Fundamentos de Mecanizado: Dominando el Desplazamiento de Longitud de Herramienta para Operaciones CAM Precisas

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 avances y velocidades. Aquí presentamos el desplazamiento de longitud de herramienta (tool length offset) —qué es, por qué son importantes, dónde encontrarlos en tu máquina y cómo configurarlos. También mostraremos qué puede pasar cuando ingresas el valor incorrecto.

Una máquina de control numérico por computadora (CNC) almacena cierta información de herramienta que le dice al mecanizador dónde posicionar la herramienta para cortar en las ubicaciones calculadas por el software Autodesk Fusion 360. Parte de esta información almacenada puede incluir el diámetro de la herramienta, el radio de esquina (si tiene uno) y la longitud de la herramienta —lo que se conoce como el desplazamiento de longitud de herramienta.

¿Qué es el desplazamiento de longitud de herramienta y por qué es importante?

El único punto conocido en la máquina es el punto datum en la nariz del husillo. El desplazamiento de longitud de herramienta es la diferencia de longitud entre la nariz del husillo y la punta de la herramienta.

Si un mecanizador no ingresa un valor de desplazamiento de longitud de herramienta, la nariz del husillo conducirá erróneamente a los puntos definidos por las trayectorias de herramienta en Autodesk Fusion 360. Esto puede romper el husillo, dañar la precisión o alineación de la máquina, e incluso forzar al mecanizador a desechar piezas de máquina.

Veamos dos tipos de portaherramientas separados: un HSK63 y un BT40. Ambos encajan en varias máquinas y sujetan la herramienta de diferentes maneras —pero tienen diferentes longitudes. Es importante establecer el desplazamiento con precisión antes de usarlos, ya que la herramienta puede sobresalir del portaherramientas en cantidades variables.

Usamos la longitud de la herramienta para compensar la nariz del husillo hacia atrás por la longitud de la herramienta. Esto asegura que la punta de la herramienta conduzca a este nuevo punto en lugar de a la nariz del husillo.

Al permitir que el mecanizador establezca un datum de eje z para cada pieza, el desplazamiento de longitud de herramienta permite a la máquina CNC compensar muchas herramientas de diferentes longitudes. Esto finalmente permite a los mecanizadores usar múltiples herramientas sin tener que restablecer el datum del eje z cada vez que usan una herramienta.

Encontrar el desplazamiento

Diferentes controladores almacenan valores de herramienta en diferentes lugares. Para acceder a la tabla de Desplazamiento de Longitud de Herramienta en el controlador HEIDENHAIN —mostrado en el video arriba— haz clic en el botón Biblioteca de Herramientas. Allí podemos ver una lista de todas las herramientas almacenadas en la máquina. Para acceder a la tabla de Desplazamiento en un controlador Haas NGC, presiona el botón Desplazamiento.

Configurar el desplazamiento de longitud de herramienta

Hay muchas formas de configurar el desplazamiento. El video presenta una máquina que tiene tres opciones de configuración de herramienta: un ajustador de herramienta láser, un ajustador de herramienta mecánico y un calibre de lámina (slip gauge) con una herramienta de calibración conocida. También puedes configurar la herramienta fuera de la máquina usando herramientas especializadas como un ajustador de herramienta óptico.

El video muestra una máquina usando un ajustador de herramienta láser, que no necesita configuración manual. Sin embargo, una máquina Haas usa un ajustador de herramienta mecánico, que sí requiere configuración manual. Cada tipo de ajustador de herramienta tiene sus ventajas, y ambos típicamente entregan resultados precisos y consistentes.

Los ajustadores de herramienta ópticos son útiles en enrutadores (routers) y máquinas que no tienen su propio equipo de ajuste de herramienta. Estos ajustadores son a menudo altamente precisos, pero requieren entrada manual en el controlador. Los menos precisos son los calibres de lámina, que se pueden usar en todas las máquinas CNC y requieren entrada manual en el controlador. Las máquinas más nuevas rara vez incorporan este enfoque.

Valor incorrecto de desplazamiento de longitud de herramienta

Mientras simulamos nuestras trayectorias de herramienta en Autodesk Fusion 360, es importante verificar que los valores de desplazamiento correspondientes estén configurados dentro de la Biblioteca de Herramientas de Fusion 360. Esto asegura que la simulación y la salida NC sean precisas.

El video muestra un modelo con varias superficies mecanizadas en diferentes ángulos. Todas las superficies aparecen suaves sin problemas de mezcla entre las superficies. Veamos qué pasa cuando ajustamos el desplazamiento de la herramienta en -0.5 mm. Ahora pensando que la herramienta es más corta de lo que realmente es, el controlador empuja la herramienta 0.5 mm más dentro de la pieza.

Claramente, el desplazamiento adecuado es crucial para obtener el acabado correcto requerido en piezas de máquina. Comienza con Autodesk Fusion 360 para una experiencia CAD/CAM verdaderamente integrada.