Predicción de tiempo de ciclo en operaciones de fresado de alta velocidad-modelo mecanístico para acabado de superficies esculpidas

Abstract

Este trabajo estudia el impacto de la complejidad de la geometría en el tiempo de ciclo del fresado de alta velocidad de superficies esculpidas. Los experimentos realizados se enfocaron en superficies de referencia cuyo grado y cuya distribución de complejidad se modificaron de manera paramétrica. Los programas de control numérico para el fresado de dichas superficies se ejecutaron en un centro de maquinado HURÓN con controlador SIEMENS 840D a diferentes velocidades de avance programadas, cuantificando la discrepancia entre éstas y las velocidades de avance reales promedio. Se propone, con base en dichos experimentos y en un caso de aplicación, un modelo mecanístico para la estimación aproximada del tiempo de ciclo de operaciones de fresado de alta velocidad para el acabado de superficies esculpidas, considerando la dinámica del movimiento. Dicho modelo utiliza a) el histograma de distribución de longitudes de segmento en el programa de control numérico, basado en interpolaciones lineales y b) una caracterización de la máquina herramienta para movimientos con cambios bruscos y movimientos con cambios suaves de dirección. Se estudiaron dos familias de partes en las cuales se midieron discrepancias de 300 a 800% al comparar el tiempo de ciclo real vs. el tiempo de ciclo ideal, para una velocidad de avance programada de 16 m/min. Al aplicar el modelo propuesto es posible hacer una predicción del tiempo real de ciclo con un error máximo del 22%.