memoria cnc

8/9/2019 Memoria CNC

1/114

Diseo y cons

numrico co

Proyecto Final de Carrera

truccin de una mquina de

n control en tiempo real me

dispositivo apuntador

Autor:Daniel Samper Martnez

Director:Francisco Jos Abad Cerd

Valencia, 2 de Sep

ontrol

iante

iembre de 2!""


2/114


3/114


4/114


5/114

"

ndice

"# $ntrod%cci&n ########################################################################################################################## '

2# Antecedentes ######################################################################################################################## (

2#"# Caractersticas ############################################################################################################### (

2#"#"# )*mero de e+es #####################################################################################################

2#"#2# Sistema de control ############################################################################################### "!

2#"#'# Act%adores ########################################################################################################## ""

2#"#-# Sistema de mo.imiento ####################################################################################### 2"

'# /stado del arte #################################################################################################################### 20

'#"# M1%ina de control n%mrico #################################################################################### 20

'#"#"# /st%dio lobal de sol%ciones encontradas en la red ########################################### 20

'#"#2# /st%dio de %na sol%ci&n comercial3 Marc4ant Dice 5td# ##################################### '!

'#2# So6t7are de control man%al ######################################################################################## '2

-# /speci6icaci&n de re1%isitos ################################################################################################ '(

-#"# M1%ina de control n%mrico #################################################################################### '(

-#2# Aplicaci&n r6ica de control man%al ########################################################################## '8# Dise9o ################################################################################################################################## '0

8#"# M1%ina de control n%mrico #################################################################################### '0

8#"#"# Materiales ########################################################################################################### '

8#"#2# :erramientas ####################################################################################################### ("

8#"#'# Proceso de 6abricaci&n ######################################################################################## ('

8#2# Control man%al ############################################################################################################ 0!

8#2#"# So6t7are %sado#################################################################################################### 0!

8#2#2# Visi&n eneral del dise9o #################################################################################### 02

8#2#'# /+emplo de sesi&n de traba+o ############################################################################## 08

8#2#-# Diarama de clases ############################################################################################## 00

8#2#8# Clase PantoMa; ################################################################################################### 0

8#2#(# Clase Mac4ineControl ######################################################################################### 2

8#2## Clase Monitor ###################################################################################################### '

8#2#0# Clase CncPoint ##################################################################################################### -

8#2## Clase MiniArea #################################################################################################### -


6/114

2

8#2#"!# Clase ScribbleArea ############################################################################################### 8

(#


7/114

'

1. Introduccin

/l control n%mrico >C)? es %n sistema de a%tomatizaci&n de m1%inas@4erramienta 1%e sonoperadas mediante comandos proramados en %n medio de almacenamiento# /l sistema se

basa en el control de los mo.imientos de la 4erramienta de traba+o con relaci&n a los e+es de

coordenadas de la m1%ina, %sando %n prorama in6ormtico, por lo 1%e estaramos tratando

de %n control n%mrico por comp%tador >C)C? >Fi%ra "?#

Figura 1: Fresadora CNCFuente: http:!!!"#ermaq"ro

5a aplicaci&n de sistemas de C)C en las m1%inas@4erramienta 4an 4ec4o a%mentarenormemente la prod%cci&n, al tiempo 1%e 4a 4ec4o posible e6ect%ar operaciones de

con6ormado 1%e era di6cil de 4acer con m1%inas con.encionales, por e+emplo la realizaci&n

de s%per6icies es6ricas manteniendo %n ele.ado rado de precisi&n dimensional# Finalmente,

el %so de C)C incide 6a.orablemente en los costos de prod%cci&n al red%cir los costes de

6abricaci&n de m%c4as m1%inas, manteniendo o me+orando s% calidad#

Act%almente e;isten en el mercado %na in6inidad de m1%inas de control n%mrico con

m*ltiples con6i%raciones y posibilidades, siendo %na caracterstica m%y com*n el ele.ado

coste econ&mico de las mismas# Debido a esto, s%ren en la red m%c4as prop%estas de

m1%inas de control n%mrico caseras >Fi%ra 2? %sando materiales de 6cil manip%laci&n>madera, plstico, etc#? y componentes reciclados como motores de impresora o %as de

escneres# ambin s%ren prop%estas ms pro6esionales en las 1%e se %san me+ores

componentes y materiales ms adec%ados >como al%minio o acero?#


8/114

-

Figura $: %quina de control numrico caseraFuente: http:!!!"homegro!ncnc"com

/l proyecto 1%e se presenta en esta memoria consiste en la creaci&n de %na m1%ina

pro&esionalC)C de ' e+es a %n mnimo coste, 6cil de 6abricar, 6cilmente ampliable a ms e+es

>por m&d%los? y 1%e posea %na alta precisi&n# Con ello se b%sca 1%e c%al1%ier persona

interesada en la 6abricaci&n con m1%ina de control n%mrico p%eda crear la s%ya propia a %n

ba+o coste y sin necesidad de poseer %na ran cantidad de 4erramientas# /ste proyecto 4a sido

ba%tizado en $nternet como A:$P C)C >A66ordable :i4 Precision C)C? para darse a conocer al

p*blico en eneral#

Adicionalmente al dise9o y constr%cci&n de la m1%ina de control n%mrico descrita, se 4a

desarrollado PantoMa;, %na aplicaci&n para controlar en tiempo real la m1%ina C)C

mediante %n dispositi.o ap%ntador >rat&n o tableta r6ica?# PantoMa; es la .ersi&n diital de

%n dispositi.o mecnico llamado pant&ra6o >Fi%ra '?, dispositi.o de dib%+o capaz de copiar

una figura o reproducirla a una escala distinta.

Figura ': (antgra&o tradicional


9/114

8

A di6erencia del pant&ra6o, PantoMa; es capaz, con la 4erramienta adec%ada acoplada a la

m1%ina, de realizar tallados o cortes en materiales con %na ele.adsima precisi&n en el

escalado# Se 4an a9adido tambin otras 6%ncionalidades como el %ardadoBcara del trazo

realizado o la monitorizaci&n de la posici&n en tiempo real de la 4erramienta# /n caso de %sar%na tableta r6ica, se detecta la presi&n realizada sobre la misma, .ariando la alt%ra de la

4erramienta y por tanto permitiendo realizar tallados con di6erentes pro6%ndidades#

/n la presente memoria se tratarn en detalle todos los aspectos 1%e con6orman este

proyecto3

Antecedentes3 Se proporciona la in6ormaci&n indispensable para la correcta .aloraci&n

de las caractersticas de %na m1%ina de control n%mrico, o6reciendo para cada %na

de estas caractersticas s%s principales .enta+as e incon.enientes#

/stado del arte3 Se realiza %n est%dio de las sol%ciones ya e;istentes tanto de

m1%inas de control n%mrico como de modos de control man%al en estas m1%inas,

est%dio 1%e nos permite, con los antecedentes pre.iamente proporcionados, disponer

de %na e.al%aci&n crtica de estas sol%ciones y apro.ec4ar s%s bondades en n%estro

dise9o#

/speci6icaci&n de re1%isitos3 Se especi6ican los re1%isitos tanto para la m1%ina de

control n%mrico como para el control man%al a implementar# /sto 6i+ar las

6%ncionalidades y caractersticas necesarias para el dise9o de la sol%ci&n#

Dise9o3 A+%stndose a los re1%isitos anteriormente planteados, se proporcionan los

dise9os para la sol%ci&n de ambos componentes, detallando s% 6%ncionamiento y la

metodoloa de desarrollo se%ida#


10/114

(

2.Antecedentes

/n este capt%lo se proporciona la in6ormaci&n indispensable para la correcta .aloraci&n de lascaractersticas de %na m1%ina de control n%mrico, o6reciendo para cada %na de estas

caractersticas s%s principales .enta+as e incon.enientes#

2.1.

Caractersticas

5as m1%inas de control n%mrico se p%eden clasi6icar en 6%nci&n de las si%ientes

caractersticas3

)*mero de e+es

Sistema de control ipo de act%adores

Sistema de mo.imiento

na misma m1%ina de control n%mrico p%ede tener %na ran .ariedad de 4erramientas

acopladas a la misma# na m1%ina@4erramienta es la %ni&n entre %na m1%ina C)C y %na

4erramienta# /ntre las 4erramientas ms 6rec%entemente acopladas encontramos3

Fresas

aladros

Corte por plasma Corte por a%a

Corte y rabado por lser

;icorte


11/114

2.1.1. Nmero de ejes

na m1%ina de control n%mrico p%ede tener desde %no 4asta ms de seis e+es# Cada e+e

contar con %n act%ador 1%e ser el responsable del mo.imiento del mismo# /l n*mero de e+es

necesarios para alcanzar %na posici&n c%al1%iera es tres, mientras 1%e para alcanzar %na

posici&n con %na orientaci&n de la 4erramienta determinada necesitamos %n total de seis e+es#

C%al1%ier m1%ina con ms de seis e+es tendr e+es red%ndantes#

/n primer l%ar comenzaremos con las m1%inas de " e+e# /ste tipo de m1%inas *nicamente

son capaces de desplazar s% 4erramienta a lo laro de %n e+e# /l caso ms 6rec%ente de este

tipo de m1%ina es el escner de imenesBdoc%mentos >Fi%ra -?#

Figura ): *scner domstico

Con dos e+es conse%imos desplazar la 4erramienta en el plano E@# 5a m1%ina de control

n%mrico ms 6rec%ente 1%e encontramos con esta con6i%raci&n es la impresora >Fi%ra 8?#

/n esta m1%ina el cabezal de impresi&n es la 4erramienta, y los e+es los 6ormaran el rodillo

encarado de desplazar el papel y las %as sobre las 1%e se desplaza el cabezal de impresi&n#

Figura +: ,mpresora domstica


12/114

0

na m1%ina de control n%mrico de ' e+es ser capaz de alcanzar c%al1%ier posici&n

tridimensional en s% rea de traba+o, lo 1%e permite realizar modelos en tres dimensiones#

na con6i%raci&n de ' e+es m%y com*n es el ro%ter C)C >ampliamente %sado en la ind%stria

de la madera y el metal? >Fi%ra (?#

Figura -: .outer o &resadora CNCFuente: http:!!!"allproducts"com

tra con6i%raci&n de ' e+es di6erente pero tambin m%y %sada es la del torno >Fi%ra ?# 5a

di6erencia entre sta y el ro%ter radica en 1%e el torno posee %n e+e de re.ol%ci&n, mientras

1%e en el ro%ter todos los e+es son lineales#

Figura /: 0orno con control numricoFuente: http:!!!"haascnc"com


13/114

/sto permite al torno crear piezas de re.ol%ci&n >Fi%ra 0? 1%e no seran posibles con %n

ro%ter3

Figura : (ie2a de revolucinFuente: http:!!!"homanndesigns"com

C%al1%ier m1%ina por encima de tres e+es >Fi%ra ? ser capaz de realizar %na orientaci&n de

la 4erramienta acoplada, y por tanto de realizar 6i%ras con 6ormas ms comple+as3

Figura 3: %quina de control numrico de + e4esFuente: http:lec5composites"com


14/114


15/114

""

2.1.3. Actuadores

2.1.3.1.Motor paso a paso

/n primer l%ar trataremos el act%ador ms %tilizado en sistemas de control de b%cle abierto#

/ste act%ador es el motor paso a paso >Fi%ra "2?, %n dispositi.o electromecnico 1%e

con.ierte %na serie de imp%lsos elctricos en desplazamientos an%lares discretos, lo 1%e

sini6ica es 1%e es capaz de a.anzar %na serie de rados >paso? dependiendo de s%s entradas

de control#

Figura 1$: %otor paso a paso

/ntre s%s principales .enta+as se enc%entran3

Alta repetiti.idad en c%anto al posicionamiento

Al carecer de escobillas se alara s% .ida *til y no enera c4ispas, lo 1%e los 4ace msaptos para traba+ar en entornos in6lamables

so en sistemas de control de b%cle abierto, lo 1%e e.ita el %so de encoders y por

tanto red%ce el coste lobal del sistema

/s capaz de blo1%ear el rotor en %na posici&n determinada con %n momento de 6%erza

>torque? m%y alto

S% .elocidad de rotaci&n no depende de la cara acoplada a s% rotor#

Como *nico incon.eniente encontramos %n control ms comple+o del mismo, a%n1%e e;isten

en el mercado %na ran .ariedad de controladores de este tipo de motores 1%e simpli6ican

enormemente esta tarea#


16/114

"2

S% 6%ncionamiento se basa en el principio de electromanetismo# /;iste %n rotor de 4ierro

d%lce o manetizado rodeado por los esttores electromanticos# /l rotor y el esttor poseen

polos 1%e p%eden encontrarse dentados dependiendo del tipo motor# C%ando el esttor se

enc%entra enerizado el rotor se m%e.e para alinearse con l >en el caso de motores de imn

permanente? o se m%e.e para tener la menor distancia con el esttor >en el caso de los

motores de rel%ctancia .ariable?# /s por ello 1%e debemos enerizar a los esttores en %na

sec%encia determinada para 1%e se prod%zca el mo.imiento del rotor#

/n lo 1%e respecta al control de estos motores destacar dos 6%ncionalidades bsicas

implementadas en c%al1%ier controlador de motores paso a paso# Con la tcnica conocida

como microsteppin es posible a%mentar el n*mero de pasos en este tipo de motores,

a%mentando por tanto la resol%ci&n del motor# 5a otra 6%ncionalidad bsica consiste en la

re%laci&n de la intensidad 1%e circ%la por las bobinas del motor por medio de %n

procedimiento conocido como Chopping./ste procedimiento permite el %so de .olta+es m%y

altos, ya 1%e la intensidad 1%e circ%la por las bobinas siempre ser la misma >es decir, es

independiente del .olta+e?# n alto .olta+e 4ace 1%e se alcance la intensidad nominal de las

bobinas en %n menor tiempo y por tanto, permite 1%e los motores iren ms rpido#

5os tipos de motores paso a paso se p%eden clasi6icar por s% principio de 6%ncionamiento3

Motor paso a paso de imn permanente

Motor paso a paso de rel%ctancia .ariable

Motor paso a paso 4brido

Motor paso a paso %nipolar

Motor paso a paso bipolar


17/114

"'

2.1.3.1.1. De imn permanente

5os polos del rotor y el esttor en este tipo de motores carecen de dientes# /n cambio el rotor

posee polos s%r y norte alternati.os, 1%edando paralelos al e+e del mismo >Fi%ra "'?# Permite

mantener %n par di6erente de cero c%ando el motor no est enerizado# Dependiendo de la

constr%cci&n del motor, es posible obtener pasos an%lares de #8, ""#28, "8, "0, -8 o !G#

Figura 1': %otor paso a paso de imn permanente

/l rotor de imn permanente se alinea siempre con el campo mantico enerado al enerizar

el esttor# De esto ded%cimos 1%e debemos proporcionar %na sec%encia de enerizado a los

esttores para colocar el rotor en el n%lo deseado >Fi%ra "-?#

Figura 1): Funcionamiento de motor paso a paso de imn permanente


18/114

"-

Se p%ede a%mentar la resol%ci&n de estos motores a%mentando el n*mero de polos del rotor

o incrementando el n*mero de 6ases >Fi%ra "8?#

Figura 1+: %todos para incrementar la resolucin en un motor (a( de imn permanente

2.1.3.1.2. De reluctancia variable

/ste motor posee %n dentado en %n rotor de 4ierro d%lce >Fi%ra "(?# C%ando la bobina del

esttor se eneriza el rotor se m%e.e para minimizar la distancia entre el esttor y el diente# 5a

inercia del rotor de %n motor de paso de rel%ctancia .ariable es pe1%e9a y la resp%esta es m%y

rpida, pero la inercia permitida de la cara es pe1%e9a# C%ando los de.anados no estn

enerizados, el par esttico de este tipo de motor es cero# Heneralmente, el paso an%lar deeste motor de rel%ctancia .ariable es de "8G#

Figura 1-: %otor paso a paso de reluctancia varia#le


19/114

"8

/l dise9o del rotor 4ace 1%e c%ando alineamos %no de los dientes del mismo con %na de las

6ases, el si%iente diente se enc%entre desalineado con la si%iente 6ase# /sto permite 1%e

c%ando enericemos la si%iente 6ase este diente desalineado pase a alinearse# /nerizando

las 6ases con la sec%encia correcta conse%imos el mo.imiento contin%o del rotor >Fi%ra "?#

Figura 1/: Funcionamiento de motor paso a paso de reluctancia varia#le

Se p%ede incrementar la resol%ci&n de estos motores a%mentando el n*mero de dientes del

rotor o incrementando el n*mero de 6ases >Fi%ra "0?#

Figura 1: %todos para incrementar la resolucin de un motor (a( de reluctancia varia#le


20/114

"(

2.1.3.1.3. Hbrido

/l motor 4brido es %na combinaci&n del motor de rel%ctancia .ariable y del motor de imn

permanente, por lo 1%e el rotor de este tipo de motores posee dientes y se enc%entra

manetizado >Fi%ra "?# /ste tipo de motor tiene %na alta precisi&n, alto par y se p%ede

con6i%rar para s%ministrar %n paso an%lar de 4asta !#G#

Figura 13: %otor paso a paso h7#rido

/l rotor posee dos zonas, %na con polaridad norte y otra con polaridad s%r# /stas zonas se 4an

dise9ado de 6orma 1%e los polos de %na de las zonas coinciden con los 4%ecos entre los polos

de la otra zona >Fi%ra 2!?#

Figura $6: .otor de motor paso a paso h7#rido


21/114

"

Como en los motores anteriores, el motor 4brido necesita de %na sec%encia de enerizaci&n

de s%s 6ases para prod%cir el mo.imiento del rotor >Fi%ra 2"?#

Figura $1: Funcionamiento de motor paso a paso h7#rido

5os motores paso a paso tambin se p%eden clasi6icar por s% cone;ionado3

Motor paso a paso bipolar

Motor paso a paso %nipolar

2.1.3.1.4. Unipolar

5os motores %nipolares son relati.amente 6ciles de controlar, racias a 1%e poseen

de.anados d%plicados# /stos motores poseen dos bobinas en cada e+e del estator >Fi%ra 22?,

1%e estn %nidas por e;tremos op%estos, de tal modo 1%e al ser alimentada %na % otra,

eneran cada %na %n campo mantico in.erso al de la otra# /sta d%plicaci&n se 4ace para

6acilitar el dise9o del circ%ito de control, ya 1%e permite el %so, en la parte de potencia, de %n

transistor *nico por cada %no de los bobinados#

Figura $$: *squema de motor paso a paso unipolar


22/114

"0

/n el es1%ema ms com*n de cone;i&n se %nen los Ip%ntos mediosI de ambos e+es >a y b en el

dib%+o? y se les conecta al positi.o de la alimentaci&n del motor# /l circ%ito de control de

potencia, entonces, se limita a poner a masa los bobinados de manera sec%encial >Fi%ra 2'?#

Rotacin horaria

" 2 ' - 8 ( 0

1a " ! ! ! " ! ! !1b ! " ! ! ! " ! !2a ! ! " ! ! ! " !2b ! ! ! " ! ! ! "

Figura $': 8ecuencia para rotacin horaria en motor (a( unipolar

2.1.3.1.5. Bipolar

5os motores bipolares carecen de doble bobinado por estator >Fi%ra 2-?, lo 1%e implica tener

1%e cambiar 6rec%entemente la polaridad del mismo, re1%iriendo circ%itos de control y de

potencia ms comple+os# /n la act%alidad esto no es problema, ya 1%e estos circ%itos se s%elen

implementar en %n interado, 1%e sol%ciona esta comple+idad en %n solo componente#

Como no tienen el doble bobinado de los %nipolares >recordemos 1%e en stos todo el tiempo

se est %tilizando s&lo %na de las bobinas d%plicadas, mientras la otra 1%eda desacti.ada y sin

nin%na %tilidad?, los motores bipolares o6recen %na me+or relaci&n entre tor1%e y

tama9oBpeso#

Figura $): *squema de motor paso a paso #ipolar


23/114

"

/n la Fi%ra 28 se m%estra la sec%encia de polaridades necesaria para 4acer irar el rotor en

sentido 4orario#

Rotacin horaria

" 2 ' - 8 ( 0

1a @ @ @ @ @ @1b @ @ @ @ @ @2a @ @ @ @ @ @2b @ @ @ @ @ @

Figura $+: 8ecuencia para rotacin horaria en motor (a( #ipolar

2.1.3.2.

Motor de corriente continua y alterna

A di6erencia de los motores paso a paso, 1%e son capaces de traba+ar en %n sistema de control

de b%cle abierto, los motores de corriente contin%a >Fi%ra 2(? o alterna no poseen esta

capacidad, por lo 1%e re1%ieren de dispositi.os 1%e in6ormen al circ%ito de control del

posicionamiento del rotor# /sto ele.a el coste del sistema, aspecto 1%e red%ce s% %so para este

mbito# Como principales .enta+as encontramos s% ba+o precio, %na mayor potencia a i%aldad

de tama9o y %n 6%ncionamiento ms s%a.e#

Figura $-: %otor de corriente continua

/;isten en el mercado %na ran .ariedad de este tipo de motores >sin escobillas, asncrono,

sncrono, etc#?# Dada la enorme .ariedad e;istente, detallaremos *nicamente s% principio de

6%ncionamiento#

5os motores de corriente alterna y los de corriente contin%a se basan en el mismo principio de

6%ncionamiento, el c%al establece 1%e si %n cond%ctor por el 1%e circ%la %na corriente

elctrica se enc%entra dentro de la acci&n de %n campo mantico, ste tiende a desplazarse

perpendic%larmente a las lneas de acci&n del campo mantico#


24/114

/l cond%ctor tiende a 6%ncion

circ%la por el mismo ad1%irie

debido a la interacci&n con lo

obser.a en el rotor del moto

2.1.3.3.Motor lineal

/l 6%ncionamiento de %n mot

esttor se enc%entra abierto

Alterando la polaridad de las

mo.imiento del mismo#

/stos motores poseen %na e

alta repetiti.idad# /ntre s%

controlado por %n sistema

precio#

/;isten tambin en el mer

sol%cionan el problema del si

en b%cle abierto#

ar como %n electroimn debido a la corriente el

ndo de esta manera propiedades manticas, 1

s polos %bicados en el esttor, el mo.imiento ci

#

or lineal deri.a de %n motor elctrico con.encio

KdesenrolladoL en ambos lados del carril@%a >

bobinas del elemento acoplado al rail conse%i

Figura $/: %otor linealFuente: http:!!!"!i9ipedia"org

orme capacidad de .elocidad y aceleraci&n# Ad

s principales des.enta+as se enc%entra la

e b%cle cerrado, problemas ante caras pesa

ado motores lineales paso a paso >Fi%ra 2

stema de control, ya 1%e este tipo de motores

2!

ctrica 1%e

e pro.ocan,

c%lar 1%e se

al donde el

Fi%ra 2?#

os el

ems poseen %na

ecesidad de ser

das y s% ele.ado

?# /stos motores

p%eden traba+ar


25/114

2"

Figura $: %otor lineal paso a pasoFuente: http:!!!"&romor#it"com

2.1.. Sistema de mo!imiento

/n %na m1%ina de control n%mrico el sistema de mo.imiento se corresponde con el

con+%nto de elementos responsables de transmitir o %iar los mo.imientos realizados por los

act%adores#

Podemos clasi6icar estos elementos en dos tipos3

/lementos acti.os3 ransmiten el mo.imiento de los motores de los e+es a los

elementos m&.iles#

/lementos pasi.os3 Act*an como %a o rail de los elementos m&.iles#


26/114

22

2.1.4.1 Elementos activos

2.1.4.1.1 Tuerca husillo

5a t%erca 4%sillo >Fi%ra 2? es %n tipo de mecanismo 1%e est constit%ido por %n tornillo

>4%sillo? 1%e al irar prod%ce el desplazamiento lonit%dinal de la t%erca en la 1%e .a

enroscado >mo.imiento rectilneo?#

Figura $3: 0uerca husillo

Fuente: http:!!!"hpcgearsinternational"com

/l 4%sillo posee %n n*mero de entradas >z? o 6iletes de rosca caracterstico, 1%e es el n*mero

de 4lices 1%e se enroscan en paralelo sobre el n*cleo del tornillo# Heneralmente es ", 2 o '#

/l paso de rosca >p? es la distancia entre dos 6iletes consec%ti.os de %na misma 4lice#

:abit%almente se mide en milmetros >mm?# /l paso de rosca es i%al a la lonit%d 1%e a.anza

el 4%sillo en cada .%elta# 5a lonit%d >5? 1%e a.anza la t%erca al irar el 4%sillo se obtiene

mediante la 6&rm%la de la Fi%ra '!#

Figura '6: Frmula de avance de la tuercaN ; n


27/114

5a .elocidad de a.ance se

por min%to >mmBmin? y se

.elocidad de iro n>en re.Bm

5a lonit%d 5 es independien

los mm 1%e a.anza la t%erca

/;isten di6erentes tipos de r

6iletes 1%e tena, del paso d

c%anto al sentido de iro de

derec4a, mientras 1%e el ret

tornillos y t%ercas 1%e 6%ncio

/l tipo de rosca de estos 4%si

tener %n paso m%y rande s%

5os 4%sillos de rosca c%adra

6ricci&n presentan en 6%nci

caras# Como principal inco

roscas, y por tanto, s% ele.ad

5a rosca ACM/ es %n tipo d

1%e lo 4ace ms 6cil de me

precio?# /ste tipo de rosca n

presenta incrementa la 6ricci

;presa, especialmente en m1%inas@4erramien

calc%la m%ltiplicando el paso de roscap>en

in o rpm? >Fi%ra '"?#

Figura '1: Frmula de velocidad de avance

te del n*mero de entradas >z?, por1%e el paso

por cada re.ol%ci&n del 4%sillo#

osca en 6%nci&n de la 6orma del per6il del 6ilet

e la propia rosca, y del sentido de iro de a.an

la rosca, normalmente el a.ance se prod%ce ir

orno se prod%ce irando la rosca a la iz1%ierda

nan en sentido in.erso#

llos es di6erente a la de los tornillos normales, p

per6il p%ede .ariar#

a >Fi%ra '2? son los ms e6icientes, ya 1%e s

namiento# Hracias a ello se p%eden %sar par

.eniente encontramos la di6ic%ltad de meca

o precio#

Figura '$: >usillo de rosca cuadrada

rosca trapezoidal 1%e presenta %n n%lo de

anizar 1%e los 4%sillos de rosca c%adrada >aspe

o es tan e6iciente como la rosca c%adrada, ya

n# /ste tipo de rosca es el ms %sado en m1%i

2'

ta, en milmetros

mmBre.? por la

e rosca ya indica

e, del n*mero de

ce del tornillo# /n

ando la rosca a la

# ambin e;isten

or1%e adems de

n los 1%e menos

a mo.er randes

izar este tipo de

G >Fi%ra ''?, lo

to 1%e red%ce s%

%e el n%lo 1%e

as C)C#


28/114

/ntre las principales .enta+

propiedad de ser a%toblo1%

pe1%e9o >la *nica 6orma de

de mantenimiento# ambi

principales des.enta+as enco

6ricci&n# /sta 6ricci&n prod%

traba+os de lara d%raci&n a

2.1.4.1.2 Husillo de b

/l 4%sillo de bolas presenta %

mo.imiento rotati.o del 4%si

bolas, por lo 1%e contendr %

Fu

Figura '': >usillo de rosca AC%*

s del %so de la t%erca 4%sillo encontramos

eante si el n%lo de la rosca del 4%sillo es l

o.er linealmente la t%erca ser irando el 4%sil

n presentan %na ba+a sonoridad en 6%ncio

ntramos s% escasa e6iciencia >entre el 28 y el

e el calentamiento de s%s elementos >no se

ltas .elocidades? y %n rpido desaste#

las

n s%rco 4elicoidal por el 1%e las bolas circ%lan al

llo >Fi%ra '-?# 5a t%erca es la responsable de co

n sistema de recirc%laci&n interna de las misma

Figura '): >usillo de #olasente: http:!!!"#allscre!detail5online"in&o

2-

s% ba+o coste, la

s%6icientemente

lo? y s% ba+o coste

namiento# Como

!? debida a la

recomienda para

prod%cirse el

tener todas las

#


29/114

28

5as principales .enta+as de este tipo de 4%sillos son s% altsima e6iciencia >apro;imadamente

del !?, %n ba+o coste de mantenimiento y %na alta precisi&n# S% alta e6iciencia lo 4ace apto

para traba+os de lara d%raci&n a altas .elocidades# ambin le permite traba+ar con randes

caras# 5a escasa 4ol%ra 1%e presenta lo 4ace m%y b%ena opci&n ante traba+os de precisi&n#

/ntre los principales incon.enientes encontramos %n mayor coste 6rente al 4%sillo

con.encional, as como de no disponer de la propiedad de ser a%toblo1%eante sal.o para

distancias de paso m%y pe1%e9as#

2.1.4.1.3 i!"n#cremallera

/ste sistema trans6orma el mo.imiento rotati.o del pi9&n en %n desplazamiento lineal sobre la

cremallera >Fi%ra '8?# 5os dientes del pi9&n impiden 1%e el mismo rote sin desplazarse,

aspecto indispensable para s% %so en m1%inas de control n%mrico#

Figura '+: (in5cremalleraFuente: http:!!!"moderncastings"com

Como .enta+as presenta s% ba+o precio, la posibilidad de c%brir randes distancias >para

m1%inas de randes dimensiones? y %n ba+o coste de mantenimiento# S% principal des.enta+a

es s% menor precisi&n, ca%sada por las 4ol%ras presentes entre el pi9&n y la cremallera#

ambin presenta el incon.eniente de no ser a%toblo1%ante, lo 1%e s%pone %n problema

c%ando la cremallera se enc%entra colocada .erticalmente# /s %na alternati.a econ&mica m%y

%sada en m1%inas C)C#


30/114

2(

2.1.4.1.4 $orrea dentada

Sistema m%y similar al pi9&n@cremallera en el 1%e se s%stit%ye la cremallera por %na correa

dentada >Fi%ra '(?# 5os dientes de la correa impiden el libre deslizamiento de la misma#

Figura '-: Correa dentadaFuente: http:!!!"silu4"com

/ntre s%s principales .enta+as encontramos s% ba+o precio, s% ba+a sonoridad en

6%ncionamiento y %n coste de mantenimiento m%y ba+o# Al i%al 1%e el pi9&n@cremallera,

presenta el incon.eniente de las 4ol%ras, lo 1%e red%ce s% precisi&n# Adems debemos de

tener en c%enta la de6ormaci&n elstica propia de la correa, lo 1%e incrementa ms a*n s%

imprecisi&n# Al i%al 1%e el pi9&n@cremallera, no es %n sistema a%toblo1%eante#

Podemos encontrar este sistema de transmisi&n en prcticamente todas las impresoras

domsticas, dispositi.o 1%e no re1%iere %na ran precisi&n pero s %na ba+a sonoridad y coste#

2.1.4.2 Elementos pasivos

2.1.4.2.1 %odamientos

n rodamiento >Fi%ra '? es %n elemento mecnico 1%e red%ce la 6ricci&n entre %n e+e y las

piezas conectadas a ste por medio de la rodad%ra, 1%e le sir.e de apoyo y 6acilita s%desplazamiento#


31/114

2

Figura '/: .odamientoFuente: http:!!!"directindustry"es

5os rodamientos son elementos 1%e encontramos en la prctica totalidad de m1%inas de

control n%mrico# /sto se debe a s% ba+o coste, s% ba+o coe6iciente de rozamiento y la prctica

a%sencia de 4ol%ras# S% principal 6%nci&n consiste en la s%+eci&n de los 4%sillos >ya sean

con.encionales o de bolas? as como dentro los motores para posicionar correctamente el

rotor# Para el mbito del control n%mrico estos rodamientos presentan %n rec%brimiento 1%e

protee las bolas, de 6orma 1%e la s%ciedad enerada al mecanizar no p%eda entrar a la zona

de rodad%ra#

tro elemento tambin ampliamente %sado es el rodamiento lineal# Nste es %n elemento m%y

*til c%ando 1%eremos desplazar %n elemento de 6orma e6iciente y precisa por %na %a#


32/114

20

3. "stado del arte

/n el presente capt%lo se realiza %n est%dio de las sol%ciones ya e;istentes tanto de m1%inasde control n%mrico como de aplicaciones similares a PantoMa;, analizando s%s .enta+as e

incon.enientes#

3.1.

#$%uina de control num&rico

/n primer l%ar se realizar %n est%dio de las sol%ciones encontradas en la red# na .ez

realizado este est%dio se pasar al anlisis de %na sol%ci&n comercial concreta#

3.1.1. "studio 'lobal de soluciones encontradas en la red

$nternet 4a permitido 1%e a6icionados al control n%mrico p%edan compartir los dise9os de las

m1%inas 1%e 4an creado, creando tambin man%ales y .ideos demostrati.os# ras %n est%dio

de los di6erentes dise9os encontrados obtenemos las si%ientes concl%siones3

M%c4as de las prop%estas parten de la constr%cci&n de toda la estr%ct%ra con madera#

/ste material es econ&mico y 6cilmente traba+able, a%n1%e no es el ms adec%ado

para la estr%ct%ra de n%estra m1%ina, ya 1%e al ser %na material relati.amente

blando es propenso a de6ormaciones, y por tanto, a 6alta de precisi&n#

tras prop%estas parten del recicla+e de la estr%ct%ra y componentes de dispositi.os

como impresoras, escneres y otros dispositi.os similares# A%n1%e los componentes

p%eden ser totalmente .lidos para la constr%cci&n de n%estra m1%ina, la propia

estr%ct%ra del dispositi.o no se s%ele adaptar al dise9o de la m1%ina deseada, por lo

1%e re1%iere de randes cambios 1%e dan %n aspecto poco pro6esional a n%estra

m1%ina C)C#

Al%nas m1%inas parten de 6resadoras de col%mna de control man%al# /stas

m1%inas *nicamente re1%ieren del acople de motores a los e+es para trans6ormase

en m1%inas de control n%mrico# /l principal incon.eniente de este tipo de sol%ci&n

es el ele.ado precio de estas 6resadoras de col%mna# ambin presenta como

des.enta+a %n rea de traba+o bastante red%cida#

5as prop%estas ms pro6esionales parten del traba+o con metales# S%elen %tilizar

di6erentes tipos de per6iles 1%e mediante %niones por soldad%ras % otros mtodos

consi%en dar 6orma a la estr%ct%ra de la m1%ina# Se re1%ieren %na ran cantidad de4erramientas y 4abilidades para lle.ar a cabo estas prop%estas#


33/114

2

tras sol%ciones con metales parten del %so de sistemas constr%cti.os de per6iles de

al%minio# /stos sistemas 4an sido dise9ados para la constr%cci&n rpida y 6cil de

estr%ct%ras y m1%inas# /stas prop%estas no re1%ieren de %na ran cantidad de

4erramientas para s% constr%cci&n# Se s%ele obtener %n res%ltado pro6esional y s%

tiempo de 6abricaci&n es menor 1%e en las prop%estas con.encionales#

5a mayor parte de prop%estas son m1%inas de dos o tres e+es, siendo poco 6rec%entes

las prop%estas de c%atro o cinco e+es#

/n lo 1%e respecta a componentes3

o 5os motores ms %sados son los motores paso a paso, ya 1%e p%eden

6%ncionar en %n sistema de control de b%cle abierto#

o Para la transmisi&n del mo.imiento de los motores se %san sistemas de

correas, pi9&n@cremallera, 4%sillo@t%erca y 4%sillos de bolas# 5as prop%estas

ms pro6esionales %san el 4%sillo de bolas, a%n1%e el 4%sillo@t%erca es

posiblemente el ms %sado >dado s% ba+o precio?#

o /l %so de rodamientos es %ni.ersal en todas las prop%estas# /n al%nas se

prescinde de los rodamientos lineales, %sando rodamientos con.encionales

a+%stados a %n rail 1%e impide s% libre mo.imiento#

o Se s%elen rec%rrir a controladores de motores comerciales, a%n1%e e;istentambin prop%estas con circ%itera de control propia#

o 5os componentes 1%e 6orman estas prop%estas s%elen ser ad1%iridos desde

C4ina .a internet# 5a raz&n reside en los ba+os precios o6ertados, as como en

la ran .ariedad de componentes disponibles#


34/114

'!

3.1.2. "studio de una solucin comercial( #archant )ice *td.

Dada la creciente demanda de prod%ctos relacionados con el control n%mrico 4an s%rido en

la red %na ran cantidad de tiendas especializadas en este mbito# /stas tiendas disponen de

c%al1%ier componente necesario para la 6abricaci&n de %na m1%ina de control n%mrico,

o6reciendo tambin en al%nas ocasiones Oits con todos los componentes necesarios para la

6abricaci&n casera de la m1%ina# 5a sol%ci&n presentada en este apartado >Fi%ra '? 4a sido

creada por %na de estas tiendas >4ttp3BBmarc4antdice#comB? con el 6in de obtener %na

m1%ina de calidad a %n precio razonable#

Figura '3: ?it de control numrico de %archant DiceFuente: http:marchantdice"com

5as caractersticas de este Oit son las si%ientes3

so de %n sistema constr%cti.o de per6iles de al%minio para toda la estr%ct%ra de la

m1%ina#

Dise9o simple pero rob%sto, %sando poco material para 6ormar toda la estr%ct%ra#

M1%ina de ' e+es con posibilidad de acoplar %n c%arto e+e#

so de motores paso a paso 4bridos con %n paso de "#0G y %n tor1%e de "#'8 )#m#

tilizaci&n de 4%sillo de bolas en todos los e+es de la m1%ina# Podemos encontrar %na

.ersi&n ms econ&mica en la 1%e se %sa el sistema de t%erca@4%sillo#

Disponen de reas de traba+o de %n tama9o similar al A- y al A', permitiendo el e+e

%n desplazamiento total de "!! mm#

so de rodamientos lineales sobre rales cilndricos# Por cada e+e se %san 2 de estos

railes, siempre paralelos al 4%sillo 1%e transmite el mo.imiento#


35/114

'"

5a s%+eci&n del motor de %n e+e a la estr%ct%ra de la m1%ina se realiza mediante %n

c%bo de al%minio 4%eco# /s en el interior de este c%bo donde se realiza la cone;i&n

entre el e+e del motor y el 4%sillo mediante %n acople# /l c4asis del motor se enc%entra

en contacto directo con la estr%ct%ra, lo 1%e transmitir a la m1%ina las .ibracionesprod%cidas por el motor#

/l coste de la m1%ina con rea de traba+o de tama9o A' y 4%sillos de bolas en todos

los e+es ronda los "0!!Q# 5a m1%ina se entrea totalmente desmontada, por lo 1%e a

este precio deberemos s%marle el coste del tiempo de monta+e, as como de las

4erramientas necesarias para tal tarea#

A modo de res%men destacar 1%e es %na m%y b%ena sol%ci&n para a1%ellos 1%e 1%ieran %na

m1%ina de control n%mrico de %na calidad ms 1%e aceptable a %n ba+o coste# A pesar de

ello presenta al%nos incon.enientes, como son las s%+eciones de los motores o el escaso

desplazamiento del e+e #


36/114

'2

3.2. So+t,are de control manual

A%n1%e la propia de6inici&n de control n%mrico impli1%e la a%tomatizaci&n de m1%inas@

4erramienta mediante comandos proramados en %n medio de almacenamiento, siempre se

s%ele disponer de %no o .arios controles man%ales# Son m%y 6rec%entes las ocasiones en las

1%e debemos posicionar man%almente la m1%ina o simplemente 1%eremos realizar %n

mecanizado man%al, sin necesidad de tener 1%e proramar instr%cciones de mecanizado#

/l so6t7are %sado para controlar la m1%ina s%ele contener en s% inter6az los controles

necesarios para esta tarea# /n ella podemos ordenar a la m1%ina ir directamente a la posici&n

introd%cida, as como ir desplazando cada %no de los e+es mientras mantenamos p%lsado s%

correspondiente bot&n en la inter6az# Para este *ltimo caso tambin se %san otros dispositi.os

como teclados y +oysticOs >Fi%ra -!? 1%e se com%nican con el so6t7are de control# Destacar

1%e el %so de +oysticOs anal&icos permite re%lar la .elocidad de desplazamiento de la

4erramienta dependiendo del rado de inclinaci&n del sticO#

Figura )6: @oystic9


37/114

''

/ncontramos en el mercado %na ran .ariedad de dispositi.os de control man%al

especializados para m1%inas C)C# /ste tipo de dispositi.o permite realizar todas las 6%nciones

de control man%al posibles y s%elen incl%ir %n bot&n de emerencia 1%e detiene totalmente la

m1%ina >Fi%ra -"?#

Figura )1: Control manual especiali2ado en CNC

5os controladores de m1%inas de control n%mrico >intrpretes de c&dio H? ms conocidos

entre a6icionados son los controladores Mac4' y /MC2# Ambos controladores disponen de

control man%al, permitiendo %na ran .ariedad de dispositi.os para este 6in#

/l c&dio H determina el tipo de operaci&n a realizar en la m1%ina# 5os c&dios H seleccionan

el tipo de mo.imiento, el modo de .elocidad o de a.ance, etc# /l intrprete de c&dio H ser elresponsable de trad%cir estos c&dios a se9ales entendibles por los controladores de los

motores de la m1%ina#


38/114

'-

Mac4' es el so6t7are de control n%mrico ms %sado por a6icionados# Posee %na licencia

comercial, por lo 1%e no se tiene acceso a s% c&dio 6%ente para a9adir n%e.as 6%ncionalidades

o me+orar el propio so6t7are# /n la Fi%ra -2 se m%estra el control man%al implementado para

este controlador#

Figura )$: Control manual de %ach'Fuente: http:!!!"machsupport"com


39/114

/MC2 es la se%nda opci&n

con %na com%nidad 1%e co

6%erte de este controlador

a%n1%e ste se enc%entra liteclado# /n la Fi%ra -' se m

FiF

ms %sada# /s %n controlador C)C de so6t7ar

labora en el desarrollo y mantenimiento del

s 1%e permite %n dise9o rpido de t% propi

mitado a la p%lsaci&n de botones con el rat&estra %n control man%al implementado para es

gura )': Control manual reali2ado para *%C$uente: http:electricalmusings"#logspot"com

'8

libre 1%e c%enta

ismo# n p%nto

control man%al,

o a e.entos dee controlador#


40/114

'(

. "s-eci+icacin de re%uisitos

.1.


5os re1%isitos e;iidos para la m1%ina de control n%mrico son3

Fcil 6abricaci&n3 5as *nicas acciones de mecanizado permitidas sobre el material 1%e

6ormar la estr%ct%ra sern cortes y taladrados#

Hran rea de traba+o3 /l rea de traba+o se encontrar entre el tama9o del estndar

D$) A2 y D$) A'# /l e+e contar con %n desplazamiento total de ms de 28! mm,

permitiendo el 6%t%ro acoplamiento de %n c%arto e+e#

Precisi&n para c%al1%ier tarea3 5a resol%ci&n de posicionamiento ser de %n mnimo de

8 Rm, siendo el error de repetiti.idad no s%perior a los "! Rm#

Hran .elocidad de desplazamiento3 5a .elocidad de desplazamiento para cada %no de

los e+es ser s%perior a los (!!! mmBmin#

M1%ina de sobremesa3 5a m1%ina debe encontrarse dimensionada para poder

colocarse en %na mesa de escritorio y ser lo s%6icientemente liera para no deteriorar

la misma por s% peso#

=a+o coste3 /l coste total de los componentes 1%e 6orman la m1%ina ser in6erior a los

"8!!Q >se e;cl%ye la comp%tadora 1%e realiza la 6%nci&n de control de la m1%ina?#


41/114

'

.2.

A-licacin 'r$+ica de control manual

5os re1%isitos e;iidos para el control man%al de la m1%ina son3

Aplicaci&n para %so con dispositi.o ap%ntador3 /sta aplicaci&n r6ica contendr %n

rea de dib%+o sobre la 1%e el %s%ario realizar trazados mediante %n dispositi.o

ap%ntador# /stos trazados sern transmitidos a la m1%ina de control n%mrico#

Si el dispositi.o de entrada %tilizado es %na tableta r6ica, la presi&n e+ercida ser

proporcional a la alt%ra de la 4erramienta acoplada a la m1%ina#

$nteraci&n con controlador m1%ina@4erramienta3 5a aplicaci&n de control man%al

desarrollada se interar con %n controlador de m1%ina@4erramienta de c&dio

abierto#

Control y monitorizaci&n en tiempo real3 /l control man%al de la m1%ina y la

monitorizaci&n de la posici&n de la 4erramienta acoplada ser en tiempo real# /n todo

momento la aplicaci&n mostrar la posici&n de la m1%ina y el dise9o del %s%ario#

Si la .elocidad de posicionamiento de la m1%ina 6%era in6erior a la .elocidad

demandada por el %s%ario, se encolaran las acciones para ser realizadas ms tarde# /n

la inter6az de %s%ario, %n trazo de di6erente color indicar el recorrido se%ido por la

m1%ina#

oom .ectorial3 /l %s%ario ser capaz de realizar zoom en c%al1%ier zona del rea de

dib%+o, realizndose %n escalado .ectorial de dic4a zona sin perder calidad#

Capacidad de escalado3 Hracias a la 4erramienta de zoom, el %s%ario podr ampliar en

el rea de dib%+o %n rea determinada del rea de traba+o de la m1%ina# H%ardado y cara del traba+o realizado3 Se podrn %ardar en disco los trazados

realizados para s% posterior cara en la aplicaci&n#

H%ardado y cara de la con6i%raci&n de la m1%ina3 Al i%al 1%e con los trazados, se

podr %ardar y carar la con6i%raci&n especi6icada para la m1%ina#

$nter6az r6ica int%iti.a3 5a aplicaci&n dispondr de %na inter6az r6ica sencilla e

int%iti.a, permitiendo %n rpido aprendiza+e sobre el %so de la misma a personas no

e;pertas en la materia#


42/114

'0

. )ise/o

/n el presente capt%lo se proporcionan los dise9os tanto de la m1%ina de control n%mricocomo del control man%al realizado, detallando s% 6%ncionamiento y la metodoloa de

desarrollo se%ida#

.1.


/n lo 1%e respecta a la m1%ina de control n%mrico, en primer l%ar se detallar el dise9o

creado, describiendo tambin todos los materiales y 4erramientas necesarias# ras esto, se

proceder a describir paso a paso el proceso de 6abricaci&n se%ido#

Se 4a decidido el %so del so6t7are CAD >Comp%ter@Aided Desin? Hoole SOetc4p para

realizar el dise9o de toda la parte 6sica del proyecto# 5a Fi%ra -- m%estra el dise9o escoido

para la m1%ina de control n%mrico#

Figura )): %odelado de mquina de control numrico


43/114

.1.1. #ateriales

Podemos apreciar como para

al%minio cortado en di6erent

constr%cti.o de per6iles de al

del arte, ailiza el proceso de

5os .endedores de estos sist

estos per6iles sin coste al%n

toda la estr%ct%ra de la m1%ina se 4a %sado %

s medidas# /ste per6il >Fi%ra -8? 6orma parte d

minio, 1%e como ya 4abamos tratado en el ca

6abricaci&n de m1%inas y proporciona %n acab

mas constr%cti.os s%elen o6recer al cliente el co

#

Figura )+: (er&il de aluminio constructivo

'

*nico per6il de

%n sistema

t%lo de estado

do pro6esional#

rte preciso de


44/114

/n lo 1%e respecta al sistem

con %na tolerancia de clase

es de "( mm, con %n paso

4%sillos re1%ieren del mecacorrespondientes# Para realiz

lo 1%e se recomienda ad1%iri

siempre el mismo para este t

al .endedor sal.o la lonit%d

Como sistema de mo.imient

=lo1%es con rodami

6%nci&n de s%+etar l

ori6icios 1%e contien

Cada e+e contendr

blo1%e con nombre

lonit%dinal del 4%sill

1%e permite %n mo

mo.imiento lonit%dotro e;tremo s lo

estndar D$) (!8"#

de mo.imiento acti.o, se 4a rec%rrido a 4%sil

del estndar D$) (!8" >Fi%ra -(?# /l dimetr

e 8 mm y %na lonit%d dependiente del recor

izado de s%s e;tremos para poder ser acopladar este mecanizado se 4ace necesario %n torno

r estos 4%sillos ya mecanizados por el .endedor#

ipo de 4%sillos, por lo 1%e no es necesario espe

del propio 4%sillo#

Figura )-: >usillo de #olas 1-6+

pasi.o se 4an %sado los si%ientes component

ntos para el soporte de los 4%sillos3 /stos bl

s 4%sillos y permitir el mo.imiento rotacion

en permiten s% instalaci&n tanto en 4orizontal

os blo1%es distintos# /n el e;tremo del act%ad

omercial ="2 >Fi%ra -?, %n blo1%e 1%e impi

o# /n el otro e;tremo se %sar el blo1%e =F"2 >

imiento lonit%dinal# Debido a 1%e el blo1%e

inal del 4%sillo, no e;iste nin*n problema enermita# Ambos blo1%es poseen %na toleranc

-!

los de bolas "(!8

de estos 4%sillos

ido del e+e# /stos

os a los soportesde precisi&n, por

/l mecanizado es

i6icar nin*n dato

s3

o1%es realizan la

l del mismo# 5os

como en .ertical#

r se enc%entra el

de el mo.imiento

i%ra -0?, blo1%e

="2 blo1%ea el

1%e el blo1%e delia de clase del


45/114

Figura )/: loque ?1$

Figura ): loque F1$

-"


46/114

Fi%ra 8!?#

Figura )3: loque 8C$6BB

-2

railes de acero al

e se 4a eleido

metro de "( mm#

4o 1%e +%nto a lai el ral no es lo

al%minio con -

e tornillos# /stos

mm y "( mm# /l

! mm >Fi%ra -?


47/114

Como act%adores se 4an %sasi%ientes caractersticas3

o Motor bipola

o Tn%lo de pa

o /rror de prec

U!#!G por p

o C%mple el es

pro6%ndidad?

o Par m;imo

mo.imientoo :ol%ra radi

motor con re

o :ol%ra loni

o Cada bobina

o /+e de (#'8

o Peso de "#8

Figura +6: loque 8C1-BB

do tres motores paso a paso 8=H:-!0 >Fi%

r de 2 6ases#

so de "#0G >2!! pasos por .%elta?#

isi&n por paso de U 8 >lo 1%e nos da %n error

so?#

tndar )ema 2' >determina el anc4o y alto del

#

de 2" O#cm o 2#!( )#m >este alto par p

e los e+es?#l del e+e de !#!2 mm m;imo >es la 4ol%ra 1

specto a s% centro?#

t%dinal del e+e de !#' mm m;imo#

tiene %na intensidad nominal de ' A#

m de dimetro#

#

-'

a 8"?# Poseen las

o ac%m%lati.o de

motor pero no s%

ermite el rpido

e tiene el e+e del


48/114


49/114

5a %ni&n entre el e+e del ro

mediante %n acoplador de a

entre e+es >Fi%ra 8-?# Dado

acoplador tiene en cada e;tr

pe1%e9os tornillos >no mod

mismos#

Figura +$: 8oporte 8>F$6

Figura +': 8oporte 8>F1-

tor de los motores paso a paso y el 4%sillo d

l%minio con %na 6ran+a 6le;ible 1%e permite ci

1%e el e+e del motor tiene %n dimetro di6ere

emo %na ca.idad del dimetro del ob+eto a aco

lados? 1%e presionan los e+es y 6i+an por tant

-8

bolas se realiza

rta desalineaci&n

te al 4%sillo, este

lar# Dispone de -

o la %ni&n de los


50/114

Para el soporte de la m1%in

ya 1%e es 6rec%ente 1%e la s%

enc%entre correctamente ni.

re%lar la alt%ra irando las

Figura +): Acoplador husillo5motor

se recomienda el %so de patas re%lables en al

per6icie dedicada a la misma no sea totalmente

elada# /l tornillo con el 1%e c%entan estas patas

ismas >es necesario realizar %n roscado 4embra

Figura ++: (ata regula#le en altura

-(

%ra >Fi%ra 88?,

lana o no se

nos permitir

en los per6iles?#


51/114

-

A%n1%e no imprescindible, es m%y recomendable el %so de 6inales de carrera para todos los

e+es# /sto e.itar la rot%ra de componentes >en n%estro caso el acoplador entre el motor y el

4%sillo, ya 1%e al ser %n elemento 6le;ible tambin es el ms dbil?# ambin nos ser.ir para

detectar la coordenada de inicio de la m1%ina >E!, !, !?, ailizando todos los procesosde 6abricaci&n# 5os 6inales de carrera con.encionales tienen el incon.eniente de 1%e con el %so

6rec%ente s%s piezas de contacto se de6orman, introd%ciendo %n error en el posicionamiento

de inicio# /s por ello 1%e para este proyecto se 4an optado por 6inales de carrera ind%cti.os

>modelo comercial S)!-@)? >Fi%ra 8(?# /stos dispositi.os tienen el mismo principio de

6%ncionamiento 1%e los detectores de metales, por lo 1%e no necesitan de %n contacto 6sico

para s% 6%ncionamiento# /sto prod%ce 1%e estos dispositi.os c%enten con %na repetiti.idad

e;celente, lo 1%e 4ace adec%ado s% %so en tareas de precisi&n#

Figura +-: Final de carrera 8N6)5N

Poseen las si%ientes caractersticas3

o Frec%encia de resp%esta de 8!!:z >lo 1%e s%pone %n retardo m;imo de 2

milise%ndos?#

o ensi&n de alimentaci&n entre ( y '(V#

o Distancia de detecci&n3 8 mm#

o res cables de cone;i&n3 Alimentaci&n, masa y salida l&ica normalmente

abierta#


52/114

/stos sensores *nicamente d

e;tremos de los e+es este tip

sensores son capaces de det

4%sillos 1%edan demasiado r6abricaci&n de la pieza de la F

/stas piezas se colocarn en l

c%entan >no modelados?# Par

c4apa#

5a tornillera necesaria para l

al%minio se red%ce *nicamen

mm? y "2 >8#8 mm?# 5a decisi

las 4erramientas necesarias

re1%erido para realizar las 6i+

lo 1%e 4ace 1%e necesitemos

problema consiste en ad1%iri

amoladora a n%estras necesi

5a %ni&n entre los per6iles de

ya 1%e sern estos elemento

%sados para este 6in son los s

ornillo con cabeza

encontrar estos torni

del material donde .

tornillos es similar, s

coste total de la m1

tectan materiales 6errosos, por lo 1%e debemo

de material# Por el dise9o escoido y la distanci

ctar, tanto los per6iles de al%minio como los sop

tirados# Para sol%cionar este problema se 4a opi%ra 8 a partir de c4apa al.anizada de !# m

Figura +/: Chapa &inal de carrera

os soportes del 4%sillo mediante los ori6icios con

s% 6abricaci&n rec%rriremos a ti+eras espec6ica

6i+aci&n de todos los componentes descritos a l

te a tornillos de tipo rosca@c4apa del n*mero >

n de optar por este tipo de rosca reside en el a

ara realizar el roscado as como de la red%cci&n

ciones# 5a lonit%d de los mismos depende del

de %na considerable .ariedad de tornillos# na

r tornillos de ran lonit%d y acortarlos mediant

ades#

al%minio se realiza mediante tornillos y t%ercas

los responsables de 6i+ar toda la estr%ct%ra# 5os

i%ientes3

or; 8!, '! mm de lonit%d y "2 mm de dimet

llos en dos modalidades, los 1%e re1%ieren de %

n a ser atornillados y los 1%e no# Dado 1%e el pr

recomienda el %so de los se%ndos para e.itar i

%ina#

-0

colocar en los

a 1%e estos

ortes de los

tado por lade rosor#

los 1%e ambos

para el corte de

os per6iles de

'# mm?, "! >-#0

orro del coste de

del tiempo

lemento a 6i+ar,

ol%ci&n para este

%na mini@

de ran rosor,

elementos

ro# Podemos

roscado pre.io

ecio de ambos

ncrementar el


53/114

-

ornillo con cabeza en 6orma de de 2! mm de lonit%d y 0 mm de dimetro con

t%erca acorde a rosca y dimetro del tornillo# 5os tornillos con este tipo de cabeza son

espec6icos para este tipo de sistemas constr%cti.os, ya 1%e la cabeza se adapta a las

di6erentes ca.idades 1%e presentan los per6iles# /sto los 4ace di6cil de ad1%irir 6%erade n%estro pro.eedor de per6iles#

5os motores paso a paso presentan m%c4as .enta+as para el %so en m1%inas de control

n%mrico, pero presentan tambin m%c4as .ibraciones en 6%ncionamiento# Por ello se 4a

decidido %sar arandelas de ca%c4o >ampliamente %sadas en 6ontanera? >Fi%ra 80? para la

6i+aci&n de los motores a los per6iles con el 6in de red%cir la transmisi&n de estas .ibraciones#

Figura +: Arandela de caucho

Ser necesario cablear tanto motores como sensores para s% correcto control# Para ello se

rec%rre a %n cable de - 4ilos con %na secci&n de cobre de "#8 mm2por 4ilo en el caso de los

motores y de !#2! mm2para los 6inales de carrera# Para el correcto cone;ionado de los

motores a estos cables se rec%rre a reletas de cone;i&n >6rec%entemente %tilizadas eninstalaciones elctricas?# /stas reletas se encontrarn 6i+adas al per6il de al%minio en %na zona

pr&;ima al motor a conectar# /n el caso de la prolonaci&n de las cone;iones de los 6inales de

carrera se %tilizar soldad%ra con esta9o y 6%nda termo@retrctil >esta 6%nda asla

elctricamente la soldad%ra y me+ora s% esttica?#

Para la protecci&n de todo el cableado se apro.ec4arn las ca.idades 1%e nos proporcionan

los per6iles de la estr%ct%ra# Adems, en las zonas en las 1%e esto no sea posible, se %sarn

bridas y ordena@cables# Destacar 1%e esta protecci&n no s&lo red%ce el rieso de accidentes

sino 1%e tambin me+ora la esttica lobal de la m1%ina#


54/114

8!

/n lo 1%e respecta a la electr&nica de la m1%ina, se 4ar %so de tres controladoras

comerciales HecOoDri.e H28"E >%na por cada motor? >Fi%ra 8? y %na tar+eta M=@!2@V( 1%e

realizar de inter6az entre estas controladoras, los 6inales de carrera y n%estro intrprete de

c&dio H#

Figura +3: Controladora ec9oDrive $+1EFuente: http:!!!"gec9odrive"com

5as caractersticas ms rele.antes de estas controladoras son3

$ntensidad m;ima de '#8 A por bobina#

Volta+e de alimentaci&n m;imo de 8!V#

/ntradas compatibles con l&ica de '#' y 8V#

Frec%encia m;ima de se9al de paso de '!!4z

MicroSteppin de diez micropasos# 5a raz&n de 1%e sea diez y no otro n*mero es 1%eel error >no ac%m%lati.o? de los motores paso a paso s%ele ser de %n B@8 por paso#/sto 4ace 1%e el motor tena %n rano de error del "! de "#0W, es decir, !#"0W# /stose trad%ce en 1%e el motor tiene la s%6iciente precisi&n como para a.anzar de !#"0W en!#"0W# Si di.idimos '(!W >%na .%elta completa? entre esta *ltima ci6ra, nos da 1%esomos capaces de colocar el e+e del motor en 2!!! posiciones di6erentes# 5os motores%sados son de 2!! pasos por .%elta, por lo 1%e si %samos %n microsteppin de "!micropasos obtendremos las 2!!! posiciones anteriormente calc%ladas#


55/114


56/114

82

Figura -1: Circuito impreso reali2ado

Como se p%ede apreciar en la Fi%ra (" se 4an 4ec4o di.ersos parc4es al circ%ito impreso paraintentar sol%cionar el principal problema 1%e se 4a encontrado para esta controladora, 1%e esla prdida de pasos para %n rano de 6rec%encias determinado# /sta prdida de pasos m%yprobablemente pro.ena de %n problema de resonancia a 6rec%encias medias# /s por ello 1%e

la caracterstica ms importante de las controladoras H28"E %sadases su mecanismo decompensacin de resonancia a frecuencias medias, lo que soluciona el problema de prdida

de pasos.

5a tar+eta M=@!2@V( >Fi%ra (2? realiza de inter6az entre las controladoras, los 6inales decarrera y el intrprete de c&dio H#

Figura -$: 0ar4eta %56$5-Fuente: http:!!!"homanndesigns"com


57/114

8'

S%s caractersticas ms rele.antes son3

Volta+e de alimentaci&n de 8V >p%eden ser obtenidos de %n p%erto S= o de %na6%ente de alimentaci&n?

P%erto paralelo como inter6az de cone;i&n con el intrprete de c&dio H# 5a raz&n deno %sar %n protocolo como S= se debe a 1%e este *ltimo es %n protocolo asncrono ypor lo tanto incapaz de proporcionar %n control en tiempo real p%ro#

intensidad de

se9al re1%erida para n%estras controladoras?# Pines com%nes con6i%rables a ! & 8V# 5eds en todos los pines del p%erto paralelo, lo 1%e nos in6orma de las se9ales

recibidasBen.iadas en todo momento# C%enta con la si%iente con6i%raci&n de pines3

o =idireccionales >con6i%rables .a +%mper?3 2, ', -, 8, (, , 0 y o /ntrada3 "!, "", "2, "' y "8o Salida3 ", "- ,"( y "

Como ya se 4a tratado en el capt%lo de antecedentes, %na alta tensi&n de alimentaci&n en los

motores permite incrementar la .elocidad de 6%ncionamiento de los mismos# /n este proyecto

se 4a optado por %na 6%ente de alimentaci&n >Fi%ra ('? encarada de trans6ormar corriente

alterna con %n .olta+e de 22!V a corriente contin%a de -0V DC# /sta 6%ente de alimentaci&n es

capaz de proporcionar #'A a -0V, por lo 1%e s% potencia total es de '8!X#

Figura -': Fuente de alimentacin de ) DC


58/114

8-

Destacar 1%e el lmite de .olta+e de las controladoras de los motores se enc%entra en los 8!V,

por lo 1%e la 6%ente de alimentaci&n escoida se adec*a correctamente a estos dispositi.os#

)o s%cede as con los 6inales de carrera, c%ya tensi&n de alimentaci&n se enc%entra entre los

"! y '!V# Para sol%cionar esta di6erencia de tensi&n se 4a rec%rrido a %n re%lador5M28(:V@ADJ# /ste interado es capaz de recibir %na alimentaci&n en corriente contin%a de

4asta (!V y trans6ormarla a %n rano de "#2' a 8V con %na intensidad m;ima de 'A# 5a

tar+eta responsable de la inter6az con n%estro intrprete de c&dio H re1%iere de %na tensi&n

de alimentaci&n de 8V, tensi&n obtenida mediante %na cone;i&n S= a n%estro intrprete#

Destacar 1%e esta cone;i&n S= *nicamente se %tiliza para obtener los 8V necesarios para la

alimentaci&n de la tar+eta, no transmitindose nin*n tipo de dato por el mismo#

/n la

%aterial Gongitud Cantidad (roveedor (a7sCoste

unitario 8inimpuestos=

Coste total8in

impuestos=

Per6ilal%minio-!;"2!

mm

(! mm (

J) Al%mini%mPro6ile

>4ttp3BB777#O+nltd#co#%O?

4ttp3BB777#O+nltd#

co#%O?

4ttp3BB777#O+nltd#co#%O?


59/114

88

:%sillo debolas "(!8

clase >incl%ye

mecanizado?

(!8 mm "e=ay >Vendedor3

linearmotionbearin

s2!!0?

C4ina -',80 Q -',80 Q


clase >incl%ye

mecanizado?

-8' mm "e=ay >Vendedor3

linearmotionbearins2!!0?

C4ina '2,(- Q '2,(- Q

Soporte="2

=F"2 clase para4%sillo"(!8

@@ '

e=ay >Vendedor3


C4ina ',80 Q ""0,- Q

Vendedor3

i7anneb%y?C4ina 8,- Q -',2 Q

4ttp3BB777#marc4

antdice#com?

Vendedor3

smpart?C4ina ',-8 Q "',0! Q


60/114

8(

Motorpaso apaso

8=H:(@

-!"=

@@ 'e=ay >Vendedor3

b2cnc?C4ina ",( Q 8,00 Q

Acoplador4%sillo@motor

@@ 'e=ay >Vendedor3only6ore.er!2?

C4ina ',"' Q ,' Q

Patare%lableen alt%ra

@@ - Ferretera local /spa9a ",!( Q -,2- Q

SensorS)!-@)

@@ (e=ay >Vendedor3

DraonmartsCompany 5imited?

C4ina ',( Q 2',( Q

C4apaal.anizada para 6inde carrera

@@ ( Ferretera local /spa9a !,8! Q ',!! Q

Arandelaca%c4o

@@ "2 Ferretera local /spa9a !,"' Q ",8( Q

ornilloS"2 ; '!

8!'! mm '!

J) Al%mini%mPro6ile



', mm?

Variada "0 Ferretera local /spa9a !,!2 Q !,'( Q

ornillorosca@

c4apa )W"! >-,0

mm?

Variada 0! Ferretera local /spa9a !,!' Q 2,-! Q

ornillorosca@

c4apa )W"2 >8,8

mm?

Variada -! Ferretera local /spa9a !,!- Q ",(! Q

Cable -4ilos ",8

mm2

"2 " Ferretera local /spa9a "0,'( Q "0,'( Q


61/114

8

Cable -4ilos !,2!

mm2"8 " Ferretera local /spa9a 8,-' Q 8,-' Q

Vendedor3

anna8088?C4ina 28,"! Q 28,"! Q

5M28(:V@ADJ

@@ "e=ay >Vendedor3Mad J%nle 5td?

C4ina !,( Q !,( Q

0H0AG "#!"(,0 Q

Fi%ra (- se m%estra %n res%men de los materiales con s%s respecti.os pro.eedores,

detallando las cantidades necesarias y s% coste apro;imado#

%aterial Gongitud Cantidad (roveedor (a7sCoste

unitario 8in

impuestos=

Coste total8in

impuestos=


mm

(! mm (

J) Al%mini%mPro6ile




62/114

80


mm

(8! mm 2

J) Al%mini%mPro6ile


incl%ye

mecanizado?

(0( mm "

e=ay >Vendedor3


C4ina -,-2 Q -,-2 Q


clase >incl%ye

mecanizado?

(!8 mm "e=ay >Vendedor3


C4ina -',80 Q -',80 Q

:%sillo de

bolas "(!8clase >incl%ye

mecanizado?

-8' mm "e=ay >Vendedor3


C4ina '2,(- Q '2,(- Q

Soporte="2

=F"2 clase para4%sillo"(!8

@@ 'e=ay >Vendedor3


C4ina ',80 Q ""0,- Q

Vendedor3

i7anneb%y?C4ina 8,- Q -',2 Q

4ttp3BB777#marc4

antdice#com?


63/114

8

H%acilndrica

de

precisi&n2! mmdimetro

8 mm 2Marc4ant Dice 5D#>4ttp3BB777#marc4

antdice#com?

4ttp3BB777#marc4

antdice#com?

Vendedor3

b2cnc?C4ina ",( Q 8,00 Q

Acoplador4%sillo@

motor

@@ 'e=ay >Vendedor3only6ore.er!2?

C4ina ',"' Q ,' Q

Patare%lableen alt%ra

@@ - Ferretera local /spa9a ",!( Q -,2- Q

SensorS)!-@)

@@ (e=ay >Vendedor3

DraonmartsCompany 5imited?

C4ina ',( Q 2',( Q

C4apaal.anizada para 6in

de carrera

@@ ( Ferretera local /spa9a !,8! Q ',!! Q

Arandelaca%c4o

@@ "2 Ferretera local /spa9a !,"' Q ",8( Q

ornilloS"2 ; '!

8!'! mm '!

J) Al%mini%mPro6ile


4ttp3BB777#O+nltd#

co#%O?


64/114

(!

ornillorosca@

c4apa )W

>', mm?

Variada "0 Ferretera local /spa9a !,!2 Q !,'( Q

ornillorosca@

c4apa )W"! >-,0

mm?

Variada 0! Ferretera local /spa9a !,!' Q 2,-! Q

ornillorosca@

c4apa )W"2 >8,8

mm?

Variada -! Ferretera local /spa9a !,!- Q ",(! Q

Cable -4ilos ",8

mm2"2 " Ferretera local /spa9a "0,'( Q "0,'( Q

Cable -4ilos !,2!

mm2"8 " Ferretera local /spa9a 8,-' Q 8,-' Q

Vendedor3

anna8088?C4ina 28,"! Q 28,"! Q

5M28(:V@ADJ

@@ "e=ay >Vendedor3Mad J%nle 5td?

C4ina !,( Q !,( Q

0H0AG "#!"(,0 Q

Figura -): .esumen de materiales


65/114

("

.1.2. 0erramientas

Para la constr%cci&n de esta m1%ina re1%eriremos de3

aladro de col%mna3 tilizado para realizar todos los ori6icios en los per6iles de

al%minio# Se recomienda %na potencia de ms de 8!!X y %n recorrido del portabrocas

mayor a los ( cm#

=rocas para metal3 sados para la realizaci&n de los ori6icios 1%e ser.irn de 6i+aci&n

para los componentes# 5os dimetros %sados son3

o ' mm

o - mm

o 8 mm

o 0,8 mm

o "! mm

Coronas para metal3 Sir.en para realizar ori6icios de ran dimetro, por lo 1%e s% papel

en este proyecto es principalmente el de realizar los ori6icios para los 4%sillos# 5os

dimetros %sados son3

o " mm

o 2 mm

$nclin&metro de precisi&n3 )os permitir colocar correctamente todos loscomponentes de la m1%ina, especialmente %as cilndricas y 4%sillos# Se recomienda

%na resol%ci&n de !#!"G#

Calibre diital3 )os permitir realizar mediciones de distancias con m%c4a precisi&n# Se

recomienda %n calibre con %na precisi&n mnima de !," mm#

5la.es Allen3 sadas en los tornillos de apretado de di6erentes componentes# 5os

dimetros %sados son3

o 2 mm

o ' mmo - mm

Destornilladores3 /l tipo y dimetro de los mismos .endr determinado por la cabeza

de la tornillera escoida#

5la.e or; 8!3 sado en la tornillera responsable de la %ni&n de los di6erentes

per6iles 1%e 6orman la estr%ct%ra#

5la.e 4e;aonal 4embra de "' mm3 )os permitir realizar el apretado de las t%ercas

1%e %nen el e+e con el e+e E#


66/114

(2

Soldador de lpiz3 )ecesario para realizar las soldad%ras de prolonaci&n del cableado

de los 6inales de carrera#

Mac4o de roscar para tornillo de "! mm de dimetro3 sado en la creaci&n de la rosca

1%e permitir la 6i+aci&n de las patas 1%e s%stentarn todo el peso de la m1%ina#

/n la Fi%ra (8 se res%men todas las 4erramientas, as como el pro.eedor y coste apro;imado

de las mismas#

>erramienta Cantidad (roveedor (a7sCoste

unitario 8inimpuestos=

Coste total8in

impuestos=

aladro decol%mna 8!!X

" Ferretera local /spa9a 0-,8 Q 0-,8 Q

J%eo brocasmetal

" Ferretera local /spa9a "!," Q "!," Q

J%eo coronasmetal

" Ferretera local /spa9a ",- Q ",- Q

$nclin&metro deprecisi&n >!#!"G?

"e=ay >Vendedor3

mibYinstr%ments?C4ina -,0( Q -,0( Q

Calibre deprecisi&n >!#!"mm?

" Ferretera local /spa9a 28,-2 Q 28,-2 Q

J%eo lla.es Allen " Ferretera local /spa9a 8,!0 Q 8,!0 Q

Destornilladorcon cabezas

intercambiables" Ferretera local /spa9a "2,2 Q "2,2 Q

5la.e or; 8! "

J) Al%mini%mPro6ile



67/114

.1.3. roceso de +ab

A contin%aci&n se detallar

n%mrico a partir de los m

proporcionan di6erentes con

/l primer e+e a 6abricar ser

4erramienta# /l res%ltado de

5a estr%ct%ra de este e+e se

c%enta adems con los si%ie

- blo1%es SC"(#

2 %as cilndricas de

:%sillo de bolas "(!8

=lo1%es ="2 y =F"2#

- soportes S:F"(#

2 sensores S)!-@)

2 lminas metlicas

Motor paso a paso 8

- Arandelas de ca%c4

" acoplador motor@4 -! tornillos )W "! >"(

( tornillos )W >- @ S

Para la realizaci&n de los

si%ientes pasos3

Colocaci&n de comp

ese componente y

mismos no son siem

Con tornillo de dim

marcado del al%mini

icacin

todos los pasos a se%ir para 6abricar la m

teriales y 4erramientas anteriormente comen

e+os para e.itar cometer errores d%rante todo e

el e+e >Fi%ra ((?, encarado de la re%laci&n

la 6abricaci&n de este e+e debe ser el si%iente3

Figura --: *4e I

nc%entra 6ormada por ' per6iles de "-! mm de

ntes componentes3

"( mm de dimetro de -2 mm de lonit%d#

de -8' mm de lonit%d#

ara 6inal de carrera

=H:(@-!"=#

o

sillo@ SC"(, - @ 4%sillo, 0 @ ="2=F"2, 0 @ S:F"(,

!-@), 2 releta cone;i&n?

ri6icios con el taladro de col%mna se reco

nente en localizaci&n e;acta# /s importante 1%e

o otro del mismo tipo, ya 1%e los ori6icios d

re idnticos#

etro similar a los ori6icios de 6i+aci&n del comp

mediante el olpeado del tornillo para cada %n

('

1%ina de control

ados# Adems se

l proceso#

de la alt%ra de la

lonit%d# /ste e+e

- Motor PaP?

ienda se%ir los

sea e;actamente

e s%+eci&n de los

nente, realizar el

o de los ori6icios#


68/114

(-

Marcado con rot%lador 6ino de %na cr%z sobre la localizaci&n e;acta de la marca# /l

dimetro de la cr%z debe ser s%perior al de la broca a %sar#

aladrado s%per6icial sobre la cr%z#


69/114

(8

lnea ro+a?# 5as

brocas a %sar son de - mm para los blo1%es SC"( y de ' mm para los sensores#

Debido a 1%e cada %a cilndrica c%enta con 2 blo1%es SC"(, se recomienda se%ir los

si%ientes pasos para s% instalaci&n3

aladrado y atornillado de %no de los blo1%es de la %a# /ste blo1%e se encontrar

alineado con el propio per6il#

:acer pasar la %a por el blo1%e atornillado#

:acer pasar el se%ndo blo1%e por la %a#


70/114

((

De esta 6orma nos ase%ramos de 1%e los blo1%es de %na %a se enc%entran totalmente

alineados con la misma#

/l si%iente paso consiste en el ni.elado de las %as cilndricas, por lo 1%e ser necesario el

atornillado s%a.e al per6il de los mismos, permitiendo %n liero mo.imiento de los blo1%es#

na .ez detectada la posici&n correcta de estos blo1%es, realizamos %n atornillado 6%erte de

los mismos# Debemos realizar las si%ientes ni.elaciones3

/l 4%sillo debe ser paralelo a las %as#

5as %as deben ser paralelas entre s#

Finalizada la ni.elaci&n procedemos a instalar los componentes del per6il responsable de 6i+ar

al motor# 5a disposici&n de los elementos para %no de los lados de este per6il es la 1%e se

indica en la Fi%ra (#

Figura -3: (er&il responsa#le de &i4ar el motor en el e4e I


71/114

(

/l procedimiento a se%ir para la 6abricaci&n de esta pieza consta de los si%ientes pasos3

- mm? para soportes S:F"(#

Atornillado de todos los componentes e instalaci&n de lmina metlica sobre blo1%e

="2 como se indica en la 6i%ra#

Con este procedimiento mantendremos el paralelismo anteriormente conse%ido por

ni.elaci&n, e.itando la 6le;i&n de las %as por des.iaci&n en la posici&n de los componentes#

/l procedimiento a se%ir para el lado op%esto de este per6il es3

$nstalar acoplador en e+e del 4%sillo#

Acople de motor al acoplador instalado en el 4%sillo#


72/114

/l *ltimo per6il de este e+e m

sal.edad de 1%e este per6il n

manip%laciones# 5a distrib%ci

Alineaci&n del inicio

centro de la principal

e;acta del lado de "-

- mm? para 6i+aci&n de blo1%e#

"2 al 4%sillo ya atornillado al per6il central const

=F"2#

es S:F"( en los e;tremos de las %as lineales#

e los ori6icios de instalaci&n de los soportes S:

1%e =F"2 y realizaci&n de ori6icios >- mm? para

los componentes e instalaci&n de lmina metli

en la 6i%ra#

(0

anterior, con la

nos

!#

ado con ro+o# /l

con la mitad

r%ido#

"(#

oportes S:F"(#

a sobre blo1%e


73/114

(

Con este procedimiento ya 4abremos 6inalizado la 6abricaci&n del e+e de la m1%ina# /l

si%iente paso consiste en 6abricar el e+e E y acoplar el e+e al mismo# /l res%ltado de la

6abricaci&n de este e+e con el e+e acoplado es el de la Fi%ra "#

Figura /1: *4e E


74/114


75/114

Figu

Debemos tener la preca%ci&n

ser en estos ori6icios donde

decir, llesemos al otro e;trno se podra realizar la s%+eci

/l si%iente paso consiste en

5a disposici&n de estos elem

a /$: *squema taladrado para unin de e4e I y E

de realizar los taladrados con %na pro6%ndidad

alber%emos a las t%ercas# Si s%persemos esta

emo del per6il, las t%ercas podran traspasar el pn con el e+e #

la instalaci&n de los - blo1%es SC2! y los 2

ntos es la indicada en la Fi%ra '#

"

e '- mm, ya 1%e

pro6%ndidad, es

er6il y por tanto

inales de carrera#


76/114

2

Figura /': Disposicin #loques 8C$6BB y sensores 8N6)5N en el e4e E

5a metodoloa a se%ir es idntica a la pieza central del e+e , %sando i%almente %na brocade - mm para los blo1%es SC2! y %na de ' mm para los 6inales de carrera# /s necesario

tener en c%enta el 4ec4o de 1%e los blo1%es SC2! c%bren los ori6icios realizados para la

%ni&n del e+e con el e+e E, por lo 1%e se debern %nir los dos per6iles antes del ni.elado y

atornillado de6initi.o de los rodamientos lineales#

Para la %ni&n de estos per6iles se instalarn - tornillos con cabeza en en el e+e de 6orma 1%e

estos p%edan pasar por los ori6icios realizados en el per6il del e+e E# ras esto se enroscarn las

t%ercas en los tornillos, 6i+ando ambos per6iles de la como indica la Fi%ra -#


77/114

bser.amos en la 6i%ra la

ase%rarnos de la misma con

6i+aci&n, se proceder al a

procedimiento %sado en el e+

Finalizado el per6il central p

6i+ar al motor >per6il de (8!

lados de este per6il es la indic

Figura /): Bnin de e4e I con e4e E

erpendic%laridad entre s de los per6iles, por l

el inclin&metro %sado en la ni.elaci&n de las %

ornillado y ni.elaci&n de los blo1%es SC2!

e , sin ol.idar la instalaci&n de los 6inales de car

ocedemos a instalar los componentes del per

m de lonit%d?# 5a disposici&n de los element

ada en la Fi%ra 8#

'

1%e deberemos

as# Completada la

con el mismo

rera#

il responsable de

s para %no de los


78/114

Figura

/l procedimiento de 6abricac

la distancia de "2-, mm re

en la correcta alineaci&n demismos 4ar inclinarse al e+e

posici&n de estos soportes# A

el otro e;tremo del per6il los

taladrados ser la de "! mm#

/+: (er&il responsa#le de &i4ar el motor en el e4e E

i&n es idntico al per6il del e+e con el motor, c

pecto al e;tremo del per6il# /s necesario 4acer

los soportes S:F2!, ya 1%e el atraso o adela# Siempre podremos comprobar con el inclin&

ntes de proceder a la 6i+aci&n de los component

taladrados indicados en la Fi%ra (# 5a broca

-

on la sal.edad de

especial 4incapi

to de %no de losmetro la correcta

s se realizarn en

a %sar para estos


79/114

F

/stos taladrados permitirn6i+arn este per6il al per6il 4o

4%sillo ya 1%e en la 6abricaci&

/l si%iente per6il a tratar se

las %as, tambin de (8! m

del per6il con el motor# Al i

mismo 1%e el realizado en el

del per6il?# ambin se realiz

y se de+arn sin 6i+ar las %as

/l si%iente y *ltimo paso ser

con el e+e e acoplados da

igura /-: 0aladrados para unin de e4es E e "

l paso de la lla.e 8! para el apriete de los torrizontal mo.ido por el e+e # )o debemos 6i+ar

n del e+e se necesitar taladrar este per6il#

el responsable de la s%+eci&n del otro e;tre

de lonit%d# 5a distrib%ci&n de los elementos

%al 1%e en el per6il anterior, el procedimient

e+e >teniendo en c%enta, otra .ez, la n%e.a di

rn los ori6icios en el e;tremo in6erior para el p

y el 4%sillo#

la 6abricaci&n del e+e # /l res%ltado de la 6abri

l%ar a la totalidad de la m1%ina >Fi%ra --?#

8

illos S"2 ; '! 1%ea*n las %as o el

o del 4%sillo y de

es la idntica a la

a se%ir ser el

tancia al e;tremo

so de la lla.e 8!

aci&n de este e+e


80/114

(

5a estr%ct%ra de este e+e se enc%entra 6ormada por ( per6iles de (! mm y " de 80 mm# /ste

e+e c%enta adems con los si%ientes componentes3

- blo1%es SC2!#

2 %as cilndricas de 2! mm de dimetro de ((! mm de lonit%d#

:%sillo de bolas "(!8 de (0( mm de lonit%d#

=lo1%es ="2 y =F"2#

- soportes S:F2!#

2 sensores S)!-@)

2 lminas metlicas para 6inal de carrera

Motor paso a paso 8=H:(@-!"=#

- Arandelas de ca%c4o

" acoplador motor@4%sillo

( tornillos )W >- @ S)!-@), 2 releta cone;i&n? '2 tornillos )W "! >"( @ SC2!, - @ 4%sillo, 0 @ ="2=F"2, - Motor PaP?

0 tornillos )W "2 >0 @ S:F2!?

'! tornillos S"2;'! 8!

- patas re%lables en alt%ra

Comenzaremos por la 6abricaci&n del per6il de 80 mm, per6il en el 1%e se 6i+ar la t%erca del

4%sillo pero ) los blo1%es con rodamientos lineales como s%ceda en los anteriores e+es# /l

procedimiento para la 6i+aci&n de la t%erca es el mismo 1%e en el resto de e+es, teniendo en

c%enta 1%e la n%e.a distancia al e;tremo del per6il es la mitad de la lonit%d de la misma, es

decir, 2-#8 mm# 5os 6inales de carrera para este e+e se 6i+arn i%al 1%e en el resto de e+es#

/l pr&;imo paso ser la realizaci&n de los ori6icios para el monta+e de los blo1%es SC2!#

/stos blo1%es se montarn en la parte in6erior de los per6iles de (8! mm como indica la Fi%ra

#


81/114

Figura

5a metodoloa a se%ir es

tendremos el 4%sillo acopl

deberemos 6i+ar el per6il de 8

los ori6icios realizados anteri

componentes del e+e E 1%e

per6iles podremos realizar la

Finalizado el elemento m&

soportarn a las %as y el 4%

mm de lonit%d?# 5a disposi

indicada en la Fi%ra 0#

//: (osicionamiento de #loques 8C$6BB en el e4e

la misma 1%e en el resto de e+es, con la sal

do para la ni.elaci&n de los componentes#

0 mm a los per6iles de (8! mm con ( tornillos

ormente para el paso de la lla.e 8!# ambi

no p%dieron ser instalados en s% momento#

ni.elaci&n mediante el procedimiento 4abit%al#

il del e+e procedemos con la 6abricaci&n de

sillo# /l primero ser el responsable de 6i+ar al m

i&n de los elementos para %no de los lados d

edad de 1%e no

/s por ello 1%e

S"2;'! mediante

instalaremos los

na .ez 6i+ados los

los per6iles 1%e

tor >per6il de (!

este per6il es la


82/114

Figura

Se proceder como con el r

e;tremo del per6il# /s nece

soportes S:F2!, ya 1%e el as

por tanto tambin al resto

realizarn en el per6il los ta

taladrados ser la de "! mm#

Figura

/stos taladrados permitirn

6%nci&n de estos tornillos se

de traba+o de la m1%ina# )o

instalados al mismo tiempo 1

/l si%iente per6il a tratar selas %as, tambin de (! m

/: (er&il responsa#le de &i4ar el motor en el e4e

sto de per6iles con motor y se tendr en c%e

sario .ol.er a 4acer 4incapi en la correcta

censo o descenso de %no de los mismos 4ar in

e e+es# Antes de proceder a la 6i+aci&n de los

ladrados indicados en la Fi%ra # 5a broca

/3: 0aladrados para &ormacin de mesa de tra#a4o

l paso de la lla.e 8! para el apriete de los tor

6i+ar el act%al per6il al resto de per6iles 1%e c

debemos 6i+ar a*n las %as o el 4%sillo ya 1%e

%e la mesa de traba+o#

el responsable de la s%+eci&n del otro e;trede lonit%d# 5a distrib%ci&n de los elementos

0

ta la distancia al

alineaci&n de los

clinarse al e+e E, y

componentes se

%sar para estos

nillos S"2 ; '!# 5a

n6orman la mesa

estos debern ser

o del 4%sillo y dees la idntica a la


83/114

del per6il con el motor, por l

mismo# ambin se realizar

/l si%iente paso consiste en

Para ello realizaremos el tal

dos *ltimos per6iles manip%l

procedemos a roscarlos medi

Figur

Por *ltimo *nicamente te

preca%ci&n de no mantener

ste se doblara y 1%edara i

e+e E y 4acer todo el monta+e

1%e el procedimiento a se%ir para s% 6abrica

los ori6icios para la mesa de traba+o en este pe

la realizaci&n de los ori6icios roscados para las

drado indicado en la Fi%ra 0! en los e;tremo

ados con %na broca de 0,8 mm# na .ez reali

ante el mac4o de roscar#

a 6: (osicin de ori&icio para instalacin de pata

dremos 1%e atornillar todos los componen

n nin*n momento todo el peso del e+e E sobr

ser.ible# Se recomienda %sar al*n tipo de sop

del e+e en dic4a posici&n#

i&n tambin es el

6il#

patas re%lables#

in6eriores de los

ados los ori6icios

es, con especial

el 4%sillo, ya 1%e

rte para ele.ar el


84/114

/n

Fi%ra 0" se m%estran las

rec%rrido a 6lec4as deladas

de transmisi&n de enera# /l

cone;iones entre los distintos elementos de

n el caso de transmisi&n de se9ales y a 6lec4as

sentido de la transmisi&n ser el indicado por la

0!

la

l sistema# Se 4a

r%esas en el caso

6lec4a#


85/114

Figu

Para el cone;ionado en detaltar+eta M=@!2@V( >4ttp3BB77

de la controladora H28"E >4t

2!MA)A52!F


86/114

02

tilizaC++ de 6orma nati.a, a%n1%e p%ede ser %tilizado en otros len%a+es de proramaci&n a

tra.s debindings#

F%nciona en todas las principales plata6ormas, y tiene %n amplio soporte# /lAPI de la librera

c%enta conmtodos para acceder a bases de datos medianteSQL, as como %so deXML,

esti&n dehilos, soporte de red y %n laro etctera# Zt essoftware libre yde cdigo abierto#

/n el presente proyecto se 4a rec%rrido tanto a la parte r6ica de la librera Zt >dise9o de la

inter6az r6ica? como a otras clases de la librera, como son3

ZStrin3 $mplementaci&n propia de Zt del tipo strin

Z5ist3 5ista enlazada de ob+etos

ZZ%e%e3 Cola de ob+etos

ZcpSocOet3 SocOet CP

Zimer3 emporizador ZPoint3 P%nto con coordenadas bidimensionales

ZFile3 Hesti&n de 6ic4eros

ZPi;map3 p%ede ser %sado como dispositi.o de dib%+o?

/l 4ec4o de %sar *nicamente esta librera permite 1%e n%estra aplicaci&n sea 6cilmente

portable a todas las plata6ormas compatibles con Zt#

5.2.1.2.EMC2 y emcrsh

PantoMa; se s%stenta en el intrprete de c&dio H /MC2 >

memoria cnc

Documents