Proyecto Final FMD 2020RosarioVicente

De Casiopea
Proyecto Final FMD 2020RosarioVicente
TítuloProyecto Final FMD 2020RosarioVicente
Tipo de ProyectoProyecto de Curso
Palabras Claveautómata, impresión 3d, corte láser, router cnc
AsignaturaFabricación con Medios Digitales
Del CursoFabricación con Medios Digitales 2020
CarrerasDiseño
Alumno(s)Rosario Vicente Gorigoitía
ProfesorLeonardo Aravena
PDFArchivo:Instructivoautomata2.pdf

INVESTIGACIÓN AUTÓMATA

Autómatas

Su definición, dentro de la Tecnología, es una máquina que imita los movimientos y la forma de un ser animado. Coloquial-mente se habla de una pieza que tiene un carácter débil, y que actúa de manera mecánica o que está dominada por otra. Dentro de la Informática es un equipo electrónico que se programa en un lenguaje no informático y que ha sido creado para ejercer el control en un ambiente de industria y en tiempo real procesos secuenciales.

Teoría autómatas Un autómata es un modelo matemático para una máquina de estado finito (FSM). Una FSM es una máquina que, gracias a una entrada de símbolos, "salta" a través de una serie de estados de acuerdo a una función de transición (que puede ser expresada como una tabla).

La entrada es leída símbolo por símbolo, hasta que es "consumida" completamente una vez la entrada se ha agotado, el autómata se detiene.

Para que un autómata cumpla su función debe tener un sistema integrado para lograr diferentes movimientos. Estos generalmente tienen sistemas de engranajes.


Prototipo

"El caminar de un caballo..."

Este prototipo se divide en 3 partes que al funcionar en conjunto, conforman el prototipo de un autómata. En primer lugar se encuentra la figura del caballo y las piezas que lo conforman (cuerpo, patas y los ejes que unen estas. estos incluyen sistemas de buje). En segundo lugar está el sistema al que se enganchan estas patas del caballo y que al lograr el movimiento deseado, se logra ver el caballo caminando. este esta formado por dos engranajes, un tornillo sin fin y piezas extra que sujetan estos y los hacen funcionar en conjunto. Por ultimo, se encuentra la caja y dos parantes en los que se sostienen las otras dos partes del autómata (figura del caballo y sistema).

Primer prototipo

Esta echo de cartón piedra, hojas hilado n°9, palos de anticucho, bombillas plásticas y agujas. Las uniones fueron echas con silicona, al igual que los topes. (Falta tornillo sin fin y darle forma de engranaje a las ruedas)


Primerprototipoautomata.jpg Bujes.JPG

Partes del sistema del autómata

Tornillo sin fin

El tornillo sinfin es un mecanismo de transmisión circular compuesto por dos elementos: el tornillo (sinfín), que actúa como elemento de entrada (o motriz) y la rueda dentada, que actúa como elemento de salida (o conducido) y que algunos autores llaman corona. La rosca del tornillo engrana con los dientes de la rueda de modo que los ejes de transmisión de ambos son perpendiculares entre si.

Tornillosinfin.png


Funcionamiento:

Por cada vuelta del tornillo, el engranaje gira un solo diente o lo que es lo mismo, para que la rueda dé una vuelta completa, es necesario que el tornillo gire tantas veces como dientes tiene el engranaje. Se puede deducir de todo ello que el sistema posee una relación de transmisión muy baja, o lo que es lo mismo, es un excelente reductor de velocidad y, por lo tanto, posee elevada ganancia mecánica. Además de esto, posee otra gran ventaja, y es el reducido espacio que ocupa.

El tornillo es considerado una rueda dentada con un solo diente que ha sido tallado helicoidalmente (en forma de hélice). A partir de esta idea, se puede deducir la expresión que calcula la relación de transmisión:

                                           i=1
                                             Z

Donde Z representa al numero de dientes del engranaje.


Construccion en inventor

Se llego a la pieza con las medidas deseadas gracias al archivo modificable que se encuentra en este link: https://drive.google.com/open?id=1_gDf8pjZjbt-KmKlswaOAgY_Qxiym6_l&authuser=Leonardo.Aravena%40ead.cl&usp=drive_fs


Tornilloinventor.jpg

Accediendo al menú de la pestaña Manage/Parameters En el listado de los parámetros configurados en el archivo se puede modificar los siguientes valores:

-Largo

-Diametro1, Corresponde a la medida del diámetro del núcleo de la pieza

-Diametro2, corresponde a la medida del diámetro exterior de la pieza

-Diente, Medida del del ancho de la base de perfil del diente, considerar dimensiones mínimas para fabricar impresora 3D.

-Vueltas, cantidad de giros en el largo de la pieza

Pruebas de impresion 3D

Archivos de impresion.

Archivodedibujo1.jpg Archivodedibujo3.jpg

Archivodedibujo2.jpg

Lo que se ve en color rojo es lo que se vería levemente afectado en la impresión al no tener soporte.

Impresión

Impresion3d1.jpg Impresion3d2.jpg

Detalles

Esta impresión al no hacerse con soporte, todas las partes superiores del tornillo se vieron levemente afectada gracias a los cambios de temperatura del material. Al salir derretido del extrusor y no tener soporte donde afirmarlo, tiende a derretirse.

Impresion3d3.jpg

Maqueta análoga

Maquetaanalogatornillo.jpg

Engranajes

Sistemas de engranaje

Los engranajes se tratan de sistemas conformados por dos o más ruedas dentadas que encajan entre sí. Se denominan sistemas de transmisión circular porque son capaces de transmitir el movimiento circular, la potencia y la fuerza desde un motor hasta otro elemento denominado receptor. La rueda dentada que se encuentra unida directamente al motor recibe el nombre de engranaje de entrada y la rueda unida al receptor se denomina engranaje de salida. Al igual que ocurre con las ruedas de fricción, en el caso más simple formado por dos engranajes, el engranaje de entrada gira empujando con el engranaje de salida provocando que este gire también aunque en sentido contrario.

Tiposdeengranajes.png

Relación de transmisión de los engranajes:

La relación de transmisión i es una magnitud adimensional que representa el número de veces que el engranaje de salida gira más que el engranaje de entrada, cumpliéndose que:

                                  i=Ns
                                    Ne

Donde:

-i es la relación de transmisión.

-Ns es el valor de la velocidad de giro del engranaje de salida.

-Ne es el valor de la velocidad de giro del engranaje de entrada.

En general, en este tipo de mecanismos la relación de transmisión entre dos engranajes dependerá del número de dientes de los engranajes de entrada y salida. De esta forma si el número de dientes del engranaje de entrada Ze y el número de dientes del engranaje de salida Zr son:

-Ze = Zr. La velocidad de giro del engranaje de salida será el mismo que el de la entrada. i = 1.

-Ze > Zr. La velocidad de giro del engranaje de salida será mucho mayor que el de la entrada. Es lo que se conoce como un sistema multiplicador de velocidad. i > 1

-Ze < Zr. La velocidad de giro del engranaje de salida será mucho menor que el de la entrada. Es lo que se conoce como un sistema reductor de velocidad. i < 1.


Matemáticamente podemos expresar la relación existente entre el número de dientes de los engranajes y la relación de transmisión mediante la siguiente expresión:

                                           Ns=Ze
                                           Ne Zs


PARTES DEL SISTEMA

Módulo (M): el módulo de un engranaje es una característica de magnitud que se define como la relación entre la medida del diámetro primitivo expresado en milímetros y el número de dientes. El tamaño de los dientes está normalizado, indicado por números, dos engranajes de un conjunto deben tener el mismo módulo.

Diámetro primitivo (Dp): es la circunferencia a lo largo de la cual engranan los dientes.

Paso circular (Pc): es la longitud de la circunferencia primitiva correspondiente a un diente y un vano contiguos.

Número de dientes (Z): es el número de dientes que tiene el engranaje.

Diámetro exterior (De): es el diámetro de la circunferencia, coincide con la parte exterior del engranaje.

Diámetro interior (Di): es el diámetro de la circunferencia que limita la base del diente.


Se puede lograr la pieza de un engranaje insertando las medidas necesarias en el programa de este link: https://woodgears.ca/gear_cutting/index.html.

O también creando la pieza en inventor. Que fue la manera en la que se hizo.

Engranaje1.png

Impresión router cnc

Archivos de impresión dxf.

Pantallasoautodesk.png

Impresión en acrílico

Impresionacrilico.jpg

Maqueta análoga

Maquetaanalogaengranaje.jpg

Prototipo digital del sistema de engranajes y tornillo

Ensamble en inventor:

https://drive.google.com/drive/u/1/folders/1sBFI3gVXLVy5cK8G4v7GACQRlERJkl55

Engranaje3.png Engranaje11.png Engranaje2.png

Video

Instructivo

Instructivoautomata.jpg

Prototipo final

Automatafinal.jpg