Cinemática de la máquina
En las máquinas CNC, una definición de máquina incluye información sobre su cinemática, que describe cómo se mueve la máquina CNC física cuando se ejecuta código CN. Es importante comprender la cinemática para garantizar la precisión de las simulaciones y la generación de código CN fiable.
El árbol cinemático
Un árbol cinemático proporciona una vista jerárquica de los componentes de la máquina y sus relaciones. Los elementos específicos y su orden en el árbol cinemático varían según el tipo de máquina CNC.
Elementos que se pueden encontrar en un árbol cinemático:
- Eje lineal: representa un eje de movimiento que se mueve en una línea recta, como los ejes X, Y o Z.
- Eje rotatorio: representa un eje de movimiento que gira alrededor de un punto fijo, como los ejes A, B o C.
- Estático: representa elementos estacionarios de la máquina, como su base o estructura.
- Cabezal: sujeta la herramienta de corte en una máquina de fresado o de fresado y torneado.
- Torreta: sujeta varias herramientas de corte en un torno o una máquina de torneado y fresado, lo que permite realizar cambios rápidos en la herramienta.
- Mesa: mantiene la pieza de trabajo en una máquina de fresado o de fresado y torneado.
- Husillo principal: mantiene y gira la pieza de trabajo durante las operaciones de torneado en un torno o máquina de torneado y fresado.
- Subhusillo: actúa como eje secundario en un torno o máquina de torneado y fresado, lo que permite el mecanizado simultáneo en ambos extremos de la pieza de trabajo.
Tipos de máquinas CNC diferentes
Las máquinas de fresado suelen tener un cabezal y una mesa. El cabezal está equipado con un husillo que sujeta y gira una herramienta de corte utilizada en las operaciones de fresado, y la mesa sostiene la pieza de trabajo.
Los tornos suelen tener una torreta para mantener las herramientas fijas que se utilizan en las operaciones de torneado, y un husillo principal, y posiblemente un subhusillo, para sostener y girar la pieza de trabajo.
Las máquinas de torneado y fresado son tornos, pero que pueden realizar operaciones de fresado. Suelen tener una torreta para mantener las herramientas estacionarias que se utilizan en las operaciones de torneado, y un husillo principal, y posiblemente un subhusillo, para sostener y girar la pieza de trabajo. En las máquinas de torneado y fresado, la torreta puede estar equipada con herramientas activas, lo que le permite sostener una herramienta de corte rotativa utilizada para las operaciones de fresado.
Las máquinas de fresado y torneado son tornos, pero que pueden realizar operaciones de torneado. Al igual que las máquinas de fresado, las máquinas de fresado y torneado suelen tener un cabezal y una mesa. Sin embargo, el cabezal puede contener una herramienta fija que se utiliza para las operaciones de torneado, y la mesa puede girar para sostener y hacer girar la pieza de trabajo.
Ejemplos de jerarquías de árbol cinemático
Para ilustrar el concepto de cinemática de máquina, a continuación se muestran algunos ejemplos de jerarquías de árbol cinemático para diferentes tipos de máquinas CNC:
Máquina de fresado de 3 ejes
En este ejemplo:
- Los ejes X, Y y Z controlan la posición del cabezal de mecanizado que sujeta la herramienta de corte.
- El material está estacionario en la mesa.
Máquina de fresado de cabezal-cabezal de 5 ejes
En este ejemplo:
- Los ejes Z, C y B controlan la posición y la rotación del cabezal de mecanizado que sujeta la herramienta de corte.
- Los ejes Y y X controlan la posición del material en la mesa.
Dado que todas las rotaciones las completa el cabezal de mecanizado, la configuración de la máquina se conoce como cabezal-cabezal.
Máquina de fresado de mesa-mesa de 5 ejes
En este ejemplo:
- Los ejes X, Y y Z controlan la posición del cabezal de mecanizado que sujeta la herramienta de corte.
- Los ejes B y C controlan la rotación del material en la mesa.
Dado que todas las rotaciones se completan en la mesa, la configuración de la máquina se conoce como mesa-mesa.
Máquina de torneado y fresado multieje (torno de doble husillo con herramientas activas)
En este ejemplo:
- Los ejes X y Z controlan la posición de la herramienta a lo largo del material, mientras que la torreta contiene las herramientas para el mecanizado.
- El eje C controla la rotación del material que mantiene el eje principal.
- Los ejes Z2 y C controlan la rotación del subeje, lo que permite realizar operaciones en el extremo opuesto del material.
Detección de colisiones
Puede elegir qué pares de elementos de una máquina se incluyen o excluyen de las comprobaciones de colisiones al simular con un modelo de máquina. La comprobación de colisiones en muchos elementos puede ralentizar el proceso de verificación durante la simulación. Si se excluyen pares de artículos de las comprobaciones, no se notifican las colisiones con esos pares.