M04_Revista multimedia para la industria de Moldes y Matrices

FRESADO Los estudios presentados en la lite- ratura ya han demostrado que los algoritmos de cálculo utilizados por el software CAM pueden influir en todo el proceso, divergiendo entre los sistemas: tiempo para calcular la trayectoria, tiempo para postprocesar el programa NC; tamaño de los pro- gramas NC generados; disparidad en los puntos generados; lo que afecta directamente la calidad de la superficie mecanizada, y el tiempo de proceso debido a las fluctuaciones en la velo- cidad de avance [2]. Las máquinas tienen diferentes veloci- dades de procesamiento del programa CNC, ya sea debido a limitaciones mecánicas o de procesamiento, que terminan afectando la velocidad de producción. El cálculo del tiempo de respuesta de la máquina, del inglés Machine Response Time - MRT, se define como el tiempo que lamáquina tarda en procesar y ejecutar el movi- miento de un segmento de línea. Este concepto fue introducido por Coelho et al. (2010) [3] que presenta una meto- dología para el cálculo: Donde Si es el tamaño del segmento, fp es la velocidad de avance observada en el numérico. Se pueden realizar variaciones en la obtención de la velocidad de avance utilizando el tiempo de ejecución del programa y conociendo la distancia total recorrida. 2.2. Rendimiento del control numérico Los controles numéricos más avan- zados permiten trabajar con amplios programas de CNC (2GB), eliminando la programación en bloque y sus inconvenientes. Sin embargo, existen algunos factores que aún influyen en el rendimiento del CNC y, en consecuencia, limitan la velocidad de avance del mecanizado: • Tiempo de procesamiento de blo- que (TPB) : es el tiempo promedio requerido para que el control numé- rico procese una línea de programa y envíe información para la activación de los servomotores. La longitud del segmento recto utilizado para descri- bir una parte de la trayectoria de la herramienta (interpolación lineal de segmentos rectos), junto con el TPB, son factores que limitan el avance de mecanizado. • Clock y Bus: la frecuencia del ‘reloj’ debe estar relacionada con el número de CPU en el sistema y la capacidad del bus. Una CPU de 32 bits tendrá un rendimiento bajo si usa un bus de 16 bits. • Block Buffer: el CNC almacena bloques ya procesados en un área temporal (“pulmón” - Block Buffer). De esta manera, siempre hay un bloque CNC procesado esperando ser ejecutado por el servidor. Los CNC convencionales en general son capaces de almacenar hasta 10 bloques procesados. Para trabajar en altas velocidades de corte - HSC (de lo ingles High Speed Cutting), se requieren más bloques procesados en el Buffer de bloque. Cuando la velocidad de avance pro- gramada para la es mayor que la capacidad del CNC para interpretar y enviar información de movimiento a los servomotores, existen limitaciones en el avance, que pueden causar dos situaciones diferentes, dependiendo de las características del control numérico utilizado: • en controles obsoletos, con limitacio- nes de recursos: cuando la velocidad programada excede la capacidad del CNC, se producen golpes en la máquina durante el proceso de mecanizado, causando discontinui- dades en el movimiento y resultando en un acabado insatisfactorio; • en controles modernos: si ocurre la misma situación, reducirá la velo- cidad de avance hasta que encaje en un valor que pueda administrar [5]. Con esto, permite un acabado superficial adecuado, pero la velo- cidad de avance del proceso se reduce [6]. 2.3. Tiempo de respuesta de una máquina CNC. Al mecanizar formas geométricas com- plejas, el valor de avance pode fluctuar de manera considerable durante el mecanizado. Estas oscilaciones se deben a las limitaciones tecnológicas y dinámicas de la máquina y al equipo de control numérico (CNC). Cada equipo tiene sus características, con grandes diferencias de rendimiento entre las máquinas actuales [4]. Para identificar el rendimiento de una máquina con un CNC determi- nado e identificar las limitaciones de movimiento para mecanizar formas complejas, se utiliza la metodología llamada TRM - Machine Response Time. El método para obtener esta variable se presenta a continuación: • Se desarrolla un programa CNC que contiene movimientos lineales de Figura 1: Esquema de cálculo de trayectoria circular con incrementos lineales, adaptado de Souza et al. (2019)[2]. 32