El mecanizado de piezas en máquinas CNC no siempre se lleva a cabo con programas de ciclo. En algunos casos, también se tratan las coordenadas puntuales. En tales casos, entran en juego los códigos G01, G02 y G03. El primero de ellos proporciona interpolación lineal, y los otros dos proporcionan interpolación circular. El objetivo principal de la interpolación CNC es determinar los puntos de intersección entre los puntos de contorno conocidos. La interpolación basada en el método de análisis numérico mejora la calidad del mecanizado CNC. También previene pérdidas y aumenta la productividad. El cálculo de interpolación que garantiza el funcionamiento suave de las herramientas de corte prolonga la vida útil de la máquina y sus componentes. En este artículo, compartiremos información útil acerca de la interpolación lineal y circular en máquinas CNC.
¿Qué es la Interpolación?
En primer lugar, hablemos un poco sobre la interpolación. En pocas palabras, la interpolación es un método de estimación de los posibles valores entre puntos de valor desconocido basado en la información disponible. La interpolación, una rama de las matemáticas aplicadas, es básicamente un método de predicción. Sin embargo, esta predicción da resultados casi perfectos gracias a un conjunto especial de algoritmos. Hay dos tipos principales de interpolación. Una es lineal, la otra es circular. También hay diferentes tipos como polinomio, trigonométrico e interpolación spline. Los métodos de interpolación difieren según la distancia entre dos puntos, el plano en el que se encuentran y otras variables. En este contexto, la interpolación lineal y circular en máquinas CNC son dos métodos básicos. En este artículo, discutiremos estos dos con sus características básicas.
¿Qué es la Interpolación CNC?
En el proceso de mecanizado en máquinas CNC, es necesario calcular la posición de la herramienta de corte de acuerdo con varios puntos intermedios en diferentes momentos. Este proceso se denomina interpolación CNC. Los parámetros necesarios para la línea de contorno se cargan en el programa de procesamiento. Los más importantes entre ellos son los puntos de partida y final. Pero esto no es suficiente para comprender mejor el perfil de la pieza de trabajo. Por eso es necesario determinar las posiciones intermedias. Los métodos de interpolación lineal y circular en máquinas CNC permiten determinar estas posiciones intermedias. Así, la posición de las herramientas de corte con respecto a la pieza de trabajo se revela claramente. En otras palabras, cuando se realizan ajustes de posición en tornos CNC y fresadoras, la determinación de las coordenadas de la herramienta de corte en diferentes situaciones de acuerdo con la pieza de trabajo se llama interpolación CNC. Gracias a este proceso, se evitan muchos errores en el mecanizado de piezas.
En las piezas de mecanizado CNC es necesario tener en cuenta diferentes líneas. De acuerdo con esta diferencia, los cálculos de interpolación difieren. El método de interpolación, en función de la velocidad de avance, aclara la posición de la herramienta de corte. La forma de línea de trazo adquiere la forma adecuada. Cuando el cálculo de interpolación se realiza correctamente, la productividad de los centros de torno y mecanizado CNC aumenta. Los algoritmos de interpolación desarrollados para facilitar los cálculos determinan perfectamente las posiciones intermedias para las diferentes líneas. En estos cálculos, el valor F indica la velocidad de avance dada. Fc es la velocidad real de alimentación sintética. En cierto sentido, el cálculo de interpolación lineal y circular en máquinas CNC es la conversión del valor F al valor Fc. Sin embargo, incluso el más mínimo error en el algoritmo conduce a una desviación del valor Fc que debería ser.
¿Qué es el Índice de Estabilidad?
Los que se preguntan qué interpolación del CNC es especialmente curiosa sobre el índice de estabilidad. En resumen, el índice de estabilidad indica la estabilidad del algoritmo de interpolación. Por lo tanto, es una variable importante en el índice de evaluación. Como se sabe, los cálculos de los algoritmos son operaciones repetitivas. Y cada cálculo, sin importar cuán impecable sea, implica un cierto redondeo. A medida que aumenta el número de repeticiones, aumenta naturalmente el redondeo. Además, los errores de cálculo provocan desviaciones en el algoritmo. En este contexto, el índice de estabilidad se refiere al hecho de que los errores de redondeo y cálculo no se acumulan en el mecanizado CNC. Cuanto más estable sea el algoritmo, mayor será la calidad del mecanizado CNC.
Dado que el algoritmo de interpolación es un cálculo repetitivo, requiere un seguimiento regular de los errores de redondeo y de cálculo. En cada cálculo se produce inevitablemente cierto redondeo. Los cálculos aproximados son muy propensos a errores y desviaciones a este respecto. Si el operador comete un error al redondear, el resultado es aún más impreciso. Es por ello que es importante observar el índice de estabilidad en cálculos de interpolación lineal y circular en máquinas CNC. La probabilidad de desviación es especialmente alta en interpolaciones no lineales. El error orbital no debería ser mayor que el comando de movimiento mínimo del sistema. Tampoco debe superar el equivalente de impacto. Cuando no se tienen en cuenta, el deslizamiento en los puntos de contorno puede alcanzar dimensiones serias.
Los que se preguntan cómo se hace la interpolación CNC también se preguntan sobre la relación del índice de estabilidad con la velocidad y los ejes en el mecanizado CNC. Para decirlo brevemente, si la tasa de síntesis es homogénea en interpolación, la cantidad de salida de cada eje es constante. Esto se denomina índice de uniformidad de la tasa de síntesis. En este contexto, también es necesario tener en cuenta los ejes CNC y las herramientas de corte. De hecho, para evitar la desviación en los movimientos del eje, es necesario utilizar herramientas de corte grandes a una distancia cercana en partes grandes. La razón más importante para esto es que en equipos grandes el recinto del eje es grande. Por lo tanto, se reduce la necesidad de herramientas largas y delgadas y se reduce la posibilidad de error. Si se tienen en cuenta la velocidad y los ejes y las herramientas de corte para la interpolación lineal y circular en máquinas CNC, se optimiza la estabilidad de mecanizado.
Interpolación Lineal en Máquinas CNC
La interpolación lineal, también conocida como interpolación lineal, realiza el movimiento de corte en un plano lineal. Esta forma de corte está disponible tanto en tornos CNC como en centros de mecanizado. La interpolación lineal, también conocida como corte recto, se produce con los códigos G, como en otros procesos. De hecho, el código G01 es el código de interpolación lineal. De hecho, este es uno de los códigos más comunes a utilizar entre los códigos G. El mecanizado en tornos CNC y fresas no siempre tiene lugar en ciclos. El procesamiento también tiene lugar con un sistema de coordenadas de puntos. Por lo tanto, las máquinas CNC requieren interpolación lineal y circular. En este contexto, el movimiento de corte lineal es uno de los movimientos más comunes en el procesamiento de piezas. Los parámetros C y R, que se utilizan con el código G01, realizan operaciones de chaflán y radio.
Código G01 en Interpolación Lineal
Es posible que desee realizar el mecanizado de puntos en lugar de producir ciclos para trayectorias de herramienta en la máquina CNC. En este caso, el código que necesita utilizar para la interpolación lineal es G01. Ingrese este código y su torno o centro de mecanizado se cortará recto sin producir ciclos. G00 u otro código continúa hasta que se introduce. Si introduce el código G00, la herramienta de corte comenzará a trabajar rápidamente a ralentí sin quitar las astillas. Esta es una situación común para la interpolación lineal y circular en máquinas CNC. Si se desea realizar un movimiento curvilíneo en la pieza, se deben escribir los códigos G02 o G03 en la pantalla de comandos.
Entre los códigos G, el código G01 pone la herramienta de corte en contacto con la pieza de trabajo mediante la eliminación de virutas en el plano lineal. Sin embargo, también es necesario introducir el parámetro F (Velocidad de federación) para que el progreso tenga lugar. En este punto, la interpolación lineal no debe confundirse con el posicionamiento rápido. De hecho, el movimiento rápido de la herramienta se mueve entre dos posiciones en el área de trabajo sin cortar. Sin embargo, en la interpolación lineal, con el valor F, la formación de contorno o cajera, las operaciones de fresado, etc., las operaciones se realizan en la superficie. En las máquinas CNC, el valor F tiene una propiedad importante en el contexto de la interpolación lineal y circular. Si no introduce este valor, la herramienta de corte se basa en el valor F que se utilizó por última vez en el sistema. La velocidad de progreso del comando G01 es relativa al valor F actual hasta que se introduce un nuevo valor F.
Códigos G90 y G91 en Interpolación Lineal
Los códigos G90 y G91, que se utilizan en el fresado CNC con el código G01, garantizan que el movimiento es absoluto o incremental. De estos códigos, el código G90 es un código de programación absoluto (absoluto). En los tornos CNC, el G90 proporciona un ciclo de giro de una sola pasada con pico cónico o recto en el diámetro exterior o el diámetro de trabajo. En la programación absoluta para el movimiento, es necesario introducir los valores X y Z. El código G91 es código de programación incremental. Sin embargo, este código solo es válido en centros de mecanizado CNC. En lugar de utilizar G91 en los tornos, es necesario cambiar los nombres de los ejes en la línea de comandos. A continuación, al seleccionar el tipo de movimiento, la interpolación lineal progresa en incrementos. Sin embargo, es necesario utilizar los valores U y W en la programación. En los centros de mecanizado, G01 puede ir precedido de G90 o G91.
Torno CNC G01 Formato:
- G01 X Z … F … (Sistema Absoluto)
- G01 U… W … F … (Sistema incremental)
Formato G01 en el Centro de Mecanizado CNC:
- G90 G01 X… Y … Z … F … (Sistema Absoluto)
- G91 G01 X… Y … Z … F … (Sistema incremental)
Mecanizado de Chaflanes y Radios en Interpolación Lineal
La interpolación en máquinas CNC es también un tema importante en el mecanizado de chaflán y radio. De hecho, aquellos que se preguntan cómo interpolar en CNC también tienen curiosidad por el procesamiento de chaflán y radio. Para decirlo brevemente, los parámetros C y R, que se utilizan en las mismas líneas, realizan el chaflán y el radio. De ellos, C se refiere a la cantidad de cortes de chaflán. R es la medida del radio. Cuando se introducen las líneas N antes de G01 en la línea de comandos, el chaflán se produce en la intersección. Cuando se introduce el valor R en lugar del valor C, se produce el corte por radio. Por ejemplo
- N8 G01 X… Y … C … ; N9 G01 X … Y … corta los chaflanes por C en la intersección de N8 y N9.
- N8 G01 X… Y … R … ; N9 G01 X … Y… corta tantos radios como R en la intersección.
Interpolación Circular en Máquinas CNC
En esta parte de nuestro artículo sobre interpolación lineal y circular en máquinas CNC, hablaremos brevemente sobre la interpolación circular. De hecho, la interpolación en el mecanizado CNC no es solo lineal. También es posible realizar interpolación circular utilizando los comandos G02 y G03. Estos códigos se aplican tanto a los tornos como a los centros de mecanizado. Sin embargo, los comandos G90 y G91 sólo se utilizan en los centros de mecanizado CNC. Además, los códigos de interpolación circulares funcionan sin problemas en máquinas de dos ejes. En los centros de mecanizado CNC con tres o más ejes, es necesario realizar la selección de ejes para la interpolación circular. Esta selección tiene lugar con los códigos G17, G18 y G19.
Códigos G02 y G03 en Interpolación Circular
Ambos códigos realizan interpolación circular en máquinas CNC. La única diferencia entre ellos es su dirección. De hecho, el código G02 funciona en el sentido de las agujas del reloj. El código G03 proporciona un movimiento en sentido inverso (CCW). Es posible utilizar estos códigos para cortes de radio o arco, así como para cortes circulares. Estos códigos mantienen la interpolación circular hasta que llega el comando G00 o G01. Para pasar de la interpolación circular a la interpolación lineal, es necesario introducir el comando G01. Una característica común para la interpolación lineal y circular en máquinas CNC es el valor F. Si no introduce un nuevo valor F antes de iniciar el proceso, el sistema funcionará con el valor F actual
Códigos G90 y G91 en Interpolación Circular
Cuando se utilizan los códigos G02 y G03 en fresas CNC junto con los códigos G90 o G91, el movimiento se produce de forma absoluta o incremental. Al igual que con la interpolación lineal, el código G90 proporciona un progreso absoluto y el código G91 proporciona un progreso incremental. Sin embargo, dado que estos códigos no se pueden utilizar en tornos, es necesario cambiar los nombres de los ejes en línea.
Torno CNC G02 Formato:
- G02… Z … F … (Sistema absoluto)· G02 U… W … F … (Sistema incremental)
Formato G02 y G03 en el Centro de Mecanizado CNC:
- G90 G02 X… Y … Z … F … (Sistema Absoluto En Sentido Horario)
- G91 G02 X… Y … Z … F … (Sistema Incremental En Sentido De Las Agujas Del Reloj)
- G90 G03 X… Y … Z … F … (Sistema Absoluto En Sentido Contrario Al De Las Agujas Del Reloj)
- G91 G03 X… Y … Z … F … (Sistema Incremental En Sentido Contrario A Las Agujas Del Reloj)
Selección de Planos y Parámetros Auxiliares en Interpolación Circular
Los códigos G02 y G03 realizan básicamente una interpolación circular en dos ejes. Por lo tanto, no es necesario realizar la selección de planos durante el uso de una máquina CNC de dos ejes. Si la máquina tiene un número mayor de ejes, deberá seleccionar un plano. Hay tres códigos G disponibles para realizar esta selección. Estos códigos y sus tareas son los siguientes:
- G17: Selecciona planos X-Y.
- G18: X-Z realiza la selección de planos.
- G19: Realiza la selección del plano Y-Z.
Cuando se utiliza la interpolación circular con el parámetro R, se produce el procesamiento del radio. En este caso, usted determina directamente la cantidad de R. Sin embargo, el parámetro R es insuficiente para determinar el centro del radio. Los parámetros auxiliares también son importantes en el contexto de la interpolación lineal y circular en máquinas CNC. Hoy en día, en muchos de los centros de mecanizado CNC, es posible utilizar parámetros auxiliares para determinar el centro del radio. Estos parámetros se representan mediante las expresiones I, J y K. Su significado es el siguiente:
- I: Muestra la distancia desde el punto inicial de la emisión hasta el centro en el eje X.
- J: Muestra la distancia desde el punto inicial de la emisión hasta el centro en el eje Y.
- K: Muestra la distancia desde el punto inicial de la emisión hasta el centro en el eje Z.
¿A qué Debo Prestar Atención Durante la Interpolación en Máquinas CNC?
- Para la interpolación lineal y circular en máquinas CNC, en primer lugar, es necesario introducir los valores correctos. Los códigos G01, G02 y G03 y los códigos G90 y G91 son los más importantes en este contexto. La forma en que debe utilizar estos códigos depende del tipo de máquina que tenga y de la naturaleza de la operación que desee realizar.
- Cuando se utilizan códigos G para interpolación lineal y circular en CNC, es importante recordar el parámetro F. De hecho, a menos que introduzca un nuevo valor F, el sistema funcionará con el valor F actual.
- No debe cometer ni el más mínimo error de cálculo al convertir F en Fc para interpolación. De lo contrario, desafortunadamente, se produce una desviación en el algoritmo de interpolación. La optimización del índice de estabilidad reduce el riesgo de errores.
- Las desviaciones en Fc hacen que F fluctúe después de un tiempo. Estas ondas ascendentes o descendentes a veces alcanzan niveles graves. Esto conduce a una pérdida de calidad y eficiencia en el mecanizado CNC. También acorta la vida de la máquina.
- Si su máquina hace demasiado ruido mientras trabaja, puede deberse a un error de cálculo de interpolación lineal y circular en máquinas CNC. En tales casos, la vida de la herramienta de la máquina de corte se acorta. Si el valor Fc es correcto, la máquina CNC continúa mecanizando suave y silenciosamente.