Modos de cabezal
Potencia de corte ¡y más!
La potencia del cabezal es sólo un factor de productividad
La decisión con respecto al cabezal principal o al cabezal de trabajo de una máquina herramienta suele tomarse en función de la potencia de mecanizado prevista. Sin embargo, los cabezales utilizados junto con la moderna tecnología de control de motores y accionamientos ofrecen muchas más opciones de aplicación que no dependen únicamente de los parámetros de potencia.
Control de velocidad para una velocidad de corte constante
La tarea principal de un accionamiento de cabezal es proporcionar la potencia de corte necesaria para el mecanizado. Desde el punto de vista del CNC y de la tecnología de accionamiento, el motor del cabezal está en modo de control de velocidad. La tarea del accionamiento del cabezal es mantener la velocidad del cabezal, que es definida por el programador del CNC como el valor S en el programa del CNC, a un nivel constante, y en consecuencia la velocidad de corte.
Control de posición y modo de trayectoria continua
Ciertas aplicaciones pueden requerir que el cabezal en forma de eje giratorio pase del modo de control de velocidad al modo de control de posición o de trayectoria continua. Un ejemplo sencillo es el cambio de herramienta en una fresadora. El cabezal debe girar un número definido de grados para sujetar la herramienta correctamente en el brazo de agarre y en el cargador. La ranura prevista para ello en el portaherramientas está orientada (por ejemplo, 45 grados) de forma que la herramienta pueda bloquearse positivamente en la ubicación del cargador. En este caso, el CNC pasa del modo de control de velocidad al modo de control de posición.
Roscado - ahora con control de posición del cabezal y del eje de avance
En el pasado, las operaciones de corte de rosca (G33) se realizaban con un cabezal de velocidad controlada. Por tanto, el eje de avance, normalmente el eje Z, se sincronizaba con el eje de rotación. Sin embargo, esta combinación de cabezal con control de velocidad y eje de avance con control de posición llegaba a sus límites de rendimiento en el roscado de roscas finas. Por este motivo, ahora el cabezal se cambia a control de posición para el roscado. Esto se realiza automáticamente mediante los comandos de lenguaje CNC G331 y G332.
Funcionamiento sincronizado del eje principal y del contracabezal
Otra aplicación de los cabezales en el control de posición surge en el contexto de las máquinas de torneado: el proceso por el que una pieza de torneado se transfiere del cabezal principal al contracabezal. Debido a la geometría de la pieza, el contracabezal debe adoptar una posición angular definida en relación con el cabezal principal, ya que, de lo contrario, las operaciones de mecanizado de las caras delantera y trasera no coincidirían. Un componente de varios cantos en el punto de agarre del contracabezal es un buen ejemplo de ello. El llamado modo de cabezal síncrono hace posible la transferencia angular-síncrona incluso cuando los cabezales están girando. En este caso, ambos cabezales están en control de posición.
Mecanizado de varios filos: Modo síncrono con relación de transformación (modo caja de cambios)
El mecanizado de filos múltiples o el torneado de polígonos es una forma especial del modo de eje sincrónico. En este caso, una herramienta de torneado giratoria mecaniza una pieza que gira de forma sincronizada con ella. Este proceso para producir superficies clave ahorra una gran cantidad de tiempo en comparación con el fresado. La relación de transformación de la herramienta accionada y la pieza en el cabezal principal determina el número de superficies.
Mecanizado de la cara final y de la superficie periférica
Las transformaciones cinemáticas TRANSMIT y TRACYL también deben mencionarse en el contexto de los cabezales con control de posición. Con estas funciones se pueden programar contornos en la cara final o en la superficie periférica de piezas con simetría de rotación en un sistema de coordenadas cartesianas de la pieza. Estos contornos se transforman en un movimiento del cabezal y de un eje lineal, normalmente el eje Z de la máquina. También en este caso, el cabezal ha pasado a tener un control de posición.
Conclusión
La posibilidad de mover los cabezales tanto en control de posición como en control de velocidad, es decir, en modo de recorrido continuo, abre campos de aplicación adicionales que se extienden hasta el mecanizado de superficies de forma libre en tornos. En esta "disciplina suprema", el cabezal principal con control de posición asume la tarea de un eje de orientación altamente dinámico para la transformación de 5 ejes. Por lo tanto, a la hora de elegir un cabezal de máquina, los potenciales compradores de máquinas no sólo deben tener en cuenta los parámetros de potencia, sino también comprobar si sus procesos plantean otras exigencias al cabezal.
Andreas Groezinger
