escuela profesional de ing. mecatrónica

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

Facultad de Ingeniería Industrial

Escuela Profesional de Ing. Mecatrónica

INFORME DE INVESTIGACIÓN

“DISEÑO DE UNA MÁQUINA CNC 2D ½ CON CORTADOR

PLASMA Y MESA DE TRABAJO 1.20X1.20 MTS, PARA CORTAR

PLANCHAS DE ACERO INOXIDABLE ESPESOR 10 MM”

Presentada Por:

Pedro Teófilo Fernández Mechato Hugo Andrés Juárez Manrique Alexandra Carolina Silva Córdova

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:

Ingeniero Mecatrónica

Línea De Investigación:

Informática, electrónica y telecomunicaciones

Sub - Línea De Investigación:

Diseño y fabricación de mecanismos y máquinas

Piura, Perú 2020

DECLARACIÓN JURADA DE ORIGINALIDAD DEL INFORME DE INVESTIGACIÓN

Yo, FERNANDEZ MECHATO PEDRO TEOFILO, identificado con DNI N° 76923134,

domiciliado en calle San Luis S/N – El Tallan , celular 910342131, email:

[email protected] Bachiller de la escuela profesional de Ingeniería Mecatrónica, de

la facultad de Ingeniería Industrial.

DECLARO BAJO JURAMENTO: que el informe de investigación que presento es original e

inédito, no siendo copia parcial ni total de una tesis desarrollada y/o realizada en el Perú o

en el extranjero, en caso contrario de resultar falsa la información que proporciono, me

sujeto a los alcances de lo establecido en el Art. N° 411 del código penal concordante con

el Art. 32 de la ley N° 27444, ley del procedimiento Administrativo General y las Normas

Legales de Protección a los Derechos de Autor.

En fe de lo cual firmo la presente.

Piura 18 de diciembre del 2020

------------------------------------------------------------

Br. PEDRO TEOFILO FERNANDEZ MECHATO

DNI 76923134

Articulo 411.- el que en procedimiento administrativo, hace una declaración en relación con

hechos o circunstancias que le corresponde probar, violando la presunción de la veracidad

establecida por ley, reprimido con pena privativa de la libertad no menor de un años, ni

mayor de cuatro años

Articulo 4 inciso 4.12 del reglamento del registro nacional de trabajos de investigación para

optar grados académicos y títulos profesionales RENATI – Resolución de Consejo Directivo

N° 033-2016SUNEDU/CD


Yo, JUÁREZ MANRIQUE HUGO ANDRÉS, identificado con DNI N° 02894980, domiciliado

en calle 6 N°295 de la urbanización San José – 26 de octubre, celular 985199759, email:

[email protected] Bachiller de la escuela profesional de Ingeniería Mecatrónica, de

la facultad de Ingeniería Industrial.









------------------------------------------------------------

Br. HUGO ANDRÉS JUÁREZ MANRIQUE

DNI 02894980








mailto:[email protected]


Yo, ALEXANDRA CAROLINA SILVA CORDOVA, identificado con DNI N° 74413817,

domiciliado en AAHH Ollanta Humala Tasso Mz D2 Lt. 17- 26 de octubre , celular

985199759, email: [email protected] Bachiller de la escuela profesional de

Ingeniería Mecatrónica, de la facultad de Ingeniería Industrial.









------------------------------------------------------------

Br. ALEXANDRA CAROLINA SILVA CORDOVA

DNI 02894980








mailto:[email protected]

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECATRÓNICA

INFORME DE INVESTIGACIÓN

“DISEÑO DE UNA MÁQUINA CNC 2 ½ D CON CORTADOR

PLASMA Y MESA DE TRABAJO 1.20X1.20 MTS, PARA CORTAR

PLANCHAS DE ACERO INOXIDABLE ESPESOR 10 MM””

PARA OBTAR POR EL TITULO PROFESIONAL DE:

INGENIERO MECATRÓNICO

Línea De Investigación:

Informática, electrónica y telecomunicaciones

Sub - Línea De Investigación:

Diseño y fabricación de mecanismos y máquinas

APROBADO POR:

Mg. MANNOLIO HUACCHILLO CALLE

Miembro del Jurado Calificador ----------------------------------------

Mg. CÉSAR ARTURO NIÑO CARMONA

Miembro del Jurado Calificador -----------------------------------------

Ing. LUIS ALBERTO CALDERÓN PINEDO

Miembro del jurado Calificador ---------------------------------------

PIURA – PERÚ

2020

DEDICATORIA

Dedicamos el presente trabajo a nuestras

familias por ser nuestro motivo de

perseverancia y superación constante.

Por siempre darnos su apoyo constante e

incondicional a lo largo de nuestra vida

universitaria brindándonos los consejos a

seguir y forjándonos siempre por el

camino del bien.

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos a nuestros

familiares y educadores por estar junto a

nosotros incondicionalmente.

A nuestros amigos que siempre han

confiado, nos han animado y creído en

nosotros.

A nuestro asesor de Informe de

Investigación el Ing. Jorge Ma San Zapata

y al co-asesor Ing. Teobaldo León García,

por la guía brindada durante el

desarrollo del informe.

ÍNDICE INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................. 17

CAPÍTULO I: ASPECTOS DE LA PROBLEMÁTICA ................................................................................. 18

1.1. DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA ............................................................... 18

1.1.1. Formulación y planteamiento del problema ............................................................. 18

1.2. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACION .................................................. 19

1.3. OBJETIVOS .............................................................................................................................. 19

1.3.1. Objetivo General ............................................................................................................ 19

1.3.2. Objetivos Específicos ....................................................................................................... 19

1.4. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACION ................................................................................... 19

1.4.1. Delimitación Espacial ..................................................................................................... 19

1.4.2. Delimitación Temporal .................................................................................................. 19

1.4.3. Delimitación Social ........................................................................................................ 19

CAPITULO II: MARCO TEÓRICO ......................................................................................................... 20

2.1. ANTECEDENTES ...................................................................................................................... 20

2.2. BASES TEÓRICAS ..................................................................................................................... 21

2.3. GLOSARIO DE TÉRMINOS .................................................................................................. 32

2.4. MARCO REFERENCIAL........................................................................................................ 33

CAPITULO III: MARCO METODOLÓGICO ........................................................................................... 36

3.1. TIPO ........................................................................................................................................ 36

3.2. NIVEL ...................................................................................................................................... 36

3.3. ENFOQUE ................................................................................................................................ 36

3.4. DISEÑO ................................................................................................................................... 36

3.5. SUJETOS DE LA INVESTIGACION ............................................................................................. 36

3.6. METODOS Y PROCEDIMIENTOS ............................................................................................. 36

3.7. TECNICAS E INSTRUMENTOS .................................................................................................. 37

CAPITULO IV: DESARROLLO Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ............................................................. 38

4.1. DISEÑO DEL SISTEMA MECÁNICO .......................................................................................... 38

4.2. DISEÑO DEL SISTEMA DE CONTROL .................................................................................. 66

4.3. ELECCIÓN DE COMPONENTES ........................................................................................... 79

DISCUSIONES ..................................................................................................................................... 87

CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 88

RECOMENDACIONES ......................................................................................................................... 89

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................................................... 90

ANEXOS ............................................................................................................................................. 91

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 Configuración típicas de robots industriales……………………………………………………..…………14 Figura 2.2 Flujo de procesamiento de una máquina CNC…………………………………………………….……….15 Figura 2.3 Componentes de un plasma CNC……………………………………………………………….………………..16 Figura 2.4 cutter plasma……………………………………………………………………………………………………..…..…..17 Figura 2.5 Sistema de adquisición de datos……………………………………………………………………………..…20 Figura 2.6 Controlador DQ542MA..................................................................................................20 Figura 2.7 ventana “program run” al inicio de mach3....................................................................22 Figura 2.8 Producto Bruto, exportaciones y volumen físico del sector metalmecánica………………26 Figura 2.9 sector metalmecánico: Distribución de empresa y personal ocupado según tamaño..27 Figura 4.1 Estructura de mesa cnc……………………………………………………………………….…………………….30 Figura 4.2 Pistola plasma………………………………………………………………………………………….………………..35 Figura 4.3 Mordaza…………………………………………………………………………………………………..…………….…35 Figura 4.4 Plano del altura (z)………………………………………………………………………………………………..….…35 Figura 4.5 Vista de perfil del mecanismo…………………………………………………………………………..……….36 Figura 4.6 partes de un tornillo de potencia y diagrama de fuerzas……………………………….………….37 Figura 4.7 Dimensiones generales de cuerdas estándares…………………………………………………….…..38 Figura 4.8 coeficientes de fricción µ de pares roscados, tornillos de potencia……………………….….39 Figura 4.9 Tuerca hexagonal del Sistema……………………………………………………………………………..…...41 Figura 4.10 Vista transversal del mecanismo………………………………………………………..…………………..44 Figura 4.11 Características físicas de los materiales......................................................................45 Figura 4.12 Vista de las rejillas de la mesa de corte.......................................................................51 Figura 4.13 Esfuerzos sobre soportes de la estructura..................................................................52 Figura 4.14 Perfil cuadrado del mecansimo...................................................................................53 Figura 4.15 Perfil cuadrado/medidas ............................................................................................53 Figura 4.16 Tipos de empotramiento…………………………………………………………………………………….….54 Figura 4.17 Fórmulas por tipo de empotramiento………………………………………………………………..…..54 Figura 4.18 Tornillo de potencia longitudinal…………………………………………………………………………….56 Figura 4.19 Cotas del tornillo de potencia longitudinal……………………………………………………….…..…56 Figura 4.20 Diagrama de control de la Tarjeta………………………………………………………………….……..…59 Figura 4.21 Tarjeta principal de control…………………………………………………………………………………..…60 Figura 4.22 Drivers, controlador de motores pap………………………………………………………..…………….61 Figura 4.23 Salida de corriente DQ542MA………………………………………………………………………………...61 Figura 4.24 Configuración del dividor o pulso/Rev DQ542MA……………………………………………………62 Figura 4.25 Circuito electrónico…………………………………………………………………………………………..….…62 Figura 4.26 Asignación de puerto y velocidad de trabajo……………………………………………………….….64 Figura 4.27 Asignación de señales de salida a los motores de paso………………………………65 Figura 4.28 Asignación de límites de carrera y retorno a las coordenadas de origen………………...65 Figura 4.29 Asignación de paro de emergencia y controles de altura de la antorcha………………...66 Figura 4.30 Asignación de pin para la habilitación de motores…………………………………………………..66 Figura 4.31 interfaz de configuración…………………………………………………………………………………………69 Figura 4.32 Modelado en AutoCad 2D……………………………………………………………………………………….70 Figura 4.33 Conversión de modelado AutoCad a Lazycam……………………………………………………….…71 Figura 4.34 Ventana principal de Mach3…………………………………………………………………………………...71 Figura 4.35 Dimensiones del motor Nema23……………………………………………………………………………..72

Figura 4.36 Motor PAP Nema23..............................................................................................72 Figura 4.37 Área de Trabajo.....................................................................................................73 Figura 4.38 Sensor Inductivo...................................................................................................74 Figura 4.39 Fuente de alimentación 350w 36v........................................................................75 Figura 4.40 Características de la fuente...................................................................................76 Figura 4.41 Elementos de transmisión de movimiento...........................................................77 Figura 4.42 Eje liso...................................................................................................................78 Figura 4.43 Tornillo de potencia..............................................................................................78 Figura 4.44 Patines...................................................................................................................79 Figura 4.45 Antorcha del mecanismo......................................................................................79 Figura 4.46 Rangos para corte por plasma..............................................................................79

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 4.1 Partes del mecanismo cnc…………………………………………………………………33 Tabla 4.2 Pesos de la bancada longitudinal………………………………………………………34 Tabla 4.3 Pesos de la estructura transversal del cnc…………………………………………35 Tabla 4.4 Pesos de la estructura del altura (z)…………………………………………………….36 Tabla 4.5 Masas a considerar del altura (z)…………………………………………………………38 Tabla 4.6 Especificaciones técnicas de sensores inductivos………………………..……76

ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo 1: Código G del programa…………………………………………………………………88-92 Anexo 2: características del acero A-36 ………………………………………………………93 Anexo 3: características del compresor ………………………………………………………94 Anexo 4: Planos del mecanismo CNC ………………………………………………………95-98 Anexo 5: Características de motor Nema23 ……………………………………………….99 Anexo 6: Circuito electrónico/conexionado ……………………………………………….100 Anexo 7: Datos técnicos DQ542MA ………………………………………………...........101-107 Anexo 8: Datos técnicos de cortador plasma Herocut ………………….………….108

RESUMEN

Dentro de los talleres de metal mecánica, se utilizan herramientas convencionales (amoladora, discos

de corte, sierras, etc.), lo que disminuye la calidad del trabajo y aumenta los tiempos, con ello también

aumentan los costos de producción; además el personal técnico sufre un mayor desgaste físico. El

adquirir un mecanismo sofisticado actualmente cuesta mucho porque normalmente proviene de otros

países y muchas veces rebasa la producción que se necesita. Debido a ello, se diseñó un mecanismo

que satisfaga todas las necesidades mencionadas mediante un sistema de control numérico

computarizado, que posee como herramienta principal, un cortador plasma por su rapidez y exactitud

de trabajo.

Para lograr obtener el mecanismo CNC, se utilizó el diseño experimental; creamos tecnología a través

de tecnología, en donde describe paso a paso el trabajo realizado. El diseño de la estructura del

CNC está hecho en su mayoría de acero A-36; verificado con el software autocad con mesa de corte

de 1.20x1.20 mts, haciendo uso como herramienta de corte plasma la boquilla PT31, que soporta la

temperatura y cumple con el diseño, además, el mecanismo cuenta con 4 motores paso a paso que

darán el torque necesario para el movimiento en los ejes x, y, z; y mediante el sistema de control de

las tarjetas, drivers y el programa Mach3, se logra el diseño y manejo del sistema.

Palabras claves: control numérico, plasma, automatización.

ABSTRACT

Within the metal mechanic workshops, conventional tools are used (grinder, cutting discs, saws, etc.),

which decreases the quality of the work and increases the times, with this also the production costs

were recorded; in addition, technical personnel suffer greater physical wear and tear. Acquiring a

sophisticated mechanism currently costs a lot because it usually comes from other countries and often

exceeds the production that is needed. Due to this, a mechanism was designed that satisfies all the

needs requested by means of a computerized numerical control system, which has as its main tool, a

plasma cutter due to its speed and accuracy of work.

To achieve the cnc mechanism, the experimental design was used; we create technology through

technology, where the work carried out is described step by step. The cnc frame design is mostly

made of A-36 steel; verified with autocad software with 1.20x1.20 m cutting table, using the PT31

nozzle as a plasma cutting tool, which supports temperature and complies with the design, in addition,

the mechanism has 4 stepper motors that will give the torque required for movement in the x, y, z

axes; and through the control system of the cards, drivers and the Mach3 program, the design and

management of the system is achieved.

Keywords: numerical control, plasma, automation.

INTRODUCCIÓN

Las herramientas convencionales para corte de materiales metálicos, son actualmente muy utilizadas en talleres de metal mecánica, sobre todo en nuestro país, estos no cumplen las condiciones que muchas veces un cliente exigente requiere, además que hay un mayor gasto de material, más aún, cuando la mano del trabajador no logra la exactitud. El desarrollo del diseño de un mecanismo CNC con corte por plasma, permite al dueño de estos talleres, lograr una mayor satisfacción del cliente, mejorando sus trabajos, realizándolos en menor tiempo y a un menor costo y cansancio físico. En el capítulo uno, se vio la problemática de la situación, y con ello se plantea los objetivos puntuales y generales para el desarrollo de este proyecto, nos hace ver la importancia y justificación del proyecto, que pasaría si no se diseñara un mecanismo con estas características. En el capítulo dos, podemos observar que antecedentes se siguió como ejemplo al desarrollo del diseño, las bases teóricas convenientes a tener en cuenta, además de un glosario de términos y marco referencial para la comprensión del informe. En el capítulo tres, nos indica que metodología hemos escogido para llevar a cabo el desarrollo del diseño del proyecto y su mejor comprensión; nos señala los métodos y procedimientos, además de las técnicas y herramientas a utilizar; haciendo énfasis a que se trata de un método descriptivo no experimental. En el capítulo cuatro, nos hace referencia al cumplimiento de los objetivos mediante, el diseño mecánico del sistema CNC, el diseño de control para la parte de manejo del sistema y la elección de componentes adecuados para el sistema, analizando los componentes se utilizan, las características que deben tener y que software se han hecho uso para su logro; además nos indica a que conclusiones y discusiones llegamos y las recomendaciones del caso.

CAPÍTULO I: ASPECTOS DE LA PROBLEMÁTICA

1.1.DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA

En los Talleres de metal mecánica, para los trabajos de calderería, existe cada vez mayores

exigencias en la exactitud; los diseños son cada vez más complejos, la diversidad de productos

hace necesario la tendencia a estructuras de producción más flexibles y se necesita minimizar

errores y el tiempo de entrega de los productos tiende a ser cada vez más reducido.

En el caso particular de nuestro país la situación es agravante, debido a que se utilizan

generalmente herramientas manuales como discos de corte, amoladora, sierras, taladros etc.,

que, al desarrollar estos trabajos con aceros, no logran un buen acabado en el material, hay un

mayor esfuerzo físico y por ende una mayor demora y ello trae consigo un mayor gasto

económico; y a diferencia de las empresas industrializadas que cuentan con un gran avance

tecnológico, estos talleres quedan desfasados; y los que reciben estos trabajos no quedan al

100% satisfechos con los trabajos realizados.

Por su parte, en el país vecino de Colombia se desarrolló un proyecto similar, con materiales

de bajo costo; para las pequeñas industrias, en donde se logró el objetivo de diseñar e

implementar un mecanismo cnc para cortar platinas, integrando la parte electrónica y la parte

mecánica, verificando el cumplimiento de los parámetros requeridos. (Cárdenas & Posso, 2017)

Por todo lo mencionado Se quiere llegar a un proceso automático y que cumpla con todos los

requerimientos que no logran obtener las herramientas tradicionales de los empresarios

peruanos dueños de metalmecánica.

1.1.1. Formulación y planteamiento del problema

Pregunta General

¿De qué manera se diseñará una máquina CNC 2D ½ con cortador plasma y mesa de trabajo

1.20x1.20 mts, para cortar planchas de acero inoxidable espesor 10 mm?

Preguntas Específicas

• ¿Cómo se realizará el diseño mecánico de la máquina?

• ¿Cómo se realizará el sistema de control con los parámetros deseados de funcionamiento?

• ¿Cómo se determinará la elección de los componentes para el mecanismo de corte por

plasma del CNC (eléctricos, electrónicos, mecánicos, motores, boquilla, etc.)?

1.2.JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACION

Va a permitir a los que laboran en el rubro de la calderería, en talleres de metalmecánica,

mejorar sus trabajos, ponerse a la altura de las empresas industrializadas y tener clientes más

satisfechos; haciendo uso de una de las tecnologías de automatización potente, a un menor

costo, además, con ello permitirá a los peruanos dedicados a este rubro a no depender de otros

países mucho más avanzados e industrializados, que venden esta tecnología a costos elevados

para trabajos de producción mayores.

Mediante el uso del Control Numérico Computarizado (CNC), se reducirá el tiempo empleado

para los trabajos de calderería, menor esfuerzo por parte del trabajador, puesto que no va a

intervenir directamente, mayor rentabilidad económica respecto a su producción no elevada,

menor desgaste de material y mayor exactitud de los acabados; además de ello se hace uso de

la combinación de dos elementos que tenemos disponibles a la mano del hombre, “electricidad

y aire”.

En este orden el modelo CNC mejoraría no solo los problemas indicados líneas arriba, si no,

cambiara la forma de pensar acerca de la tecnología, creando peruanos innovadores y

arriesgados a probar cosas nuevas, combinando el control, la electrónica y la mecánica.

1.3. OBJETIVOS

1.3.1. Objetivo General

• Diseñar una máquina CNC 2D ½ con cortador plasma y mesa de trabajo 1.20x1.20 mts,

para cortar planchas de acero inoxidable espesor 10 mm.

1.3.2. Objetivos Específicos

• Diseñar el sistema mecánico del equipo.

• Diseñar el sistema de control para los parámetros de corte deseado.

• Determinar la elección adecuada de los componentes para el mecanismo de corte por

plasma del CNC (eléctricos, electrónicos, mecánicos, motores, boquilla, etc.)

1.4. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACION

1.4.1. Delimitación Espacial Talleres de metalmecánica.

1.4.2. Delimitación Temporal Tiene una duración de 4 meses, junio a octubre de 2020.

1.4.3. Delimitación Social Dueños de metalmecánica, dedicados a realizar trabajos de calderería con planchas de acero

inoxidable.

CAPITULO II: MARCO TEÓRICO

2.1. ANTECEDENTES

Allauca (2017), en su estudio “Diseño e implementación de un sistema Automatizado por

Control Numérico Computarizado para cortes por Plasma en los procesos de manufactura de la

empresa CEM INGENIEROS E.I.R.L.”, presenta el uso de tres ejes de coordenada para el corte

(x, y z), y desarrollo de un programa CAM para la generación de código G a partir de archivos

CAD en formatos DXF 2D, así como la generación de conexionado para el funcionamiento de

los componentes del CNC. El desarrollo de este proyecto de tesis, nos sirve como referencia,

que, dentro de un taller de Metalmecánica en la Ciudad de Lima, ya ha sido implementado, para

diversos procesos de manufactura, y con ello, analizar el funcionamiento específico para

trabajos con planchas de acero.

Robalino (2018), en su trabajo de tesis “Diseño y construcción de una máquina CNC cortadora

por plasma para el corte de planchas metálicas en el taller mecánico industrial robalino de la

ciudad de riobamba”, de la ciudad de Ambato, Ecuador, realiza el corte de planchas metálicas

que van desde los espesores de 1 hasta 32 mm, utilizando como mesa de trabajo rejillas

metálicas y como cabeza del husillo, una antorcha de plasma. Para la construcción de esta

máquina determina parámetros de elección de las herramientas a utilizar como el software de

diseño, elección de motores paso a paso con la ayuda del despliegue de la función de calidad

(QFD), además de la elección de los componentes eléctricos y electrónicos. En su trabajo

detalla que un CNC es básicamente una impresora, que interpreta mediante un programa en el

computador información de parámetros de mecanizado y la trasmite a algún elemento externo.

Y, una mesa CNC, es un soporte el cual se mueve a una velocidad dada y en una dirección a

cualquier herramienta que se desee utilizar, usualmente en los ejes X, Y y Z. Todos estos

procesos se describen ya que fácilmente pueden ser adaptados a una mesa de corte CNC. Desde

el método más antiguo, hasta el más moderno pueden ser utilizados en metales.

De este trabajo podemos tomar como referencia sus parámetros de elección de las herramientas

en el diseño del mecanismo, así también como realizar el control para el espesor deseado.

Mora y Villa (2016), en su proyecto de tesis “Implementación de una máquina de control

numérico computarizado de corte por plasma para optimizar el proceso y la calidad de corte”,

plantea como finalidad una investigación experimental para obtener mejores resultados, con

tres movimientos (longitudinal, transversal y vertical) y mesa de trabajo de 1 x 1 mt,

profundidad 180mm. Este trabajo se tomó como referencia debido a que su trabajo es

experimental, por lo tanto, se toma como referencia para la elección de los mejores materiales

a utilizar; por ejemplo, gracias a su trabajo se toma para diseño e implementación del

mecanismo, el acero ASTM A-36 debido a sus características y composición, adecuadas para

el trabajo con acero; parámetros de la cantidad de aire y amperaje del plasma; así como el

desarrollo del programa CAD y CAM del sistema.

2.2. BASES TEÓRICAS

2.2.1. Plasma.

Es el cuarto estado de la materia; empezamos en un estado sólido, en el que átomos forman

moléculas que se encuentran muy juntas en un estado de reducida actividad cinética (casi no se

mueven); conforme aumenta la temperatura pasamos a un estado líquido en el que las moléculas

de agua gozan de relativa libertad de movimiento, pero aun estando fuertemente logadas;

después de aumentar aún más la temperatura pasamos al estado gaseoso de vapor de agua, en

el que las moléculas prácticamente no están ligadas una de la otra y tienen mucha libertad de

movimiento. Normalmente aquí el comportamiento del agua nos resulta muy familiar, pero

¿Que sucede si se aumenta más la temperatura?

La energía térmica de los átomos sería suficiente para arrancarles los electrones

energéticamente más alejados del núcleo, convirtiendo el vapor de agua en un gas ionizado

muy caliente: el plasma.

En un plasma; la situación es completamente diferente a la de un gas cualquiera, las partículas

están cargadas (electrones e iones), los cuales son susceptibles campos electromagnéticos; es

decir, que a mayor temperatura mayor campo magnético y ante una carga se produce una gran

carga eléctrica. (Brenes, 2013)

2.2.2 Robótica industrial

Según la RIA (robot industry association), un robot industrial es un manipulador reprogramable

multifuncional diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o artefactos especiales,

mediante movimientos variables programados, para la ejecución de tareas potencialmente muy

diversas.

Básicamente un robot industrial es un manipulador de objetos, es decir, un dispositivo mecánico

formado generalmente por elementos en serie llamados eslabones, que están articulados entre

sí, destinado a la sujeción y desplazamiento de objetos.

2.2.2.1 Cinemática y mecanismos

Las configuraciones más comunes de los robots industriales son:

- Configuración cartesiana: tiene tres articulaciones prismáticas. La especificación de

posición de un punto se efectúa mediante las coordenadas cartesianas (x, y, z). los valores

que deben tomar variables articulares corresponden directamente a las coordenadas que

toma el efector final o extremo del brazo.

- Configuración cilíndrica: posee dos articulaciones prismáticas y una de rotación,

generalmente la primera articulación es de rotación. La posición se especifica de forma

natural en coordenadas cilíndricas.

- Configuración angular: está conformado por tres articulaciones de rotación. La posición

del extremo final se especifica de forma natural en coordenadas angulares.

- Configuración polar: se caracteriza por tener dos articulaciones de rotación y una

prismática. En este caso las variables articulares expresan la posición del extremo del tercer

enlace en coordenadas polares.

- Configuración SCARA: posee dos articulaciones de rotación sobre dos ejes paralelos y una

de desplazamiento.

- Configuración paralela: son cadenas cinemáticas cerradas cuyo órgano terminal o

plataforma móvil, está conectado a la base mediante varias cadenas cinemáticas seriales

independientes.

La selección del mecanismo y sus propiedades cinemáticas depende de requisitos tales como carga

útil, el tamaño, espacio de trabajo y aplicación prevista. (Siciliano,2008)

En la figura 1.1 se detalla las configuraciones típicas de los manipuladores industriales, así como

también el volumen o espacio de trabajo por cada configuración.

FIGURA 2.1: Configuraciones típicas de robots industriales

Fuente: configuraciones típicas de robots industriales (siciliano, 2008)

2.2.3 Control Numérico Computarizado Es el uso de una computadora para controlar y monitorear los movimientos de una máquina

herramienta. Entre esas máquinas herramientas, tanto estáticas como portátiles, podemos

mencionar: fresadora, torno, rectificadora, máquina de corte por láser, por chorro de agua o por

electroerosión, prensa, etc. Las máquinas de gran porte cuentan con una computadora dedicada

que forma parte del equipo, y la mayoría dispone de un sofisticado sistema de realimentación

que monitorea y ajusta constantemente la velocidad y posición de la herramienta de corte. Las

máquinas menos exigentes usadas en talleres admiten el uso de una computadora externa. El

controlador CNC trabaja en conjunto con una serie de motores (servomotores y/o motores paso

a paso), así como componentes de accionamiento para desplazar los ejes de la máquina de

manera controlada y ejecutar los movimientos programados.

La máquina recibe órdenes mediante códigos numéricos (G codes) que tienen una secuencia

lógica y que finalmente se convierten en el programa de maquinado. El lenguaje del código G

es un lenguaje de máquina basado en el comando de máquina alfanumérico ASCII, que el

controlador interpreta en movimientos discretos.

Una maquina CNC, consiste en seis elementos principales:

- Dispositivo de entrada

- Unidad de control o controlador

- Máquina herramienta

- Sistema de accionamiento

- Dispositivos de realimentación (solo en sistemas con servomotores)

- Monitor.

Su funcionamiento se basa, en la lectura de las instrucciones de la computadora del controlador

(en forma de códigos G y M) y mediante su propio software convierte estas instrucciones en

señales eléctricas destinadas a activar los motores.

FIGURA 2.2: Flujo de procesamiento de una máquina CNC.

Fuente: Flujo de procesamiento de una máquina CNC (Aguinaga, 2013)

2.2.3.1 Arquitectura física de una máquina CNC para corte por plasma

Existen diferentes tipos y tamaños de plasmas CNC, sin embargo, la mayoría de estas máquinas

presentan casi los mismos elementos. En la figura 2.2 se logra observar las diferentes partes

que componen una máquina CNC para corte por plasma.

FIGURA 2.3: Componentes de un plasma CNC.

Fuente: Componentes de un plasma CNC (Cárdenas & Posso, 2017)

➢ Máquina herramienta

Es un tipo de máquina que se utiliza para dar forma a piezas sólidas, principalmente metales.

Su característica principal es su falta de movilidad, ya que suelen ser maquinas estacionarias.

El moldeado de la pieza se realiza por la eliminación de una parte del material, que se pude

realizar por arranque de viruta, por estampado, corte o electrocución.

Las maquinas que más frecuentemente suelen operar por CNC, son:

- Tornos

- Fresadoras

- Enrutadores

- Cortes de plasma

- Impresoras 3D

En el caso para corte plasma se utilizará una boquilla cortadora PT31.

➢ Cortador plasma

Este dispositivo de trabajo tiene la capacidad de cortar varios tipos de metal en una simple

operación. Una vez que el arco de plasma se establece para el corte, se usa aire comprimido

para soplar el metal fundido a través de la ranura, produciéndose de esta manera el corte. En

lugar del altura (z) de husillo tiene instalado una antorcha de plasma.

Normalmente un plasma CNC dispone de un controlador de altura de antorcha, que mantiene

la distancia apropiada de la punta de la antorcha con el material a través de un muestreo

constante del potencial de voltaje entre la punta y el material a cortar. La razón de la necesidad

de monitorear constantemente el voltaje de la boquilla y hacer ajustes posteriores es debido a

la deformación del metal producido cuando se corta

FIGURA 2.4.: cutter plasma

Fuente: wantai

2.2.3.1.1 Estructura:

Son todos los elementos que soportan a los sistemas de transmisión y guiado. En la mayoría de

casos, la mesa de corte es parte de la estructura y en el caso de una plasma de corte está

constituida por placas separadas formando una grilla metálica.

2.2.3.1.2 Sistemas lineales:

Poseen distintas características de carga estática y dinámica que varían de un diseño a otro.

Estos conceptos son críticos en la selección del tipo y tamaño de guía que se aplicará al CNC.

2.2.3.1.3 Sistemas de transmisión:

Están conformados por motores de paso o servomotores que transmiten el movimiento rotatorio

a lineal por medio de cremallera-piñón, bandas o husillos roscados.

➢ Motores Paso a paso

Es un dispositivo electromecánico que convierte una serie de pulsos eléctricos en

desplazamientos angulares, lo que significa que es capaz de girar una cantidad de grados (paso

o medio paso) dependiendo de sus entradas de control.

Los motores paso a paso son ideales para la construcción de mecanismos en donde se requieren

movimientos muy precisos. La característica principal de estos motores es el hecho de poderlos

mover un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar desde 90° hasta

pequeños movimientos de 1.8°, es por eso que es tipo de motores son muy utilizados, ya que

pueden moverse a deseo del usuario según la secuencia que se les indique a través de un

microcontrolador, de acuerdo al amperaje que se requiere.

Poseen la habilidad de quedar enclavados en una posición si una o más de sus bobinas esta

energizado o bien totalmente libres de corriente

Estos motores generalmente no están disponibles en el marco de tamaño superior a NEMA 34,

con la mayoría de las aplicaciones de caer e n las NEMA 17 o NEMA23 tamaños de motor.

➢ Tipos de motores paso a paso

• De reluctancia variable

Este motor no utiliza un campo magnético permanente, como resultado puede moverse sin

limitaciones o sin un par de parad. Se usa en aplicaciones que no requieren un alto grado de par

de fuerza, como puede ser el posicionamiento de un mando de desplazamiento.

• De imán permanente

Generalmente utilizados en la robótica, existen dos tipos:

- Unipolares, suelen tener 5 o 6 cables de salida dependiendo de su conexionado interno,

suelen ser 4 cables por los cuales se recibe los pulsos que indican la secuencia y duración

de los pasos y los restantes sirven como alimentador del motor. Se caracteriza por ser más

simple de controlar.

- Bipolares, por lo general tienen 4 cables de salida, necesitan ciertas manipulaciones para

poder ser controladas, debido a que requieren del cambio de dirección de flujo de corriente

a través de las bobinas en la secuencia apropiada para realizar un movimiento, es necesario

un puente H por cada bobina del motor, es decir para controlar un motor paso a paso de 4

cables (dos bobinas), se necesitan usar 2 puentes H. esto hace que la tarjeta controladora se

vuelva más compleja y costosa.

• Hibrido

Se refiere a un motor eléctrico del tipo paso a paso, cuyo funcionamiento se basa en la

combinación de los otros dos tipos de motores paso a paso

➢ Servomotores

Es un dispositivo similar a un motor de corriente continua, que tiene la capacidad de ubicarse

en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha

posición. La corriente depende del tamaño del servo. Cuenta internamente con un motor CD

y un juego de engranajes que disminuyen o aumentan la velocidad, cabe resaltar que solo

pueden llegar hasta los 180°.

❖ Cálculo del torque requerido

𝑛 = 𝑡𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜/𝑡𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒𝑙𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜

✓ Velocidad de corte

• Esta velocidad lineal es en la periferia de la zona que se está mecanizando

𝑉𝑐 = (𝜋 ∗ 𝑏 ∗ 𝑛)/1000

Donde:

- 𝑏: ancho de corte

- 𝑛: velocidad de corte superficial

- 1000: constante (accionamiento proporcional.

2.2.4. Control automático:

Permite el movimiento de la herramienta, en este caso la antorcha del plasma, con tres ejes de libertad.

➢ Tarjeta de adquisición de datos

Más conocido como DAQ (data adquisición) son instrumentos que se utiliza para transferir

información. Las señales análogas de los sensores deben ser convertidas en digitales antes de ser

manipuladas por el equipo digital como una computadora

Estas muestras son transferidas a una computadora a través de un bus de datos, donde la señal original

es reconstruida desde las muestras en software como se muestra en la figura ….

Una tarjeta de adquisición de datos es usada para “comprar sistemas de medidas tradicionales, los

sistemas DAQ basados en pc aprovechan la potencia del procesamiento, la productividad, la

visualización y las habilidades de conectividad de las computadoras estándares en la industria

proporcionando una solución de medidas más potentes, flexible y rentable. (Lajara, 2011)

FIGURA 2.5.: Sistema de adquisición de datos

FUENTE: Libro entorno grafico de programación (2011)

• Controlador de motor de 2 pasos (DQ542MA):

DQ542MA es un tipo de controlador de motor paso a paso de dos fases, el voltaje de

activación del mismo es de 18 vdc a 50 vdc. Está diseñado para su uso con motor paso a paso

híbrido de 2 fases de todo tipo con un diámetro exterior de 42 mm a 86 mm y una corriente

de fase inferior a 4.0A. este circuito que adopta es similar al circuito de servo control que

permite que el motor funcione sin problemas casi sin ruidos ni vibraciones. El par de

retención cuando DQ542MA funciona a alta velocidad, también es significativamente más

alto que el otro controlador de dos fases, lo que, es más, la precisión de posicionamiento

también es mayor. Es ampliamente utilizado en dispositivos de control numérico de tamaño

mediano y grande, como máquinas de curvar, máquinas cinc, máquinas de bordar por

computadora, máquinas de embalaje, etc.

FIGURA 2.6.: Controlador DQ542MA

Fuente: wantai motor

2.2.5. CAD

Diseño asistido por computadora, consiste en el uso de programas de ordenador para crear,

modificar, analizar y documentar representaciones graficas bidimensionales o tridimensionales

(2D o 3D) de objetos físicos como alternativa a los borradores manuales y a los prototipos de

producto. Es utilizado mucho en los efectos especiales en los medios y en la animación por

ordenador, así como en el diseño industrial y de productos.

Progresivamente se ha convertido en una potente herramienta que atiende básicamente la tareas

relacionadas con el diseño; tales como el dibujo técnico y su documentación, además permite

ejecutar tareas adicionales de presentación y análisis de diseño como son simular su

funcionamiento antes de su fabricación, verificar que no exista interferencia en los movimientos

relativos de componentes, verificar si un circuito electrónico funciona tal como se planifico,

comprobar si una estructura es capaz de soportar una determinada carga e incluso el

movimiento de un fluido en un determinado molde de fundición.

El CAD se utiliza a lo largo de todo el proceso de ingeniería, desde el diseño de productos

conceptual y la estructura pasando por el análisis de ensambles hasta la definición del método

de fabricación. El CAD permite a los ingenieros probar de forma interactiva las variantes de

diseño con el número mínimo de prototipos físicos, con el objetivo de:

Reducir los costes de desarrollo de productos

- Ganar velocidad

- Mejorar la productividad

- Asegurar la calidad

2.2.6. CAM

Fabricación asistida por computadora, consiste en el uso de aplicaciones de software de control

numérico (NC) con el objetivo de crear instrucciones detalladas (código G) que impulsen las

máquinas-herramienta de control numérico por ordenador (CNC) para las piezas de fabricación.

Las fabricantes de sectores muy diferentes dependen de las funciones de la CAM para fabricar

piezas de alta calidad.

Una definición más amplia de la CAM puede incluir el uso de las aplicaciones de ordenador

para definir un plan de fabricación para el diseño de herramientas, el diseño asistido por

ordenador (CAD), la preparación de modelos, la programación NC, la programación de

inspección de máquinas de medición por coordenadas (CMM), la simulación de máquina-

herramienta o el pos procesamiento. A continuación, el plan se ejecuta en un entorno de

producción, como el control numérico directo (DNC), la gestión de herramientas, el

mecanizado CNC o la ejecución CMM.

- Ejemplo de software CAM:

➢ MACH 3

Mach 3 es un sistema de control computarizado que permite la comunicación con los servos

motores usando una computadora.

Este sistema es accesible y muy fácil de aprender, permitiéndole a muchas empresas

automatizar sus máquinas convencionales a CNC o crear sus propias máquinas de control

numérico a un bajo costo.

Además, este sistema es uno de los controles más versátiles de la industria. Este controlador es

completamente compatible con la mayoría de los sistemas CAD-CAM y maquinas en el

mercado.

FIGURA 2.7: ventana “program run” al inicio de mach3.

➢ Programación en el control numérico

Se pueden utilizar dos métodos:

• Programación Manual

En este caso, el programa de pieza a fabricar se escribe en forma manual, esto

quiere decir que el operario debe realizar los cálculos e introducir en el programa en

forma de códigos G, M, F, S y T.

• Programación Automática

En este caso, los cálculos los realiza el computador, que suministra en su salida el

programa de la pieza en lenguaje máquina. Por esta razón recibe el nombre de

programación asistida por computador.

Al conjunto de informaciones que corresponde a una misma fase del mecanizado

se le denomina bloque o secuencia, que se numeran para facilitar su búsqueda. Este

conjunto de informaciones es interpretado por un ordenador.

El programa de manufactura contiene todas las instrucciones necesarias para el

proceso de mecanizado. Una secuencia o bloque de programa debe contener todas las

funciones geométricas, funciones máquina y funciones tecnológicas del mecanizado, de

tal modo, un bloque de programa consta de varias instrucciones.

Los códigos o caracteres más usados comúnmente, regidos bajo la norma ISO/TR

6983-1:1982, ejemplo N10 F1000G1 X50 Y60, donde:

N es la dirección correspondiente al número de bloque o secuencia. Esta dirección

va seguida normalmente de un número de tres o cuatro cifras. En el caso del formato

N03, el número máximo de bloques que pueden programarse es 1000 (N000 a N999).

X, Y, Z son las direcciones correspondientes a las cotas según los ejes X, Y, Z de

la máquina herramienta.

Dichas cotas se pueden programar en forma absoluta o relativa,

es decir, con respecto al cero pieza o con respecto a la última cota respectivamente.

G es la dirección correspondiente a las funciones preparatorias. Se utilizan para

informar al control de las características de las funciones de mecanizado, como por

ejemplo, forma de la trayectoria, tipo de corrección de herramienta, parada temporizada,

ciclos automáticos, programación absoluta y relativa, etc.

La función G va seguida de un número de dos cifras que permite programar hasta

100 funciones preparatorias diferentes, como a continuación se muestra:

G00: El trayecto programado se realiza a la máxima velocidad posible, es decir, a

la velocidad de desplazamiento en rápido.

G01: Los ejes se gobiernan de tal forma que la herramienta se mueve a lo largo de

una línea recta, pero con velocidad programable.

G02: Interpolación lineal en sentido horario.

G03: Interpolación lineal en sentido antihorario.

G33: Indica ciclo automático de roscado.

G77: Es un ciclo automático que permite programar con un único bloque el

torneado de un cilindro, etc.

S es la dirección correspondiente a la velocidad de rotación del husillo principal.

Se programa directamente en revoluciones por minuto, usando cuatro dígitos.

I, J, K son direcciones utilizadas para programar arcos de circunferencia. Cuando

la interpolación se realiza en el plano X-Y, se utilizan las direcciones I y J.

Análogamente, en el plano X-Z, se utilizan las direcciones I y K, y en el plano Y-Z, las

direcciones J y K.

T es la dirección correspondiente al número de herramienta. Va seguido de un

número de cuatro cifras en el cual los dos primeros indican el número de herramienta y

los dos últimos el número de corrección de las mismas. En este nuestro proyecto no la

ocuparemos porque no se va a cambiar en ningún instante la herramienta.

N

2.3. GLOSARIO DE TÉRMINOS

- Pt31: altura (z) de antorcha de corte para aire comprimido.

- Amperaje: es la intensidad de corriente eléctrica expresada en amperios, es decir la

cantidad de electrones que fluyen por una unidad de tiempo a través de un material.

- CAD: diseño asistido por computadora

- CAM: manufatura asistida por computadora.

- DAQ: tarjeta de adquisición de datos

- CMM: máquinas de medición por coordenadas

- DNC: control número directo

- CNC: control numérico computarizado

- CD: corriente directa

- ASCII: código estándar americano (american standard code)

- formatos DXF: formato de intercambio de dibujo (drawing Exchange format)

- ASTM: asociación americana de ensayo de materiales (american society of testing

materiales)

- QFD: despliegue de la función de calidad

- A-36: acero, aleación de acero al carbono

- NEMA: asociación nacional de fabricantes eléctricos (national electric manufactures

assciation)

- Ionización: es el fenómeno químico o físico mediante el cual se producen iones, estos

átomos o moléculas cargadas eléctricamente debido al exceso o falta de electrones respecto

a un átomo o molécula neutra.

- Ion: es física y química, un ion es un átomo o molécula que no tiene carga eléctrica neutra.

Se denomina catión un ion con carga eléctrica positiva, y anión a un ion con carga eléctrica

negativa.

- Automatización: es el conjunto de elementos o procesos informáticos, mecánicos y

electromecánicos que operan con mínima o nula intervención del ser humano

- Programación: es el proceso de tomar un algoritmo y codificarlo en una notación, un

lenguaje de programación, de modo que pueda ser ejecutado por una computadora.

2.4. MARCO REFERENCIAL

- ISO 6983 (International Estandarización Organization)

ISO 6983-1: 2009 especifica los requisitos y hace recomendaciones para un formato de datos para sistemas de control de posicionamiento, movimiento de línea y contorneado utilizados en el control numérico de máquinas. ISO 6983-1: 2009 ayuda a coordinar el diseño del sistema para minimizar la variedad de manuscritos de programas requeridos, promover la uniformidad de las técnicas de programación y fomentar la intercambiabilidad de los programas de entrada entre máquinas controladas numéricamente de la misma clasificación por tipo, proceso, función, tamaño y precisión. Se pretende que las máquinas simples controladas numéricamente se programen usando un formato simple, que es sistemáticamente extensible para máquinas más complejas.

ISO 6983-1: 2009 no está diseñado para su uso en casos especializados de máquinas de corte por llama controladas numéricamente y máquinas de dibujo utilizadas específica y exclusivamente en la industria de la construcción naval. En esta aplicación, un formato relacionado ("el formato ESSI") se especifica en ISO 6582.

- EIA RS274 (Electronic Industries Association)

El G-code, también conocido como RS-274, es el nombre que habitualmente recibe el lenguaje de programación más usado en control numérico (CN), el cual posee múltiples implementaciones, tales como Siemens Sinumeric, FANUC, Haas, Heidenhain o Mazak. Es usado principalmente en automatización, forma parte de la ingeniería asistida por computadora. Al G-code se le llama en ciertas ocasiones lenguaje de programación G.

En términos generales, G-code es un lenguaje mediante el cual las personas pueden decir a máquinas herramienta controladas por computadora qué hacer y cómo hacerlo. Esos "qué" y "cómo" están definidos mayormente por instrucciones sobre a dónde moverse, cuán rápido moverse y qué trayectoria seguir. Las máquinas típicas que son controladas con G-code son fresadoras, cortadoras, tornos e impresoras 3D.

- Taller de metalmecánica:

Un taller se define como un establecimiento en el que se realizan trabajos artesanos o manuales, es decir, donde se trabaja principalmente con las manos. (Pérez & Gardey, 2010)

La metalmecánica se define como el sector que comprende las maquinarias industriales y las herramientas proveedoras a las demás industrias metálicas. De esta manera, el metal y las aleaciones de hierro son el insumo básico para la utilización de bienes capital productivo.

Los talleres de metalmecánica son establecimientos donde se labora principalmente con metal, haciendo uso de herramientas manuales y de baja envergadura industrial.

En enero de 2019 el índice de la producción manufacturera registró una disminución de -5,64% con respecto a enero de 2018, determinado por el sector industrial primario y secundario. (INEI, 2019)

La importancia de los talleres de metalmecánica radica en la relación que tiene con otras industrias, de hecho, se considera como una de las pioneras, ya que provee material e insumos a la industria manufacturera, automotriz, agrícola y minera.

FIGURA 2.8. Producto Bruto, exportaciones y volumen físico del sector metalmecánica.

Fuente: INEI y BCRP.

FIGURA 2.9. sector metalmecánico: Distribución de empresa y personal ocupado según tamaño.

Fuente: INEI y BCRP.

CAPITULO III: MARCO METODOLÓGICO

3.1. TIPO

Es aplicada tecnológica, debido a que se está aplicando la tecnología para crear más equipos

sofisticados.

3.2. NIVEL

Es descriptivo, debido a que va a describir de qué manera se diseñó el equipo y se

seleccionó las piezas para su funcionamiento.

3.3. ENFOQUE

Cuantitativo, porque utiliza las bases matemáticas para la obtención de los valores

requeridos, es decir, una base numérica.

3.4. DISEÑO

Debido a que es cuantitativo pertenece a un diseño no experimental; no se manipulan

directamente las variables que intervienen en el mecanismo, si no, que se hace uso de un

software y cálculos matemáticos para el análisis de los parámetros.

3.5. SUJETOS DE LA INVESTIGACION

El sujeto de la investigación es el diseño de una máquina CNC 2D ½ con cortador plasma

y mesa de trabajo 1.20x1.20 mts, para cortar planchas de acero inoxidable espesor 10 mm.

3.6. METODOS Y PROCEDIMIENTOS

Se utiliza un método sistémico ya que mediante la determinación de sus componentes se

llega al objetivo en general. Siguiendo los pasos a continuación:

• Diseño del sistema mecánico del equipo. o Revisión de la bibliografía existente y marco teórico. o Dimensionamiento mediante análisis matemático. o Modelado y simulación del sistema mecánico mediante el software inventor. o Mejora del diseño mediante los pasos anteriores.

• Diseño del sistema de control para los parámetros de corte deseado. o Revisión de la bibliografía existente y marco teórico. o Determinación de los parámetros de corte (amperaje, presión, velocidad de corte),

mediante análisis del marco teórico. o Análisis y diseño del código G para el diseño requerido, mediante el software

Mach3. o Simulación del diseño de corte.

• Determinación de la elección adecuada de los componentes para el mecanismo de

corte por plasma del CNC (eléctricos, electrónicos, mecánicos, motores, boquilla,

etc.) o Revisión de la bibliografía existente y marco teórico. o Análisis mediante marco teórico, matemático correspondiente a cada componente

mencionado líneas arriba. o Análisis de tablas normadas para determinación final de los parámetros de

elección. o Toma de decisión de los materiales a utilizar. o Prueba mediante simulación de funcionamiento correcto de las piezas elegidas.

3.7. TECNICAS E INSTRUMENTOS

Para el desarrollo de la investigación se utilizó una recolección de datos, para análisis

estructural y elección de parámetros, todo ello mediante revisión de bibliografía y web

grafía correspondiente; además de la observación y análisis documental.

Mediante el software inventor se realizó el diseño de la estructura y el análisis

correspondiente para cálculos de esfuerzos. El software Mach3 para el control,

correspondiente a la programación del mecanismo, el software lazycam para la conversión

del formato DWG (autocad) a código G.

CAPITULO IV: DESARROLLO Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS

4.1. DISEÑO DEL SISTEMA MECÁNICO

El mecanismo cnc consta de tres ejes “x”, “y”, “z”; cuyos movimientos principales se dan a través de

los ejes “x” (movimiento longitudinal) e “y” (movimiento transversal), debido a que el movimiento

en el eje “z” (altura) no será controlado con regularidad (al inicio y al final de cada trabajo para

posicionamiento) ya que el espesor será el mismo (10 mm), por esta razón este tipo de control es

llamado 2 1/2D.

Además, al ser un sistema mecánico, se analizarán la resistencia y rigidez, la tolerancia del mecanismo

a tolerar cargas, se hará uso de un factor de seguridad que permitirá asegurar la resistencia ideal para

el sistema.

Todo elemento de una estructura, debe soportar su propio peso, pero, además, otras fuerzas,

dependiendo de su posición dentro de la estructura, funcionamiento que cumplen, dependiendo de las

fuerzas que actúan sobre ellos, las piezas de la estructura soportan diferentes esfuerzos. Esta fuerza

sobre el elemento, tiende a deformarlos; esto dependerá de la dirección, sentido y punto de aplicación

donde esté colocada la fuerza.

En la figura 4.1 se muestra un esquema de la estructura del mecanismo CNC, con todas sus partes, y

con el software inventor, se logró verificar el peso de cada componente del mecanismo, la misma que

se ve reflejada en la tabla 4.1.

FIGURA 4.1: Estructura de mesa cnc.

Tabla 4.1: Partes del mecanismo cnc

NUMERO CANTIDAD DESCRIPCION

1 4 zapatas

2 2 Soporte de doble platina

3 4 apoyo

4 4 Refuerzo de perfil L

5 1 Antorcha

6 4 Viga transversal

7 1 Porta antorcha

8 24 Rejilla de perfil L

9 2 Motor nem 23 de alta potência

10 2 Acople de tornillo de potencia y motor

11 2 Tornillo de potencia de mayor medida

12 1 Soporte de antorcha

13 2 Agujero con hilos pasante de tornillo de potencia

14 3 Tuerca

15 1 Tornillo de potencia en el plano Y

16 2 Eje liso

17 6 Agujero pasante del tornillo de potencia en platina

18 6 Platina

19 4 Apoyo para platina

20 1 Motor nema 23 de potencia media que transmite movimiento en Z

21 1 Estructura C

22 3 Rodamientos lineales en tuerca

23 24 Rejilla de perfil posterior en L

24 1 Refuerzo transversal

25 1 Motor nema 23 de potencia media que transmite movimiento en Y

26 2 Rodamientos de refuerzo de una platina

27 4 Eje de transporte de patín

28 2 columna

29 2 Soporte de una platina

30 2 Soporte de patín

31 8 patín

32 2 Eje liso lineal o eje calibrado en plano Z

33 1 Tornillo de potencia de Z

34 4 Rodaje

35 4 Platina de soporte de doble platina

Tabla 4.2.: Pesos de la bancada/longitudinal.

Sistema Pieza Masa

(kg)

Cantidad Total

(kg)

Observación

Bancada/

Longitudinal

soporte 1 4 4 Perfil cuadrado de

45mm, Mat. A36

Travesaño

transversal

1.50 2 3.00 Perfil cuadrado de

40mm, Mat. A36

Travesaño

longitudinal

1.94 2 3.88 Perfil cuadrado de

40mm, Mat. A36

Refuerzo de

motor

0.035 2 0.07 Espesor 3.4 mm, Mat.

A36

Chumacera 0.017 4 0.068 Mat. Fundición,

Diámetro: 8mm

Angulo guía 1.50 4 6.00 Angulo 25x25 mm,

Mat. A36

Tornillo de

potencia

0.808 2 1.616 Material: acero, Paso:

5.1mm

Motor

0.65 2 1.3 NEMA 23

Soporte de

motor

0.085 2 0.17 Mat. A36, Perfil

50x60mm,

Acople

flexible

0.007 2 0.014 Acople 5x7mm,

Material acero al

carbón

Rejillas 0.844 28 23.632 Material A36, Angulo

30x30mm

Soporte de

rejillas

1.036 2 2.072 Material A36, Angulo

25x25mm

TOTAL 38.978 kg

Tabla 4.3.: Pesos de la estructura transversal del cnc.

Sistema Pieza Masa

(kg)

Cantidad Total

(kg)

Observación

Viga

transversal

Columna 0.789 2 1.578 Perfil cuadrado de

40mm, espesor

2.2mm, Mat. A36

Refuerzo 0.035 2 0.07 Perfil cuadrado de

27mm, espesor

1.8mm, Mat. A36

Guías 0.43 2 0.86 Material acero plata,

Diámetro 8 mm,

Tornillo de

potencia

0.60 1 0.60 Material Acero,

Diámetro 12.7mm,

Paso 5.1 mm

Patín 0.102 8 0.816 Material acero,

Sección canal V

Tuerca 0.093 2 0.186 Material acero, Rosca

12.7 mm D.

Motor 0.65 1 0.65 NEMA 23

Soporte de

motor

0.085 1 0.085 Material A36, Angulo

25x25mm, Espesor

2.5mm

Chumacera

0.017 2 0.034 Mat. Fundición,

Diámetro: 8mm

Acople

flexible

0.007 1 0.007 Acople 6.7x8mm,

Material acero cromo

y al carbón

TOTAL 4.886 kg

Tabla 4.4.: Pesos de la estructura del cabal, eje z.

Sistema Pieza Masa

(kg)

Cantidad Total

(kg)

Observación

Altura (z)

Perfil C 1.380 1 1.380 Material A36, lamina

doblada, Espesor

4.7mm

Motor 0.65 1 0.65 NEMA 23

Acople

flexible

0.007 1 0.007 Acople 6.7x8mm,

Material acero cromo

y al carbón

Cojinete 0.021 2 0.042 Material: acero,

Rodamiento 607

Soporte de

motor

0.029 1 0.029 Material A36, Perfil

cual. 42mm, Espesor

1.5mm

Guías 0.067 2 0.134 Material: acero,

Diámetro 8mm

Rodamiento

lineal

0.025 2 0.05 Material: acero,

Diámetro 8mm

Tornillo de

potencia

0.1 1 0.1 Material: acero,

Diámetro 12.7mm,

Paso 5.1mm

Tuerca 0.024 1 0.024 Material acero, Rosca

12.7mm D

Soporte de

antorcha

0.550 1 0.550 Lamina doblada, Mat.

A36, Espesor 4.7mm

Mordaza 0.039 1 0.039 Mat. A36, Lamina

40x17mm

Antorcha 0.30 1 0.30 PT31

TOTAL 2.864kg

4.1.1. Altura (z) porta antorcha de plasma

Se realizan los cálculos matemáticos para verificar que el sistema de la altura, encargado de

subir en dirección con respecto al eje z, la antorcha del plasma, funcione de manera correcta

para un solo espesor de corte de 10mm.

Se verificará las siguientes fuerzas a los elementos críticos:

- Fuerzas debido a su propio peso

- Peso debido al movimiento o vibraciones.

- Fuerzas en las tuercas.

FIGURA 4.4.: Plano del altura (z).

FIGURA 4.2.: Pistola plasma.

FIGURA 4.3.: Mordaza.

Tabla 4.5: Masas a considerar/altura (z)

Ítem Pieza Masa(kg)

1 Mordaza 0. 039

2 Pistola plasma 0. 255

3 Tuerca 0.024

4 Soporte de antorcha 0.550

Peso total (kg) 0.868

- calculamos la fuerza que va a ejercer la altura (z) sobre el eje transversal.

𝑤 = 𝑚 ∗ 𝑎

𝑤 = 0.868𝑘𝑔 ∗ 9.81 𝑚/𝑠2

𝑤 = 8.5151𝑁

FIGURA 4.5: Vista de perfil del mecanismo

- La altura (z) posee un tornillo de potencia, que, en conjunto con la mordaza, ejercen cargas;

en consecuencia, se necesitan hallar estas fuerzas para saber la carga de los hilos del tornillo

de potencia

.

- Para poder realizar los cálculos matemáticos, se utilizaron las fórmulas y tablas del libro

de Shigley 8va ed. Además, se analizarán los ángulos de inclinación que tendrá los

hilos del tornillo de potencia, con ello, hallar el torque que se requiere, y para ello, es

necesario conocer el diámetro medio del tornillo de potencia, la siguiente figura 4.6 según

el diámetro exterior guiados por las dimensiones de los diseños se buscaron las medidas

para realizar el cálculo del ángulo

FIGURA 4.6: partes de un tornillo de potencia y diagrama de fuerzas Fuente: Shingley 8va edición

- Se realizará los cálculos para determinar el ángulo de inclinación y con ello el torque

requerido para elevar la carga; se busca mediante tablas el diámetro medio del tornillo,

según el diseño se halla en la figura 4.7:

FIGURA 4.7: Dimensiones generales de cuerdas estándares Fuente: Diseño Mecánico, Norton

𝑇𝑎𝑛𝜆 = 𝐿/𝜋 ∗ 𝑑𝑚……………(Ec. 4.1)

Donde:

𝜆: ángulo de inclinación

𝐿: paso diametral (0.1 in=2.54 mm)

𝑑𝑚: diámetro medio (0.45 in= 11.43 mm)

𝜆 = 𝑇𝑎𝑛−1 ∗ (2.54𝑚𝑚/(𝜋 ∗ 11.43))

𝜆 = 4.04°

- Con el valor del ángulo, hallamos el torque requerido:

µ: coeficiente de fricción.

FIGURA 4 8.: coeficientes de fricción µ de pares roscados, tornillos de potencia.

Fuente: shingley Ed. 8va

𝑇𝑅 =𝐹∗𝑑𝑚

2(

𝐿+𝜋µ𝑑𝑚

𝜋𝑑𝑚−µ𝐿)………….(Ec. 4.2)

𝑇𝑅 =8.5151𝑁 ∗ 11.43𝑚𝑚

2(

2.54𝑚𝑚 + 𝜋(0.17)(11.43𝑚𝑚)

𝜋(11.43𝑚𝑚) − (0.17)(2.54𝑚𝑚))

𝑇𝑅 = 0.0119𝑁𝑚

Obtenido el torque se procede a calcular los esfuerzos pertinentes para aplicar un factor

de seguridad, el primer esfuerzo calculado será el esfuerzo cortante nominal en torsión.

𝜏 =16𝑇

𝜋𝑑𝑟3…….(Ec. 4.3)

Donde: 𝑑𝑟 = 𝑑 − 𝑝 = 0.5 − 0.1 = 0.4 𝑖𝑛 = 10.16 𝑚𝑚

𝑑: diámetro mayor

𝑝: paso de la cuerda

𝜏 =16(0.0119𝑁𝑚)

𝜋(10.16𝑚𝑚)3

𝜏 = 57.778𝐾𝑃𝑎

- El esfuerzo axial en el cuerpo del tornillo debido a la carga a la que está sometido, está

dado por la siguiente ecuación.

σ =4F

πdr3……….(Ec.4.4)

σ =4(8.5151N)

π(10.16mm)3

𝜎=83.0819 𝐾𝑃𝑎

- Hallados ambos esfuerzos se procede a hallar el esfuerzo principal, de este este

esfuerzo se obtendrán dos resultados: uno llamado σ1, de signo positivo y σ2 , de signo negativo.

σ =σ

2±√(σ/2)2

+ ( 𝜏𝑥𝑦)2…………(Ec. 4.5)

σ =83.0819𝐾𝑝𝑎

2±√(83.0819KPa/2)2

+ ( 57.778𝑥𝑦)2

σ1 = +112.70𝐾𝑃𝑎

σ2 = −29.62𝐾𝑃𝑎

- Para saber si los esfuerzos a los que va a estar sometido la pieza no fallasen por resistencia,

es necesario aplicar un factor de seguridad (f=2) y compararlo con los esfuerzos del

material, para todos los cálculos referentes al factor de seguridad se usara el criterio de von

mises (teoría de la energía de distorsión)

σ, = √σ12 − σ1 ∗ σ2 + σ2

2 ……..(Ec. 4.7)

σ, = √(112.70 KPa)2 − (112.70𝐾𝑃𝑎 ∗ (−29.62)) + (−29.62 KPa)2

σ, = 123.13𝐾𝑃𝑎

- Se toma como factor de seguridad n=2, y S𝑦 es la fluencia del material, entonces se despeja

la fluencia para ser comprada con la fluencia real del material por lo tanto de la ecuación

4.6 se obtiene que:

S𝑦 = σ, ∗ 𝑛 … … (𝐸𝑐. 4.8)

S𝑦 = 123.13kpa ∗ 2

S𝑦 = 246.26𝐾𝑃𝑎

- Según la hoja técnica del material acero A36, el esfuerzo de fluencia del material es de

310MPa y el calculado es de 246.26𝐾𝑃𝑎 , entonces se concluye que el material soportará

los esfuerzos aplicados sobre él.

➢ Esfuerzo en la tuerca

- En la tuerca va a existir un esfuerzo flexionante en la raíz de rosca σ𝑏, aquí para el análisis

del esfuerzo, se consideran la cantidad de tuercas, debido a que todas en conjunto soportan

el esfuerzo, de lo contrario, una sola soportaría 38% de la carga (si fuesen dos sería el 25%

de la carga, si fuesen 3 sería el 18%, así sucesivamente).

- Este esfuerzo es usado con los anteriores esfuerzos encontrados, para hallar el esfuerzo de

von Mises y verificar con el fs si la tuerca que será usada soportará el esfuerzo a los que

será sometida.

FIGURA 4.9.: Tuerca hexagonal del Sistema

Fuente: euroeléctrica

σ𝑏 =6(0.38𝐹)

πdr(1)p… … (𝐸𝑐. 4.9)

σ𝑏 =6(0.38 ∗ 8.5151𝑁)

π ∗ 10.16mm(1) ∗ 2.54mm

σ𝑏 = 239.5 𝐾𝑃𝑎

- Según la Ec. 4.5 los esfuerzos:

σ1 = +112.70𝐾𝑃𝑎

σ2 = −29.62𝐾𝑃𝑎

- Von Mises Ec. 4.7

σ,

= ((239.5 𝐾𝑃𝑎 − 112.7𝐾𝑃𝑎)2 + (112.7𝐾𝑃𝑎 − (−29.62𝐾𝑃𝑎))2 + (−29.62𝐾𝑃𝑎 − 239.5 𝐾𝑃𝑎)2

2)1/2

σ, = 209.451𝐾𝑃𝑎

Raíz

- Utilizando la Ec. 4.8:

S𝑦 = 209.451kpa ∗ 2

S𝑦 = 418.9kpa

• Según la hoja técnica del material acero A36, el esfuerzo de fluencia del material es de

310MPa y en el cálculo es de 418.9kpa, por lo que se concluye que, la tuerca soportará

los esfuerzos aplicados sobre él.

➢ Cálculo de las RPM:

- Aquí se establece un tiempo máximo de 10 seg, debido a que hay que evaluar las

condiciones de movimiento con situaciones extremas, con un desplazamiento de 100mm,

al ser esta la distancia recorrida por la pistola de plasma según el diseño.

- Para determinar las RPM requeridas por el mecanismo, determinamos la velocidad lineal,

para realizar una relación con el avance.

𝑉 =𝐷

𝑇=

100𝑚𝑚

10 = 10 𝑚𝑚/𝑠

De mm/s a mm/min:

𝑉 = 600𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛

- Para determinar los rpm, haremos haciendo el cálculo con los valores que se encuentran en

el mercado, valores comerciales.

𝑉𝐴 = 𝑃 ∗ 𝑅𝑃𝑀 … … (𝐸𝑐. 4.10)

Donde:

𝑉𝐴: 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑣𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑜 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙.

𝑃 = 𝑝𝑎𝑠𝑜 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑎𝑙

- Nos guiamos al paso diametral medido al tornillo de potencia estándar de fábrica, puesto

que están ya establecidos:

𝑅𝑃𝑀 = (600𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛)/5.1𝑚𝑚

𝑅𝑃𝑀 = 117.65 𝑅𝑃𝑀

Entonces:

1 vuelta 5.1mm

n vueltas 100mm

n=19.61

- Hallando el periodo: 𝑇 = 𝑡/𝑛

𝑇 =10𝑠

19.61= 0.5099𝑠𝑒𝑔.

- Velocidad angular: 𝜔 = 2 ∗ 𝑝𝑖/𝑇

𝜔 = 2 ∗𝑝𝑖

0.5099𝑆= 12.3224 𝑟𝑎𝑑/𝑠

De rad./s a rpm:

12.3224𝑟𝑎𝑑

𝑠∗

1𝑟𝑒𝑣.

2 ∗ 𝑝𝑖 𝑟𝑎𝑑∗

60𝑠

1 𝑚𝑖𝑛= 117.67 𝑟𝑝𝑚

- Los motores NEMA 23 sí cumplen con este rpm, ya que estos pueden dar hasta 200 rpm,

por lo tanto, es posible el uso del tornillo de potencia comercial.

4.1.2. Sección Transversal (eje y)

FIGURA 4.10.: Vista transversal del mecanismo

Ahora analizaremos los cálculos pertinentes a la sección transversal.

➢ Cálculo de las guías calibradas:

- Analizaremos el momento flector par las guías calibradas, debido a la distribución de

tensiones aplicadas sobre el eje transversal.

- Primero analizaremos el esfuerzo crítico que pueden sufrir las varillas, para ello nos

centraremos en la mitad de la varilla, debido a que, aquí se concentran el mayor momento

flector; las cuales servirán de ayuda para sostener y guiar la altura (z) de la máquina.

- Se determina la fuerza, que estará dad por la masa de la altura (z):

𝐹 = 𝑚 ∗ 𝑔

𝐹 = 2.864𝑘𝑔 ∗ 9.8 𝑚/𝑠2

𝐹 = 28.067 𝑁

- La distancia es el largo de las vigas transversales; el módulo de elasticidad ( E = 190GPa) escogido de la siguiente tabla del libro Shigley 8va ed.

FIGURA 4.11.: Características físicas de los materiales

Fuente: Shingley 8va ed.

- Es necesario hallar el valor de la inercia, tomando para ello la inercia de un cilindro:

𝐼 =𝜋𝑟4

4

𝐼 =𝜋(0.00615𝑚)4

4

𝐼 = 1.123𝑥10−9𝑚4

- Con estos datos definidos, se calcula el momento flector máximo, para lo cual, utilizaremos

el método de secciones.

Sección N°1:

0 ≤ 𝑥 ≤ 0,6𝑚

𝑀𝑥1 = −𝑅𝐴𝑥 − 𝑀𝐴

Sección N°2:

0,6𝑚 ≤ 𝑥 ≤ 1.2𝑚

𝑀𝑥2 = −𝑅𝐴𝑥 − 𝑀𝐴 + 𝐹(𝑥 − 0.6𝑚)

- Se halla la integral de la ecuación correspondiente a la sección N°1:

∫𝐸𝐼 𝑑𝑦2

𝑑𝑥2= −𝑅𝐴𝑥 − 𝑀𝐴

𝐸𝐼 𝑑𝑦

𝑑𝑥=

−𝑅𝐴𝑥2

𝑑𝑥2= −𝑀𝐴𝑋 − 𝐶1

𝐸𝐿𝑦 =−𝑅𝐴𝑥

3

6+

−𝑀𝐴𝑋2

2+ 𝐶1𝑥 − 𝐶2 … (1)

- Se halla la integral de la ecuación correspondiente a la sección N°2:

∫𝐸𝐼 𝑑𝑦2

𝑑𝑥2= −𝑅𝐴𝑥 − 𝑀𝐴 + 𝐹(𝑥 − 0.6𝑚)

𝐸𝐼 𝑑𝑦

𝑑𝑥= −

𝑅𝐴𝑥2

2− 𝑀𝐴𝑥 +

𝐹(𝑥 − 0.6𝑚)2

2+ 𝐶1 … (2)

𝐸𝐼 𝑦 = −𝑅𝐴𝑥3

6+

−𝑀𝐴𝑋2

2+

𝐹(𝑥 − 0.6)3

6+ 𝐶1𝑥 − 𝐶2 … (3)

- En los dos extremos de la varilla la deformación es igual a 0, a causa que en ellos van

sujetos los puntos de apoyo, por lo tanto, remplazando valores en la ecuación 2:

𝐸𝐼𝑑𝑦

𝑑𝑥= 0

−𝑅𝐴(1.2𝑚)2

2− 𝑀𝐴(1.2𝑚) +

(28.067 𝑁)(1.2𝑚 − 0.6𝑚)2

2= 0

−(0.72𝑚2)𝑅𝐴 − (1.2 𝑚)𝑀𝐴 + 5.052𝑁𝑚2 = 0 … (4)

Como no hay una deformación se entiende que y=0, reemplazando los valores en la Ec. 3:

−𝑅𝐴(1.2)3

6+

−𝑀𝐴(1.2)2

2+

(28.067 𝑁)(0.6𝑚)3

6= 0

−𝑅𝐴0.288𝑚3 − 0.72𝑚2𝑀𝐴 + 1𝑁(𝑚)3 … (𝐸𝑐. 5)

Despejando de la Ec.4 𝑅𝐴:

𝑅𝐴 =−𝑀𝐴(1.2𝑚) + 5.052𝑁𝑚2

0.72𝑚2… (𝐸𝑐. 6)

Reemplazamos 𝑅𝐴, para hallar 𝑀𝐴 en la ec. 5, despejamos:

−0.0288𝑚3 (𝑀𝐴(1.2𝑚) + 5.052𝑁𝑚2

0.72𝑚2 ) − (0.72𝑚)2𝑀𝐴 + 1𝑁(𝑚)3 = 0

0.48𝑚2𝑀𝐴 − 0.2021𝑁𝑚3 − (0.72𝑚)2𝑀𝐴 + 1𝑁(𝑚)3 = 0

−0.24𝑚2𝑀𝐴 − 0.7979𝑁𝑚3 = 0

𝑀𝐴 =0.7979𝑁𝑚3

−0.24𝑚2

𝑀𝐴 = −3.325𝑁𝑚 … 𝐸𝑐. 7

Una vez obtenida el valor de 𝑀𝐴, reemplazamos su valor en Ec. 6 y determinamos 𝑅𝐴

𝑅𝐴 = −3.325(1.2𝑚) + 5.052𝑁𝑚2

0.72𝑚2… (𝐸𝑐. 6)

𝑅𝐴 = 12.558 𝑁

Una vez obtenida todas las variables, de la EC1 despejamos:

𝐸𝐿𝑦 =−12.558 𝑁 ∗ 0.62

6+

−3.325 ∗ 0.62

2

𝐸𝐿𝑦 = −1.352𝑁𝑚3

Con este resultado, se despeja y, y se reemplazan los valores de la inercia (I), y del módulo de elasticidad (E), obteniendo así la deformación de la varilla.

𝑦 = −2.012𝑥10−3𝑚

Se observa una deflexión mínima, aun así, se divide a la mitad, debido a que el cálculo esta hecho únicamente con una varilla y el diseño posee 2 varillas:

𝑦 = −1.006𝑥10−3𝑚

Según Fires en su libro Diseño de elementos de máquinas, la deformación en ejes de transmisión no debe sobrepasar los 83 mm/m, la deflexión sigue siendo mínima, por lo que se dice que no repercute en la rigidez del sistema.

➢ Cálculo de los esfuerzos en el tornillo de potencia:

Para conocer el torque requerido y la velocidad lineal se requirió un profundo análisis a cerca las

velocidades de corte del equipo plasma, se seleccionó la máquina de corte Herocut (anexo N°8),

debido a que contiene valores intermedios y permite cortar materiales de espesores de 10 mm.

Con base a los anteriores cálculos del diseño del tornillo de potencia de la altura (z) se realizaron los

cálculos para el tornillo de potencia transversal.

Velocidad lineal

𝑉 = 1000𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛

Para hallar los rpm, despejamos la EC.10:

𝑅𝑃𝑀 =𝑉𝐴

𝑃=

1000𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛

5.1𝑚𝑚= 196.07 𝑟𝑝𝑚

De la Ec. 4.2, hallamos el torque para el tornillo de potencia:

𝑇𝑅 = 𝐹 ∗ 𝑑𝑚

2(

𝐿 + 𝜋µ𝑑𝑚

𝜋𝑑𝑚 − µ𝐿)

𝑇𝑅 =28.067𝑁 ∗ 11.43𝑚𝑚

2(

2.54𝑚𝑚 + 𝜋(0.17)(11.43𝑚𝑚)

𝜋(11.43𝑚𝑚) − (0.17)(2.54𝑚𝑚))

𝑇𝑅 = 0.03909𝑁𝑚

Tal y como en el cálculo del tornillo de potencia de la altura (z) es necesario verificar que este no

sufrirá daños por los esfuerzos a los que se está sometido por esta razón se realizan los mismos

cálculos.

Determinamos del esfuerzo cortante Ec. 4.3:

τ =16𝑇

𝜋𝑑𝑟3=

16(0.03909𝑚)

𝜋(10.16𝑚𝑚)3

τ = 189.83KPa

Determinamos el esfuerzo axial Ec. 4.4:

σ =4(28.067)

𝜋(10.16𝑚𝑚)3

de donde:

F = 2.864kg ∗ 9.8m

s= 28.067N

σ = 246.2kpa

Determinamos el esfuerzo principal Ec. 4.5:

σ =246.2𝑘𝑝𝑎

2± √(

246.2𝑘𝑝𝑎

2)2 + (189.83KPa)2

𝜎1 = 581.292 𝐾𝑃𝑎

𝜎2 = −61.992𝐾𝑃𝑎

Determinamos el esfuerzo de Von Mises Ec.4.7:

σ, = ( 581.292𝐾𝑃𝑎2 − ( 581.292 𝑘𝑝𝑎 ∗ (−61.992𝑘𝑝𝑎)) + (−61.992𝑘𝑝𝑎)2)1/2

σ, = 608.353𝑘𝑝𝑎

Obtenemos la fluencia de la Ec. 4.8.:

𝑆𝑦 = 608.353𝑘𝑝𝑎 ∗ 2

𝑆𝑦 = 1.216 7𝑀𝑃𝑎

En comparación a la fluencia del tornillo de potencia de la altura (z), este, tiene un poco más de

fluencia, sin embargo, sigue siendo relativamente pequeña. Y por la tanto no sufrirá daño por los

esfuerzos sometidos, debido a que no sobrepasa los 310 Mpa

➢ Cálculo de los esfuerzos en las tuercas:

En el sistema transversal, existen dos tuercas, entonces la fuerza va a ser multiplicada por 0.25:

σ𝑏 =6(0.25𝐹)

𝜋 d𝑟(1)𝑝… 𝐸𝑐. 4.13

σ𝑏 =6(0.25 ∗ 28.067𝑁)

𝜋 ∗ 10.16𝑚𝑚(1) ∗ 2.54𝑚𝑚

σ𝑏 = 519.3𝑘𝑝𝑎

Determinamos; con los valores hallados, los esfuerzos principales Ec.4.5:

σ =σ

2±√(σ/2)2

+ ( 𝜏𝑥𝑦)2

𝜎1 = 581.292 𝐾𝑃𝑎

𝜎2 = −61.992𝐾𝑃𝑎

Determinamos el esfuerzo de Von Mises Ec.4.7:

σ,

= ((519.3𝐾𝑃𝑎 − 581.292 𝑘𝑝𝑎)2 + (581.292 𝑘𝑝𝑎 − (−61.992𝑘𝑝𝑎))

2+ (−61.992𝑘𝑝𝑎 − 519.3)2

2)1/2

σ, = 411.389𝑘𝑝𝑎

Obtenemos la fluencia de la Ec. 4.8.:

𝑆𝑦 = 411.389𝐾𝑃𝑎 ∗ 2

𝑆𝑦 = 822.778𝐾𝑃𝑎

Como se observa en el anexo de hoja técnica del acero A36, el esfuerzo de fluencia del material es

de 310 𝑀𝑝𝑎 y el calculado es de 822.778𝐾𝑃𝑎 , por lo que las tuercas no sufrirán daños.

4.1.3. Cálculo de la bancada/longitudinal (X):

➢ Cálculo de las rejillas:

FIGURA 4.12.: Vista de las rejillas de la mesa de corte.

Determinaremos cuantas rejillas son necesarias para sostener el material básico.

Cantidad máxima de varillas (C):

para obtener esta cantidad se divide la distancia total L de la sección longitudinal sobre la

distancia de cada varilla.

𝐶 =1200𝑚𝑚

42.8𝑚𝑚= 28 rejillas

➢ Cálculo de pandeo:

Se analizan cálculos de pandeo a las columnas de la mesa, con ello se verificará que estas no sufran daño por pandeo al soportar el peso de la mesa.

FIGURA 4.13.: esfuerzos sobre soportes de la estructura.

Se hallará la masa que soportará los 4 soportes, primero mediante el peso de las rejillas: Soporte máximo por cargas (S): con el número total de varillas (C) se multiplica por el peso de cada

una.

𝑆 = (28)(0.697𝑘𝑔) = 19.52𝑘𝑔

Masa de una platina de 25.44mm de espesor para toda la mesa.

𝑚𝑎𝑠𝑝𝑙𝑎𝑡𝑖𝑛𝑎 = 111.33𝑘𝑔

𝑚𝑎𝑠𝑎𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 19.52𝑘𝑔 + 111.33𝑘𝑔 = 130.85𝑘𝑔

Además, se calcula la fuerza aplicada al soporte, teniendo en cuenta las masas aplicadas por la

gravedad, será un total de 1341.73N

- Cálculo del área de la sección transversas del perfil cuadrado de los soportes:

𝐴 = (𝐵)2 − (𝑏)2

FIGURA 4.14.: Perfil cuadrado del mecanismo.

FIGURA 4.15.: Perfil cuadrado. Medidas

𝐴 = (45𝑚𝑚)2 + (43 ∗ 𝑚𝑚)2 𝐴 = 246 ∗ 10−3𝑚2

A continuación se calcula la inercia de la sección transversal del perfil cuadrado:

𝐼 =(𝐵)4

12−

(𝑏)4

12

𝐼 =(45 ∗ 10−3𝑚)4

12−

(43 ∗ 10−3𝑚)4

12

𝐼 = 5.6819𝑋10−8𝑚4

Se determina una relación de esbeltez para determinar las características de la columna, esta relación indica si la columna es corta, intermedia o larga.

𝐾 = √𝐼

𝐴… (𝐸𝑐. 4.16)

De donde: 𝐾: radio de giro de la columna cuando se encuentra pandeada 𝐼:inercia de la sección transversal 𝐴: área de la sección transversal

𝐾 = √5.6819𝑋10−8𝑚4

0.246𝑚2= 0.01512

FIGURA 4.16.: Tipos de empotramiento Fuente: diseño de máquinas, Norton.

En este caso los soportes de la bancada se encuentran con un empotramiento en la parte superior y libre en la inferior, los cálculos han sido realizados en condiciones ideales.

FIGURA 4.17.: Fórmulas por tipo de empotramiento.

Fuente: Norton, diseño de máquina

Para nuestro caso el tipo de columna es empotrada-libre; y tomando el valor recomendado de AISC.

𝐿𝑒𝑓 = 2.1𝐿 … … (𝐸𝑐. 4.17)

𝐿𝑒𝑓 = 2.1 ∗ 0.75𝑚

𝐿𝑒𝑓 = 1.575𝑚

Para determinar la relación de esbeltez Sr, utilizamos la siguiente ecuación:

𝑆𝑟 =𝐿𝑒𝑓

𝐾… … (𝐸𝑐. 4.18)

𝑆𝑟 =1.575𝑚

0.01614

𝑆𝑟 = 97.58

Como el valor de Sr es mayor a 10, entonces no pertenece a las columnas cortas, aplicando la relación de esbeltez de columnas intermedias y comparándola con el valor Sr se determina mediante la siguiente relación; Sr<SrD donde:

𝑆𝑟𝐷 =π√2𝐸

𝑆𝑦… . (𝐸𝑐. 4.19)

Siendo E, el modo de elasticidad del material, y 𝑆𝑦 la fluencia del material.

𝑆𝑟𝐷 =π√2(2.1∗108𝑃𝑎)

250∗106𝑃𝑎

𝑆𝑟𝐷 = 127.84

Con ello determinamos que SrD es mayor que Sr por lo tanto, pertenece a columnas intermedias, se procede a aplicar la ecuación apropiada para proporcionar un modelo de fallas razonable.

𝑃𝑐𝑟

𝐴= 𝑆𝑦 −

1

𝐸(

𝑆𝑦 ∗ 𝑆𝑟

2π)

2

… (𝐸𝑐. 4.20)

𝑃𝑐𝑟es la fuerza crítica de la columna. Al ser la carga por unidad de área podemos reemplazar en la ecuación siguiente:

σ = 𝑆𝑦 −1

𝐸(

𝑆𝑦 ∗ 𝑆𝑟

2𝜋)

2

… (𝐸𝑐. 4.21)

σ = 250x106𝑃𝑎 −1

2.1𝑋108𝑃𝑎(

250x106𝑃𝑎 ∗ 97.58

2𝜋)

2

σ = 190.7MPa

ahora compararemos la fluencia calculada con la fluencia del material, utilizando la ecuación 4.8:

𝑆𝑦 = 190.7𝑀𝑃𝑎 ∗ 2

𝑆𝑦 = 381.4𝑀𝑃𝑎

El esfuerzo de fluencia del material es de 250 MPa y el calculado es de 190.7𝑀𝑃𝑎 Mpa por lo tanto se concluiría que no sufrirá ningún pandeo, tomando en cuenta el factor de seguridad este duplica el esfuerzo, por lo tanto, se decide poner un soporte a la estructura para mayor rigidez de los soportes.

➢ Cálculo de los esfuerzos en el tornillo de potencia:

Igualmente, que antes, se hallan los cálculos para el tornillo de potencia longitudinal.

FIGURA 4.18.: Tornillo de potencia longitudinal.

FIGURA 4.19.: cotas del tornillo de potencia longitunal

Velocidad lineal:

𝑉 = 1000 𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛 Despejamos de Ec. 4.10 los rpm:

𝑅𝑃𝑀 =1000

𝑚𝑚min

5.1𝑚𝑚= 196.07𝑟𝑝𝑚

Torque Ec. 4.2:

𝑇𝑅 = 𝐹 ∗ 𝑑𝑚

2(

𝐿 + 𝜋µ𝑑𝑚

𝜋𝑑𝑚 − µ𝐿)

𝑇𝑅 =1341.73𝑁 ∗ 11.43𝑚𝑚

2(

2.54𝑚𝑚 + 𝜋(0.17)(11.43𝑚𝑚)

𝜋(11.43𝑚𝑚) − (0.17)(2.54𝑚𝑚))

𝑇𝑅 = 0.1868𝑁𝑚

Esfuerzo cortante Ecu. 4.3

τ =16(0.1868𝑁𝑚)

𝜋(10.16𝑚𝑚)3

τ = 907.12KPa

Esfuerzo axial Ecu. 4.4

F = 7.93𝑘𝑔 ∗ 9.8 = 77.79𝑁

σ =4(77.79𝑁)

𝜋(10.16𝑚𝑚)3

σ = 758.158KPa

Esfuerzo Principal Ecu. 4.5

σ =758.158KPa

2± √(

758.158𝐾𝑃𝑎

2)

2

+ (907.12𝐾𝑃𝑎)2

σ1 = 1.362𝑀𝑃𝑎

σ2 = −0.604𝑀𝑃𝑎

Fluencia Ecu. 4.8

σ, = √(1.362𝑀𝑃𝑎)2 − (1.362𝑀𝑃𝑎 ∗ (−0.604𝑀𝑃𝑎)) + (−0.604𝑀Pa)2

𝑆𝑦 = 1.521𝑀𝑃𝑎 ∗ 2

𝑆𝑦 = 3.042𝑀𝑃𝑎

De la misma manera que ocurre con los tornillos de potencia de los sistemas anteriores, los esfuerzos a los que está sometido no supera la resistencia del material.

4.2. DISEÑO DEL SISTEMA DE CONTROL

El sistema de control es el encargado de recibir las instrucciones del computador y enviar las

señales a los diferentes drivers de cada eje, para estos, accionar los motores paso a paso y

posicionar la herramienta donde se requiera. También se encarga de recibir las señales de los

límites de seguridad de cada eje y de la posición 0 máquina.

El sistema de control tanto de posición como de velocidad que se emplean en el proyecto,

están detallados en el siguiente diagrama de bloques de la figura 4.20.

FIGURA 4.20.: Diagrama de control de la Tarjeta.

Fuente: Wantai motor

4.2.1. TARJETA PRINCIPAL

Esta debe ser diseñada en base a la función que va a desempeñar, esto implicaría que

debemos diseñar y construir dicha tarjeta con lo cual implica un alto costo tanto en

la compra de los elementos como en la construcción; tomando en consideración que

en el mercado internacional, se comercializan tarjetas electrónicas que cumplen con

las mismas funciones que se requieren para este control, es tanto así, que en el

internet algunas empresas internacionales, promocionan este tipo de productos de

excelentes características y costos moderados, lo cual hace que sean accesibles para

este proyecto. Es por esta razón que es recomendable hacer uso de tarjetas ya

fabricadas y que se encuentran a la venta en la web, en lugar de utilizar tarjetas que

involucrarían mayor gasto y tiempo en su construcción. Por tal motivo, para todo el

sistema de control de este proyecto, se emplearán tarjetas electrónicas existentes en

el mercado internacional, tanto para la tarjeta principal, las tarjetas controladoras de

los actuadores.

FIGURA 4.21.: Tarjeta principal de control Fuente: Wantai motor

La tarjeta principal o interfaz de control DB25-1205 consta de las siguientes características

técnicas:

- Capacidad de control de 6 ejes.

- Compatibilidad con el programa de control MACH3.

- Transmisión de datos por medio de puerto paralelo del computador

- Alimentación de energía de 5 VDC.

- No requiere de la instalación de controladores internos en el computador.

- Provee 12 salidas digitales.

- Provee 5 entradas digitales.

- P2 y P3, son asignadas para el eje X.

- P4 y P5, son asignadas para el eje Y.

- P6 Y P7, son asignadas para el eje Z.

4.2.2. TARJETA CONTROLADORA O DQ542MA

DQ542MA es un controlador (driver) para un motor a pasos híbrido bifásico con una

entrada de tensión de 18 a 50 VDC/VCC, diseñado para ser usado con un motor que

tiene un cuerpo de 42mm a 86mm de ancho y está clasificado con corriente de fase

de hasta 4.2A de corriente. El procesador de señal digital (DSP) usado en la

DQ542MA es similar a un control servo, lo que resulta en un funcionamiento más

suave, menos ruidoso, menos vibración con un mayor par de retención a alta

velocidad y una mayor precisión de posicionamiento. El DQ542MA puede utilizarse

en dispositivos de control numérico de tamaño medio y grande. como la máquina

propuesta es este proyecto CNC.

➢ Detalles de la controladora DQ542MA

▪ Alto rendimiento, bajo precio

▪ Control de corriente promedio, impulsión de corriente de salida

sinusoidal de 2 fases

▪ Voltaje de suministro de 18VDC a 50VDC

▪ E / S de señal opto aislada

▪ Sobretensión, bajo voltaje, sobre corrección, protección contra

cortocircuitos de fase

▪ Subdivisión de 15 canales y reducción automática de la corriente de

ralentí

▪ Configuración actual de fase de salida de 8 canales

▪ Terminal de entrada de comando sin conexión

▪ El torque del motor está relacionado con la velocidad, pero no con el

paso / revolución

▪ Alta velocidad de inicio

▪ Alto par de mantenimiento bajo alta velocidad

➢ Especificación eléctrica ▪ Voltaje de entrada: 18-50 VDC

▪ Corriente de entrada: <4A

▪ Corriente de salida: 1.0A ~ 4.2A

▪ Consumo: 80W; Seguro interno: 6A

▪ Temperatura de trabajo: -10 ℃ ~ 45 ℃

▪ Temperatura de almacenamiento: -40 ℃ ~ 70 ℃

▪ Humedad: no condensación, no hay gotas de agua

▪ Gas: Prohibición de gases combustibles y polvo conductor

▪ Peso: 200G

FIGURA 4.22.: Drivers, controlador de motores pap.


➢ CONEXÍON

TERMINAL | FUNCIÓN

PUL + (+5V) | Entrada de pulso terminal positivo, 3.3 a 5.0 VDC/VCC **

PUL – (PUL) | Entrada de pulso terminal negativo

DIR + (+5V) | Entrada de la dirección terminal positivo, 3.3 a 5.0 VDC/VCC **

DIR – (DIR) | Entrada de la dirección terminal negativo

ENBL + (+5V) | Entrada de activación de controlador terminal positivo * , 3.3 to 5.0

VDC/VCC **

ENBL – (DIR) | Entrada de activación de controlador terminal negativo

DC – | Entrada principal de voltaje terminal negativo

DC + | Entrada principal de voltaje terminal negativo, hasta 50 VDC/VCC **

A + | Salida positiva fase A del motor a pasos

A – | Salida negativa fase A del motor a pasos

B + | Salida positiva fase B del motor a pasos

B – | Salida negativa fase B del motor a pasos

* Esta señal se utiliza para activar / desactivar el controlador. Nivel (VDC/VCC) alto para

habilitar el controlador y nivel bajo para deshabilitar el controlador. Algunos controladores

CNC dejan el controlador habilitado para una respuesta más rápida y mantiene el torque de

retención. ** Voltaje Corriente Continua

➢ CORRIENTE PRINCIPAL

La corriente principal por fase se ajusta mediante SW 1, 2 y 3 del interruptor DIP como se muestra

en la siguiente tabla. La corriente de reposo se puede ajustar con SW4. OFF proporcionará el

50% de la corriente principal seleccionada, ON proporcionará el 100% de la corriente principal

seleccionada. La corriente principal se reducirá automáticamente al 70% (Semi-flujo) si no hay

pulso de paso en un lapso de 500ms. Semi-flujo reduce la temperatura de operación del motor a

pasos. Bipolar (2 fases A+ A- B+ B-), motor a pasos con 8 hilos, ofrecerá un mayor rendimiento

a alta velocidad, pero la corriente principal por fase será 173% el valor nominal de la corriente

de fase. Cada 2 fases se deben de conectar en serie si el motor a pasos es de 8 hilos. Cuando se

conectan los motores a pasos con 4 hilos (2 fases A+ A- B+ B-) en serie, el ajuste de corriente

principal debe de ser 200% del valor de un solo motor.

FIGURA 4.23.: Salida de corriente DQ542MA


➢ MICRO PASOS

La resolución de micro pasos se ajusta mediante SW 5, 6, 7 y 8 del conmutador DIP como se

muestra en la siguiente figura 4.24, además del circuito electrónico de conexión (referenciado en

el anexo 6).

FIGURA 4.24.: Configuración del divisor o pulso/Rev. DQ542MA


FIGURA 4.25.: Circuito electrónico.


4.2.3. SISTEMA DE CONTROL AUTOMATICO

El funcionamiento del sistema de control depende del funcionamiento del sistema mecánico;

para lograr que estos sistemas funcionen se debe ingresar datos numéricos o de calibración

del software de control, tales datos deben ser calculados en relación a las dimensiones de

elementos mecánicos que conforman el par de movimiento de los tres ejes.

Se pueden hacer diseños en tres o dos dimensiones en un programa el uso de estas

herramientas de diseño se denomina CAD (diseño asistido por computador). En el diseño

asistido por computador se pueden modelar los objetos, evaluar los posibles ensambles entre

las piezas que componen el objeto en general, Por otro lado, la tecnología CAM (fabricación

asistida por computadora) ayuda a comunicar una computadora directamente con las

herramientas de control de una máquina que se utiliza para el proceso de manufactura. El

archivo CAD es preparado para los procesos de elaboración por el modo CAM lo cual es el

software que realiza la conexión entre CAD y la generación de códigos (G-code).

➢ CONFIGURACIÓN EN EL PROGRAMA DE CONTROL

De acuerdo a las especificaciones definidas, el programa de control a utilizarse es el MACH3.

Este programa se usará para transmitir las señales de control por medio del puerto paralelo

del computador. Para esto, es necesario designar los pines del puerto para el funcionamiento

coordinado de cada motor. Según la tarjeta de interfaz de figura 4.26, se identifica los pines

para cada motor y entradas para los interruptores fines de carrera, paro de emergencia y el

control de altura de la antorcha (que no se considera su estudio en este informe). De las figuras

4.26 a 4.30., se asigna los pines del puerto paralelo. En el menú Config: Ports and Pins, se

indica la venta para la asignación de entradas y salidas.

• Asignación de puerto, en el sub menú Port Setup and Axis Selection. - Para la entrada

y salida de señales se utiliza el puerto paralelo del computador, este comúnmente esta

designado como 0x378; la velocidad de trabajo de 25000 Hz, es la apropiada para el

trabajo con motores de paso, la asignación de puerto y velocidad se muestra en la

siguiente figura.

FIGURA 4.26. Asignación de puerto y velocidad de trabajo.

Fuente: www.arsoft.com

• Salidas de señales a los motores de paso en el sub menú Motor Outputs. -

Para que se ejecute determinado trabajo por parte de los motores, se asigna los pines 3 y 2, 5

y 4, 7 y 6, para los ejes X, Y Z respectivamente. Si el controlador dispone de entradas activas

por bajo, las casillas Dir Low Active y Step Low Active deben estar marcadas con el visto

de color verde, como se muestra en la figura 4.27.:

• Entrada de señales en el sub menú Input Signals. -

Las entradas de señales consisten los interruptores de fines de carrera, paro de emergencia y

altura de altura de la antorcha. En la figura 4.28 se muestra la asignación de pines para estas

entradas. Debido a que el puerto paralelo solo dispone de 5 entradas, se utiliza la opción

“Hockey”, para las entradas de retorno a las coordenadas de origen “Home”, presionando la

letra “h” del teclado, carácter asignado como 72. Es decir, al presionar esta tecla los ejes de

movimiento retornan a las coordenadas 0, 0, 0, predefinidas. Las entradas de paro de

emergencia, encendido, ascenso y descenso de la antorcha de plasma son asignados a los

pines 13, 10, 11 y 15 respectivamente, la asignación de estos pines es mostrado en la figura

4.30

FIGURA 4.28.: Asignación de límites de carrera y retorno a las coordenadas de origen.


FIGURA 4.27.: Asignación de señales de salida a los motores de paso.


La función de las salidas “enable” en el sub menú outputs Signals sirve para indicar a los

motores que el programa está activo o ejecutándose; es decir, que cuando no está dando

ninguna orden a los motores, estos deben estar inactivos. Para la habilitación de los tres

motores, solo se utiliza una salida, que a su vez se unen entre sí en los controladores de los

motores.

➢ Calibrando motores

Esta sección describe la configuración del controlador de eje y, si su velocidad será

controlada por Mach3, el controlador de husillo. La estrategia completa para cada eje es:

(a) calcular cuántos pulsos de paso deben enviarse al controlador de cada unidad (pulgada

o mm) de movimiento de la herramienta o mesa,

FIGURA4.29.: Asignación de paro de emergencia y controles de altura de la antorcha.


FIGURA 4.30.: Asignación de pin para la habilitación de motores.


(b) establecer la velocidad máxima para el motor.

(c) configurar la proporción de aceleración/desaceleración requerida. Le aconsejamos

negociar con un eje a la vez. Podría probar hacer funcionar el motor antes que se conecte

mecánicamente a la máquina-herramienta. Así ahora conecte la alimentación al controlador

electrónico del eje y haga una doble verificación del tendido eléctrico entre el controlador

electrónico y su interfaz de salida/computadora.

• Calcular los pasos por unidad

Mach3 puede realizar automáticamente una comprobación de movimiento sobre un eje y

calcular los pasos por unidad, pero esto es probablemente lo mejor para el correcto afinado

así presentamos la teoría global aquí. El número de pasos que Mach3 debe enviar por una

unidad de movimiento depende del controlador mecánico (el paso de tornillo de bolas,

engrane entre el motor y el tornillo), las propiedades del motor de paso a paso o el codificador

en el servo motor y el micro-paso o engrane electrónico en el controlador electrónico.

• Calculando el controlador mecánico

Empezaremos calculando el número de revoluciones del eje del motor (revoluciones del motor

por unidad) para mover el eje por una unidad. Esto probablemente será mayor que uno para las

pulgadas y menos de uno para los milímetros, pero esto no importa al cálculo que es fácil hacerlo

en una calculadora de cualquier modo. Para un tornillo y tuerca se necesita el paso crudo del

tornillo (distancia entre cresta y cresta) y el número de entradas. Los tornillos en pulgada pueden

especificarse en hilos por pulgada (TPI). El paso es 1/TPI (el paso de un tornillo de simple entrada

y 8 TPI es 1/8 = 0.125 ") Si el tornillo es de múltiples entradas, multiplique el paso crudo por el

número de entradas para conseguir el paso efectivo de la hélice. El paso de rosca efectivo es por

lo tanto la distancia que el eje se mueve para una la revolución del tornillo.

las revoluciones de tornillo por unidad:

Revoluciones del tornillo por unidad = 1/paso de rosca efectivo

Si el tornillo se maneja directamente desde el motor entonces estas son las revoluciones del

motor por unidad.

• Calcular pasos por revolución de motor

La resolución básica de todos los motores paso a paso modernos son 200 pasos por revolución

(i.e. 1. 8º por paso). Nota: algunos motores paso a paso tienen 180 pasos por revolución, pero es

probable que no los encuentre si usted está comprando equipo nuevo o casi nuevo. La resolución

básica de un servo motor depende del codificador en su eje. La resolución del codificador es

normalmente citada en CPR (ciclos por revolución) porque la salida es en realidad dos señales de

cuadratura la resolución efectiva será cuatro veces este valor. Usted esperaría un CPR en un rango

cerca de 125 a 2000 correspondiendo a 500 a 8000 pasos por revolución.

• Calculando en Mach3 el paso por revolución de motor

Recomendamos muy fuertemente que use controlador electrónico de micro pasos para motores

paso a paso. Si usted no usa esto y use un control de paso completo o medio paso entonces usted

necesitará los motores mucho más grandes y padecerán de resonancias que limitan la ejecución a

ciertas velocidades.

Algunos controladores de micro pasos tienen un número fijo de micro pasos (típicamente 10)

mientras que otros pueden configurarse. En este caso usted encontrará 10 para ser un buen valor

de compromiso para escoger. Esto significa que Mach3 necesitará enviar 2000 pulsos por

revolución para un controlador de eje por pasos.

Algunos controladores de servo motor requieren un pulso por cuenta de cuadratura del

codificador del motor (así dando 1200 pasos por revolución para un codificador de 300 CPR.

Otros incluyen engranaje electrónico donde usted puede multiplicar los pasos de entrada por un

valor entero y, a veces, el resultado de la división por otro valor entero. La multiplicación de los

pasos de entrada puede ser muy útil en Mach3 como la velocidad de servo motores pequeños con

un codificador de alta resolución puede ser limitado por la máxima tasa de pulso que Mach3

puede generar.

- Pasos por unidad en Mach3

Así ahora podemos hacer cálculos finalmente:

Pasos por unidad en Mach3 = Pasos por revolución en Mach3 * revoluciones de motor por

unidad

La figura 4.31 muestra el cuadro de diálogo para Config>Motor Tunning. Haga clic sobre un

botón para escoger el eje que está configurando y entre el valor calculado de paso por unidad en

Mach3 en la caja que está sobre el botón Save. Este valor no tiene que ser un entero, así que usted

puede lograr tanta exactitud como usted lo desee. Para evitar olvidar posteriormente, haga clic en

“Save Axis Settings” ahora.

FIGURA 4.31.: interfaz de configuración


• Configurando la máxima velocidad del motor

Todavía usando el cuadro de dialogo Config>Motor Tunnig, cuando usted mueve el cursor

deslizante de velocidad verá una gráfica de velocidad contra el tiempo para un corto

movimiento imaginario. El eje de acelera, girará quizá a toda velocidad y entonces se

desacelera. Ponga la velocidad al máximo por ahora. Use el cursor deslizante de aceleración

para alterar tasa de aceleración/desaceleración (éstos son siempre los mismos).

Como usted usa el cursor deslizante los valores en los cuadros de la velocidad (Velocity) y

de aceleración (Accel) son actualizados. La velocidad está en unidades por minuto. Accel

está en unidades por second al cuadrado. Los valores de aceleración pueden también

obtenerse en Gs para que tenga una impresión subjetiva de la fuerza que será aplicada a una

mesa maciza o pieza de trabajo.

La velocidad máxima que puede mostrar estará limitada por la tasa de máxima de pulso de

Mach3. Suponga que le ha configurado esto a 25.000 Hz y 2000 pasos por unidad entonces

la máxima velocidad posible es 750 unidades por minuto. Este máximo es, sin embargo, no

es seguro para su motor, mecanismo de control o máquina; es sólo Mach3 corriendo a máxima

velocidad. Puede hacer los cálculos necesarios o hacer ciertos ensayos prácticos. Permítase

intentar esto primero.

➢ PROCEDIMIENTO DE CORTE

• DISEÑO CAD

La máquina de corte tiene diferentes formas de recibir un diseño de las piezas a cortar, se

realizan en diferentes programas, es versátil con el programa CAM y con el usuario, se

diseñan en un programa que permita hacer trazos, si el programa es de diseño de piezas

proporciona las medidas exactas y reduce los pasos para completar con el procedimiento de

comunicación CAD-CAM. Programas como COREL DRAW, INVENTOR, AUTOCAD,

SOLIDWORKS entre otros, generan planos de la pieza con cotas del objeto que permiten ser

interpretadas por el programa CAM.

• CONVERSION DEL PLANO

Hacemos uso del lazycam que es un programa que nos permite la conversión de un archivo

de tipo vector, en Código G ( ANEXO 1).

Aquí debemos hacer ajustes para el corte

• Cut Hight : es la separación de la altura de la antorcha al material , ajustar a 1.5 mm

• Start Height : es la altura inicial de la antorcha para perforar el material, se sugiere 30 mm.

• Pierce delay (sec) : es el tiempo de retardo de entrada a perforación del material, este es

para que primero haga una pausa en lo que perfora completamente el material, se sugiere

0.5 para espesor de ¼ de material.

• Lift delay (sec) : es el tiempo de retardo de la Salida de la antorcha.

• Rapid height : es la altura de la antorcha en mm cuando sube para moverse de un lado a

otro , se sugiere 30mm ( visualmente marca 30 0000 unidades)

• Plunge feed : velocidad de perforación, esta es la velocidad cuando va bajando la

antorcha perforando el material ( Evita que se salpique la boquilla cuando perfora ).

Figura 4.32.: Modelado en Autocad 2D.

• Feed rate : es la velocidad de avance de corte, esto es a cuantas unidades va a cortar

el material por minute( sugerencia para cortar placa desde 4mm a 3/16) ajuste la

velocidad a 1700 00 units/min.

al finalizar haga click en Set Layerr(s) para guardar la información.

Figura 4.33.: Converisón de modelado AutoCad a Lazycam

Luego de obtener el código G a través del programa lazycam , cargamos el código G en

MACH3 y obtenemos la plantilla para que la pueda rutear la CNC de corte plasma.

Figura 4.34.: Ventana principal de Mach3.

4.3. ELECCIÓN DE COMPONENTES

4.3.1. MOTORES PAP NEMA 23

motor paso a paso NEMA 23

Modelo: WT57STH115 - 4204 A Par de retención de alta calidad 300NCM

Ángulo de paso: 1.8 °

Voltaje: 3.78 V

Corriente por fase: 4.2

A

Longitud: 112 mm

Ancho: 56,4 mm

Altura: 56,4 mm

Diámetro del eje: 8

mm (anexo 6.

Datasheet nema23)

Figura 4.35.: Dimensiones del motor Nema 23

Fuente: Wantai motor

Figura 4.36.: MOTOR PAP NEMA 23

Fuente:Wantai motor

4.3.2. Selección del área de trabajo.

Para realizar nuestro diseño debemos de partir del área optima de trabajo que se necesitó, la

maquina CNC de corte por plasma, tiene un área de 1200x1200 mm;

Se ampliará el área de trabajo con un offset de 50mm por todo el borde de nuestra área de

trabajo, con la finalidad de tener un extra para poder realizar cortes ligeramente mayores.

En la siguiente figura podrás apreciar el área verde como área optima de trabajo y el área roja

es el offset de 50mm alrededor del área de trabajo

Ahora debes de considerar el ancho del espacio que va a ocupar el eje Z, las chumaceras y

las bridas. El Eje Z tendrá un ancho de 100 mm, soportes 50mm más. Entonces agregaras al

ancho 150mm. Ahora debes de agregar el ancho del eje Y para anexarlo al eje X, un ancho

adecuado es de 200mm.

Figura 4.37.: área de trabajo

4.3.3. SELECCIÓN DE LOS SENSORES DE POSICIONAMIENTO

Para controlar la eficiencia de la máquina y mejorar la seguridad de operación de la misma,

se coloca en cada eje 2 sensores de posicionamiento los cuales envían una señal al software

cuando el recorrido de cada eje llegue al fin de cada guía.

El objetivo de los sensores es evitar y precautelar que los ejes choquen con sus protecciones

(de caucho), debido a alguna falla mecánica o si por alguna razón el programa no evita que

salgan de la zona de trabajo especificada que es de 1.20 x 1.20 metros.

Los sensores seleccionados para esta operación son sensores inductivos utilizados

especialmente en la industria para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la

presencia o ausencia de objetos metálicos especialmente ferrosos. Algunos de los parámetros

por los cuales se realizó su selección se encuentran a continuación:

• Alta durabilidad, debido a que realizan su trabajo sin la necesidad de contacto o impacto

con el elemento a sensar.

• Estos sensores no responden a líquido, la grasa, el tacto de las manos; favoreciendo el

proceso de producción o trabajo.

• Menos costo y fácil mantenimiento en comparación con sensores capacitivos y ultrasónicos.

• El diseño de los sensores proporciona gran protección contra cortocircuito.

• Exclusivos para la medición de elementos ferrosos.

El principio de funcionamiento de los sensores inductivos consiste en un campo magnético

de alta frecuencia es generado por la bobina en el circuito interno de oscilación. Cuando un

objeto se acerca al campo magnético, fluye una corriente de inducción en el objeto, debido a

la inducción electromagnética. Conforme el objeto se acerca al sensor, aumenta el flujo de

corriente de inducción, lo cual provoca que la carga en el circuito de oscilación crezca.

Entonces la oscilación se atenúa o decrece. El sensor detecta este cambio en el estado de

oscilación mediante el circuito de detección de amplitud y emite una señal de detección En

la Figura 4.38 se observa una imagen del funcionamiento descrito del sensor inductivo.

Figura 4.38.: Sensor Inductivo

Fuente: natytec.com

Para la instalación de los sensores en cada eje de la máquina se seleccionó sensores con

diámetro M12 los cuales tiene un rango de funcionamiento de 2mm/4mm, son sensores sin

blindado lo que permite realizar un censado lateral debido a su área libre de metal.

Tabla 4.6.: Especificaciones técnicas de sensores inductivos, diámetro M12

PARAMETRO VALOR

Distancia Estipulada 2mm/4mm

Distancia de detección 2mm: 0-1,6mm --4mm:0-3,2mm

Voltaje de Alimentación DC10-30V

Frecuencia 2mm<600Hz—4mm<400hz

Corriente de Salida <200mA

Rango de temperatura de funcionamiento. -25° / 70°

4.3.4. FUENTE DE ALIMENTACIÓN

para todos los dispositivos electrónicos en general se debe utilizar el dimensionamiento

correcto de voltaje (voltios) e intensidad de corriente (amperio) para lo cual se diseñó, por lo

que dichos dispositivos no soportan cantidades superiores en referencia a sus especificaciones

técnicas a las que fueron fabricadas.

Las fuentes de alimentación proporcionan la cantidad necesaria para el funcionamiento en

este caso de los 4 motores nema, de la placa principal, placa de control, sensores y demás

componentes que conforman el diseño del sistema electrónico. En su mayoría funcionan con

una cantidad de 3 a 5 voltios; otros hasta un rango de 12 voltios.

las fuentes aportan esta alimentación a los dispositivos con tal de patrocinar el

funcionamiento en conjunto y correcto de los mismos, se encuentran en variedad

dependiendo la aplicación para lo que será utilizada y en las mismas acondicionan diferentes

capacidades. estas constan de variedad de componentes electrónicos en su placa y un

trasformador que divide la corriente de la red principal para ser controlada y suministrada

necesariamente a los componentes que se requiere de su funcionamiento.

Figura 4.39.: Fuente de alimentación 350W 36V


Figura 4.40.: características de la fuente.


4.3.5. Sistema de corte (elección de motores):

Para el cálculo de elección de los motores NEMA, se determinará si el torque que necesita

para el corte de acero, es el adecuado, mediante la siguiente fórmula:

𝑛 = 𝑡𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜/𝑡𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒𝑙𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜

Para el proyecto se selecciona motor paso a paso debido al control que se puede tener

con

este motor NEMA 23 de 200 pasos con un ángulo de 1.8 grados.

Para la sección del altura (z) tenemos analizamos el torque requerido y el torque del

motor nema 23, donde tenemos una selección más alta podemos apreciar en la

siguiente ecuación que es alrededor de 40 veces más elevado el torque seleccionado

Sección altura (z) 𝑛 = 𝑡𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜

𝑡𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒𝑙𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜

𝑛 = 0.48𝑁𝑚

0.0118𝑁𝑚

𝑛 = 40.67

Sección transversal

𝑛 = 0.48𝑁𝑚

0.03909𝑁𝑚

𝑛 = 9.64

Sección longitudinal

𝑛 = 1.5𝑁𝑚

0.1556𝑁𝑚

𝑛 = 9.64

Al igual forma para el sistema transversal tenemos una selección de 12 veces más elevado y

para el sistema longitudinal una selección de 9 veces más elevado que el requerido, esto se

hace para garantizar que los movimientos no se vean interrumpidos por falta de fuerza.

4.3.6. Transmisión por tornillo de potencia:

La transmisión se dará mediante un tornillo de potencia, el cuál cumplirá una función de

actuador lineal longitudinal y transversa; se eligió ello debido a que tiene esta propuesta

pocas perdidas por la fricción, alta seguridad y alta definición.

Figura 4.41.: Elementos de transmisión de movimiento. Fuente: Quijorna Antonio, elementos y máquinas, 2010.

4.3.7. Eje liso

Los ejes lisos tubulares proporcionan facilidad de movimientos rotativos como también de

movimientos longitudinales, en este proyecto se hace el uso de 2 tipo de medida, para los ejes Y y Z

en direcciones tangenciales a estas.

Dependiendo el material de diseño, hay 2 tipos de ejes lisos más comerciales: los de aluminio y acero

inoxidable, se opta por utilizar de material de aluminio porque son más livianos a diferencia de los

demás, aunque no tenga una mayor resistencia, pero cumple con las especificaciones técnicas para

este diseño.

Siempre que se utilicen estos ejes lisos, para su correcto desplazamiento se debe lubricar con grasa,

ya que entra en contacto con otras piezas y su desplazamiento longitudinal como también rotacional

rozan por su movimiento generando fuerzas de fricción, por lo que conlleva a un mayor desgaste y

esfuerzo de los motores.

Figura.42.: Eje liso

Fuente: www.bonnet.es

4.3.8. Tornillo de dos hilos

Al igual que los ejes lisos se hacen uso de 3 tipos de medida de tornillos tanto de diámetro como de

longitud, con la finalidad proporcionar con mayor rapidez al movimiento de las piezas influyentes,

en este caso se utilizan tornillos de doble hilo para hacer aún más rápido el movimiento longitudinal

de altura (z) en los 3 ejes.

Estos tornillos están acoplados directamente al motor paso a paso

nema, es por ello que son llamados tornillos de potencia, pues su

posición está ligada a aprovechar todo movimiento de torque que

le es suministrada por el motor.

Su paso de doble hilo presenta una distancia de 5 mm existe

variedad de tamaños y variedad de longitud, además existe

tornillo de 2, 3 y 4 hilos, los cuales hacen más rápido el

desplazamiento y dependiendo de la aplicación a donde se va a

realizar dicho proyecto

4.3.9. Patines

Figura 4.43.: tornillo de potencia

Los patines trabajan con unas guías de desplazamientos, que son de forma de L posicionadas en la

ranura de los patines con el lado donde genera un ángulo recto ,

con tal opción de soportar el peso de las subestructuras de los

ejes superiores, además encajan en los 2 lados que resulta difícil

que se salga de la ranura donde se encuentra posicionada

Se desplaza de forma recta y tiene mayor seguridad en las cargas

además que soportando verticalmente como horizontalmente, lo

único que su precio es un poco más elevado que los rodajes

debido a su robustez del diseño.

4.3.10. Antorcha

es la encargada de la mezcla, es por donde sale el plasma para el corte de las placas metálicas, en este

caso tiene las características de PT-31

Figura.45.: Antorcha del mecanismo.

En la siguiente imagen se toma como referencia de elección de la boquilla PT31, debido a que cumple

a diferencia de otras dimensiones de boquillas.

Figura.46.: Rangos para corte por plasma.

Figura.44.: Patines

DISCUSIONES

La elección de los mejores componentes del mecanismo CNC se hizo mediante análisis

matemático, tablas de referencia y software de diseño, coincidente con la investigación de

Mora y Villa (2016), nos referencia qué medidas tomar para que la elección sea la adecuada

y de mejor calidad, adaptándose de esta manera, a nuestro mecanismo, puesto que se realiza

un diseño experimental, hacen uso real de los materiales a utilizar.

Para que el corte quede bien y los materiales a utilizar junto a sus parámetros utilizamos

análisis del despliegue de función de la calidad (QFD; para ello se tuvo en consideración la

investigación de Robalino (2018), en su proyecto de tesis, en donde se hace un análisis de

QFD para que todos los materiales a utilizar sean los mas eficientes.

Los parámetros de control según el espesor de las planchas de acero inoxidable de 10 mm,

requirieron del uso de motores NEMA23, así como drivers para el control de los motores,

incluyendo una tarjeta principal de control general y la utilización de acero A-36, resistente

a la temperatura de salida del mecanismo, además de la conversión del formato DXF 2D

(autocad); en referencia se tomó la investigación de Allauca (2017), debido a que, en su

investigación realiza cortes hasta los 32mm pero aplicado a la manufactura maderera, y

confvierten este formato haciendo uso del software lazycam.

CONCLUSIONES

1. Se diseñó una máquina CNC 2 ½ D con cortador plasma y mesa de trabajo 1.20x1.20

mts, para cortar planchas de acero inoxidable espesor 10 mm, que logra un tiempo

mínimo en el diseño y corte con precisión introduciendo el código G en el software de

control; y que cumplen todas las condiciones necesarias para que no haya deformaciones

por temperatura o por esfuerzo, además, cuenta con un diseño de control haciendo uso

de la elección de los componentes adecuados para el mecanismo, cuyo peso total es de

aprox. 200kg.

2. Las deformaciones halladas fueron mínimas, encontrándose el mayor esfuerzo a la

fluencia en el lado longitudinal (x) de 3.042 Mpa y un esfuerzo crítico debido a un

momento flector crítico en las guías calibradas de -1.006x10^(−3), no afectaron al

sistema. Siendo en su mayoría acero A-36.

3. Se diseñó el sistema de control, haciendo uso de una tarjeta principal DB25-1205,

DQ542MA drivers para motores NEMA23 y software de control: Autocad, lazycam y

mach3.

4. Se logró la elección de componentes adecuadas según el requerimiento del sistema,

definiendo las medidas estándares y mediante el software inventor, ver el diseño del

conjunto mecanismo en sí, determinando así un perfil cuadrado a la estructura principal

de 45 mm, además se determina que el torque máximo del mecanismo será soportado por

los motores NEMA23 mediante los tornillos de potencia, siendo el torque máximo de

estos de 1.86 Nm.

RECOMENDACIONES

- Se recomienda el uso de THC (control de altura para la antorcha plasma), debido a que genera

grandes ventajas tales como optimización de tiempo de corte además del ajuste continuo y

automático del voltaje de arco de corte permitiendo así reducir el desgaste de los consumibles

y además evitaría el recalentamiento de las planchas de acero inoxidable de poco espesor .

Aunque su costo es elevado.

- Se recomienda realizar investigaciones que realicen el análisis por elementos finitos, así

como parámetros de configuración para elevar la presión del compresor, aumentar el torque

de trabajo, disminuir la velocidad de avance, etc.; mediante ello lograr la construcción de un

mecanismo CNC de dimensiones mayores, y de esta manera, medir el grado de las

deformaciones.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- Allauca S. (2017) diseño e implementación de un sistema automatizado por control numérico computarizado para cortes por plasma en los procesos de manufactura de la empresa cem ingenieros EIRL. Tesis para optar el Título Profesional de Ingeniero Mecatrónico. Lima, Perú.

- Antorchas de corte plasma (2015), Manual de instrucciones. Obtenido de: www.esab.co.uk

- Budinas R. & Keith J. (2012) Diseño en ingeniería mecánica. 8va edic. México: Mc Graw

Hill.

- Daptta, cnc para todos. Manual de operación OR40-M3. México.

- Faires V. (2011). Diseño de Elementos de Maquinas. 4ta edic.Barcelona. Montaner y Simon.

- Guadamuz S. (2013) Plasma ¿Qué es y para que se utiliza?

- Ministerio del trabajo y promoción del empleo (2007). Informe estadístico mensual. Perú:

Biblioteca nacional del Perú.

- Mora y Villa (2016) Implementación de una máquina de control numérico computarizado de

corte por plasma para optimizar el proceso y la calidad de corte. Proyecto de Investigación

para la obtención del Título de ingeniero electromecánico.

- Motor paso a paso (2018). Obtenido de: es.wikipedia.org.

- Norton R. (2009) Diseño de maquinaria. 4ta edic. México: Mc Graw Hill.

- ¿Qué es el plasma? (2019) Obtenido de: www.nationalgeographic.com.es

- Robalino C. (2018) Diseño y construcción de una máquina cnc cortadora por plasma para el

corte de planchas metálicas en el taller mecánico industrial robalino de la ciudad de

Riobamba. Trabajo de titulación para la obtención del título de ingeniero industrial. Ecuador.

- Siciliano (2008) Cinemática paralela en la máquina herramienta. RevistaEIA. Colombia.

- Robotica cnc (2017), guía básica lazycam. México.

http://www.nationalgeographic.com.es/

ANEXOS

ANEXO N°1: Código G

del programa

N5 (File Name = 36720012 on Saturday, September 26, 2020)

N10 (Default Plasma Post)

N15 G91.1

N20 G0 Z60.0000

N25 G0 X2.0586 Y2.2703

N30 G28.1 (Probe for Stock)

N35 G0 Z0.0000

N40 M3(PLasma On)

N45 G2 X1.9082 Y2.4172 I0.0347 J0.1860 F60.00

N50 G1 X1.9016 Y2.4529

N55 X1.8910 Y2.4793

N60 X1.8765 Y2.5349

N65 X1.8739 Y2.5798

N70 G2 X1.8854 Y2.3393 I-3.3521 J-1.0363

N75 G3 X2.0255 Y2.1805 I0.2287 J0.0605

N80 X2.1407 Y2.1804 I0.0581 J0.4026

N85 G2 X2.2226 Y2.1672 I0.0276 J-0.0886

N90 G3 X2.3711 Y2.1863 I0.0088 J0.1614

N95 X2.5912 Y2.2499 I0.0203 J0.3425

N100 X2.7260 Y2.3200 I-0.0739 J0.3064

N105 X2.7135 Y2.4517 I-0.0354 J0.0630

N110 G2 X2.5649 Y2.6980 I-0.0466

J0.1398

N115 G1 X2.5685 Y2.7217

N120 G3 X2.4071 Y2.8831 I-0.1614 J0.0000

N125 G2 X2.1761 Y2.9132 I-0.0709 J0.3583

N130 G3 X1.9647 Y2.9290 I-0.1271 J-0.2785

N135 G2 X1.7456 Y2.9303 I-0.1085

J0.2959

N140 G3 X1.5098 Y2.9500 I-0.1929 J-0.8937

N145 X1.2686 Y2.9294 I-0.0870 J-0.4055

N150 G2 X1.2202 Y2.9507 I-0.0148 J0.0319

N155 G1 X1.1788 Y3.0367

N160 G3 X1.1089 Y3.0711 I-0.0551 J-0.0236

N165 G2 X1.0443 Y3.0743 I-0.0282 J0.1180

N170 G1 X0.9426 Y3.1075

N175 G3 X0.7995 Y3.0653 I-0.0394 J-0.1300

N180 G1 X0.6118 Y2.8280

N185 G3 X0.5860 Y2.6946 I0.1103 J-0.0906

N190 G2 X0.5401 Y2.5775 I-0.1743 J0.0006

N195 X1.2396 Y2.9295 I0.8596 J-0.8199

N200 G3 X1.2067 Y2.9784 I-0.3922 J-0.0795

N205 X1.1403 Y3.0705 I-0.3927 J-0.0771

N210 G2 X1.1625 Y2.9168 I-0.3309 J-0.2251

N215 G3 X1.0583 Y3.0709 I-0.3950 J-0.0645

N220 G2 X1.0849 Y2.8987 I-0.3169 J-0.2444

N225 G3 X0.9494 Y3.1053 I-0.3975 J-0.0464

N230 G2 X1.0074 Y2.8749 I-0.2921 J-0.2736

N235 G3 X0.8647 Y3.1078 I-0.3996 J-0.0223

N240 G2 X0.9411 Y2.8498 I-0.2838 J-0.2822

N245 G3 X0.7976 Y3.0628 I-0.3956 J-0.0607

N250 G2 X0.8842 Y2.8245 I-0.2810 J-0.2849

N255 G3 X0.7478 Y2.9999 I-0.3889 J-0.0943

N260 G2 X0.8252 Y2.7945 I-0.2827

J-0.2833

N265 G3 X0.6980 Y2.9369 I-0.3808 J-0.1231

N270 G2 X0.7653 Y2.7595 I-0.2843 J-0.2816

N275 G3 X0.6482 Y2.8740 I-0.3722 J-0.1470

N280 G2 X0.7055 Y2.7196 I-0.2860 J-0.2800

N285 G3 X0.5994 Y2.8102 I-0.3642 J-0.1659

N290 G2 X0.6466 Y2.6748 I-0.2971 J-0.2681

N295 G3 X0.5825 Y2.7080 I-0.3574 J-0.1800

N300 G2 X0.5892 Y2.6253 I-0.3439 J-0.2046

N305 X0.5613 Y2.5988 I-0.3505 J-0.1932

N310 X0.5476 Y2.5851 I-0.3513 J-0.1917

N315 G3 X0.1929 Y1.7846 I1.2333 J-1.0030

N320 X0.2971 Y0.9704 I0.7638 J-0.2913

N325 G2 X0.4085 Y0.8462 I-0.1667 J-0.2613

N330 G3 X0.3333 Y0.8450 I-0.0115 J-0.1856

N335 G2 X0.3986 Y0.8647 I0.0445 J-0.1909

N340 G3 X0.3634 Y0.8727 I0.0003 J-0.2060

N345 X0.2524 Y0.6951 I0.1808 J-0.2645

N350 G2 X0.3779 Y0.8958 I0.3156 J-0.0978

N355 G3 X0.2472 Y0.7463 I0.1929

J-0.2805

N360 G2 X0.3653 Y0.9114 I0.3177 J-0.1477

N365 G3 X0.2478 Y0.7952 I0.2060 J-0.2957

N370 G2 X0.3516 Y0.9263 I0.3145 J-0.1957

N375 G3 X0.2536 Y0.8424 I0.2202 J-0.3102

N380 G2 X0.3368 Y0.9404 I0.3063 J-0.2421

N385 G3 X0.2642 Y0.8880 I0.2355 J-0.3238

N390 G2 X0.3210 Y0.9536 I0.2933 J-0.2871

N395 G3 X0.2796 Y0.9323 I0.2519 J-0.3366

N400 G2 X0.3041 Y0.9659 I0.2756 J-0.3306

N405 G3 X0.3057 Y0.5442 I0.3933 J-0.2053

N410 G2 X0.3141 Y0.7250 I0.2586 J0.0790

N415 M5 (Plasma Off)

N420 G0 Z60.0000

N425 G0 X0.4253 Y0.8111

N430 G0 Z0.0000

N435 M3(PLasma On)

N440 G3 X0.2685 Y0.7454 I-0.0325 J-0.1423

N445 G2 X0.4306 Y0.7994 I0.1158 J-0.0713

N450 G3 X0.2862 Y0.7364 I-0.0434 J-0.1185

N455 X0.2647 Y0.6404 I0.2783 J-0.1131

N460 G2 X0.2770 Y0.7401 I0.3071 J-0.0451

N465 G3 X0.2745 Y0.6109 I0.2690

J-0.1093

N470 G2 X0.3048 Y0.7288 I0.2769 J0.0443

N475 X0.4479 Y0.7591 I0.0877 J-0.0609

N480 G3 X0.2955 Y0.7325 I-0.0492 J-0.1055

N485 G2 X0.4551 Y0.7418 I0.0783

J-0.0576


N495 G0 Z60.0000

N500 G0 X1.1459 Y0.3798

N505 G0 Z0.0000

N510 M3(PLasma On)

N515 G2 X0.7879 Y0.6868 I1.8037 J2.4657

N520 G3 X1.1738 Y0.4558 I1.7561 J2.0025

N525 G2 X0.8444 Y0.7486 I2.5887 J4.1415


N535 G3 X1.2794 Y0.6296 I1.1598 J1.6163

N540 G1 X0.9110 Y0.8632

N545 G2 X1.3216 Y0.6791 I-2.8245 J-6.0441

N550 G3 X0.9267 Y0.9057 I-1.0523 J-1.5601

N555 G2 X1.3634 Y0.7321 I-0.3822 J-1.3966

N560 G3 X0.9403 Y0.9586 I-0.6355 J-0.9383

N565 G2 X1.4340 Y0.8322 I-0.1186

J-1.1046

N570 G3 X0.9501 Y1.0488 I-0.8105 J-1.8916


N580 G0 Z60.0000

N585 G0 X1.1872 Y1.5092

N590 G0 Z0.0000

N595 M3(PLasma On)

N600 G3 X1.1127 Y1.2938 I0.2605 J-0.2107

N605 X1.1704 Y1.6337 I-0.2983 J0.2395

N610 G2 X1.1042 Y1.2669 I-0.3754 J-0.1148

N615 G3 X1.1902 Y1.6372 I-0.3009 J0.2675

N620 G2 X1.1076 Y1.2406 I-0.3955 J-0.1174

N625 G3 X1.2106 Y1.6388 I-0.3051 J0.2924

N630 G2 X1.1125 Y1.2168 I-0.4162

J-0.1180

N635 X1.1863 Y1.4917 I0.3249 J-0.0096

N640 G3 X1.1339 Y1.3257 I0.2636 J-0.1725

N645 G2 X1.1796 Y1.4440 I0.3007 J-0.0513

N650 G3 X1.0958 Y1.6002 I-0.0871 J-0.0270

N655 G2 X1.1849 Y1.5640 I-0.0104 J-0.1007

N660 G3 X1.1247 Y1.6175 I-0.0822 J-0.0749

N665 G2 X1.1789 Y1.6011 I-0.0389 J-0.1148

N670 G3 X1.1531 Y1.6290 I-0.0752 J-0.1075


N680 G2 X1.2315 Y1.6384 I0.1360 J-0.1554


N690 G0 Z60.0000

N695 G0 X1.6690 Y2.1951

N700 G0 Z0.0000

N705 M3(PLasma On)

N710 G3 X1.4157 Y2.1293 I0.9723 J-4.2616

N715 X1.2289 Y2.0449 I0.4455 J-1.2346

N720 G2 X1.5521 Y2.1387 I0.5671 J-0.6117

N725 X1.6798 Y2.1845 I0.2221 J-0.4178


N735 G0 Z60.0000

N740 G0 X1.3500 Y1.9278

N745 G0 Z0.0000

N750 M3(PLasma On)

N755 G2 X1.6916 Y2.1753 I0.6062 J-0.4771


N765 G0 Z60.0000

N770 G0 X1.4394 Y1.9127

N775 G0 Z0.0000

N780 M3(PLasma On)

N785 G2 X1.7039 Y2.1673 I0.6362 J-0.3963


N795 G3 X1.5420 Y1.9198 I0.4081 J-0.5029

N800 G2 X1.7376 Y2.1589 I0.4960 J-0.1284


N810 G3 X1.5605 Y2.2707 I-0.0802 J-0.1359

N815 X1.3494 Y2.1898 I0.2605 J-1.1504

N820 X1.2684 Y2.1259 I0.0555 J-0.1534

N825 X1.2315 Y2.0336 I0.0381 J-0.0687

N830 X1.3154 Y1.9404 I0.1326 J0.0351

N835 X1.4924 Y1.9150 I0.1350 J0.3118

N840 X1.6215 Y1.9463 I-0.0020 J0.2900

N845 X1.7107 Y2.0262 I-0.0266 J0.1195

N850 G2 X1.7455 Y2.1570 I0.3316 J-0.0168


N860 G3 X1.4615 Y2.2385 I-0.1183 J-0.7556

N865 X1.3129 Y2.1712 I0.1624 J-1.4500

N870 G2 X1.6644 Y2.2026 I0.6061 J-2.0874


N880 G0 Z60.0000

N885 G0 X1.5329 Y2.2131

N890 G0 Z0.0000

N895 M3(PLasma On)

N900 G2 X1.6523 Y2.2166 I0.0719 J-0.4207


N910 G0 Z60.0000

N915 G0 X1.7535 Y2.1504

N920 G0 Z0.0000

N925 M3(PLasma On)

N930 G3 X1.7221 Y2.0437 I0.2470 J-0.1306

N935 X1.7516 Y2.1226 I-0.1875 J0.1367

N940 G2 X1.7923 Y2.1706 I0.0550

J-0.0054

N945 G1 X1.7428 Y2.1579

N950 X1.7418 Y2.1582

N955 X1.7411 Y2.1585

N960 X1.7405 Y2.1587

N965 X1.7400 Y2.1588

N970 X1.7397 Y2.1589

N975 X1.7393 Y2.1589

N980 X1.7389 Y2.1589

N985 X1.7385 Y2.1589

N990 X1.7379 Y2.1589

N995 X1.7372 Y2.1589

N1000 X1.7364 Y2.1590

N1005 X1.7355 Y2.1590

N1010 X1.7346 Y2.1591

N1015 X1.7335 Y2.1592

N1020 X1.7323 Y2.1594

N1025 X1.7311 Y2.1596

N1030 X1.7298 Y2.1599

N1035 X1.7285 Y2.1603

N1040 X1.7271 Y2.1607

N1045 X1.7257 Y2.1611

N1050 X1.7242 Y2.1616

N1055 X1.7227 Y2.1621

N1060 X1.7212 Y2.1626

N1065 X1.7197 Y2.1631

N1070 X1.7182 Y2.1636

N1075 X1.7167 Y2.1641

N1080 X1.7152 Y2.1646

N1085 X1.7138 Y2.1650

N1090 X1.7123 Y2.1655

N1095 X1.7110 Y2.1659

N1100 X1.7096 Y2.1662

N1105 X1.7083 Y2.1665

N1110 X1.7071 Y2.1667

N1115 X1.7059 Y2.1669

N1120 X1.7048 Y2.1671

N1125 X1.7037 Y2.1673

N1130 X1.7027 Y2.1675

N1135 X1.7016 Y2.1678

N1140 X1.7006 Y2.1681

N1145 X1.6996 Y2.1686

N1150 X1.6986 Y2.1692

N1155 X1.6976 Y2.1698

N1160 X1.6966 Y2.1706

N1165 X1.6956 Y2.1715

N1170 X1.6946 Y2.1724

N1175 X1.6936 Y2.1733

N1180 X1.6926 Y2.1743

N1185 X1.6916 Y2.1753

N1190 X1.6906 Y2.1764

N1195 X1.6896 Y2.1774

N1200 X1.6886 Y2.1784

N1205 X1.6875 Y2.1793

N1210 X1.6865 Y2.1803

N1215 X1.6853 Y2.1811

N1220 X1.6842 Y2.1820

N1225 X1.6829 Y2.1828

N1230 X1.6817 Y2.1835

N1235 X1.6803 Y2.1842

N1240 X1.6790 Y2.1849

N1245 X1.6777 Y2.1856

N1250 X1.6764 Y2.1863

N1255 X1.6751 Y2.1871

N1260 X1.6740 Y2.1879

N1265 X1.6729 Y2.1889

N1270 X1.6720 Y2.1900

N1275 X1.6711 Y2.1911

N1280 X1.6704 Y2.1924

N1285 X1.6697 Y2.1937

N1290 X1.6690 Y2.1950

N1295 X1.6684 Y2.1964

N1300 X1.6677 Y2.1977

N1305 X1.6670 Y2.1990

N1310 X1.6662 Y2.2002

N1315 X1.6653 Y2.2014

N1320 X1.6645 Y2.2026

N1325 X1.6636 Y2.2037

N1330 X1.6626 Y2.2047

N1335 X1.6616 Y2.2058

N1340 X1.6606 Y2.2068

N1345 X1.6596 Y2.2078

N1350 X1.6586 Y2.2088

N1355 X1.6576 Y2.2098

N1360 X1.6567 Y2.2109

N1365 X1.6557 Y2.2119

N1370 X1.6548 Y2.2130

N1375 X1.6539 Y2.2142

N1380 X1.6531 Y2.2153

N1385 X1.6523 Y2.2166

N1390 X1.6516 Y2.2179

N1395 X1.6510 Y2.2192

N1400 X1.6504 Y2.2206

N1405 X1.6499 Y2.2220

N1410 X1.6495 Y2.2235

N1415 X1.6493 Y2.2250

N1420 X1.6491 Y2.2265

N1425 X1.6490 Y2.2280

N1430 X1.6491 Y2.2295

N1435 X1.6493 Y2.2310

N1440 X1.6495 Y2.2325

N1445 X1.6498 Y2.2340

N1450 X1.6502 Y2.2354

N1455 X1.6505 Y2.2368

N1460 X1.6509 Y2.2381

N1465 X1.6511 Y2.2394

N1470 X1.6514 Y2.2406

N1475 X1.6516 Y2.2418

N1480 X1.6518 Y2.2431

N1485 X1.6520 Y2.2443

N1490 X1.6523 Y2.2457

N1495 X1.6527 Y2.2472

N1500 X1.6532 Y2.2489

N1505 X1.6539 Y2.2508

N1510 X1.6548 Y2.2529

N1515 X1.6559 Y2.2553

N1520 X1.6572 Y2.2578

N1525 X1.6588 Y2.2605

N1530 X1.6606 Y2.2633

N1535 X1.6628 Y2.2662

N1540 X1.6653 Y2.2692

N1545 X1.6682 Y2.2722

N1550 G3 X1.6226 Y2.2857 I-0.1148 J-0.2071

N1555 X1.7048 Y2.3404 I-0.0184 J0.1280


N1565 G2 X1.6313 Y2.4853 I0.0503 J0.0258

N1570 G3 X1.6528 Y2.4965 I0.0110 J0.0111


N1580 G2 X1.6216 Y2.5992 I0.0503 J0.0258

N1585 G3 X1.6445 Y2.6107 I0.0110 J0.0111


N1595 G0 Z60.0000

N1600 G0 X1.4297 Y2.5536

N1605 G0 Z0.0000

N1610 M3(PLasma On)

N1615 G3 X1.4289 Y2.5004 I0.0494 J-0.0274

N1620 X1.4553 Y2.5084 I0.0110 J0.0111

N1625 X1.4620 Y2.4509 I0.0494 J-0.0274

N1630 G2 X1.4346 Y2.4429 I-0.0153 J0.0032

N1635 X1.4354 Y2.4961 I0.0503 J0.0258


N1645 G0 Z60.0000

N1650 G0 X1.6305 Y2.4321

N1655 G0 Z0.0000

N1660 M3(PLasma On)

N1665 G3 X1.6568 Y2.4401 I0.0110 J0.0111

N1670 G2 X1.6036 Y2.4268 I-0.0153 J0.0032

N1675 X1.6044 Y2.4800 I0.0503 J0.0258

N1680 G3 X1.6259 Y2.4913 I0.0110 J0.0111

N1685 G2 X1.6272 Y2.5417 I0.0503 J0.0258

N1690 G3 X1.6472 Y2.5540 I0.0110 J0.0111

N1695 G2 X1.5939 Y2.5408 I-0.0153 J0.0032

N1700 X1.5947 Y2.5940 I0.0503 J0.0258

N1705 G3 X1.6176 Y2.6055 I0.0110 J0.0111

N1710 G2 X1.6189 Y2.6559 I0.0503 J0.0258

N1715 G3 X1.5912 Y2.5975 I0.0494 J-0.0274

N1720 G2 X1.5643 Y2.5923 I-0.0153 J0.0032

N1725 X1.5651 Y2.6454 I0.0503 J0.0258

N1730 G3 X1.5376 Y2.5857 I0.0494 J-0.0274

N1735 X1.5640 Y2.5936 I0.0110 J0.0111

N1740 X1.5670 Y2.5356 I0.0494 J-0.0274

N1745 X1.5934 Y2.5435 I0.0110

J0.0111

N1750 X1.5995 Y2.4833 I0.0494 J-0.0274

N1755 G2 X1.5726 Y2.4780 I-0.0153 J0.0032

N1760 X1.5734 Y2.5312 I0.0503 J0.0258

N1765 X1.5404 Y2.5290 I-0.0153 J0.0032

N1770 X1.5411 Y2.5821 I0.0503 J0.0258

N1775 X1.5097 Y2.5788 I-0.0153 J0.0032

N1780 X1.5105 Y2.6320 I0.0503

J0.0258

N1785 G3 X1.4803 Y2.5717 I0.0494 J-0.0274

N1790 X1.5067 Y2.5797 I0.0110 J0.0111

N1795 X1.5123 Y2.5221 I0.0494 J-0.0274

N1800 X1.5387 Y2.5301 I0.0110 J0.0111

N1805 X1.5460 Y2.4715 I0.0494 J-0.0274

N1810 X1.5724 Y2.4794 I0.0110 J0.0111

N1815 X1.5766 Y2.4216 I0.0494 J-0.0274

N1820 X1.6030 Y2.4296 I0.0110 J0.0111

N1825 G2 X1.5500 Y2.4150 I-0.0153 J0.0032

N1830 X1.5508 Y2.4682 I0.0503 J0.0258

N1835 X1.5180 Y2.4646 I-0.0153

J0.0032

N1840 X1.5188 Y2.5178 I0.0503 J0.0258

N1845 X1.4830 Y2.5150 I-0.0153 J0.0032

N1850 X1.4838 Y2.5682 I0.0503 J0.0258

N1855 X1.4537 Y2.5651 I-0.0153 J0.0032

N1860 X1.4545 Y2.6183 I0.0503 J0.0258

N1865 G3 X1.4564 Y2.5084 I0.0494 J-0.0274

N1870 X1.4828 Y2.5164 I0.0110 J0.0111

N1875 X1.4887 Y2.4575 I0.0494 J-0.0274

N1880 X1.5150 Y2.4654 I0.0110 J0.0111

N1885 X1.5220 Y2.4082 I0.0494 J-0.0274

N1890 X1.5484 Y2.4161 I0.0110 J0.0111

N1895 X1.5251 Y2.3520 I0.0494 J-0.0274

N1900 X1.5514 Y2.3600 I0.0110 J0.0111

N1905 G2 X1.4958 Y2.3449 I-0.0153 J0.0032

N1910 X1.4965 Y2.3981 I0.0503 J0.0258

N1915 G3 X1.5191 Y2.4090 I0.0110 J0.0111

N1920 G2 X1.4661 Y2.3944 I-0.0153 J0.0032

N1925 X1.4669 Y2.4476 I0.0503 J0.0258

N1930 G3 X1.4884 Y2.4588 I0.0110 J0.0111

N1935 X1.4927 Y2.4011 I0.0494 J-0.0274

N1940 X1.4691 Y2.3383 I0.0494 J-0.0274

N1945 X1.4955 Y2.3463 I0.0110 J0.0111


N1955 G0 Z60.0000

N1960 G0 X0.8685 Y0.7826

N1965 G0 Z0.0000

N1970 M3(PLasma On)

N1975 G3 X1.2224 Y0.5598 I1.6046 J2.1565

N1980 G2 X0.8857 Y0.8111 I1.4299 J2.9123

N1985 X0.4953 Y1.2897 I0.2771 J0.5948

N1990 X0.5101 Y1.9758 I1.2318 J0.3165

N1995 X0.9240 Y2.4543 I0.8847 J-0.3470

N2000 X1.1179 Y2.5512 I0.2858 J-0.3293

N2005 X1.2985 Y2.6081 I0.3087 J-0.6653

N2010 G3 X1.7962 Y2.7135 I-0.7934 J4.9741

N2015 G1 X1.7540 Y2.6186

N2020 X1.7157 Y2.5174

N2025 X1.7081 Y2.4945

N2030 X1.7207 Y2.4801

N2035 X1.7141 Y2.4554

N2040 X1.7436 Y2.4236

N2045 X1.7805 Y2.3565

N2050 X1.8465 Y2.2889

N2055 X1.9002 Y2.2521

N2060 X1.9125 Y2.2159


N2070 G0 Z60.0000

N2075 G0 X0.2871 Y0.7836

N2080 G0 Z0.0000

N2085 M3(PLasma On)

N2090 G2 X0.4200 Y0.8224 I0.1056 J-0.1148

N2095 G3 X0.3031 Y0.8085 I-0.0220 J-0.1645

N2100 G2 X0.4096 Y0.8440 I0.0745 J-0.1595

N2105 X0.4551 Y0.7417 I-1.3123 J-0.6478

N2110 G1 X0.5331 Y0.6115

N2115 G3 X0.7734 Y0.2802 I4.4449 J2.9724

N2120 X1.0764 Y-0.0657 I1.5549 J1.0555

N2125 G2 X1.1417 Y0.3652 I2.6771 J-0.1851

N2130 X1.2333 Y0.5794 I1.0780 J-0.3344

N2135 G3 X1.4370 Y0.8368 I-1.2631 J1.2092

N2140 X1.3914 Y0.9658 I-0.1003 J0.0370

N2145 G1 X0.8048 Y1.1154

N2150 G2 X0.7702 Y1.3853 I0.0354 J0.1417

N2155 G3 X1.0804 Y1.5877 I-0.1637 J0.5896

N2160 G2 X1.1808 Y1.5171 I0.0197 J-0.0788

N2165 G3 X1.1154 Y1.2056 I0.2669 J-0.2186

N2170 X1.2315 Y1.6383 I-0.3107 J0.3152

N2175 X1.4849 Y1.7080 I-0.0835 J0.7988

N2180 G2 X1.6710 Y1.8044 I0.6497 J-1.0263

N2185 X1.8683 Y1.8788 I0.2479 J-0.3583

N2190 G3 X2.0507 Y1.9628 I-0.0124 J0.2677

N2195 X2.2211 Y2.1036 I-0.3759 J0.6288

N2200 G1 X2.2184 Y2.1034

N2205 X2.2119 Y2.1028

N2210 X2.2061 Y2.1023

N2215 X2.2009 Y2.1017

N2220 X2.1961 Y2.1011

N2225 X2.1918 Y2.1007

N2230 X2.1878 Y2.1002

N2235 X2.1841 Y2.0999

N2240 X2.1806 Y2.0995

N2245 X2.1773 Y2.0991

N2250 X2.1740 Y2.0986

N2255 X2.1707 Y2.0981

N2260 X2.1674 Y2.0974

N2265 X2.1640 Y2.0966

N2270 X2.1605 Y2.0956

N2275 X2.1568 Y2.0945

N2280 X2.1531 Y2.0932

N2285 X2.1493 Y2.0920

N2290 X2.1455 Y2.0907

N2295 X2.1417 Y2.0895

N2300 X2.1381 Y2.0883

N2305 X2.1345 Y2.0873

N2310 X2.1311 Y2.0865

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N2330 X2.1185 Y2.0845

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N2385 X2.0823 Y2.0805

N2390 X2.0791 Y2.0802

N2395 X2.0760 Y2.0799

N2400 X2.0730 Y2.0797

N2405 X2.0699 Y2.0794

N2410 X2.0669 Y2.0792

N2415 X2.0639 Y2.0789

N2420 X2.0608 Y2.0786

N2425 X2.0576 Y2.0783

N2430 X2.0543 Y2.0780

N2435 X2.0510 Y2.0776

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N2465 X2.0307 Y2.0753

N2470 X2.0275 Y2.0750

N2475 X2.0245 Y2.0747

N2480 X2.0215 Y2.0745

N2485 X2.0186 Y2.0743

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N2500 X2.0107 Y2.0740

N2505 X2.0082 Y2.0739

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N2520 X2.0015 Y2.0741

N2525 X1.9993 Y2.0742

N2530 X1.9973 Y2.0744

N2535 X1.9952 Y2.0745

N2540 X1.9933 Y2.0747

N2545 X1.9913 Y2.0748

N2550 X1.9893 Y2.0750

N2555 X1.9873 Y2.0752

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N2565 X1.9833 Y2.0756

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N2585 X1.9750 Y2.0773

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N2595 X1.9706 Y2.0786

N2600 X1.9684 Y2.0793

N2605 X1.9661 Y2.0801

N2610 X1.9639 Y2.0809

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N2620 X1.9595 Y2.0824

N2625 X1.9573 Y2.0830

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N2635 X1.9531 Y2.0840

N2640 X1.9511 Y2.0844

N2645 X1.9491 Y2.0848

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N2655 X1.9453 Y2.0857

N2660 X1.9435 Y2.0863

N2665 X1.9417 Y2.0870

N2670 X1.9400 Y2.0878

N2675 X1.9383 Y2.0887

N2680 X1.9368 Y2.0897

N2685 X1.9352 Y2.0908

N2690 X1.9337 Y2.0918

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N2700 X1.9309 Y2.0939

N2705 X1.9296 Y2.0949

N2710 X1.9283 Y2.0958

N2715 X1.9270 Y2.0965

N2720 X1.9258 Y2.0973

N2725 X1.9233 Y2.0987

N2730 X1.9220 Y2.0994

N2735 X1.9207 Y2.1002

N2740 X1.9194 Y2.1011

N2745 X1.9181 Y2.1020

N2750 X1.9167 Y2.1031

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N2785 X1.9081 Y2.1125

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N2800 X1.9055 Y2.1172

N2805 X1.9047 Y2.1188

N2810 X1.9040 Y2.1205

N2815 X1.9034 Y2.1221

N2820 X1.9027 Y2.1238

N2825 X1.8974 Y2.1370

N2830 X1.8968 Y2.1386

N2835 X1.8961 Y2.1403

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N2845 X1.8949 Y2.1436

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N2860 X1.8935 Y2.1488

N2865 X1.8932 Y2.1506

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N2890 X1.8930 Y2.1601

N2895 X1.8932 Y2.1621

N2900 X1.8933 Y2.1641

N2905 X1.8935 Y2.1661

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N2915 X1.8938 Y2.1700

N2920 X1.8940 Y2.1720

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N2940 X1.8949 Y2.1792

N2945 X1.8952 Y2.1808

N2950 X1.8956 Y2.1823

N2955 X1.8960 Y2.1838

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N2965 X1.8968 Y2.1864

N2970 X1.8973 Y2.1876

N2975 X1.8978 Y2.1888

N2980 X1.8983 Y2.1900

N2985 X1.8988 Y2.1912

N2990 X1.8993 Y2.1923

N2995 X1.8998 Y2.1935

N3000 X1.9003 Y2.1946

N3005 X1.9013 Y2.1970

N3010 X1.9018 Y2.1981

N3015 X1.9023 Y2.1993

N3020 X1.9028 Y2.2004

N3025 X1.9033 Y2.2016

N3030 X1.9038 Y2.2028

N3035 X1.9043 Y2.2040

N3040 X1.9050 Y2.2052

N3045 X1.9057 Y2.2066

N3050 X1.9066 Y2.2080

N3055 X1.9076 Y2.2095

N3060 X1.9087 Y2.2111

N3065 X1.9100 Y2.2129

N3070 X1.9116 Y2.2148

N3075 X1.9134 Y2.2170

N3080 X1.9156 Y2.2195

N3085 X1.9180 Y2.2224

N3090 X1.9209 Y2.2256

N3095 X1.9242 Y2.2293

N3100 X1.9279 Y2.2335


N3110 G0 Z60.0000

N3115 G0 X2.1519 Y2.7402

N3120 G0 Z0.0000

N3125 M3(PLasma On)

N3130 G1 X2.1518 Y2.6941

N3135 X2.1061 Y2.6568

N3140 X2.0498 Y2.6568

N3145 X1.9935 Y2.6569

N3150 X1.9479 Y2.6944

N3155 X1.9480 Y2.7405

N3160 X1.9480 Y2.7866

N3165 X1.9937 Y2.8239

N3170 X2.0500 Y2.8239

N3175 X2.1063 Y2.8238

N3180 X2.1519 Y2.7863

N3185 X2.1519 Y2.7402

N3190 X2.0555 Y2.7497

N3195 X2.0754 Y2.7735


N3205 G0 Z60.0000

N3210 G0 X2.2597 Y2.7304

N3215 G0 Z0.0000

N3220 M3(PLasma On)

N3225 G2 I-0.0052 J0.0000


N3235 X2.2969 Y2.7263 I-0.0053 J0.0000


N3245 G0 Z60.0000

N3250 G0 X2.6668 Y2.4440

N3255 G0 Z0.0000

N3260 M3(PLasma On)

N3265 G2 X2.3618 Y2.3325 I-0.4075 J0.6419

N3270 X2.3302 Y2.3278 I-0.0223 J0.0407

N3275 X2.3176 Y2.3334 I0.0016 J0.0206

N3280 X2.3160 Y2.3429 I0.0054 J0.0057

N3285 X2.3551 Y2.3771 I0.0648 J-0.0346

N3290 G3 X2.5194 Y2.5915 I-0.2624 J0.3712


N3300 G0 Z60.0000

N3305 G0 X2.7134 Y2.4517

N3310 G0 Z0.0000

N3315 M3(PLasma On)

N3320 G2 X2.4456 Y2.3251 I-0.2626 J0.2091

N3325 X2.2778 Y2.2831 I-2.4174 J9.3101

N3330 X2.2708 Y2.3950 I-0.0133 J0.0553

N3335 G3 X2.4001 Y2.4720 I0.0138 J0.1239

N3340 G2 X2.5685 Y2.7217 I0.6790 J-0.2762


N3350 G0 Z60.0000

N3355 G0 X1.8103 Y2.6235

N3360 G0 Z0.0000

N3365 M3(PLasma On)

N3370 G2 X1.8102 Y2.8036 I0.2801 J0.0903


N3380 G0 Z60.0000

N3385 G0 X-0.0522 Y2.1247

N3390 G0 Z0.0000

N3395 M3(PLasma On)

N3400 G2 X0.2855 Y2.1428 I0.1761 J-0.1269

N3405 G3 X-0.0339 Y2.1785 I-0.1671 J-0.1419

N3410 G2 X0.1262 Y2.4132 I0.6851 J-0.2955

N3415 X0.4896 Y2.5136 I0.2839 J-0.3166

N3420 X0.4741 Y2.4923 I-0.1986 J-0.0098

N3425 G3 X0.4576 Y2.5183 I-0.1985 J-0.0102

N3430 G2 X0.4515 Y2.4598 I-0.1766 J-0.0913

N3435 G3 X0.3950 Y2.5206 I-0.1928 J-0.0484

N3440 G2 X0.4227 Y2.4156 I-0.1121 J-0.1642

N3445 G3 X0.2859 Y2.5021 I-

0.1831 J-0.0773

N3450 G2 X0.3914 Y2.3638 I-0.0019 J-0.1988

N3455 G3 X0.1421 Y2.4250 I-0.1721 J-0.0996

N3460 G2 X0.3595 Y2.3059 I0.1176 J-0.1603

N3465 G3 X0.0242 Y2.2875 I-0.1646 J-0.1178

N3470 G2 X0.3285 Y2.2435 I0.1785 J-0.1043

N3475 G3 X-0.0232 Y2.2021 I-0.1651 J-0.1344

N3480 X-0.0813 Y1.7687 I0.7913 J-0.2994

N3485 G2 X0.1278 Y1.8673 I0.1853 J-0.1218

N3490 G3 X-0.0854 Y1.8060 I-0.1249 J-0.1429

N3495 G2 X0.2084 Y1.8776 I0.1602 J-0.1178

N3500 G3 X-0.0885 Y1.8792 I-0.1375 J-0.1436

N3505 G2 X0.2261 Y1.9558 I0.1735 J-0.1050

N3510 G3 X-0.0833 Y1.9731 I-0.1501 J-0.1510

N3515 G2 X0.2477 Y2.0335 I0.1762 J-0.1194

N3520 G3 X-0.0727 Y2.0419 I-0.1543 J-0.1497

N3525 G2 X0.2723 Y2.1074 I0.1767 J-0.1261


N3535 G0 Z60.0000

N3540 G0 X0.1277 Y1.8673

N3545 G0 Z0.0000

N3550 M3(PLasma On)

ANEXO N°2: CARACTERÍSTICAS DEL ACERO A-36

ANEXO N°3: CARACTERÍSTICAS DEL COMPRESOR WERKEN

ANEXO N°4: PLANOS DEL MECANISMO CNC

ANEXO N°5: CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR NEMA23

ANEXO N°6: CIRCUITO ELECTRÓNICO/CONEXIONADO

ANEXO N°7: DATOS TÉCNICOS DQ542MA

ANEXO N°8: DATOS TÉCNICOS CORTADOR PLASMA HEROCUT

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