Seguramente que en más de una ocasión te hayas preguntado que es el mecanizado 3+2, o a qué se refiere con ese término. El mecanizado de 3+2 ejes, se refiere al mecanizado de 3 ejes manteniendo bloqueados, los otros dos ejes rotatorios.
Los ejes rotatorios de una fresadora o centro de mecanizado son A, B y C. Para que estemos ante un mecanizado de 3+2 ejes, la fresadora o centro de mecanizado, necesita tener 5 ejes. La fresadora va a tener los 3 ejes lineales X,Y,Z, como todas las fresadoras y a mayores, va a tener otros 2 ejes rotatorios.
Estos ejes rotatorios, pueden ser A y B o B y C. En la mayoría de cinemáticas que existen de fresadoras CNC, sus opciones en 5 ejes con estrategia de 3+2 ejes son estas. Estos ejes giratorios, pueden estar alojados en el cabezal o en el cabezal y la mesa de la fresadora o centro de mecanizado CNC.
Máquinas CNC con las que se pueden realizar estrategias de mecanizado de 3+2 ejes
El mecanizado de 3+2 ejes, se pueden realizar en diferentes tipos de máquinas, vamos a ir viendo estás de una forma más detalla y precisa.
Fresadoras CNC con Cabezal Manual para realizar mecanizados de 3+2 ejes
Las fresadoras con cabezal manual, tienen en el cabezal dos cuerpos ortogonales a 45 grados, con los que pueden trabajar en estrategia de 3+2 ejes. Estás máquinas, para realizar cualquier plano inclinado, fuera de orientaciones a 90 grados, perpendiculares, necesitamos consultar información del fabricante. El fabricante de la fresadora, nos indica un plano, los grados de libertad que tiene cada cuerpo.
Este proceso es tedioso, yo mismo personalmente he trabajado con fresadoras de este tipo y la verdad que es bastante improductivo, comparándolo con los avances tecnológicos que tenemos hoy en día.
Cada vez que giramos el cabezal, debemos de verificar que la herramienta, se encuentra perpendicular con el plano de trabajo, que vayamos a mecanizar.
Este es una de las principales desventajas de los cabezales manuales.
Una vez que hemos terminado de mecanizar, para volver a poner el cabezal en su posición original en 3 ejes, tenemos que volverlo a verificar. Para activar la estrategia de 3+2 ejes, si estamos trabajando con un control CNC Heidenhain, debemos de activar la rotación 3D rot, para nuestro eje Z, sea perpendicular al plano que hayamos definido.
Existen fresadoras antiguas, que no disponen de rotación 3D. En este caso, programar un plano inclinado es más complicado si cabe. Tenemos que definir cuál es el eje sobre el que tenemos que trabajar: X, Y, Z. Solo tendremos la opción de definir el eje de la herramienta en planos definidos a 90 grados.
Si no sabes que es el 3D rot de Heidenhain, en este enlace te cuento qué es y que es lo que hace en una fresadora o centro de mecanizado con control Heidenhain.
Otro aspecto interesante, que debemos de tener en cuenta con los planos inclinados de trabajo, es con los finales de carrera. Cuando realizamos un plano de trabajo en este tipo de fresadora, cuando trabajamos en estrategia de 3+2 ejes, con la inclinación de los ejes, perdemos recorridos de ejes, de forma proporcional al ángulo que hayamos definido.
Para verificar la perpendicularidad, con el plano de trabajo en estrategias de 3+2 ejes, tenemos que verificarlo con la ayuda de un reloj comparador y con una barra patrón, llamada «test arbor».
Si no disponemos de un test arbor, tendremos que utilizar un portaherramientas de un plato de fresar.
Fresadoras CNC con cabezal automático para realizar Mecanizados de 3 +2 ejes
Las fresadoras CNC con cabezal automático, permiten realizar mecanizados en 3+2 ejes. Llamamos cabezal automático, al cabezal que se mueve mediante el código CNC. Estos cabezales son de gran productividad, ya que podemos definir un plano de trabajo de mecanizado en cuestión de segundos.
Dentro de las fresadoras CNC con cabezal automático, tenemos que dividirlas en 2 grupos. Por un lado tenemos los cabezales mecánicos y por otro lado los cabezales hidráulicos.
Fresadoras CNC con cabezal automático mecánico para realizar Mecanizados de 3+ 2 ejes
Estas fresadoras, su cabezal se mueve mediante un accionamiento mecánico. Ambas partes del cabezal se mueven mediante el accionamiento de engranajes en su interior. Una de las partes es un dentado fijo y el otro un dentado móvil. Mediante el accionamiento de ambas partes del cabezal mecánico, definimos un plano de trabajo de mecanizado de 3+2 ejes.
Tenemos que destacar, que también existen cabezales automáticos mecánicos, que permiten el mecanizado de 5 ejes continuos y permiten realizar también, mecanizados de 3 +2 ejes. Estos cabezales, su mecanismo mecánico, es continuo. Sus engranajes están en constante movimiento con total libertad del movimiento para el cabezal de la fresadora.
En este video del fabricante Fermat, podemos ver como el cabezal mecánico, sus engranajes están en constante transmisión. Esto permite realizar un movimiento de 5 ejes continuos.
En este otro caso, los cuerpos del cabezal una vez definido nuestro plano de trabajo se bloquea y solo podremos mover los 3 ejes lineales. Debemos de saber que una vez que definimos un plano de trabajo en 3+2 ejes, nuestro eje de coordenadas también rota. Es por esto que la definición de los ejes lineales, ya no es la misma que cuando trabajamos en 3 ejes lineales, X,Y,Z.
El único eje que va a ser similar es el eje Z «virtual» de la máquina que va a ser el perpendicular al plano de trabajo. Si quieres saber más sobre esto, te dejo un video a nuestro canal de YouTube, dónde te lo explico más en detalle.
Fresadoras con cabezal automático hidráulico
Por otro lado, tenemos las fresadoras con cabezal automático con accionamiento hidráulico. Su funcionamiento interno es diferente a los mecánicos, tienen un sistema tipo embrague.
Cada parte del cabezal, tiene un sistema como un disco de embrague y el posicionamiento y el bloqueo, se realiza mediante un sistema hidráulico. Con este tipo de cabezales, se pueden realizar estrategias de 3+2 ejes y mecanizados en 5 ejes continuos. Las fresadoras Zayer, usan este tipo de cabezal. Os dejamos un video, para que veáis su funcionamiento.
Resumen
El mecanizado 3+2 ejes, es un mecanizado necesario en nuestra industria. La ayuda de los software CAD/CAM, ha sido un avance enorme. Ahora podemos definir infinidad de planos de trabajo en cuestión de segundos. Siempre y cuando dispongamos de una máquina con última tecnología. Espero con este artículo haber resuelto todas las dudas sobre que es un mecanizado de 3+2 ejes.
Por otro lado tenemos que destacar, que muchos controles CNC han incorporado ayudas en la programación de estrategias de 3+2 ejes, pero sin duda Heidenhain, fue y sigue siendo pionero en el sector, gracias a sus controles CNC y sus ayudas en la programación CNC.
Espero que os haya resultado interesante, y una vez más nos vemos en la próxima!