Mecanizado y CNC

CNC: referencias de trabajo, cero máquina y cero pieza (con simulador)

36 min de lectura5 problemas resueltos5 ejercicios propuestosQuiz con nota sobre 20👁 – vistas

¡Bienvenidos nuevamente al blog de Welectronic! Hasta ahora, en el taller virtual, vimos qué es un CNC, cómo se nombran sus ejes y cómo se escribe un programa: la publicación 19 explicó los ejes y el sistema de coordenadas, la 20 los códigos G y M y la 45 los parámetros de corte. Falta la pieza que une todo eso con la máquina real: ¿desde dónde cuenta el control las coordenadas? Un programa que dice "X45 Y30" no significa nada hasta que alguien le diga al control a cuántos milímetros de la máquina está la pieza. De eso trata la hoja 33 de la serie (la ficha impresa lleva el número 83 en el pie): las referencias de trabajo, es decir, el cero máquina, el retorno a referencia, el cero pieza, los sistemas de trabajo y la verificación segura antes de tocar el botón de ciclo. Esta publicación abre un bloque dedicado a la puesta en marcha del CNC, y se apoya en las anteriores del curso de mecanizado y CNC, que conviene tener presentes.

Qué vas a aprender


Mapa visual del tema

Mapa conceptual de las referencias de trabajo en CNC con seis ramas: cero máquina, retorno a referencia, cero pieza, sistemas de trabajo, verificación segura y recomendación técnica
Mapa visual de las referencias de trabajo (diagrama original Welectronic).

Las cinco primeras ramas son las cinco secciones de la ficha y la sexta es su recomendación final. La idea central cabe en una frase: el control solo conoce posiciones medidas desde un origen, y el programador solo conoce cotas medidas desde la pieza. Todo lo que sigue es el puente entre ambas.

La base de todo: tres ideas

  1. La máquina sabe dónde está; la pieza, no. Los encoders y las reglas miden la posición de cada eje respecto a un origen fijo de la máquina. La pieza se coloca a mano en una mordaza y su posición exacta cambia en cada montaje.
  2. El cero pieza es un vector. No es "un punto en la pieza", es la distancia, eje por eje, desde el cero máquina hasta el origen que escogimos. El control la guarda en una tabla y la suma a cada coordenada programada.
  3. Un error de referencia no da alarma. Un error de sintaxis se detiene con una alarma; un origen mal registrado deja que la máquina ejecute con total normalidad... en el lugar equivocado. Por eso la verificación importa tanto como el programa.
Vista superior de la mesa con el cero máquina M, el punto de referencia R, el cero pieza G54 como vector desde M y el punto programado con sus coordenadas de máquina
La cadena de referencias: el origen G54 es un vector desde M, y el punto programado se suma a él. Diagrama original Welectronic.

1. Cero máquina

Ficha: cero máquina; referencia del sistema de coordenadas de la máquina, definida por su fabricante; placa de origen máquina y centro de mecanizado vertical
Cero máquina. Fuente: ficha técnica Welectronic.

El cero máquina (símbolo M) es el origen del sistema de coordenadas propio de la máquina. Lo fija el fabricante al construirla y calibrarla; el usuario no lo mueve. Es el origen contra el que se miden los recorridos, los límites de carrera por software y las posiciones fijas (cambio de herramienta, parqueo, medición). Cuando el control muestra la pantalla de posición de máquina, está mostrando coordenadas respecto a M.

1.1 Dónde está M y hacia dónde van los ejes

Según la norma de ejes (ISO 841, equivalente a la RS-274 de los controles), el eje Z coincide con el husillo y su sentido positivo es el que aleja la herramienta de la pieza; X es el eje principal de la mesa e Y completa el triedro derecho (regla de la mano derecha, publicación 19). Con ello, en muchas fresadoras verticales el cero máquina se sitúa en el extremo positivo de los tres recorridos (mesa a un lado, husillo arriba), de modo que todas las posiciones de trabajo tienen coordenadas de máquina negativas. Otras máquinas lo sitúan en otro lugar; no existe una regla universal, la define el fabricante en la documentación y en los parámetros.

ConceptoQuién lo define¿Cambia?Para qué sirve
Cero máquina (M)El fabricanteNo, salvo recalibrar la máquinaReferencia absoluta de todos los movimientos y límites
Punto de referencia (R)El fabricante (interruptor y parámetro)NoPosición donde el control "se orienta" al referenciar
Cero pieza (W)El programador u operarioCon cada montajeOrigen de las cotas del programa
Cero herramientaEl control (punto de calibre del husillo)NoBase de las longitudes H

1.2 Coordenadas de máquina y G53

Si la posición se lee en pantalla como X −267,500 en la ventana "máquina", eso significa que el eje está a 267,5 mm de M, en el sentido negativo. Para ordenar un movimiento en coordenadas de máquina existe el código G53, que es no modal: solo vale para el bloque donde se escribe y deja vigente el sistema de trabajo anterior. Se usa para movimientos seguros, como llevar el husillo a la posición de cambio de herramienta o retirar la mesa para cargar la pieza.

Corrección técnica 1 (el origen "físico" y la placa): la imagen muestra una placa grabada "origen máquina" con un orificio, como si el cero máquina fuese una marca física en la bancada. En una máquina real el cero máquina no es una marca que se pueda tocar: es una posición que el control calcula a partir de la lectura del encoder, de la marca de referencia y de un parámetro de desplazamiento. En algunas máquinas puede haber una referencia mecánica (un tope o un orificio de verificación), pero eso es una ayuda del fabricante, no la definición. Además, la ficha dice que lo define el fabricante, y es correcto, pero conviene precisar que no siempre coincide con el punto de referencia que se alcanza al referenciar (se explica en la sección siguiente) y que sus coordenadas de recorrido pueden ser negativas.

2. Retorno a referencia

Ficha: retorno a referencia; el procedimiento depende del control y de sus sensores; el punto de referencia no siempre coincide con cero máquina; sensor sobre tornillo de bolas y pantalla con referencia retornada
Retorno a referencia. Fuente: ficha técnica Welectronic.

Al encender el control, los encoders incrementales (los más comunes en ejes de máquina) solo saben contar pulsos desde ahora: cuánto se movió el eje desde que se encendió, pero no dónde estaba. El retorno a referencia (también llamado homing o "buscar la referencia") es el procedimiento que le enseña al control su posición absoluta. Hasta que se hace, el control no conoce las coordenadas de máquina, no puede aplicar los límites de recorrido por software y, por seguridad, suele bloquear el funcionamiento automático.

Esquema de un eje con carro, leva, interruptor y marca cero del encoder, y perfil de velocidad en cuatro fases
Secuencia típica de búsqueda de referencia: leva, interruptor, retroceso y marca del encoder. Esquema original Welectronic.

2.1 La secuencia típica

  1. El eje avanza rápido hacia el lado de referencia hasta que una leva acciona un interruptor (o sensor de proximidad).
  2. Al activarse, el control reduce la velocidad y retrocede o continúa despacio para salir del interruptor.
  3. Busca la marca cero del encoder (una señal por vuelta del husillo, o la marca codificada de una regla), que da la precisión final.
  4. En esa marca, el control asigna al punto R el valor de coordenada guardado en sus parámetros: desde ahí cuenta todo.

Usar el interruptor y la marca juntos es lo que da repetibilidad: el interruptor puede variar décimas con la temperatura y el desgaste, pero la marca del encoder siempre cae en el mismo punto del husillo. El control exige que el interruptor se suelte lo bastante lejos de la marca para no quedar "al borde"; por eso el procedimiento incluye el retroceso.

2.2 Punto de referencia frente a cero máquina

El punto R es la posición donde ocurre el referenciado. El cero máquina M es el origen del sistema de coordenadas. Ambos pueden coincidir o no: en algunos controles R es el cero (todas las posiciones de máquina se miden desde él), mientras que en otros R tiene un valor propio en los parámetros (por ejemplo, unos milímetros respecto a M) o hay un segundo punto de referencia. Por eso la ficha dice "no siempre coincide". El comando G28 (volver al punto de referencia pasando por un punto intermedio) y G30 (segundo punto) utilizan estos puntos desde el programa.

2.3 Encoders absolutos y otras variantes

2.4 Precauciones al referenciar

Corrección técnica 2 (la pantalla "referencia retornada" no basta): la imagen muestra la pantalla con el mensaje "referencia retornada" y "máquina en referencia", como si ese aviso garantizara que todo está bien. En realidad el mensaje indica solo que cada eje encontró su referencia; no verifica que el origen de trabajo, la herramienta o los compensadores sean los correctos. Falta decir, además, que el procedimiento depende del tipo de encoder (incremental o absoluto) y que, con encoder incremental, hay que referenciar en cada arranque, también después de una parada de emergencia que apague el servo, y que se hace con la trayectoria libre. El sensor de la imagen, junto al tornillo de bolas, es un sensor de proximidad típico del interruptor de referencia.

3. Cero pieza

Ficha: cero pieza; origen elegido para programar la pieza; se establece según el plano y se registra en el sistema de trabajo; fresa trabajando una pieza sujeta en mordaza
Cero pieza. Fuente: ficha técnica Welectronic.

El cero pieza (W) es el origen que usa el programador para escribir las coordenadas. Se elige para que las cotas del plano se vuelvan coordenadas con la menor cuenta posible: si el plano acota todo desde la esquina inferior izquierda, el cero cómodo es esa esquina; si la pieza es simétrica, su centro.

Vista superior de una pieza rectangular de 100 por 60 con un agujero, con el cero A en la esquina y el cero B en el centro, y comparación de ambas opciones
Dos formas de elegir el cero de la misma pieza. Diagrama original Welectronic.

3.1 Criterios para elegirlo

3.2 Cómo se mide: el palpado

Para registrar el cero se toca la pieza con un instrumento y se lee la posición de máquina. Los métodos, de menor a mayor precisión, son:

MétodoPrecisión típicaObservaciones
Rozar con la herramienta y papel o galga0,02 a 0,05 mmRápido para Z; la galga se resta
Buscador de aristas mecánico0,01 a 0,02 mmDiámetro conocido (por ejemplo 10 mm); hay que sumar o restar el radio
Palpador electrónico (de contacto)0,005 a 0,01 mmEl control compensa el diámetro de la bola; cuida la calibración
Palpador con ciclo automáticoMejor que 0,005 mmMide caras, esquinas, centros de agujeros y registra solo el origen

Las precisiones son orientativas; dependen del fabricante, de la máquina y de la limpieza de las superficies.

3.3 La cuenta que no se debe olvidar

Cuando la herramienta o el buscador toca una cara, el eje de la herramienta no está en la cara: está a un radio de distancia. Si la herramienta está a la izquierda de la cara y avanza hacia +X, la cara está en lectura + radio; si está a la derecha, en lectura − radio. Para poner el cero en el centro de la pieza se suma o resta además la mitad del ancho. En Z, si se toca con una galga de espesor t, la superficie está en lectura − t. Un error aquí no da alarma: desplaza toda la pieza.

Corrección técnica 3 (dónde se "registra" el cero pieza): la ficha dice que el cero se "registra en el sistema de trabajo". Es correcto, pero se presta a confusión: lo que se guarda no es la posición de la pieza sino el valor de desplazamiento desde M hasta el origen elegido, en la tabla del sistema de trabajo (G54 y los demás). También conviene precisar que el cero se elige según el plano y según la sujeción (acceso, apoyos, repetibilidad), no solo según el plano; y que, en la imagen, la fresa trabaja la pieza en el vacío de la mordaza: antes de usar un origen hay que comprobar la altura libre de la mordaza y las bridas frente a la herramienta.

4. Sistemas de trabajo

Ficha: sistemas de trabajo; G54, G55, G56, G57, G58 y G59 son sistemas habituales; la disponibilidad y el uso dependen del control; pantalla con la lista de sistemas de trabajo
Sistemas de trabajo. Fuente: ficha técnica Welectronic.

Un sistema de trabajo (en inglés work coordinate system o work offset) es una entrada de la tabla de orígenes: guarda el vector desde M hasta un cero pieza. Los códigos G54 a G59 seleccionan una de esas seis entradas, y la selección es modal: vale hasta que otro código la sustituye. En muchos controles G54 es el sistema activo al encender, aunque se puede configurar.

4.1 Para qué sirven varios sistemas

Vista superior de una mesa con tres mordazas y sus orígenes G54, G55 y G56 como vectores desde el cero máquina, y un programa que repite el mismo subprograma en cada una
Tres piezas, tres orígenes y un solo subprograma. Esquema original Welectronic con valores didácticos.

4.2 Más allá de G54 a G59

La ficha acierta al decir que "la disponibilidad y el uso dependen del control". Algunos ejemplos de variantes (conviene consultarlas en el manual del control):

ControlSistemas de trabajoObservaciones
Fanuc (estilo ISO)G54 a G59, y G54.1 P1 a P48 (ampliados)Existe además un desplazamiento externo común a todos; se escriben con G10 L2
HaasG54 a G59, y G154 P1 a P99Estilo parecido a Fanuc, con su propia tabla
Siemens (Sinumerik)G54 a G57, y G505 a G599; G500 anula el ajustableLos desplazamientos programables (TRANS) se suman
HeidenhainTabla de preset y desplazamientos de punto ceroNo usa códigos G54; la lógica es la misma
LinuxCNCG54 a G59.3Con la tabla de parámetros 5221 y siguientes

4.3 G53, G92 y G52: no confundir

CódigoQué haceCuándo se usaRiesgo
G54 a G59Selecciona un origen guardado en la tablaSiempre; es el método normalActivar uno distinto del que usa el programa
G53Mueve en coordenadas de máquina solo en ese bloqueCambio de herramienta, parqueo, cargaOlvidar que es no modal y que ignora el origen activo
G92Define el origen según la posición actual (y se anula en algunos controles al reiniciar)Controles antiguos o rutinas especialesEs fácil de perder o de duplicar; difícil de verificar a simple vista
G52Desplaza un sistema local dentro del sistema de trabajoRepetir un patrón dentro de la piezaSe acumula sobre el origen activo; hay que cancelarlo

La recomendación habitual es usar los sistemas de la tabla (G54 y siguientes) para los orígenes de pieza, porque son visibles en una pantalla, se pueden revisar y no dependen de dónde esté el eje al ejecutar el bloque.

Corrección técnica 4 (nombre y alcance): la ficha los llama "sistemas de trabajo", que es una buena traducción, pero en la documentación del control aparecen como desplazamientos de origen de trabajo (work offsets). Conviene añadir tres cosas que la ficha no dice: (a) la selección es modal y suele quedar activo el último usado hasta que se cambie o se reinicie, por eso hay que confirmarlo; (b) hay más de seis en muchas máquinas (G54.1 P, G154 P, G505 y siguientes); (c) la imagen de la pantalla muestra solo la lista, pero el valor útil está en la tabla de desplazamientos (X, Y, Z), que es lo que realmente se verifica antes de ejecutar.

5. La pieza que falta: compensación de herramienta

La ficha menciona las "compensaciones" en la lista de verificación pero no las explica; sin ellas el cero Z no sirve. El origen Z se mide con una herramienta; las demás herramientas tienen otras longitudes. La compensación de longitud (G43 con el número H; G49 la cancela) le dice al control cuánto más larga o más corta es cada una respecto a la referencia, para que todas lleguen a la misma Z programada.

Tres herramientas de distinta longitud, primero sin compensar con la línea de calibre a la misma altura y luego compensadas, con las puntas llegando a la misma superficie
Sin compensación cada herramienta llega a una altura distinta; con H = ΔL, todas llegan a la misma. Esquema original Welectronic.

5.1 El método de la herramienta de referencia

  1. Se palpa la cara superior de la pieza con la herramienta de referencia y se registra la lectura (menos el espesor de la galga) como Z del origen del sistema de trabajo.
  2. Se mide la longitud de cada herramienta (en un presetter fuera de la máquina o tocando en la propia máquina) y se calcula ΔL = L herramienta − L referencia.
  3. Se teclea ΔL en la tabla como H de cada herramienta y se activa con G43 Hn en el programa, junto con la Z de aproximación.

Con este convenio, una herramienta más larga tiene H positivo: el husillo debe detenerse más arriba. Otros controles y otros métodos (por ejemplo, medir cada herramienta contra la mesa y dejar la Z del origen en cero) cambian los signos; lo importante es seguir un único convenio y comprobarlo con un movimiento de prueba.

5.2 Otras compensaciones

Corrección técnica 5 (lo que la lista omite): la ficha muestra una lista "verificación previa" con origen, unidades, compensaciones, sujeción, simulación y resguardos, y está bien, pero faltan tres controles que evitan los choques más frecuentes: (a) referencia hecha (sin ella, nada de lo demás vale), (b) longitud de herramienta con su signo comprobado, y (c) altura libre de mordazas y bridas. "Compensaciones" resume en una palabra varios datos (H, D y desgaste) y debe desglosarse al verificar.

6. Verificación segura

Ficha: verificación segura; confirmar origen activo, unidades y compensaciones; simular y comprobar con procedimiento controlado, personal capacitado y resguardos activos; lista de verificación previa, mordaza azul y señales de protección personal y resguardos en posición
Verificación segura. Fuente: ficha técnica Welectronic.

La verificación segura es la última barrera antes del primer corte. Su idea es sencilla: asumir que algo está mal y comprobarlo con la máquina en la condición menos peligrosa posible.

Diagrama de ocho pasos desde referenciar hasta producir: elegir sistema de trabajo, palpar cero, compensar, revisar, prueba en seco, primera pieza y producir
Ocho pasos, de la referencia a la producción. Diagrama original Welectronic.

6.1 La prueba en seco

6.2 Por qué el override salva piezas

Un eje con rápido de 30 m/min se desplaza a 500 mm/s. Entre que el operario ve el problema y consigue detener el movimiento transcurre un tiempo de reacción (con las manos cerca, de 0,5 a 1 s o más): a 500 mm/s son 250 mm o más, es decir, más que la altura de una mordaza. Con un override del 25 % la velocidad baja a 125 mm/s y la misma reacción solo consume unos 60 mm. El laboratorio de esta publicación incluye una mesa para calcularlo.

6.3 Resguardos, personal y protección

Corrección técnica 6 (la imagen y los resguardos): la foto muestra la mordaza y la herramienta con la zona de trabajo a la vista, junto a una reja amarilla de protección y el cartel "resguardos en posición"; por sí sola la imagen no permite saber si el resguardo está cerrado. Es importante aclarar que "resguardos activos" no admite ejecutar el programa con la puerta abierta: la verificación visual de las trayectorias se hace con simulación, con la puerta cerrada o en el modo de preparación del fabricante. Además, la ficha dice "simular y comprobar con procedimiento controlado" sin precisar: el procedimiento es la prueba en seco con override bajo y bloque a bloque. Por último, la protección ocular es necesaria pero no sustituye a los resguardos.

7. Recomendación técnica

Ficha: recomendación técnica; consulte el manual del control; verifique referencias y sujeción antes de ejecutar el programa; manual del control, mordaza y portaherramientas
Recomendación técnica. Fuente: ficha técnica Welectronic.

La recomendación recoge dos hábitos de oficio: el manual del control manda (cada fabricante tiene su forma de referenciar, de registrar orígenes y de numerar sistemas) y referencias y sujeción se verifican antes de ejecutar. Se podría añadir un tercero: la longitud de herramienta, que la imagen sugiere con el portaherramientas cónico pero que el texto no menciona.

La sujeción merece una línea propia: una referencia perfecta con una pieza mal sujeta solo asegura que el desastre sea exacto. Se comprueba el apriete, el apoyo de la pieza, la altura que sobresale de la mordaza y que la herramienta, el portaherramientas y el husillo no choquen con las mordazas ni con las bridas.


8. Procedimientos paso a paso

8.1 Referenciar la máquina

  1. Revisa que la mesa y el recorrido estén libres y que no haya herramientas largas colgando.
  2. Baja el override de rápido y ten a mano la parada de emergencia.
  3. Selecciona el modo de referencia y envía primero el eje Z, después X e Y (salvo otro orden indicado por el fabricante).
  4. Espera la confirmación de cada eje; si alguno da alarma, no insistas: busca la causa (sensor, leva, cable, obstrucción).
  5. Comprueba que la ventana de máquina muestra posiciones coherentes (por ejemplo, Z en su extremo).

8.2 Palpar X e Y y registrar el origen

  1. Sujeta la pieza y comprueba que el apoyo y el apriete son correctos.
  2. Instala el buscador o el palpador; si es mecánico, anota su diámetro.
  3. Acércate a la cara en modo manual por pasos; al tocar, lee la posición de máquina.
  4. Calcula la cara: lectura ± radio, según el lado; añade la mitad del ancho si el cero va al centro.
  5. Teclea el valor en la tabla del sistema (G54, por ejemplo), en el eje correspondiente.
  6. Repite en el otro eje y comprueba volviendo al origen con un movimiento en G54 y viendo que la herramienta queda donde debe.

8.3 Z y longitudes de herramienta

  1. Con la herramienta de referencia, toca la cara superior con la galga y lee la Z de máquina.
  2. Resta el espesor de la galga y teclea el resultado como Z del sistema de trabajo.
  3. Mide las demás herramientas y calcula ΔL = L herramienta − L referencia.
  4. Teclea ΔL en la tabla de H y comprueba con un movimiento de prueba a unos milímetros de la superficie (por ejemplo Z +5) antes de bajar.

8.4 Primera pieza

  1. Completa la lista de verificación (origen, unidades, compensaciones, sujeción, simulación, resguardos).
  2. Ejecuta la prueba en seco con la Z desplazada hacia arriba, bloque a bloque.
  3. Quita el desplazamiento y repite las primeras pasadas con override bajo y atención a la distancia por recorrer.
  4. Mide la pieza y corrige solo el desgaste (no el origen) para ajustar las cotas.

9. Casos reales de planta

Los casos siguientes son ilustrativos: reúnen situaciones típicas de taller, redactadas para enseñar, y no corresponden a registros de una instalación concreta.

Caso 1 (ilustrativo) · El programa que se fue a la mordaza vecina

Tras mecanizar la pieza del lado derecho con G55, el operario cargó un programa escrito para G54 sin comprobar el sistema activo. La herramienta bajó 192,5 mm hacia el lado de la otra mordaza y se detuvo en una brida. El control no dio ninguna alarma, porque el punto estaba dentro del recorrido. Lección: el sistema de trabajo es modal; el programa debe empezar siempre llamando explícitamente a su sistema, y el operario lo comprueba en pantalla.

Caso 2 (ilustrativo) · La pieza 8 mm desplazada

Un técnico nuevo palpó las caras con una fresa de 16 mm de diámetro sin sumar el radio. Toda la pieza salió desplazada 8 mm hacia un lado: los agujeros estaban bien entre sí, pero fuera de posición respecto al borde. Se salvó la pieza porque la primera pasada se midió con un pie de rey. Lección: la primera pieza se mide, y el radio del buscador se anota en una etiqueta pegada a su caja.

Caso 3 (ilustrativo) · El signo del H

Al tecleer la longitud de una broca más larga que la referencia, se escribió el valor con signo negativo. En el programa, la aproximación a Z +5 llevó la punta 63,7 mm por debajo de la superficie, atravesó la pieza y llegó a la mordaza. La prueba en seco con la Z elevada y la lectura de coordenadas de máquina habrían mostrado el error. Lección: con un convenio claro de signos, se comprueba cada H con un movimiento de prueba sobre la superficie.

10. Errores comunes que conviene evitar


Resumen rápido (cheat-sheet)

ConceptoQué esCómo se calcula o se registraError típico
Cero máquina MOrigen fijo de la máquinaParámetros del fabricanteCreer que es una marca física
Referencia RPosición donde el control se orientaInterruptor + marca del encoderConfundirla con M
Cero pieza WOrigen de las cotas del programaLectura de máquina ± radio ± mitad del anchoOlvidar el radio
G54 a G59Tabla de orígenesValor en X, Y y Z; selección modalSistema activo equivocado
Coordenada de máquinaPosición real respecto a MOrigen + coordenada programadaSalirse del recorrido
H (G43)Diferencia de longitudΔL = L herramienta − L referenciaSigno cambiado
OverridePorcentaje del rápidov = v rápido × override100 % en la primera pasada

Glosario breve

Normas y datos a validar


11. Laboratorio de referencias CNC

El laboratorio tiene cuatro mesas. En Cero máquina → pieza editas la tabla de orígenes G54 a G59, eliges qué sistema está activo y para cuál se escribió el programa, y ves dónde llega la herramienta y cuánto se desvía. En Palpado introduces la lectura de máquina, el lado, el radio y el ancho, y obtienes el origen que debes teclear. En Longitud H ves, de lado, hasta dónde baja la punta cuando el H tiene un error. En Primera pieza calculas cuánto recorre el eje antes de detenerse y completas la lista de verificación.

Pruebas sugeridas:

Qué hace el modelo: la coordenada de máquina es el origen del sistema activo más la coordenada programada, eje por eje; el error por un sistema equivocado es la diferencia entre los dos orígenes. En el palpado, la cara es la lectura más el radio (herramienta a la izquierda) o menos el radio (a la derecha), el centro suma o resta la mitad del ancho y la galga se resta en Z. En la longitud, ΔL = L herramienta − L referencia, el error de punta es H − ΔL y la Z comandada es el origen más la Z programada más H. En la primera pieza, la distancia recorrida es la velocidad con override por el tiempo de reacción. Es un modelo didáctico con recorridos supuestos; no sustituye el manual del control ni el procedimiento de la planta.

Ejercicios

✅ 5 Problemas Resueltos

Problema 1: El origen G54 de una fresadora es X −312,500; Y −187,250; Z −298,000 (mm). Se programa el punto X45; Y30; Z−5 en coordenadas de pieza. (a) ¿Cuáles son sus coordenadas de máquina? (b) ¿Está dentro del recorrido (X −500..0, Y −400..0, Z −400..0)? (c) El programa se ejecuta con G55 activo, cuyo origen es X −120,000; Y −187,250; Z −298,000. ¿A dónde llega la herramienta y cuánto se equivoca?
Solución:
(a) Coordenada de máquina = origen + coordenada programada. X: −312,500 + 45 = −267,500. Y: −187,250 + 30 = −157,250. Z: −298,000 − 5 = −303,000.
(b) −267,5 está entre −500 y 0; −157,25 entre −400 y 0; −303 entre −400 y 0: sí está dentro en los tres ejes.
(c) Con G55: X = −120,000 + 45 = −75,000; Y y Z no cambian. La diferencia en X es −75,000 − (−267,500) = +192,500 mm; la herramienta llega 192,5 mm más hacia el lado del cero máquina. El punto sigue dentro del recorrido, por lo que el control no avisa.
Problema 2: Una fresa de 16 mm de diámetro, situada a la izquierda de una pieza de 100 mm de ancho, toca su cara izquierda con una lectura de máquina X −341,380. (a) ¿En qué X de máquina está la cara tocada? (b) ¿Qué valor X se teclea en G54 si el cero va en la cara tocada? (c) ¿Y si el cero va en el centro de la pieza? (d) ¿Qué error se comete si se olvida el radio?
Solución:
(a) Radio = 16 / 2 = 8 mm. La herramienta está a la izquierda de la cara, así que la cara está en lectura + radio = −341,380 + 8 = −333,380.
(b) Cero en la cara tocada: X de G54 = −333,380.
(c) El centro está 100 / 2 = 50 mm hacia +X de la cara: −333,380 + 50 = −283,380.
(d) Sin radio se teclearía −341,380: el origen quedaría 8 mm más a la izquierda (error de 8 mm) y toda la pieza se mecanizaría desplazada 8 mm hacia −X.
Problema 3: Se mide la altura con la herramienta de referencia T1 (longitud 118,40 mm): al tocar la cara superior sobre una galga de 0,10 mm la lectura Z de máquina es −246,350. Otras herramientas: T2 de 152,75 mm y T3 de 96,20 mm. (a) ¿Qué Z se teclea en el origen? (b) Calcula ΔL de T2 y T3 (el H de cada una). (c) ¿Qué Z comandada del punto de calibre lleva T2 para llegar a Z −12 de la pieza y T3 para llegar a Z 0?
Solución:
(a) La superficie está por debajo de la punta una galga: −246,350 − 0,10 = −246,450.
(b) ΔL₂ = 152,75 − 118,40 = +34,35 mm; ΔL₃ = 96,20 − 118,40 = −22,20 mm.
(c) Z comandada = origen + Z programada + H. T2: −246,450 − 12 + 34,35 = −224,100. T3: −246,450 + 0 − 22,20 = −268,650. La herramienta larga se detiene más arriba; la corta debe bajar más.
Problema 4: En el problema anterior, al registrar T2 se tecleó H = −34,35 en lugar de +34,35. El programa lleva T2 a Z +5 (aproximación) sobre una pieza de 40 mm de espesor apoyada en una mordaza. (a) ¿Cuál es el error de punta? (b) ¿A qué profundidad respecto a la superficie queda la punta? (c) ¿Cuánto sobrepasa la cara inferior de la pieza? ¿Qué se habría visto en una prueba en seco?
Solución:
(a) Error = H tecleado − ΔL real = −34,35 − 34,35 = −68,70 mm (la punta baja 68,7 mm de más).
(b) Profundidad = Z programada + error = 5 − 68,70 = −63,70 mm: 63,7 mm por debajo de la superficie.
(c) 63,70 − 40 = 23,70 mm por debajo de la cara inferior de la pieza, es decir, dentro de la mordaza. En una prueba en seco con la Z elevada +50 mm, la punta habría quedado en 50 − 68,70 = −18,70 mm: a 18,7 mm dentro de la pieza, un movimiento visiblemente absurdo en la ventana de coordenadas y en la "distancia por recorrer".
Problema 5: Una fresadora tiene rápido de 24 m/min. Una mordaza está a 30 mm de la herramienta en el sentido del movimiento. El operario tarda 0,8 s en detener el eje. (a) ¿Qué recorre antes de parar con override 100 % y con 25 %? (b) ¿Se llega a detener antes de la mordaza? (c) El programa en milímetros contiene G0 X50 y se ejecuta con el control en pulgadas: ¿qué desplazamiento se ordena en milímetros?
Solución:
(a) 24 m/min = 24 000 / 60 = 400 mm/s. Con override 100 %: 400 × 0,8 = 320 mm. Con 25 %: 100 mm/s × 0,8 = 80 mm.
(b) En ambos casos supera los 30 mm: no se llega a detener. Con 25 % recorrería 50 mm más de los 30 disponibles; con 100 %, 290 mm más. Para que se detenga en 0,8 s hacen falta 30 / 0,8 = 37,5 mm/s, es decir, un override de 37,5 / 400 = 9,4 % o menos (en la práctica, el 5 % o la aproximación manual).
(c) 50 pulgadas = 50 × 25,4 = 1270 mm, veinticinco veces más de lo previsto; si los límites de software están activos, el control da alarma por salirse del recorrido; si no lo están, la máquina intenta el movimiento.

🏋️ 5 Ejercicios Propuestos

Ejercicio 1: El origen G56 es X −421,800; Y −96,500; Z −310,000. Se programa el punto X−85; Y60; Z10. Calcula las coordenadas de máquina y di si alguna sale del recorrido (X −500..0, Y −400..0, Z −400..0).
X: −421,800 − 85 = −506,800; Y: −96,500 + 60 = −36,500; Z: −310,000 + 10 = −300,000. Sale del recorrido en X: −506,8 está 6,8 mm más allá del límite de −500. Y y Z están dentro. El control daría alarma de límite de carrera.
Ejercicio 2: Un buscador de aristas de 20 mm de diámetro toca la cara frontal (la de menor Y) de una pieza de 60 mm de profundidad, con la herramienta del lado de menor Y y una lectura de máquina Y −212,640. Calcula el origen Y si el cero va en el centro de la profundidad y la posición de la cara opuesta.
Radio = 10 mm. Cara tocada: −212,640 + 10 = −202,640. Centro: −202,640 + 30 = −172,640. Cara opuesta: −202,640 + 60 = −142,640.
Ejercicio 3: Una fresa de 12 mm de diámetro, situada a la derecha de una pieza de 80 mm de ancho, toca la cara derecha con una lectura X −205,270. Calcula la posición de la cara derecha, de la izquierda y el origen X si el cero va en la cara izquierda y si va en el centro.
Radio = 6 mm. Cara derecha: lectura − radio = −205,270 − 6 = −211,270. Cara izquierda: −211,270 − 80 = −291,270 (cero en la cara izquierda). Centro: −211,270 − 40 = −251,270.
Ejercicio 4: Herramienta de referencia T1 de 105,00 mm; T4 de 87,35 mm; T5 de 131,80 mm. El origen Z del sistema vale −280,500 y ambas herramientas deben llegar a Z −3 de la pieza. Calcula los H de T4 y T5 y la Z comandada de cada una.
ΔL₄ = 87,35 − 105,00 = −17,65 mm; ΔL₅ = 131,80 − 105,00 = +26,80 mm. Z comandada = origen + Z programada + H. T4: −280,500 − 3 − 17,65 = −301,150. T5: −280,500 − 3 + 26,80 = −256,700. La más corta baja más y la más larga se queda más arriba.
Ejercicio 5: Con rápido de 30 m/min, override del 50 %, tiempo de detención de 0,6 s y un obstáculo a 120 mm, ¿se llega a detener? ¿Qué pasa con 25 %? ¿Cuál es el override máximo (múltiplo de 5) que lo garantiza?
30 m/min = 500 mm/s. Con 50 %: 250 mm/s × 0,6 = 150 mm > 120 mm: no se detiene, choca 30 mm antes de parar. Con 25 %: 125 mm/s × 0,6 = 75 mm < 120: se detiene con 45 mm de margen. Máximo: velocidad límite = 120 / 0,6 = 200 mm/s, es decir 200 / 500 = 40 %, y el múltiplo de 5 que lo garantiza es 40 % (en el borde, sin margen: en la práctica 35 % o menos).
¿Te gustó esta publicación?

🧠 Quiz de conocimiento

Se seleccionarán 7 preguntas al azar de nuestra base de 10. Tu nota se calcula sobre 20.