓN CNC ............................................................................... 21 3.3.1 Programación manual................................................................................ 21 3.3.2 Programación automática .......................................................................... 22 3.4 CÓDIGO G ................................................................................................... 22 3.4.1 Comandos G para el centro de maquinado ............................................... 22 3.5 STEP-NC ...................................................................................................... 23 3.5.1 Estructuras de control en STEP-NC ......................................................... 24 4. METODOLOGIA ................................................................................................ 26 5. MATERIALES Y MÉTODOS .............................................................................. 31 5.1 EMPACK ...................................................................................................... 31 5.2 ALUMINIO .................................................................................................... 31

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5.3 PROCESO DISEÑO CODIGO G .................................................................. 31 5.4 SIMULACIÓN ............................................................................................... 33 5.5 PROGRAMACION EN CODIGO G............................................................... 34 5.6 FABRICACIÓN DE LA PIEZA EN EL CNC Leadwell v20-i........................... 35 5.7 PROCESO DE PROGRAMACIÓN PARA STEP-NC.................................... 37 5.8 DISEÑO Y POS-PROCESAMIENTO ........................................................... 38 5.9 GENERACION DEL CODIGO STEP-NC ..................................................... 40 6. ANÁLISIS LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN ................................................ 44 6.1 ENCABEZADO CÓDIGO G Y STEP-NC...................................................... 44 6.2 CÓDIGOS PREPARATORIOS ..................................................................... 45 6.3 SELECCIÓN DE LA HERRAMIENTA........................................................... 45 6.4 TRAYECTORIAS .......................................................................................... 46 6.5 FINALIZACIÓN ............................................................................................. 47 7. CONCLUSIONES .............................................................................................. 49 BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 50

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LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Características del CNC Leadwell v20-i…………………………………….19 Tabla 2. Herramientas CNC…………………………………………………………….26 Tabla 3. Tiempos de fabricación……………………………………………………….35

VI

LISTA DE ILUSTRACIONES Y DIAGRAMAS

Diagrama 1. Metodología…………………………………………………...…………..25 Diagrama 2. Proceso de Mecanizado…………………………………………………36 Diagrama 3. Modelo STEP-NC………………………………………………………...38 Diagrama 4. Modelo STEP-NC del prototipo…………………………………………42 Ilustración 1. Pieza 3D…………………………………………………………………..32 Ilustración 2. Simulación Mastercam…………………………………………………..32 Ilustración 3. Encabezado código G……………………………………………….…..33 Ilustración 4. Código G………………………………………………………………….34 Ilustración 5. Prototipo…………………………………………………………………..35 Ilustración 6. Pieza final…………………………………………………………………35 Ilustración 7. Workplan………………………………………………………………….41

VII

LISTA DE ANEXOS A. RESUMEN DEL CÓDIGO G………………………………………………………...50 B. RESUMEN STEP-NC………………………………………………………………..54 C. BIBLIOTECA DE HERRAMIENTAS DE STEP MODELER……………………..58

VIII

LISTA DE ECUACIONES

1. E.C (1) Velocidad de corte…………………………………………………………...28 2. E.C (2) (RPM) Revoluciones por minuto…………………………………………..28 3. E.C (3) Velocidad de avance para fresas…………………………………………..28 4. E.C (4) Seccion de viruta…………………………………………………………….28 5. E.C (5) Avance por diente……………………………………………………………28

IX

INTRODUCCIÓN

La necesidad y el notable crecimiento de las tecnologías de manufactura CAD/CAM para la fabricación de elementos, ha logrado aumentar la precisión en grandes producciones, pero no ha logrado evitar que no haya errores sin posibilidades de corregirlos durante el proceso de mecanizado. Los programas para CNC todavía siguen siendo globalmente definidos, usando la norma ISO 6983 (código G), la cual es interpretada por una serie de logaritmos que dan órdenes a la maquina siguiendo una parametrización de coordenadas rectangulares y polares que se pueden controlar, sin dejar de lado que la extensión y la complejidad de la programación es más difícil de seguir; siendo esta una de las mayores dificultades que deben afrontar los operarios y programadores a diario. De esta manera se ha venido trabajando en una nueva forma de estandarizar todos los procesos que se efectúen en un CNC para que pueda ser interpretado por cualquier usuario (independientemente del lugar en el que se encuentre) que conozca del control asistido por computadora y así poder diseñar más fácil variedad de elementos.

Se aspira buscar un mejor entendimiento de los procesos automatizados obteniendo un lenguaje de programación más práctico donde se describa el desarrollo de cualquier pieza que se desee elaborar, teniendo en cuenta todos los problemas que se han venido observando a raíz de un lenguaje de programación que ha sido utilizado durante mucho tiempo, sin tener mayores cambios en su estructura. Inicialmente las normas ISO hicieron una estandarización de procesos, donde se pudiese incorporar todos los lineamientos que se siguen para la fabricación de una pieza el cual se denotó como STEP o norma ISO 10303, incluyeron características geométricas, y funciones de fabricación. Para obtener una mayor eficiencia en todos estos procesos de manufactura tomaron la norma STEP y le agregaron funciones nuevas de control numérico convirtiendo la norma en un lenguaje de programación que podría comunicarse con los CNC.

En otras palabras lo que se quiere obtener al remplazar el lenguaje de programación, ISO 6983 por el STEP-NC es la exactitud y control que tiene de las características generales de la pieza tales como: geometría, acabados, intervención en tiempo real del operario evitando errores de la máquina-herramienta, por esto se plasmó en este documento una investigación de cada uno de los códigos y se compararán para mirar las desventajas que nos ofrece cada uno de estos.

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1. DELIMITACIÓN DEL EJERCICIO DE INVESTIGACIÓN

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En la UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS el pensum del proyecto curricular de tecnología mecánica está conformado por una asignatura relacionada con el control numérico asistido por computadora CNC. En éste espacio se enseña el lenguaje de programación habitual CÓDIGO G, evidentemente ésta clase de programación está siendo reemplazada por la estandarización de los procesos STPE-NC en los grandes mercados de manufactura. Con esta investigación se quiere iniciar con el conocimiento y caracterización del STEP-NC para poder implementar más adelante la enseñanza de este tipo de programación y compartirlo a los futuros estudiantes para que se encuentren a la vanguardia de la tecnología e industria.

1.2 OBJETIVO GENERAL 

Comparación de dos lenguajes de programación STEP-NC y CÓDIGO G para CNC.

1.3 OBJETIVOS ESPECIFICOS

  

Programación, simulación y fabricación de una pieza por medio del CODIGO G. Programación y simulación de la pieza en el lenguaje STEP-NC. Análisis de los lenguajes de programación.

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2. ESTADO DEL ARTE

En los antecedentes revisados se encuentran algunos de los trabajos relacionados con el presente estudio los cuales sirven como base para el desarrollo de la investigación que se llevara a cabo, es de destacarlos por su estructura tan compacta en cada una de sus partes tratadas.

En la universidad de Vigo España, los ingenieros Julio Garrido y Luis Rodríguez Migues en su artículo (“Monitoreo de procesos estándar, programación y trazabilidad en CAM/CAD”,2006) desarrollaron una comparación del código G & M con la norma ISO STEP-NC siendo esta una nueva herramienta inteligente de control en CNC la cual describe la forma más detallada de elaborar una pieza para incorporarla y diseñarla de tal forma que el producto este basado en funciones específicas. Queda evidente en el artículo que realizaron estos ingenieros que al practicar y realizar la pieza de una forma descrita se puede seguir una trazabilidad más factible con el STEP-NC y que con el código G & M se puede comportar más complejo frente a otro tipo de trazabilidad que se desee seguir, ellos realizaron un prototipo con los dos lenguajes de programación donde muestran que el código G es una evidente parametrización que no se le podrá notar el error muy fácilmente, por el contrario con el STEP-NC se realizó la pieza donde todo se lleva por un flujo de trabajo en el cual se describía paso a paso la elaboración de la pieza. Todas las clases de descripciones se elaboraron en codificación NC-FUNCIONES para poder caracterizar los requisitos que se desean en la pieza.

Al terminar el proceso de programación llevaron los códigos a los respectivos software de simulación, en el STEP-NC los autores tuvieron el control total de la máquina-herramienta evitando parámetros de desgaste, de lineamiento, de temperatura, velocidades de la herramienta, por el contrario respecto al código G tener en cuenta todos estos parámetros será mucho más complejo de controlar y se extenderá el proceso. Finalmente lograron concluir que las actividades de trazabilidad del código G & M se pueden realizar más controladamente con el STEPCN en colaboración con software de computadora CAD/CAM para poder tener una mejor ejecución, interpretación, y supervisión automática de CNC. [1]

Un nuevo antecedente para el mercado altamente competitivo globalmente, que requiere de la implementación de nuevas alternativas de fabricación y control de procesos asistidos por ordenadores, se muestra en el artículo (“Control de procesos de fabricación,” 2007,) donde ingenieros evidenciaron uno de los mayores inconvenientes de la fabricación CNC el cual trata de la excesiva dependencia de la 12

experiencia y conocimiento del operador para ajustar parámetros del proceso, variables como el desgaste de la herramienta y otras perturbaciones que afectan el proceso de manufacturas; para evitar todo esto se ha creado una serie de normas vigentes, como STEP (ISO 10303) la cual permite la eficacia de control y estrategias para el mecanizado de productos.

Principalmente en este documento los ingenieros describen un sistema de control inteligente de procesos para la fabricación CNC. Por otro lado a través del tiempo se ha logrado realizar pruebas en las que se analizan los errores de la máquina herramienta CNC, tales como efectos térmicos, vibraciones del eje, geométricos (estático/carga). Dichos problemas se han logrado combatir implementando sistemas de control adaptativos, que están encargados de realizar la estimación de los parámetros del proceso de mecanizado en línea logrando ganancias y controles de eficiencia. Todos estos procesos conocidos en el modelo inteligente del CNC como STEP-NC describen los movimientos de la herramienta de ahí concluyendo que se debe tener un analizador que cumpla su función y posteriormente alimente el sistema de datos que sirvan para compensar los diferentes tipos de errores y así mejorar la calidad del producto, demostrando que el STEP-NC logra ser una compatibilidad exacta del CNC. [2]

En este otro trabajo de investigación el STEP-NC nace como el nuevo método de control del CNC convirtiéndose en el instrumento esencial en lo correspondiente a la manufactura, de esta forma pasara a sustituir la programación de piezas realizadas por el código G y M siendo este un método codificado por números teniendo el control de los ejes de dicha máquina; mientras el STEP-NC es un sistema completo que incluye información sobre las funciones, operaciones y estrategias de mecanizado. En el artículo (“La reencarnación del código G,” 2006,) ingenieros realizaron un proceso de manufactura por medio del cual elaboraron una hoja de ruta que incluye la metodología para la formalización del entorno STEP-NC y se divide en tres pasos: En primer lugar describe la importancia de la unión entre el diseño de ingeniería, la compañía de mecanizado, usuarios software, usuarios de máquinas herramientas CNC y/o constructores. También el uso práctico y total de los nuevos productos a base de STEP-NC. La segunda estrategia es absorber todos los conocimientos acerca de diferentes códigos como el G & M para así lograr implementar el STEP-NC y en tercer lugar es indispensable e importante conocer las problemáticas en lo concerniente al proceso de mecanizado. Por otra parte y como se menciona al inicio lo que se pretende es llevar a cabo una minuciosa comparación entre los códigos tradicionales y el nuevo sistema ya mencionado con el objetivo de lograr un método globalizado, concluyendo que el STEP-NC nos brinda mejores habilidades en el momento de realizar un trabajo de mecanizado

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puesto que contribuye con la reducción de tiempo y costos algo de gran relevancia en la industria. [3] En el artículo (“STEP-NC planificación de procesos”, 2006,) se profundiza acerca de la idea de intensificar un método de fabricación por medio del CNC, debido a que para las empresas manufactureras es de suma importancia manipular un sistema de fabricación global de adaptación, puesto que de esta manera se reducirán los costos en lo concerniente a la producción. A partir de este planteamiento se ha venido investigando y profundizando en la estructura del STEP-NC, con el cual aparte de lograr los objetivos descritos al comienzo de este sumario, también ha sido desarrollado con el fin de reemplazar las instrucciones de mecanizado de bajo nivel ya mencionadas. Como en todo proyecto es importante tener en cuenta los pros y los contras en el momento de plantear cada una de las metodologías empleadas para el progreso de un determinado sistema, y es en este artículo donde por medio de una serie de explicaciones nos dan a entender que el método STEPNC en realidad es una muy buena salida en lo referente a la compatibilidad exacta con el CNC, siendo esta última una de las conclusiones más sobresalientes. Por otro lado se debe aclarar que el STEP-NC no proporciona un método para almacenar información de recursos de fabricación, siendo una de las debilidades que podemos encontrar en este método de trabajo. [4]

Por último, en un nuevo análisis el STEP-NC es el próximo modelo de datos entre sistemas de CNC/CAD/CAM el cual aunque ha estado en desarrollo aún sigue sumergido en el aislamiento debido a que éste no tiene el sistema completo CAM (manufactura asistida por computadora) para llevar a cabo el proceso de mecanizado. Con el propósito de tener un control óptimo sobre el CNC se ha venido complementando el STEP-NC y así obtener resultados óptimos que cumplan las condiciones de trabajo. En el artículo (“STEP-NC solución completa”, 2005) se pretende dar una solución de forma concreta, la cual consiste en sistema secundario desarrollado STEP compatible y un sistema CNC abierto estructurado de modo que poco a poco los códigos con mayor utilidad (G & M) van desapareciendo a medida que se perfeccionan las soluciones que se proponen hasta el momento. De modo que por medio de estos planteamientos se podrá llegar a investigaciones profundas donde se estudiaran las tecnologías más detalladas del STEP-NC, tales como el reconocimiento de operaciones, el complejo de generación de trayectoria de la herramienta, el control basado en sensores inteligentes y la optimización de un ciclo cerrado. [5]

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De esta forma con referencia en cada uno de estos artículos mencionados anteriormente se puede dar inicio a la elaboración del proyecto propuesto, debido a los conocimientos adquiridos durante su lectura e investigación en otras fuentes.

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3. MARCO TEORICO

3.1 PRINCIPIOS CAD/CAM El principio CAD/CAM es un método que estudia el uso de sistemas informáticos como herramienta de soporte en todos los procesos involucrados en el diseño y la fabricación de cualquier tipo de producto. Este método se ha convertido en un requisito indispensable para la industria actual que se enfrenta a la necesidad de mejorar la calidad, disminuir los costes y acortar los tiempos de diseño y producción.

3.1.1 Diseño asistido por computadora (CAD)

Es un sistema que incorpora uno o más computadoras para realizar algunas de las funciones y los cálculos necesarios en el proceso de diseño. La principal característica de un sistema CAD es que permite diseñar en forma interactiva y al mismo tiempo facilita la definición y construcción de una base de datos que alimenta todo el sistema de información interno de una empresa. Otro aspecto importante es la abolición del papel para los diseños realizados, ya que se pueden almacenar en medios ópticos y/o magnéticos. Este sistema utiliza varias tecnologías como son sistemas gráficos para computadora, CAE (Computer Aided Engineering) que se utiliza para evaluar y efectuar el análisis de ingeniería de una pieza. [6]

3.1.2 Manufactura asistida por computadora (CAM)

Es un sistema que incorpora una o más computadoras para llevar a cabo tareas de organización, programación y control de las operaciones necesarias para la manufactura del producto, se encarga de la utilización de la informática en la automatización y control de los procesos de producción desde el control de máquinas-herramientas hasta la gestión de producción, almacenamiento y transporte.

Este sistema incluye tecnologías que emplean: Máquinas - herramientas controladas numéricamente (MHNC), Sistemas Flexibles de Manufactura (FMS) e inspección asistida por computador. Un FMS es un sistema integrado que incluye

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distintas tecnologías de automatización para obtener flexibilidad en las operaciones de un taller de trabajo, disminuyendo el costo de la producción. La inspección asistida por computadora recopila automáticamente la información del control de calidad y la analiza estableciendo informes estadísticos, aislando problemas del proceso de producción. La tecnología CAM está relacionada con la robótica.

La tecnología CAM tiene ventajas en cuanto a la productividad de la fuerza de trabajo, mejor calidad del producto y menor tiempo de preparación, además permite:   

Extracción automática de información de los dibujos CAD para poder realizar la conversión a programas de control numérico y robots. Planeación automática de procesos. Diseño y operación de pruebas y medidas automatizadas a las piezas y ensambles para garantizar de esta manera la calidad de los productos.

3.2 CONTROL NUMERICO COMPUTARIZADO (CNC) 3.2.1 Definición

El término CNC se refiere al control numérico de máquinas, generalmente máquinas-herramientas. Normalmente este tipo de control se ejerce a través de una computadora y la máquina la cual está diseñada a fin de obedecer las instrucciones de un programa dado, lo cual se ejerce a través del siguiente proceso: [7]    

Dibujo del producto Programación Interface Máquinas-herramientas CNC

3.2.2 Principio de funcionamiento

Para mecanizar una pieza se usa un sistema de coordenadas que especifiquen el movimiento de la herramienta de corte. El sistema se basa en el control de los movimientos de la herramienta de trabajo con relación a los ejes de coordenadas

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de la máquina, usando un programa informático ejecutado por un ordenador. En el caso de un torno, hace falta controlar los movimientos de la herramienta en dos ejes de coordenadas: el eje de las X para los desplazamientos longitudinales del carro y el eje de las Z para los desplazamientos transversales de la torre.

En el caso de las fresadoras se controlan también los desplazamientos verticales, que corresponden al eje Y. Para ello se incorporan servomotores en los mecanismos de desplazamiento del carro y la torreta, en el caso de los tornos, y en la mesa en el caso de la fresadora; dependiendo de la capacidad de la máquina, esto puede no ser limitado únicamente a tres ejes. [7]

3.2.3 Ejes y Movimientos El torno y el CNC tienen similitudes en su operación y en los códigos que se manejan dentro del programa de Control Numérico que se les suministre. Ambas máquinas tienen un control, como puede ser el FANUC, ya que es uno de los más utilizados en el mercado. Las instrucciones del programa de control numérico que mueven la herramienta, tienen una relación directa con el tipo de movimiento y el eje o ejes en los cuales se lleva a cabo. [8]

3.2.4 Movimientos Se dice que un movimiento libre de la herramienta sin que ésta tenga contacto alguno con la pieza es un movimiento en vacío, y si se desea que éste se ejecute a la máxima velocidad permisible por la máquina, entonces se codifica con la instrucción G00, conociéndose también como interpolación lineal en vacío, ya que los movimientos con este código siempre se realizan en línea recta. Por otra parte, cuando la herramienta está en contacto con la pieza, se prefiere un movimiento con una velocidad de avance específica. Si el movimiento se realiza en línea recta, se codifica con la instrucción G01, conociéndose como interpolación lineal con corte. [8]

3.2.5 Ventajas y Desventajas del CNC Las maquinas-herramientas de control numérico poseen las siguientes ventajas:

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              

Mayor precisión y mejor calidad de productos. Mayor uniformidad en los productos producidos. Un operario puede operar varias máquinas a la vez. Fácil procesamiento de productos de apariencia complicada. Flexibilidad para el cambio en el diseño y en modelos en un tiempo corto. Fácil control de calidad. Reducción en costos de inventario. Es posible satisfacer pedidos urgentes. No se requieren operadores con experiencia. Se reduce la fatiga del operador. Mayor seguridad en las labores. Aumento del tiempo de trabajo en corte por maquinaria. Fácil control de acuerdo con el programa de producción lo cual facilita la competencia en el mercado. Fácil administración de la producción e inventario lo cual permite la determinación de objetivos o políticas de la empresa. Permite simular el proceso de corte a fin de verificar que éste sea correcto.

Sin embargo no todo son ventajas, también nos encontramos frente a una serie de desventajas:     

Alto costo de la maquinaria. Falta de opciones o alternativas en caso de fallas. Es necesario programar en forma correcta la selección de las herramientas de corte y la secuencia de operación para un eficiente funcionamiento. Los costos de mantenimiento aumenta, ya que el sistema de control es más complicado y surge la necesidad de entrenar al personal de servicio y operación. Es necesario mantener un gran volumen de producción a fin de lograr una mayor eficiencia de la capacidad instalada.[8]

3.2.6 Características del CNC Leadwell V20-i

Para realizar la fabricación de la pieza programada en el lenguaje código G se utiliza un centro de mecanizado ubicado en la UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS [9] el cual tiene características que se muestran en la tabla 1.

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Tabla 1. Características del CNC Leadwell v20-i

CARACTERÍSTICA

MEDIDA

UNIDAD

Recorrido eje X

510

Milímetros

Recorrido eje Y

350

Milímetros

Recorrido eje Z

400

Milímetros

CAPACIDAD

Distancia desde el husillo a la mesa (mínima115-630 máxima)

Milímetros

Distancia desde el husillo a la columna

420

Milímetros

Medida

600x350

Milímetros

Tamaño de la ranura

11/16

Pulgadas

Máximo peso de carga

200

Kilos

Velocidad máxima

8000

Tamaño

BT40

RPM ISO 7388/1 1983 (Norma)

MESA

HUSILLO

VELOCIDAD DE AVANCE Avance en rápido X, Y / Z

24000/20000

mm/min

Máximo avance en corte

10000

mm/min

ATC (Automatic Tool Changer) Capacidad max. de herramientas

20

Diámetro máximo de herramienta (con la 80 herramienta adyacente)

mm

Longitud máxima de herramienta

mm

200

MOTORES

20

Motor del husillo

5.5

Kw

Motores de los ejes X, Y e Z

1.2

Kw

Espacio en el piso (LxW)

1745x2983

Milímetros

Altura (H)

2504

Milímetros

Peso total

3000

Kilos

TAMAÑO

3.3 PROGRAMACIÓN CNC La programación CNC es el método por el cual se da una serie de órdenes a esta máquina para la fabricación de cualquier pieza deseada. Se pueden utilizar dos métodos, la programación manual y la programación automática los cuales de describirán a continuación:

3.3.1 Programación manual En este caso, el programa pieza se escribe únicamente por medio de razonamientos y cálculos que realiza un operario. El programa de mecanizado comprende todo el conjunto de datos que el control necesita para la mecanización de la pieza.

Al conjunto de informaciones que corresponde a una misma fase del mecanizado se le denomina bloque o secuencia, que se numeran para facilitar su búsqueda. Este conjunto de informaciones es interpretado por el intérprete de órdenes. Una secuencia o bloque de programa debe contener todas las funciones geométricas, funciones máquina y funciones tecnológicas del mecanizado. De tal modo, un bloque de programa consta de varias instrucciones. El comienzo del control numérico ha estado caracterizado por un desarrollo anárquico de los códigos de programación. Cada constructor utilizaba el suyo particular. Posteriormente, se vio la necesidad de normalizar los códigos de programación como condición indispensable para que un mismo programa pudiera servir para diversas máquinas con tal de que fuesen del mismo tipo. Los caracteres más usados comúnmente, regidos bajo la norma DIN 66024 y 66025. [8]

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3.3.2 Programación automática En este caso, los cálculos los realiza un computador, a partir de datos suministrados por el dando como resultado el programa de la pieza en un lenguaje programador de intercambio llamado APT que posteriormente será traducido mediante un postprocesador al lenguaje máquina adecuado para cada control por Computadora. En realidad se deberían estandarizar los lenguajes de programación debido a que sería más útil poder desarrollar al máximo las potencialidades de los C.N.C. [8]

3.4 CÓDIGO G Es el nombre que habitualmente recibe el lenguaje de programación más usado en Control numérico (CNC), el cual posee múltiples implementaciones. Usado principalmente en automatización, forma parte de la ingeniería asistida por computadora. Al código-G se le llama en ciertas ocasiones lenguaje de programación G.

En términos generales, es un lenguaje mediante el cual las personas pueden decir a máquinas-herramienta controladas por computadora qué hacer y cómo hacerlo. Esos "qué" y "cómo" están definidos mayormente por instrucciones sobre adonde moverse, que tan rápido moverse y que trayectoria seguir. Las máquinas típicas que son controladas con código-G son fresadoras, cortadoras, tornos e impresoras 3D. [8]

3.4.1 Comandos G para el centro de maquinado       

G00.- Avance lineal del cortador a velocidad alta, para posicionar o sin aplicar corte G01.- Avance lineal del cortador a velocidad programada, para aplicar corte. G02.- Avance circular del cortador en el sentido de las manecillas del reloj, a velocidad programada. G03.- Avance circular del cortador en sentido opuesto a las manecillas del reloj a una velocidad programada. G04.- Pausa, acompañada de una letra X, se detiene la herramienta un determinado tiempo, por ejemplo: G04 X4, la pausa durará 4 segundos. G17.- Selección del plano XY G18.- Selección del plano ZX 22

          



       

G19.- Selección del plano YZ. G20.- Entrada de valores en pulgadas. G21.- Entrada de valores en milímetros G28.- Regreso al punto cero de la máquina (HOME) G40.- Cancela compensación radial del cortador. G41.- Compensación a la izquierda del cortador. G42.- Compensación a la derecha del cortador. G43.- Compensación longitudinal. G49.- Cancela compensación longitudinal del cortador G81.- Ciclo de taladrado para perforación de agujero pasante. El agujero atraviesa la pieza en un solo movimiento a una velocidad determinada de avance. G82.- Ciclo de taladrado para perforación de agujero ciego. El agujero no atraviesa la pieza, en su punto final de taladrado debe tener una pausa para remover el material sobrante y se determina con la letra “P” con un tiempo en milisegundos. G83.- Ciclo de taladrado para perforación de agujero profundo. En este agujero por ser para una perforación de toda una pieza de más espesor, se debe llevar a cabo por incrementos, los cuales se determinan con la letra “Q” con un valor determinado, el cortador avanzará con ese valor hasta perforar a toda la pieza. G80.- Cancela los ciclos G81, G82 y G83. G90.- Comando para hacer uso de coordenadas absolutas. G91.- Comando para hacer uso de coordenadas relativas. G92.- Programación del punto cero absoluto, o cero de pieza. G94.- Avance programado sobre unidad de tiempo (mm/min ó pulg/min) G95.- Avance programado sobre velocidad angular (mm/rev ó pulg/rev) G98.- Retorno a un punto inicial correspondiente a un ciclo determinado G99.- Retorno al punto de retroceso de un ciclo determinado. [10]

3.5 STEP-NC

Las geometrías mecanizables (features) de un producto son el recurso tecnológico central para la integración de sistemas CAD/CAM. El nuevo Standard ISO 10303AP238 (STEP-NC) abre nuevas posibilidades para la comunicación de datos entre sistemas CAD/CAM y sistemas de fabricación CNC al enriquecer los programas CNC tradicionales (según la norma ISO 6983), que se limitan a especificar cómo fabricar, con información de las geometrías mecanizables. Lo que se pretende proponer es una extensión del modelo de información STEP-NC con la definición

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de nuevas estructuras de datos y nuevas funciones NC para contemplar capacidades de acceso a datos en los procesos de fabricación CNC siguiendo el paradigma de mantener el enlace con las características de mecanizado (features). El AP-238 (STEP-NC) es un nuevo lenguaje de programación orientado a objetos para sistemas CNC definiendo una interfaz o modelo de información más rica para el intercambio de datos entre los sistemas de diseño CAD/CAM y los CNC que el Standard actualmente en uso ISO 6983 [11].

STEP-NC proporciona información de alto nivel al CNC describiendo no solamente el cómo hacer (trayectorias de herramienta, velocidades, tipo herramienta), sino también información acerca de qué se está haciendo (descripción geométrica del resultado e información tecnológica) [12]. Esto facilitará el desarrollo de una nueva generación de controladores CNC de más alto potencial para desarrollar funciones inteligentes y proporcionar nuevos servicios avanzados.

STEP-NC ha sido ampliamente empleado como tecnología para el intercambio de ficheros de datos entre sistemas en el mismo dominio: por ejemplo entre sistemas CAD heterogéneos. Sin embargo, STEP es un Standard en expansión y se están desarrollando nuevos modelos de datos para cubrir sistemas de ingeniería CAD/CAM/CNC. Estos modelos de datos, también conocidos como Protocolos de Aplicación (Application Protocols: APs), definen conjuntos de datos interpretables electrónicamente de información de ingeniería del producto y que pueden ser fácilmente compartidos y comunicados empleando tecnologías de la información. [13]

3.5.1 Estructuras de control en STEP-NC STEP-NC (STEP AP-238) extiende el Standard STEP para cubrir requerimientos de información necesarios para la programación de sistemas NC para varias tecnologías (fresado, torneado, etc.). En STEP-NC estos requerimientos de información se organizan alrededor de un conjunto de Unidades Funcionales (UOFs) cubriendo datos geométricos (pieza de trabajo, tolerancias geométricas, de trayectoria, las características de fabricación...), estructuras de control para el programa ejecutable, información de tecnologías y otro tipos de datos [12]. Los programas STEP-NC pueden definir un conjunto de tareas complejas estructuradas (workingsteps) para mecanizar las geometrías o características de una pieza.

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La Unidad Funcional ejecutable especifica los requerimientos de información necesarios para describir el flujo de control de un programa de mecanizado, así como algunas acciones que no son de mecanizado pero que pueden ser realizadas por el CNC. Su entidad base es la entidad ejecutable, de la cual derivan otros entidades que describen las acciones. Estas entidades derivadas se pueden clasificar en tres tipos de objetos: • Workingsteps: Describen operaciones de fabricación o de preparación que suponen movimientos de ejes. Se ejecutan sobre una pieza (workpiece) y son los bloques formales principales para un programa NC. • Las funciones NC: Describen operaciones puntuales de encendido y apagado o de eventos singulares que no suponen el movimiento de ejes. • Las estructuras de programación se usan para construir bloques lógicos y para la estructuración de las operaciones de fabricación. Estas estructuras tienen ascendencia sobre la secuencia real de fabricación, y la más importante de ellas es el Plan de Trabajo (workplan), que permite combinar varios workingsteps y funciones NC ordenados secuencial mente. [13]

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4. METODOLOGIA En el diagrama 1 se puede observar la secuencia que se llevó acabo para el desarrollo de la hipótesis de esta manera lograr cumplir con cada uno de los objetivos propuestos al inicio del planteamiento que se realizó para ejecutar debidamente el proyecto de investigación.

Diagrama 1. Metodología

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A. Inicialmente se desarrolla una investigación previa de artículos con información verídica en bases de datos que garantizan la calidad del contenido de cada uno de estos documentos; se realiza un enfoque en relación al campo de la programación en CNC y de allí se obtiene una gran curiosidad por conocer nuevas formas de programar. El código STEP-NC aparece como una solución a los grandes errores que desde hace ya algunos años venia presentando el código G, por lo cual se indaga y obtiene información acerca de esta nueva forma de programar para posteriormente comparar cada uno de estos lenguajes.

B. Consecutivamente y con la información suficiente para poder plantear una hipótesis concisa de lo que se quería desarrollar, se busca un prototipo que pudiese mostrar las operaciones que se llevan a cabo sobre una pieza que es mecanizada en un control numérico, por consiguiente se selecciona un logo que cumplía con los requerimientos que se querían. 

Para ejecutar y elaborar el diseño de la pieza seleccionada se utiliza Mastercam uno de los software de CAD/CAM más comunes y utilizados por la industria manufacturera. Al determinar las operaciones que se realizan en el elemento a fabricar se eligen las herramientas (ver tabla.2) que más se adecuaban al diseño y las cuales ofrecen una eficiencia de tiempo.

Tabla 2. Herramientas CNC

POSICIÓN

HERRAMIENTA

N° DE HERRAMIENTA

PORTA HERRAMIENTA

INSERTO

T2

Fresa Ø20mm

F4042R.W20.020.Z03.10

BT40-SLA20-90

ADMT10T308RF56 WRP25

T7

Fresa Vertical Ø3mm

F4AJ0300ADK30 KC633M

BT40-ER32-100

N/A

T9

Broca Ø8.5mm

A1211-8.5

BT40-ER32-100

N/A

T12

Planeadora Ø63mm

F4033.B22.063.Z06.06

BT40-FMB2260

SNMX1205ANNF57 WKP25



Conociendo las herramientas que se utilizarían en la ejecución del mecanizado se determinan los parámetros tecnológicos (velocidad de corte,

27

rpm, velocidad de avance, avance por diente, avance por revolución) para el funcionamiento de cada una de las herramientas, en las cuales se utilizan las siguientes ecuaciones: Para la velocidad de corte se utiliza la siguiente expresión: 𝑉𝑐 =

.D.N 1000

E.C (1)

dónde D es el diámetro de la herramienta; N son las revoluciones por minuto y se expresa de la siguiente forma: 1000.Vc N = .D E.C (2) La velocidad de avance está relacionada por medio de la siguiente identidad: 𝑉𝑓 = Fz. Z. N

E.C (3)

dónde Fz es el avance por diente; Z el número de dientes de la herramienta. Por último la expresión para hallar la sección de viruta es: 𝑆 = Ap. Fz

E.C (4)

dónde Ap es la profundidad de pasada que se requiera en el mecanizado. C. Una vez terminado todo lo correspondiente al diseño e instalación de librería de herramientas en el software se adaptan estas a cada una de las operaciones que se realizaron sobre el elemento que se fabricaría; realizando una verificación de cada operación y sabiendo que todo estuviera en orden se genera el código G al cual se le realiza un análisis a la composición de cada bloque de órdenes que el software había generado para cada uno de los movimientos de la maquina simultáneamente se iba ejecutando la simulación del proceso de mecanizado. 

En el análisis que se realizó al código G cuando este fue pos-procesado se quería ver que este no tuviese errores de movimientos los cuales pudiesen causar que la maquina colisionara con el entorno de ella misma, también se verificaba que las velocidades estuviesen de acuerdo con las dimensiones y material de la herramienta para que estas no fallaran; por otra parte se examinaba que se mantuviera la altura de seguridad que se le había indicado y que los refrigerantes se activaran al inicio de cada operación.



Por medio de la simulación se quería tener una perspectiva real de lo que estaría pasando en la ejecución del mecanizado, en cual se observaría

28

detalladamente que estuviese retirando la cantidad de material adecuada y que siguiese las trayectorias que antes se le habían asignado, igualmente se miraban los tiempos que tardaba cada operación para si lo requería buscar una estrategia de mecanizado que minimizara más el tiempo de ejecución.

D. Teniendo conocimiento de las características del centro de mecanizado se lleva acabo el montaje para la fabricación de la pieza seleccionada la cual servirá en el análisis que se le realizara a los lenguajes de programación seleccionados, para ello se ejecutan tres etapas: 

Se elabora el montaje de todo el sistema de sujeción que se utilizaría para tener conocimiento en tiempo real de los movimientos que la maquina ejecutaría y prevenir cualquier movimiento mal estructurado.



Al terminar con la ejecución del programa en vacío se da inicio al mecanizado sobre el prototipo que se elaborara en un material más blando y en el cual se observara en tiempo real la cantidad de material que está retirando en el proceso para así determinar si hay algún tipo de error o de lo contrario simplemente ejecutar y obtener el producto terminado sobre el material final.



Cuando se termina el proceso de mecanizado del prototipo se analiza todas las características que se evidencian de la ejecución que se realizó de allí se determinaron las modificaciones y se da inicio al proceso de mecanizado del producto final, para lo cual se hace un montaje con la más alta precisión que se pueda conseguir utilizando comparadores de caratula. Al terminar el proceso de mecanizado se observa el acabado que el CNC ofreció para este producto y se determinan características finales.

E. La intervención a la industria de nuevas formas de programación como el STEP-NC quiere eliminar errores en cualquier tipo de proceso de mecanizado, pero que para la transformación de la industria hace falta la unión de los creadores de todos estos software para que el acceso a esta información no sea tan restringida. En el proceso de diseño se tuvo que investigar qué clase de programa brindaría la posibilidad de generar este tipo de código, se logra ubicar la única empresa STEP TOOLS, ING. que tenía los derechos de autor y que eran los distribuidores del software, se realizaron llamadas, charlas con los proveedores y se llegó a un acuerdo pero el precio de compra estaba demasiado alto, por lo tanto no se pudo adquirir. Indagando se logró ubicar una investigación antes realizada y de allí poder utilizar el software creado, así se logra realizar el diseño. 29

F. Para la selección de herramientas se tuvo en cuenta las seleccionadas en el anterior proceso, se analiza la biblioteca de herramientas (ver anexo C) que tiene el Step Modeler [14] y se determinan a diferencia del código G este código desde el software el mismo se encarga de organizar y seleccionar los parámetros tecnológicos.

G. Se realiza la generación del código STEP-NC para poder determinar las características que este posee. 

Se realiza el análisis a la estructuración de datos del lenguaje de programación STEP-NC donde se evidencia la organización con la que este código fue creado, pues la descripción precisa que va realizado conjunto en código que va avanzando es uno de las mejoras más ideales para los CNC; tener el control de todo en proceso en tiempo real, las descripción de los bloques de geometrías y la selección propia de parámetros hacen de este código inteligente una de las herramientas de este nuevo siglo más competitivas.



La simulación se realizó pensando en poder observar lo que pasaría si el código fuese introducido en un centro de mecanizado, observando que este código siempre busca la mejor estrategia de mecanizado sin tener que ser indicado por el diseñador.

H. Finalmente se realizó una comparación entre las estructuras de datos de los dos lenguajes de programación, mirando similitudes entre órdenes de movimientos y caracterizando su forma de analizar e intervenir con las herramientas. La selección de cada uno de los comandos se compararon mirando desventajas y ventajas de cada uno.

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5. MATERIALES Y MÉTODOS En la fabricación de la pieza se seleccionan dos tipos de materiales para realizar el prototipo y el producto final, en primer lugar se busca un material fácil de mecanizar con el objetivo de verificar la correcta programación y minimizar el riesgo de choque de las herramientas para lo cual se elige el empack con características que serán descritas más adelante, por otra parte en la fabricación del producto final se opta por un materia con una dureza más alta y un acabado superficial elevado.

5.1 EMPACK Se define como una súper poliamida, con excelentes propiedades mecánicas, eléctricas y químicas, que garantizan su resistencia a la abrasión, al impacto, la fricción y a algunos agentes químicos. Es altamente deslizante, incluso en seco, por lo que tiene un envejecimiento mínimo si es usado como almohadilla. El Empack N es dieléctrico, y ofrece un amplio margen de temperaturas de utilización. Se utiliza en el sector industrial, químico, nuclear, eléctrico, electrónico, aeronáutico, en el sector de la construcción y en mecánica en general. [15]

5.2 ALUMINIO La aleación de aluminio 2024 tiene una resistencia muy alta, ligeramente superior a la de la aleación 2014. Su alta resistencia a la fatiga constituye una ventaja en las estructuras y piezas que exigen una buena relación resistencia-peso. La aleación 2024 se utiliza extensamente para la fabricación de componentes aeroespaciales – artículos mecanizados o fabricados. Se utiliza también para la ingeniería. Las propiedades indicadas son típicas y sólo deben utilizarse para fines de comparación de las aleaciones. Los valores reales dependerán de la especificación de la sección. Los materiales aeroespaciales están cubiertos por la serie “L” de British Standards (normas británicas). [16]

5.3 PROCESO DISEÑO CÓDIGO G

Se selecciona un logo en el cual se pudiese trabajar varias operaciones como es el planeado, contorneado, cajeado, taladrado, las cuales están presentes en cualquier 31

tipo de pieza por más compleja que esta sea. Se tomó la decisión de escoger el logo de Yamaha puesto que este cumplía con los requisitos mencionados anteriormente y además porque es muy reconocido a nivel mundial, así cualquier persona podría identificarlo fácilmente.

Luego de haber tomado la anterior decisión se procede a su elaboración en el software llamado Mastercam, el cual se escoge para llevar a cabo la comparación con el STEP–NC. Mastercam es el programa CAD/CAM más popular para manufactura en máquinas de control numérico y centros de maquinado CNC. El programa abarca la programación de fresadoras, centros de maquinado, tornos. Mastercam ofrece una gama de módulos para aplicaciones especiales, también incluye módulos de modelado 3D con producción de dibujos 2D para la preparación de la geometría 3D (ver ilustración 1) antes del CAM. Dicho programa se encargara de generar el código G, claro está que se debe realizar una serie de pasos previos a éste. Se realizó el diseño del logo de Yamaha en este programa por medio de las herramientas que éste mismo posee, luego se llevó a cabo su extrusión. En esta parte se presentaron una serie de inconvenientes puesto que era necesario tener presente tanto el diámetro como la longitud de cada una las herramientas instaladas en el CNC que se fuesen a utilizar durante el mecanizado de la pieza.

Ilustración 1 Pieza 3D

Posteriormente se dio inicio a descargar la biblioteca de herramientas para Mastercam pertenecientes al centro de mecanizado de la universidad Distrital. Esta cuenta con 13 herramientas y un palpador las cuales cada una tiene su propia 32

función. Se procede a seleccionar y calcular cada uno de los parámetros tecnológicos (velocidad de corte, rpm, velocidad de avance, avance por diente, avance por revolución,) para cada operación que se realizara durante el proceso de mecanizado. Además de estos parámetros se debió configurar cada una de las profundidades de pasada para cada herramienta y el modo de entrada de éstas mismas. Con lo anterior se logró obtener una excelente estrategia de mecanizado, donde se pudo obtener el menor tiempo posible durante el mecanizado además alcanzando un buen acabado superficial. También se redujo al máximo el desgaste de cada herramienta empleada. Una vez terminado lo correspondiente a la parte de manufactura por Mastercam se procede a generar el código G el cual se verifica para luego introducirlo en el CNC.

5.4 SIMULACIÓN

Se procede a simular en Mastercam, con el objetivo de analizar cada una de las operaciones que se llevaran a cabo durante el proceso de fabricación como lo muestra la Ilustración 2, de este modo se podrá verificar que en realidad se esté removiendo todo el material que no pertenezca a la pieza propuesta. También garantiza que no se presente ningún tipo de colisiones, por otro lado se podrá calcular el tiempo de duración del proceso de mecanizado.

Ilustración. 2 Simulación Mastercam (Elaboración propia)

33

5.5 PROGRAMACIÓN EN CÓDIGO G Seguidamente, se genera el código G el cual muestra una extensión de 15000 líneas aproximadamente, en el anexo A se podrá observar un resumen del código; además en la ilustración. 3 se observara el encabezado general de un código G.

Ilustración. 3 Encabezado código G (Elaboración propia)

En la ilustración 3 se puede observar el inicio del código G referente al proyecto que se ha venido desarrollando el cual se encuentra enumerado en una serie de bloques, allí se refleja sus principales características como el nombre del proyecto, la fecha en que se generó dicho código, el material el cual se va a utilizar para la fabricación de la pieza. En seguida y contenidas en otro recuadro se encuentra cada una de las herramientas empleadas con su respectivo orden en el CNC. También se puede observar en el bloque N55 y N60 una serie de códigos de programación a los cuales se les denomina códigos preparatorios.

En general el lenguaje de programación que emplea el código G para ejecutar sus órdenes es el más utilizado durante los últimos 50 años, por ende no ha tenido una

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gran actualización y sus estructuras de datos numéricos se pueden consideran genérico, que pueden cambiar según la pieza pero que su designación y distribución siempre se mantendrá. Como se muestra en la ilustración 4 estos tipos de códigos manejan estructuras similares a esta.

Ilustración. 4 Código G (Elaboración propia)

5.6 FABRICACIÓN DE LA PIEZA EN EL CNC Leadwell v20-i

En primer lugar se llevó a cabo una prueba en vacío con el fin de observar cada uno de los movimientos de la máquina así evitar un choque brusco de la herramienta con la mesa de trabajo. Una vez terminada esta prueba se da inicio a otra con un material denominado empack.

Por otra parte se llevó a cabo el mecanizado en el material propuesto, el cual es un aluminio 2024; para su mecanizado fue necesario en primer lugar situar la prensa de sujeción en la posición indicada por el comparador de caratula de tal forma que

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se alineara la esta respecto a los movimientos de la mesa. Posteriormente de haber realizado la debida sujeción de la prensa y el material en bruto se dio inicio al proceso de mecanizado.

Finalmente como se muestra en la ilustración 5 se puede ver el mecanizado final del prototipo, el cual muestra y da unas condiciones favorables para el trabajo del producto final que se mecanizo consecutivamente al terminar el proceso anterior. En la ilustración 6 se puede mirar el producto terminado que es la base de esta investigación.

Ilustración. 5 Prototipo

Ilustración. 6 Pieza final

En relación a los tiempos de fabricación que se muestran en la tabla 3 podemos deducir que se lleva más tiempo fabricando el producto final, pues este debe garantizar la exactitud y precisión que garantiza un CNC, además del acabado que brindo en el material del producto terminado.

Tabla 3. Tiempos de fabricación Simulación

Vacío

Empack

Aluminio

Tiempo (s)

42426

14400

25200

68400

Tiempo montaje

0

3600

5400

10800

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El diagrama 2 muestra un resumen detallado perteneciente al proceso de mecanizado con cada uno de los pasos necesarios para la obtención de la pieza terminada y las correspondientes especificaciones.

Diagrama 2. Proceso de Mecanizado (Elaboración propia)

5.7 PROCESO DE PROGRAMACIÓN PARA STEP-NC

Buscando destacar la mejor opción de entendimiento y programación para las nuevas industrias de manufactura CNC se quiso programar en un lenguaje que está siendo novedoso y va dejando de lado y casi obsoleta, la antigua norma ISO 6983 (código G) por ser un código que tiene demasiado tiempo y sus actualizaciones han sido muy pocas, lo cual da sentido a investigar y conocer a profundidad los beneficios que podría traer el STEP-NC; sabiendo que según proyectos anteriormente indagados este nuevo código proporciona un modelo de datos jerárquico para los CNC con una interfaz y estructuración de datos detallada, que 37

incorpora la programación de operaciones donde hay una variedad de información como: las característica del mecanizado, tolerancias, tipos de herramientas utilizadas, geometría de las operaciones a realizar y el plan trabajo.

5.8 DISEÑO Y POS-PROCESAMIENTO

Ahora que se tenía conocimiento del nuevo código de programación se realizó una indagación para conocer y estudiar el software que proporcione una herramienta CAD/CAM en el cual se realizó el diseño y pos-procesamiento del logo seleccionado y, de esta manera proceder a desarrollar un análisis detallado entre los dos diferentes códigos. La empresa STEP TOOLs, inc, principal corporación de desarrollo de la norma ISO 10303-parte 21 (STEP-NC) ofrece un software para el desarrollo de las piezas en este tipo de lenguaje. El ST Developer 16 es su última versión disponible para el público con un costo de 3500 dólares, para la realización de esta investigación se utilizó un software que realizo el Prof. João Carlos Espíndola Ferreira de la Universidad federal de santa Catarina, Departamento de ingeniería mecánica, Brasil, cuando este realizo una investigación sobre el código STEP-NC, cabe señalar que subió el programa a una página web administrada por él y libre al público para la utilización.

Inicialmente se conocieron todos los comandos y una estructura adecuada para el manejo del modelo de datos de STEP-NC sabiendo que tiene una visión orientada a objetos de la programación en lo que se refiere a las features de mecanizado, en lugar de un código directo de secuencias de movimientos de ejes y funciones de la herramienta como lo define el código G en la norma ISO 6983. Los objetos en este caso son features de mecanizado y sus datos de proceso están asociados bloque a bloque. Para el desarrollo de la programación de la pieza en este software se sigue un workinplan.

En definitiva el diagrama 3 obedece a la secuencia de la estructura del modelo STEP-NC la cual está conformada en su inicio por un workpiece seguido por las características de fresado correspondientes a las geometrías concluyendo con las operaciones donde se evidencia las especificaciones de las herramientas, la selección de trayectorias y estrategias inteligentes de mecanizado en el software que ofrece la estructuración de datos del STEP-NC.

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Diagrama 3. Modelo STEP-NC

[3]

Como se determinó previamente las features principales del mecanizado encontrando la mejor estrategia para que este fuese vaciando según la geometría y tolerancias del material, posteriormente se obtendrá una workpieces descrita por el CAD del software; sin embargo, dependiendo de la tecnología empleada, la planificación de tareas, la secuencia de workingsteps, el número de desbastes, trayectoria, acabados finales, especificaciones de calidad como calidad superficial o features de mecanizado adicionales de realce de la forma, deben ser creadas por el sistema CAM. El software utilizado nos ofrece una extensa lista de herramientas que podemos conocer previamente las cuales tienen programado ya los parámetros tecnológicos tomando criterios que pueden depender de características del diseño, como el material de esta o el material a mecanizar.

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5.9 GENERACION DEL CODIGO STEP-NC

Los recuadros de la ilustración 7 es una descripción del código de programación STEP-NC allí se detalla cada una de las etapas presentes de este lenguaje. En el anexo B se encuentra un resumen del código STEP-NC por motivo de su extensión, este aparece completo en la versión digital.

40

41

Ilustración 7 Workplan (Elaboración propia)

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En el siguiente diagrama de flujo se encuentra la estructura que indica las características funcionales, geométricas y de operaciones que puedan adquirir la pieza y las herramientas.

Diagrama 4. Modelo STEP-NC del prototipo (Elaboración propia)

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6. ANÁLISIS LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

6.1 ENCABEZADO CÓDIGO G Y STEP-NC El principio de la estructuración del código G muestra los detalles de un proyecto como fecha, nombre y material en que se va a mecanizar la debida pieza. Además nos da a conocer cada una de las herramientas que utilizara durante este mismo con sus respectivos diámetros.

% O0001(CODIGO G) (DATE=DD-MM-YY - 22-01-16 TIME=HH:MM - 15:40) (MCX FILE - F:\PROYECTO DE GRADO\PROYECTO.MCX-7) (NC FILE - F:\PROYECTO DE GRADO\CODIGO G.NC) (MATERIAL - ALUMINUM MM - 2024) ( T12 | PLANEADOR Ø63MM | H12 ) ( T2 | FRESA Ø20MM | H2 ) ( T7 | ESCARIADOR Ø3MM | H7 ) ( T9 | BROCA Ø8.5MM | H9 )

En contraste al código G, el STEP-NC muestra en su encabezado un formato de lenguaje estructurado el cual está compuesto de detalles similares a la norma ISO 6983.

ISO-10303-21; HEADER; /*GRIMA*/ FILE_DESCRIPTION( /* description */ ('Description'), /* implementation_level */ '2;1'); FILE_NAME( /* name */ ' ', /* time_stamp */ '2015-11-06T11:44:26', /* author */ ('donovan'), /* organization */ ('Ingenieria mecanica'), /* preprocessor_version */ 'ST-GENERATOR 5.3', /* originating_system */ ' ',

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/* authorization */ ' '); FILE_SCHEMA(('COMBINED_SCHEMA')); ENDSEC; DATA;

6.2 CÓDIGOS PREPARATORIOS

Este apartado da el reconocimiento de los códigos preparatorios del CNC tales como el sistema de medición, selección del plano XY, cancelación de compensaciones, los cuales son seleccionados por el software CAM.

N10 G21 N20 G0 G17 G40 G49 G80 G90

Esta sección del Step-NC indica el reconocimiento que la maquina ejecuta, dicha estrategia es generada por este código llamado inteligente; mientras que en el código G es el operario quien debe realizar esta operación. También indica el material, dimensiones y dureza con el que se va a trabajar.

#1=PROJECT('yamaha',#4585,(#2),$,$,$); #2=WORKPIECE('workpiece',#7,50.0,$,$,#9,()); #3=AXIS2_PLACEMENT_3D('workpiece placement',#4,#5,#6); #4=CARTESIAN_POINT('',(0.0,0.0,0.0)); #5=DIRECTION('',(0.0,0.0,1.0)); #6=DIRECTION('',(1.0,0.0,0.0)); #7=MATERIAL('ALUMINUM ',(#8)); #8=NUMERIC_PARAMETE('Hardness',20'HB'); #9=BLOCK('piece',#3,170.0,170.0,38.0); #10=(NAMED_UNIT(*)PLANE_ANGLE_UNIT()SI_UNIT($,.RADIAN.));

6.3 SELECCIÓN DE LA HERRAMIENTA

Esta parte del código G ilustra el momento en que llama la herramienta con la cual se va a elaborar la operación seleccionada en el CAM, esto debido a la selección

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previa que hizo el diseñador. Igualmente muestra los parámetros tecnológicos calculados por esta persona, teniendo en cuenta que lo anterior se realizara para cada herramienta.

N30 T12 M6 N40 G0 G90 G54 X-69.3 Y163.998 S1100 M3 N50 G43 H12 Z22. M8

Al realizar la identificación de esta estructura de bloques se logra observar que a diferencia del código G los parámetros tecnológicos son definidos según la herramienta. La diferencia entre los dos lenguajes es quien los define, puesto que acá son calculados por el mismo lenguaje de programación y siguen una trazabilidad tecnológica que se identifica para la maquina como WORKINGSTEP.

#26=MILLING_CUTTING_TOOL('SF20',#27,(#29),$,$,$); #27=FACEMILL(#28,4,.LEFT.,$,60.0); #28=MILLING_TOOL_DIMENSION(20.0,0.0,0.0,40.0,0.0,0.0,0.0); #29=CUTTING_COMPONENT(70.0,#30,$,$,$); #30=MATERIAL('P','CARBIDE',()); #31=MILLING_TECHNOLOGY(0.073,.TCP.,145.0,2307.7466748324823,$,.F.,.F.,. F.,$); #32=MILLING_MACHINE_FUNCTIONS(.T.,$,$,.T.,$,(),.T.,$,$,());

6.4 TRAYECTORIAS

En el siguiente número de bloques reconoce cada una de las trayectorias y estrategias de mecanizado que se realizaron durante el procedimiento CAM, siendo introducidas y analizadas por diseñador del prototipo. Queda evidente que no es muy fácil reconocer las posibles geometrías que existen en el interior de la pieza.

N60 Z10. N70 G1 Z-.5 F300. N80 X233.3 F500. N90 G0 Z15. N100 X-69.3 Y122.999 N110 Z10.

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N120 G1 Z-.5 F300. N130 X233.3 F500. N140 G0 Z15. N150 X-69.3 Y82. N160 Z10.

En el siguiente recuadro se puede deducir la descripción de una de las geometrías impuestas en la pieza, una gran diferencia respecto al código G, pues cualquier persona conocedora de CNC lograra deducir que trayectoria se está ejecutando en tiempo real. Asimismo las coordenadas que genera este tipo de código son las estrategias de mecanizado más eficientes.

#52=RECTANGULAR_CLOSED_PROFILE(#53,#59,#57); #53=AXIS2_PLACEMENT_3D('Closed pocket placement',#54,#55,#56); #54=CARTESIAN_POINT('',(85.0,86.0,38.0)); #55=DIRECTION('',(0.0,0.0,1.0)); #56=DIRECTION('',(1.0,0.0,0.0)); #57=TOLERANCED_LENGTH_MEASURE(160.0,#58); #58=PLUS_MINUS_VALUE(0.05,0.05,4); #59=TOLERANCED_LENGTH_MEASURE(160.0,#60); #60=PLUS_MINUS_VALUE(0.05,0.05,4); #61=MACHINING_WORKINGSTEP('Pocket_RGH',#15,#39,#25,$); #62=BOTTOM_AND_SIDE_ROUGH_MILLING($,$,'Bottom And Side Milling',5.0,#70,#63, #68,#69,$,#71,#72,#75,2.0,15.0,0.0,0.0); #63=MILLING_CUTTING_TOOL('SF20',#64,(#66),$,$,$);

Rough

6.5 FINALIZACIÓN

Contiene todos los códigos G y M que desactivan todas las opciones que fueron activadas en la fase de inicio. Funciones como el refrigerante y la velocidad del husillo deberán ser desactivadas antes de remover la pieza de la máquina. (En el anexo 10.1 se encuentra el resumen del código G.)

N7420 G1 X73. N7430 G2 X71. Y37. I0. J2. N7440 G1 Y61.215

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N7450 G0 Z50. N7460 M9 N7470 M5 N7480 G91 G28 Z0. N7490 G28 X0. Y0. N7500 M30 %

Finalmente el código estructurado termina sus funciones con comandos como el workplan_setup que nos indicaría que el plan de trabajo para este código está terminado y disponible para ejecutar. (En el anexo 10.2 se encuentra el)

#4578=PLUNGE_TOOLAXIS(#4529); #4579=PLUNGE_TOOLAXIS(#4531); #4580=DIRECTION('approach strategy direction',(0.0,0.0,1.0)); #4581=DIRECTION('retract strategy direction',(0.0,0.0,-1.0)); #4582=CONTOUR_PARALLEL(4.0,.T.,.CCW.,.CONVENTIONAL.); #4583=MACHINING_WORKINGSTEP('Pocket_RGH',#182,#396,#679,$); #4584=WORKPLAN('workplan setup XY',(#2345,#2346),$,#176,$); #4585=WORKPLAN('Main workplan',(#77),$,$,$); ENDSEC; END-ISO-10303-21

En general, el código Step-NC contiene una estructura muy bien formada que almacena información de la fabricación de cada uno de los elementos que se diseñen, siendo un lenguaje de programación que es capaz de ser interpretado globalmente; se está dando un gran paso pues la facilidad de interpretar y de almacenar datos sin tener que modificar es una ventaja para el mundo de la industrial CNC. La interacción entre la máquina de mecanizado y el software que contiene este código inteligente ayudara a tener muchos más control y minimizar en un máximo los errores que puedan llegase a existir. Al analizar el código G queda evidente que no facilita el mecanizado si antes no se ha programado, por el contrario el STEP-NC es un lenguaje de estructuración de datos con funciones de NC que siempre buscan la mejor estrategia de mecanizado, de igual forma está conectado directamente al CNC y se mantendrá una comprobación en tiempo real evitando fallas.

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7. CONCLUSIONES

Se puede concluir el gran avance del STEP-NC frente al código G debido a la estructura simplificada que tiene el STEP-NC. Ejemplo de esto es la visibilidad que tiene éste para poder determinar el tipo de geometrías y estrategias que se están llevando a cabo en el proceso de mecanizado, por ende es indispensable realizar un estudio profundo y concreto acerca de sus avances tecnológicos.

Durante la elaboración de la investigación se observó lo factible que es la composición del código STEP-NC al estar compuesto por una trazabilidad que permite seguir el proceso de evolución en cada uno de sus pasos; por el contrario el código G es más complejo respecto a su trazabilidad, pues a este no se le podrá notar fácilmente el error, sabiendo que los dos lenguajes de programación siguen una descripción elaborada por codificaciones de funciones NC.

Es imprescindible estructurar un tipo de software en el que se pueda generar el código STEP-NC y, de la misma forma pueda convertir los códigos G de piezas previamente elaboradas al código estructurado de datos STEP-NC de esta manera se lograría facilitar el aprendizaje y minimizar los costos de la traducción de estos códigos en la industria.

Por último queda evidente que el modelo del código STEP-NC fue diseñado para realizar una descripción paso a paso, por medio del paso de trabajo (workingstep) donde se especifica las características (features) como geometrías, tolerancias y estrategias de mecanizado garantizando la exactitud que hay en la simulación y fabricación.

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BIBLIOGRAFÍA [1] Base de datos SCIENCE DIRECT, Articulo (“Monitoreo de procesos estándar, programación y trazabilidad en CAM/CAD”,2006). [2] Base de datos SCIENCE DIRECT, Articulo (“Control de procesos de fabricación,” 2007,). [3] Base de datos SCIENCE DIRECT, Articulo (“La reencarnación del G-código basado en programas de piezas en STEP-NC para aplicaciones de torneado”, 2006). [4] Base de datos SCIENCE DIRECT, Articulo (“STEP-NC planificación de procesos”, 2006,). [5] Base de datos SCIENCE DIRECT, Articulo (“STEP-NC solución completa”, 2005). [6] ISO 14649-1 (2003). Los sistemas de automatización industrial e integración Control físico dispositivo - Modelo de datos para los controladores numéricos computarizados - Parte 1: Descripción y principios fundamentales. [7]http://wiki.ead.pucv.cl/index.php/Introducci%C3%B3n_al_control_num%C3%A9r ico_computarizado_(CNC) [8] FELIPE DÍAZ DEL CASTILLO RODRÍGUEZ, Programación automática de máquinas CNC, http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/mat_mec/m4/ master_cam.pdf [9] Página principal Universidad Distrital Francisco José de Caldas/Dependencias/Laboratorios de mecánica/CNC. [10] ISO 14649-12 (2005). Los sistemas de automatización industrial e integración - Control físico dispositivo - Modelo de datos para los controladores numéricos computarizados - Parte 11: Los datos de proceso para convertir. [11]https://www.google.com.co/webhp?sourceid=chromeinstant&ion=1&espv=2&ie =UTF-8#q=%5B21%5D+Xu%2C+X.W.+(2006).+Realization+of+STEPNC+enabled+machining.+Robotics+and+ComputerIntegrated+Manufacturing%2C +22+(2)%2C+144-153. [12]Simchi-Levi, D. Kaminsky, P., Simchi-Levi, E. (2003), Designing and management the supply chain, McGraw-Hill Irwin, New York, NY. [13]http://www.elsevier.es/es-revista-revista-iberoamericana-automatica-einformatica331-articulo-extension-del-estandar-iso-10303-90072. [14] http://www.mmsonline.com/articles/plugging-into-step-nc [15]https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:10303:-21:ed-2:v1:en [16] http://www.grima.ufsc.br/stepnc_project/index.php [17] http://www.metalplasticsas.com/PlasticosIngenieriaEmpackNylon.html [18] http://www.capalex.co.uk/spanish/2024_alloy_sp.html

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ANEXOS

A. RESUMEN DEL CÓDIGO G % O0001(PLANEADO 1) (DATE=DD-MM-YY - 21-01-16 TIME=HH:MM 15:50) (MCX FILE F:\PROYECTO DE GRADO\PROYECT O.MCX-7) (NC FILE C:\USERS\JUANCA RLOS\DOCUMENT S\MY MCAMX7\MILL\NC\ PLANEADO 1.NC) (MATERIAL ALUMINUM MM 2024) ( T12 | PLANEADOR Ø63MM|H12 ) ( T2 | FRESA Ø20MM | H2 ) ( T7 | ESCARIADOR Ø3MM | H7 ) ( T9 | BROCA Ø8.5MM | H9 ) N10 G21 N20 G0 G17 G40 G49 G80 G9N30 T12 M6 N40 G0 G90 G54 X69.3 Y163.998 S1100 M3 N50 G43 H12 Z22. M8 N60 Z10. N70 G1 Z-.5 F300. N80 X233.3 F500. N90 G0 Z15. N100 X-69.3 Y122.999 N110 Z10. N120 G1 Z-.5 F300. N130 X233.3 F500. N140 G0 Z15.

N150 X-69.3 Y82. N160 Z10. N170 G1 Z-.5 F300. N180 X233.3 F500. N190 G0 Z15. N200 X-69.3 Y41.001 N210 Z10. N220 G1 Z-.5 F300. N230 X233.3 F500. N240 Y.002 N250 X-69.3 N260 G0 Z15. N270 Y163.998 N280 Z10. N290 G1 Z-.7 F300. N300 X233.3 F500. N310 G0 Z15. N320 X-69.3 Y122.999 N330 Z10. N340 G1 Z-.7 F300. N350 X233.3 F500. N360 G0 Z15. N370 X-69.3 Y82. N380 Z10. N390 G1 Z-.7 F300. N400 X233.3 F500. N410 G0 Z15. N420 X-69.3 Y41.001 N430 Z10. N440 G1 Z-.7 F300. N450 X233.3 F500. N460 Y.002 N470 X-69.3 N480 G0 Z22. N490 M9 N500 M5 N510 G91 G28 Z0. N520 M01 N530 T2 M6 N540 G0 G90 G54 X95.312 Y22.778 S2100 M3 N550 G43 H2 Z50. M8 N560 Z10.

N570 G1 Z-1.95 F150. N580 G3 X114.269 Y30.588 I-13.312 J59.222 F160. N590 X116.685 Y35.142 I-3.083 J4.554 N600 X111.186 Y40.641 I-5.499 J0. N610 G1 X110.567 Y40.606 N620 X109.955 Y40.502 N630 X109.36 Y40.329 N640 X108.787 Y40.091 N650 X108.245 Y39.789 N660 X107.741 Y39.429 N670 X107.28 Y39.013 N680 X106.869 Y38.549 N690 X106.513 Y38.041 N700 X106.216 Y37.497 N710 X105.983 Y36.922 N720 X105.815 Y36.325 N730 X105.716 Y35.713 N740 G2 X95.312 Y22.778 I-15.217 J1.588 N750 G3 X103.067 Y28.577 I-4.814 J14.523 N760 G1 X110.556 Y34.177 N770 G3 X111.499 Y34.753 I-28.556 J47.823

51

N780 X111.685 Y35.142 I-.313 J.389 N790 X111.186 Y35.641 I-.499 J0. N800 G1 X111.042 Y35.62 N810 X110.91 Y35.558 N820 X110.801 Y35.46 N830 X110.726 Y35.335 N840 X110.689 Y35.194 N850 G2 X110.556 Y34.177 I-20.19 J2.107 N860 G0 Z25. N870 X49.132 Y30.969 N880 Z10. N890 G1 Z-1.95 F150. N900 G3 X68.894 Y22.732 I32.868 J51.031 F160. N910 G2 X58.437 Y35.713 I4.763 J14.539 N920 G3 X52.866 Y40.742 I-5.571 J.571 N930 X47.266 Y35.142 I0. J-5.6 N940 X49.132 Y30.969 I5.6 J0. N950 G1 X52.34 Y34.854 N960 G3 X53.61 Y34.078 I29.66 J47.146 N970 G2 X53.463 Y35.203 I20.047 J3.193 N980 G3 X52.866 Y35.742 I-.597 J.061

N990 X52.266 Y35.142 I0. J-.6 N1000 X52.34 Y34.854 I.6 J0. N1010 G0 Z25. N1020 X114.433 Y30.337 N1030 Z10. N1040 G1 Z-1.95 F150. N1050 G2 X82. Y21. I-32.433 J51.663 F160. N1060 X48.95 Y30.729 I0. J61. N1070 X46.966 Y35.142 I3.916 J4.413 N1080 X52.866 Y41.042 I5.9 J0. N1090 X58.735 Y35.743 I0. J-5.9 N1100 G3 X70.907 Y22.526 I14.922 J1.528 N1110 X82. Y21.5 I11.093 J59.474 N1120 X93.299 Y22.565 I0. J60.5 N1130 X105.417 Y35.744 I-2.801 J14.736 N1140 G2 X111.186 Y40.942 I5.769 J.602 N1150 X116.986 Y35.142 I0. J-5.8 N1160 X114.433 Y30.337 I-5.8 J0. N1170 G1 Z-3.2 F150. N1180 G2 X82. Y21. I-32.433 J51.663 F160. N1190 X48.95 Y30.729 I0. J61. N1200 X46.966 Y35.142 I3.916 J4.413 N1210 X52.866 Y41.042 I5.9 J0. N1220 X58.735 Y35.743 I0. J-5.9 N1230 G3 X70.907 Y22.526 I14.922 J1.528

N1240 X82. Y21.5 I11.093 J59.474 N1250 X93.299 Y22.565 I0. J60.5 N1260 X105.417 Y35.744 I-2.801 J14.736 N1270 G2 X111.186 Y40.942 I5.769 J.602 N1280 X116.986 Y35.142 I0. J-5.8 N1290 X114.433 Y30.337 I-5.8 J0. N1300 G0 Z25. N1310 X95.312 Y22.778 N1320 Z10. N1330 G1 Z-3.2 F150. N1340 G3 X114.269 Y30.588 I-13.312 J59.222 F160. N1350 X116.685 Y35.142 I-3.083 J4.554 N1360 X111.186 Y40.641 I-5.499 J0. N1370 G1 X110.567 Y40.606 N1380 X109.955 Y40.502 N1390 X109.36 Y40.329 N1400 X108.787 Y40.091 N1410 X108.245 Y39.789 N1420 X107.741 Y39.429 N1430 X107.28 Y39.013 N1440 X106.869 Y38.549 N1450 X106.513 Y38.041 N1460 X106.216 Y37.497 N1470 X105.983 Y36.922 N1480 X105.815 Y36.325 N1490 X105.716 Y35.713 N1500 G2 X95.312 Y22.778 I-15.217 J1.588

N1510 G3 X103.067 Y28.577 I-4.814 J14.523 N1520 G1 X110.556 Y34.177 N1530 G3 X111.499 Y34.753 I-28.556 J47.823 N1540 X111.685 Y35.142 I-.313 J.389 N1550 X111.186 Y35.641 I-.499 J0. N1560 G1 X111.042 Y35.62 N1570 X110.91 Y35.558 N1580 X110.801 Y35.46 N1590 X110.726 Y35.335 N1600 X110.689 Y35.194 N1610 G2 X110.556 Y34.177 I-20.19 J2.107 N1620 G0 Z25. N1630 X49.132 Y30.969 N1640 Z10. N1650 G1 Z-3.2 F150. N1660 G3 X68.894 Y22.732 I32.868 J51.031 F160. N1670 G2 X58.437 Y35.713 I4.763 J14.539 N1680 G3 X52.866 Y40.742 I-5.571 J.571 N1690 X47.266 Y35.142 I0. J-5.6 N1700 X49.132 Y30.969 I5.6 J0. N1710 G1 X52.34 Y34.854 N1720 G3 X53.61 Y34.078 I29.66 J47.146 N1730 G2 X53.463 Y35.203 I20.047 J3.193 N1740 G3 X52.866 Y35.742 I-.597 J.061

52

N1750 X52.266 Y35.142 I0. J-.6 N1760 X52.34 Y34.854 I.6 J0. N1770 G0 Z25. N1780 X49.132 Y30.969 N1790 Z10. N1800 G1 Z-4.45 F150. N1810 G3 X68.894 Y22.732 I32.868 J51.031 F160. N1820 G2 X58.437 Y35.713 I4.763 J14.539 N1830 G3 X52.866 Y40.742 I-5.571 J.571 N1840 X47.266 Y35.142 I0. J-5.6 N1850 X49.132 Y30.969 I5.6 J0. N1860 G1 X52.34 Y34.854 N1870 G3 X53.61 Y34.078 I29.66 J47.146 N1880 G2 X53.463 Y35.203 I20.047 J3.193 N1890 G3 X52.866 Y35.742 I-.597 J.061 N1900 X52.266 Y35.142 I0. J-.6 N1910 X52.34 Y34.854 I.6 J0. N1920 G0 Z25. N1930 X95.312 Y22.778 N1940 Z10. N1950 G1 Z-4.45 F150. N1960 G3 X114.269 Y30.588 I-13.312 J59.222 F160. N1970 X116.685 Y35.142 I-3.083 J4.554 N1980 X111.186 Y40.641 I-5.499 J0. N1990 G1 X110.567 Y40.606 N2000 X109.955 Y40.502

N2010 X109.36 Y40.329 N2020 X108.787 Y40.091 N2030 X108.245 Y39.789 N2040 X107.741 Y39.429 N2050 X107.28 Y39.013 N2060 X106.869 Y38.549 N2070 X106.513 Y38.041 N2080 X106.216 Y37.497 N2090 X105.983 Y36.922 N2100 X105.815 Y36.325 N2110 X105.716 Y35.713 N2120 G2 X95.312 Y22.778 I-15.217 J1.588 N2130 G3 X103.067 Y28.577 I-4.814 J14.523 N2140 G1 X110.556 Y34.177 N2150 G3 X111.499 Y34.753 I-28.556 J47.823 N2160 X111.685 Y35.142 I-.313 J.389 N2170 X111.186 Y35.641 I-.499 J0. N2180 G1 X111.042 Y35.62 N2190 X110.91 Y35.558 N2200 X110.801 Y35.46 N2210 X110.726 Y35.335 N2220 X110.689 Y35.194 N2230 G2 X110.556 Y34.177 I-20.19 J2.107 N2240 G0 Z25. N2250 X114.433 Y30.337 N2260 Z10. N2270 G1 Z-4.45 F150.

N2280 G2 X82. Y21. I-32.433 J51.663 F160. N2290 X48.95 Y30.729 I0. J61. N2300 X46.966 Y35.142 I3.916 J4.413 N2310 X52.866 Y41.042 I5.9 J0. N2320 X58.735 Y35.743 I0. J-5.9 N2330 G3 X70.907 Y22.526 I14.922 J1.528 N2340 X82. Y21.5 I11.093 J59.474 N2350 X93.299 Y22.565 I0. J60.5 N2360 X105.417 Y35.744 I-2.801 J14.736 N2370 G2 X111.186 Y40.942 I5.769 J.602 N2380 X116.986 Y35.142 I0. J-5.8 N2390 X114.433 Y30.337 I-5.8 J0. N2400 G1 Z-5.7 F150. N2410 G2 X82. Y21. I-32.433 J51.663 F160. N2420 X48.95 Y30.729 I0. J61. N2430 X46.966 Y35.142 I3.916 J4.413 N2440 X52.866 Y41.042 I5.9 J0. N2450 X58.735 Y35.743 I0. J-5.9 N2460 G3 X70.907 Y22.526 I14.922 J1.528 N2470 X82. Y21.5 I11.093 J59.474 N2480 X93.299 Y22.565 I0. J60.5 N2490 X105.417 Y35.744 I-2.801 J14.736 N2500 G2 X111.186 Y40.942 I5.769 J.602

N2510 X116.986 Y35.142 I0. J-5.8 N2520 X114.433 Y30.337 I-5.8 J0. N2530 G0 Z25. N2540 X95.312 Y22.778 N2550 Z10. N2560 G1 Z-5.7 F150. N2570 G3 X114.269 Y30.588 I-13.312 J59.222 F160. N2580 X116.685 Y35.142 I-3.083 J4.554 N2590 X111.186 Y40.641 I-5.499 J0. N2600 G1 X110.567 Y40.606 N2610 X109.955 Y40.502 N2620 X109.36 Y40.329 N2630 X108.787 Y40.091 N2640 X108.245 Y39.789 N2650 X107.741 Y39.429 N2660 X107.28 Y39.013 N2670 X106.869 Y38.549 N2680 X106.513 Y38.041 N2690 X106.216 Y37.497 N2700 X105.983 Y36.922 N2710 X105.815 Y36.325 N2720 X105.716 Y35.713 N2730 G2 X95.312 Y22.778 I-15.217 J1.588 N2740 G3 X103.067 Y28.577 I-4.814 J14.523 N2750 G1 X110.556 Y34.177 N2760 G3 X111.499 Y34.753 I-28.556 J47.823

53

N2770 X111.685 Y35.142 I-.313 J.389 N2780 X111.186 Y35.641 I-.499 J0. N2790 G1 X111.042 Y35.62 N2800 X110.91 Y35.558 N2810 X110.801 Y35.46 N2820 X110.726 Y35.335 N2830 X110.689 Y35.194 N2840 G2 X110.556 Y34.177 I-20.19 J2.107 N2850 G0 Z25. N2860 X49.132 Y30.969 N2870 Z10. N2880 G1 Z-5.7 F150. N2890 G3 X68.894 Y22.732 I32.868 J51.031 F160. N2900 G2 X58.437 Y35.713 I4.763 J14.539 N2910 G3 X52.866 Y40.742 I-5.571 J.571 N2920 X47.266 Y35.142 I0. J-5.6 N6190 X69.5 Y62.081 I0. J-1. N6200 G1 X66.795 Y60.52 N6210 G2 X62.405 Y59.14 I-4.39 J6.292 N6220 X59.476 Y59.72 I0. J7.672 N6230 G3 X57.592 Y59.994 I-1.884 J6.33 N6240 G1 X56.937 Y59.962 N6250 X56.289 Y59.865 N6260 X55.654 Y59.704 N6270 X55.038 Y59.48 N6280 X54.446 Y59.197

N6290 X53.886 Y58.857 N6300 X53.363 Y58.463 N6310 X52.881 Y58.018 N6320 X52.445 Y57.529 N6330 X52.06 Y56.998 N6340 X51.73 Y56.432 N6350 X51.457 Y55.836 N6360 X51.245 Y55.216 N6370 X51.095 Y54.578 N6380 G2 X49.623 Y53. I-1.967 J.36 N6390 G1 X24.472 Y46.562 N6400 G2 X23.976 Y46.5 I-.496 J1.938 N6410 X21.976 Y48.5 I0. J2. N6420 X22.559 Y49.911 I2. J0. N6430 G1 X40.832 Y68.262 N6440 G2 X42.249 Y68.851 I1.417 J1.411 N6450 X42.836 Y68.762 I0. J-2. N6460 G3 X44.846 Y68.46 I2.01 J6.544 N6470 X51.434 Y73.447 I0. J6.846 N6480 G2 X55.286 Y79.307 I7.662 J.841 N6490 G1 X58.504 Y81.136 N6500 G3 X59. Y82. I-.504 J.864 N6510 X58.5 Y82.866 I-1. J0. N6520 G1 X37.529 Y94.974 N6530 G2 X36.529 Y96.706 I1. J1.732 N6540 X36.797 Y97.706 I2. J0.

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54

N7050 X124.703 Y102.036 I0. J-2. N7060 G1 X127.203 Y97.706 N7070 G2 X127.471 Y96.706 I-1.732 J-1. N7080 X126.471 Y94.974 I-2. J0. N7090 G1 X105.5 Y82.866 N7100 G3 X105. Y82. I.5 J-.866 N7110 X105.5 Y81.134 I1. J0. N7120 G1 X108.285 Y79.526 N7130 X109.914 Y78.586 N7140 G2 X112.7 Y73.563 I-4.515 J5.789 N7150 G3 X119.223 Y68.449 I6.523 J1.603 N7160 X121.156 Y68.733 I0. J6.717 N7170 G2 X121.732 Y68.818 I.576 J1.915 N7180 X123.147 Y68.231 I0. J-2. N7190 G1 X141.439 Y49.913 N7300 X94.5 Y62.081 N7310 G3 X94. Y62.215 I-.5 J-.866 N7320 X93. Y61.215 I0. J-1. N7330 G1 Y37. N7340 G2 X91. Y35. I-2. J0. N7420 G1 X73. N7430 G2 X71. Y37. I0. J2. N7440 G1 Y61.215 N7450 G0 Z50. N7460 M9 N7470 M5 N7480 G91 G28 Z0. N7490 G28 X0. Y0. N7500 M30 %

B. RESUMEN STEP-NC. ISO-10303-21; HEADER; /*GRIMA*/ FILE_DESCRIPTION( /* description */ ('Description'), /* implementation_level */ '2;1'); FILE_NAME( /* name */ ' ', /* time_stamp */ '2015-11-06T11:44:26', /* author */ ('donovan'), /* organization */ ('Ingenieria mecanica'), /* preprocessor_version */ 'ST-GENERATOR 5.3', /* originating_system */ ' ', /* authorization */ ' '); FILE_SCHEMA(('COMBINED_SCHEMA')); ENDSEC; DATA; #1=PROJECT('yamaha',#4585,(#2),$,$,$); #2=WORKPIECE('workpiece',#7,50.0,$,$,#9,()); #3=AXIS2_PLACEMENT_3D('workpiece placement',#4,#5,#6); #4=CARTESIAN_POINT('',(0.0,0.0,0.0)); #5=DIRECTION('',(0.0,0.0,1.0)); #6=DIRECTION('',(1.0,0.0,0.0)); #7=MATERIAL('ALUMINUM ',(#8)); #8=NUMERIC_PARAMETER('Hardness',20,'HB'); #9=BLOCK('piece',#3,170.0,170.0,38.0); #10=(NAMED_UNIT(*)PLANE_ANGLE_UNIT()SI_UNIT($,.RADIAN.)); #11=DIMENSIONAL_EXPONENTS(0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0); #12=PLANE_ANGLE_MEASURE_WITH_UNIT(PLANE_ANGLE_MEASURE(0.017453292500000),#10); #16=(CONVERSION_BASED_UNIT('DEGREE',#12)NAMED_UNIT(#11)PLANE_ANGLE_UNIT()); #20=(NAMED_UNIT(*)SI_UNIT($,.STERADIAN.)SOLID_ANGLE_UNIT()); #24=(LENGTH_UNIT()NAMED_UNIT(*)SI_UNIT(.MILLI.,.METRE.)); #26=UNCERTAINTY_MEASURE_WITH_UNIT(LENGTH_MEASURE(0.001000000000000),#24,'DISTANCE_ ACCURACY_VALUE',''); #28=(GEOMETRIC_REPRESENTATION_CONTEXT(3)GLOBAL_UNCERTAINTY_ASSIGNED_CONTEXT((# 26))GLOBAL_UNIT_ASSIGNED_CONTEXT((#16,#20,#24))REPRESENTATION_CONTEXT('','3D')); #29=APPLICATION_CONTEXT('automotive design'); #30=APPLICATION_PROTOCOL_DEFINITION('Draft International Standard','automotive_design',1998,#29); #31=PRODUCT_CONTEXT('None',#29,'mechanical'); #32=PRODUCT('None','None','None',(#31)); #33=PRODUCT_RELATED_PRODUCT_CATEGORY('part','description',(#32)); #34=PRODUCT_DEFINITION_FORMATION('None','None',#32); #35=PRODUCT_DEFINITION_CONTEXT('part definition',#29,'design'); #36=PRODUCT_DEFINITION('None','None',#34,#35); #37=PRODUCT_DEFINITION_SHAPE('None','None',#36); #38=SHAPE_REPRESENTATION('',(),#28); #39=SHAPE_DEFINITION_REPRESENTATION(#37,#38); #40=CARTESIAN_POINT('',(-0.973851003943324,100.339600305372200,0.0)); #41=DIRECTION('',(1.0,-1.901314E-009,0.0)); #42=VECTOR('',#41,0.009836081965838); #43=LINE('',#40,#42); #44=CARTESIAN_POINT('',(-0.964014921977486,100.339600305353500,0.0)); #45=TRIMMED_CURVE('',#43,(PARAMETER_VALUE(0.0),#40),(PARAMETER_VALUE(1.0),#44),.T.,.PARA METER.);

55

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56

#96=CARTESIAN_POINT('',(3.031066894531202,-19.660399533389661,0.0)); #97=DIRECTION('',(1.0,0.0,0.0)); #98=VECTOR('',#97,5.0); #99=LINE('',#96,#98); #100=CARTESIAN_POINT('',(8.031066894531202,-19.660399533389661,0.0)); #101=TRIMMED_CURVE('',#99,(PARAMETER_VALUE(0.0),#96),(PARAMETER_VALUE(1.0),#100),.T.,.PAR AMETER.); #102=CARTESIAN_POINT('',(-4.968933105468798,-19.660399533389661,0.0)); #103=DIRECTION('',(-1.0,0.0,0.0)); #104=VECTOR('',#103,5.0); #105=LINE('',#102,#104); #106=CARTESIAN_POINT('',(-9.968933105468798,-19.660399533389661,0.0)); #107=TRIMMED_CURVE('',#105,(PARAMETER_VALUE(0.0),#102),(PARAMETER_VALUE(1.0),#106),.T.,.P ARAMETER.); #108=CARTESIAN_POINT('',(-37.940076275768462,51.303702081748142,0.0)); #109=DIRECTION('',(0.500000000000000,0.866025403784438,0.0)); #110=VECTOR('',#109,4.999999999999998); #111=LINE('',#108,#110); #112=CARTESIAN_POINT('',(-35.440076275768462,55.633829100670333,0.0)); #113=TRIMMED_CURVE('',#111,(PARAMETER_VALUE(0.0),#108),(PARAMETER_VALUE(1.0),#112),.T.,.P ARAMETER.); #114=CARTESIAN_POINT('',(-35.440076275768462,55.633829100670333,0.0)); #115=DIRECTION('',(0.866025403784439,-0.500000000000000,0.0)); #116=VECTOR('',#115,24.215390309173383); #117=LINE('',#114,#116); #118=CARTESIAN_POINT('',(-14.468933105468800,43.526133946083647,0.0)); #119=TRIMMED_CURVE('',#117,(PARAMETER_VALUE(0.0),#114),(PARAMETER_VALUE(1.0),#118),.T.,.P ARAMETER.); #120=CARTESIAN_POINT('',(-4.968933105468748,48.339600466610342,0.0)); #121=DIRECTION('',(0.0,-1.0,0.0)); #122=VECTOR('',#121,1.410096182411174); #123=LINE('',#120,#122); #124=CARTESIAN_POINT('',(-4.968933105468748,46.929504284199169,0.0)); #125=TRIMMED_CURVE('',#123,(PARAMETER_VALUE(0.0),#120),(PARAMETER_VALUE(1.0),#124),.T.,.P ARAMETER.); #126=CARTESIAN_POINT('',(-0.968933105468750,48.592660402407937,0.0)); #127=DIRECTION('',(0.0,0.0,1.0)); #128=DIRECTION('',(1.0,0.0,0.0)); #129=AXIS2_PLACEMENT_3D('',#126,#127,#128);

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C. BIBLIOTECA STEP MODELER Catalogo Fresa  3 mm

58

Catalogo Fresa  20 mm

59

Catalogo Broca  8 mm

60

Catalogo Planeadora  40 mm

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