Fundamentos de Mecanizado: Dominando Trayectorias de Herramienta para CNC de Precisión

Creamos la serie Fundamentos de Mecanizado para ayudarte a repasar tus conocimientos de CAM, ya sea que trabajes en un taller de mecanizado o estés empezando. Los mecanizadores internos de nuestro Centro Tecnológico de Birmingham presentan cada episodio y proporcionan una visión detallada de una herramienta/proceso. En la última edición, cubrimos post-procesadores. Aquí tenemos una introducción a las trayectorias de herramienta, donde obtendrás una visión profunda de varios tipos de trayectorias de herramienta, desde 2D hasta 5 ejes, y cómo puedes programarlas con Fusion 360.

Probablemente hayas oído hablar de trayectorias de herramienta en términos de 2D, 3D y 5 ejes simultáneos completos. Pero, ¿qué significan estos términos? En este artículo, explicaremos exactamente eso, junto con cómo podemos programar estas trayectorias de herramienta dentro de Fusion 360.

¿Qué son las Trayectorias de Herramienta 2D?

El tipo más básico de trayectoria de herramienta es 2D. Como su nombre sugiere, las trayectorias de herramienta 2D solo se mueven en dos dimensiones, o dos de los ejes de la máquina, mientras cortan. Generalmente, estos son los ejes x e y. Si miramos nuestra máquina en el video de arriba, podemos ver una trayectoria de herramienta 2D en acción. Puedes ver que la herramienta baja en el eje z, pero cuando comienza el pase de corte real, la herramienta solo se mueve en el plano plano x y.

¿Qué son las Trayectorias de Herramienta 2.5D?

El siguiente paso desde las trayectorias de herramienta 2D son las trayectorias de herramienta 2.5D. Las trayectorias de herramienta 2.5D son cuando tomamos un pase 2D y le agregamos múltiples profundidades. La razón por la que se llaman 2.5D y no 3D es porque la herramienta todavía solo se mueve en dos ejes. Tenemos un pase 2D, la herramienta sube o baja en z, y luego se repite ese mismo camino 2D.

¿Qué son las Trayectorias de Herramienta 3D?

El siguiente tipo de trayectoria de herramienta es una trayectoria de herramienta 3D. Esta vez, tenemos los tres ejes moviéndose a nuestros ejes x, y y z mientras cortamos material. Ahora podemos crear geometría más compleja, como superficies curvas. En el video de arriba, puedes ver una trayectoria de herramienta 3D en acción mientras una herramienta de rampado crea un filete. La herramienta se mueve en las direcciones x e y mientras se mueve continuamente hacia abajo en z.

En esta etapa, ya estamos usando los tres ejes lineales. Así que el siguiente paso es introducir un eje rotacional. Ahora, esto solo es posible dependiendo de la configuración disponible de tu máquina. Algunas máquinas solo tienen tres ejes lineales, lo que significa que cualquier cosa más que una trayectoria de herramienta de 3 ejes es imposible. Algunas máquinas tienen un eje rotacional adicional, y otras como la usada en el video de arriba tienen dos ejes rotacionales adicionales. Para más información, asegúrate de ver el video de Fundamentos de Mecanizado sobre máquinas de fresado.

¿Qué son las Trayectorias de Herramienta 5 Ejes?

Como mi máquina tiene dos ejes rotacionales, puedo ir más allá de una trayectoria de herramienta de 3 ejes. Una opción es usar una trayectoria de herramienta de 4 ejes, que, como podrías adivinar, usa mis tres ejes lineales e introduce un eje rotacional. Esta opción me dará mayor acceso a áreas en las piezas con mi herramienta de corte porque ahora puedo rotar mis piezas relativas a la herramienta. La siguiente etapa es ir por una trayectoria de herramienta de 5 ejes, que usa mis tres ejes lineales y dos ejes rotacionales. Esta opción me da un acceso aún mayor porque puedo usar una combinación de los ejes rotacionales para acceder a aún más áreas. También puedo controlar el ángulo en el que mi herramienta hace contacto con las piezas, lo que significa que puedo influir en la calidad del acabado superficial.

¿Qué son las Trayectorias de Herramienta 3+2?

Un término más que puedes haber oído es una trayectoria de herramienta 3+2. Podrías preguntarte por qué esto no es lo mismo que una trayectoria de herramienta de 5 ejes. La diferencia principal se reduce a cuántos ejes pueden moverse mientras la pieza está siendo cortada. Para una trayectoria de herramienta de 5 ejes, los cinco ejes pueden moverse mientras la pieza se está cortando. Pero para una trayectoria de herramienta 3+2, usas ejes rotacionales para reposicionar la pieza relativa a la herramienta mientras estás lejos del material. Una vez que los ejes rotacionales reposicionan la pieza, la trayectoria de herramienta se ejecuta igual que cualquier otra trayectoria de herramienta 2D o 3D.

En el video, puedes ver un ejemplo de una trayectoria de herramienta 3+2 en acción. Notarás una trayectoria de herramienta 2D estándar cortando la pieza. La herramienta se aleja, y los ejes rotacionales reposicionan la pieza, y luego la herramienta vuelve a bajar sobre la pieza y mecaniza en 3 ejes. Usar los ejes rotacionales para posicionamiento en la trayectoria de herramienta y la naturaleza de la trayectoria de herramienta misma hace que esto sea una trayectoria de herramienta 3+2.

Llevando Este Conocimiento a Fusion 360

Ahora que entendemos los diferentes tipos de trayectorias de herramienta, veamos dentro de Fusion 360 cómo podemos programarlas. Fusion 360 divide las estrategias de trayectoria de herramienta para fresado en 2D, 3D y multi-eje. Aquí podemos ver una trayectoria de perfil 2D aplicada, ocurriendo solo en las direcciones x e y. Si edito esto, puedo agregar múltiples profundidades y convertirla en una trayectoria de herramienta 2.5D.

Desde mi lista de estrategias 3D, tengo una trayectoria de herramienta de rampado, que mueve la trayectoria en los ejes x, y y z al mismo tiempo mientras se ejecuta. Moviendo a las opciones multi-eje, tengo una trayectoria de herramienta rotativa, que es una trayectoria de herramienta de 4 ejes que usa un eje rotativo. También tengo un desbaste (swarf), que es una trayectoria completa de 5 ejes simultáneos. Recordarás que también discutimos trayectorias de herramienta 3+2, que son cuando usamos ejes rotacionales pero solo para posicionamiento. Usando orientación de herramienta, puedo convertir cualquiera de las trayectorias de herramienta de su versión 2 o 3 ejes en una trayectoria de herramienta 3+2. Necesito activar esta opción en la pestaña geometría estableciendo mis nuevas direcciones de eje desde la tarjeta. Entonces, todo lo demás sobre la programación de la trayectoria de herramienta es lo mismo.

Más Fundamentos de Mecanizado Próximamente

Mantente atento: siguiendo este episodio sobre herramientas de fresado, publicaremos episodios de Fundamentos de Mecanizado semanalmente. Temas futuros incluyen código NC, sistemas de coordenadas de trabajo y más. Consulta el resto de los videos de Fundamentos de Mecanizado a continuación:

Fundamentos de Mecanizado: Introducción a Máquinas de Fresado
Fundamentos de Mecanizado: Introducción a Herramientas de Fresado
Fundamentos de Mecanizado: Introducción a Tornos
Fundamentos de Mecanizado: Introducción a Post-procesadores

Mientras tanto, descarga Fusion 360 para empezar a mecanizar de forma más inteligente hoy. Aprende más sobre cómo maximizar tu máquina con Fusion 360 aquí.