Para generar los movimientos de cada eje se usan habitualmente motores eléctricos de
corriente continua controlados mediante señales electrónicas de salida y entrada. Estos actuadores
pueden girar y acelerarse en ambos sentidos.
Los desplazamientos longitudinales de los ejes no deben ser afectados, en la medida de lo
posible, por los esfuerzos y acciones exteriores (por ejemplo las fuerzas de corte). Por esta razón
es esencial que los sistemas de transmisión y guía garanticen la rigidez mecánica.
Adicionalmente la transmisión debe producir movimientos suaves y estables y ser capaz
de reaccionar rápidamente en las aceleraciones y deceleraciones.
La sobrecarga de los motores puede presentarse por:
herramienta inadecuada
restricciones anómalas en el movimiento
fuerzas de inercia excesivas durante el frenado o aceleración.
En las MHCN más simples con prestaciones basadas en la precisión del mecanizado se
utilizan los motores paso a paso como actuadores primarios. Con motores de este tipo, el giro se
subdivide en incrementos fijos que son controlados mediante un número de pulsos dado. Sin
embargo cuando se desean trabajos pesados de mecanizado con pares resistentes elevados
durante el frenado o aceleración, su fiabilidad y prestaciones disminuye. El uso de motores de
este tipo está restringido a pares resistentes bajos.
Medida de los desplazamientos
Las posiciones de los elementos móviles de las MHCN se pueden medir mediante dos
sistemas:
El sistema directo utiliza una escala de medida ubicada en la guía de la mesa de la
máquina. Las imprecisiones en el giro del sinfín o en su acoplamiento no afectan a este método
de medida. Un resolver óptico determina la posición por conteo directo en la rejilla o regleta
graduada y transforma esta información a señales eléctricas para su proceso por la UC.
Fig.08: Sistema directo para la medición de una posición
En el sistema indirecto la posición de la mesa se calcula por la rotación en el sinfín. Un
revolver registra el movimiento de un disco graduado solidario con el sinfín. La UC calcula la
posición del mediante el número de pasos o pulsos generados durante el desplazamiento.
Fig.09: Sistema indirecto para la medición de una posición
Para conocer las posición exacta de cualquier elemento móvil de una MHCN a lo largo de
un eje de desplazamiento se emplean un conjunto de dispositivos electrónicos y unos métodos de
cálculo. Estos elementos constan ,básicamente, de una escala graduada (similar a un escalímetro)
y el resolver capaz de "leer" dicha escala. Atendiendo a al método de lectura y forma de la escala
se distingue entre:
medición de posiciones absolutas.
para la medición de los desplazamientos supone que las posiciones estimadas son
independientes del estado puntual de la máquina o de su control al estar referidas a un
punto invariante conocido como "origen absoluto" o "cero máquina".
medida de posiciones por incrementos
( incremento = desplazamiento pequeño de longitud fija) se emplea para
designar los movimientos relativos a algún punto significativo distinto del
origen absoluto y que, además, puede variar. Durante el movimiento la UC lleva
a cabo un conteo del número de incrementos (divisiones) en las que la nueva
posición difiere de la anterior.
La medición de posiciones absolutas emplea un sistema de escalas codificadas y
ordenadas por múltiplos similares a un escalímetro. Para conocer la posición actual del
desplazamiento se hace siempre referencia al cero máquina (origen absoluto) que es un punto
físico, conocido e invariante de la MHCN.
Es imprescindible que la lectura pueda llevarse a cabo en todo el rango de desplazamiento
del eje en cuestión. A cada posición definida dentro de ese rango la UC le asigna un valor
numérico.
La escala se codifica generalmente en sistema binario.
La medición de posiciones por incrementos emplea una escala con un sistema de división
simple. La rejilla esta dividida en sectores blanco / negro sobre los que pasa el resolver durante el
movimiento. Este cuenta el número de sectores blanco / negro obteniendo el valor del
desplazamiento por diferencia respecto a su posición previa. Para garantizar que la medida se
realiza correctamente, inmediatamente después de inicializarse la UC se debe de medir la
posición inicial respecto al cero máquina. A esta posición de inicio se le conoce como "punto de
referencia". Tan pronto como la máquina a asignado el punto de referencia el resolver comienza a
suministrar posiciones relativas al último punto mediante lectura / conteo de la escala.
El husillo principal
El husillo principal ejecuta:
El movimiento rotativo de la pieza en los tornos.
La rotación de herramienta en las fresadoras y taladradoras.
El husillo puede accionarse por:
motores de corriente alterna de tres fases.
motores corriente continua.
En el primer caso la regulación de la velocidad de giro se lleva a cabo mediante un reductor
de engranajes. Dependiendo del diseño y complejidad de este reductor se consigue un rango más
o menos variado de velocidades de giro.
En la mayor parte de las MHCN el elemento que acciona el cabezal es un motor de
corriente continua . Esto proporciona una variedad casi infinita de velocidades de giro, las cuales
se procesan mediante un tacómetro. Todo ello permite al programador establecer la velocidad de
giro de forma casi arbitraria, dentro del rango y capacidad del motor.
Sistemas de sujeción
Existen diferentes mecanismos para amarrar la pieza en los tornos CN:
Platos universales de dos, tres o cuatro garras autocentrables.
Platos frontales para la colocación de sargentos para agarre de formas irregulares.
Mandriles autocentrables.
Pinzas para la sujeción de piezas cilíndricas pequeñas.
Puntos y contrapuntos con arrastre para piezas esbeltas.
Lunetas escamoteables para apoyo intermedio.
Conos.
En fresado se emplean las siguientes formas de sujeción:
Sargentos y apoyos con formas escalonadas, ajustables en altura o bloques con varias
facetas de contacto, con pernos y resortes de apriete de montaje-desmontaje rápido.
Placas angulares de apoyo.
Palancas de apriete. Mordazas mecánicas autocentrables
Platos o mesas magnéticas.
Mesas y dispositivos modulares de uso universal.
Apoyos de diseño específico o especial.
Los dispositivos de sujeción permiten asegurar la pieza a la mesa de trabajo (fresado) o al
cabezal (torneado)
El número de funciones controlables que están relacionadas con estos sistemas depende
de la forma de alimentación de piezas (manual o automática) y de la complejidad del sistema de
amarre.
En los tornos el plato de garras se puede abrir y cerrar mediante instrucciones
programadas de CN.
También se puede establecer por programa la presión de cierre de las garras. La elección
de la fuerza de apriete depende generalmente de la velocidad de giro del cabezal; velocidades
elevadas demandan las presiones mayores al aumentar la acción de la fuerza centrifuga. Como es
habitual que las MHCN trabajen a velocidades de giro (corte) elevadas y esto podría suponer
presiones que dañasen la pieza, estas incorporan mecanismos de compensación de las fuerzas
centrifugas. El diseño de las mismas se basa de mantener una presión estable del accionamiento
de cierre hidráulico a velocidades de giro elevadas.
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