Proyecto DiylilCNC
| Título | Proyecto Diylil CNC |
|---|---|
| Tipo de Proyecto | Proyecto Extracurricular |
| Palabras Clave | experimentación, router, cnc, cad, corte, planos, fresa, industria, producción, serie, tecnología, 3D, plotter, open source, código abierto, diseño abierto, diy |
| Período | 2012-...«...» no es un número. |
| Carreras | Diseño Industrial"Diseño Industrial" is not in the list (Arquitectura, Diseño, Magíster, Otra) of allowed values for the "Carreras Relacionadas" property. |
*ESTUDIO PREVIO
Respecto Gráfica computarizada o CG.
PÁGINAS WEB UTILIZADAS
*CONCEPTOS
ROUTER CNC
Un equipo de control numérico (CNC) Router es una máquina controlada por computador para materiales compuestos, aluminio, acero, plásticos, madera y espuma.
Existen Routers CNC de muchos portes, desde el tamaño para escritorio o para hacer piezas de barco. Aunque hay muchas configuraciones, la mayoría de los routers CNC tienen pocas partes específicas, una dedicada al control de CNC, uno o más motores de eje, inversores de corriente alterna, y una mesa. Las fresadoras están generalmente disponibles en 2 ejes, 3 ejes y 5 ejes.
El router CNC está a cargo de un equipo. Las coordenadas se cargan en el control de la máquina de un programa separado: el propietario contará con dos programas: uno para hacer diseños (Archivos CAD) y otro para cargar diseños y ejecutarlo. Las fresadoras CNC pueden ser controlados directamente por la programación manual, pero el potencial de la máquina sólo puede lograrse si se controlan desde los archivos creados por el software CAD / CAM.
Un enrutador CNC da más flexibilidad al proceso de fabricación. Puede ser utilizado en la producción de muchos elementos diferentes, tales como: esculturas de la puerta, la decoración interior y exterior, paneles de madera, tableros de la muestra, marcos de madera, molduras, instrumentos musicales, la fabricación de muebles y así sucesivamente.
CNC: El control numérico se realiza mediante código binario (cada número puede representarse en código binario, lenguaje con el cual se comunican los computadores.
El Router también utiliza una especie de código binario: el funcionamiento de los “motores a pasos” o “servomotores” depende de los pulsos que reciba y un pulso se puede representar como un 1 (pulso alto) o un 0 (pulso bajo). Los pulsos pueden ser proporcionados por un computador, a través de un puerto paralelo, puerto serial o USB u otro periférico compatible instalado en el computador. Normalmente se ocupa un puerto paralelo al motor mediante sus respectivos drivers. Los drivers ocupan 3 señales (pulsos, sentido de giro y habilitado) éstas señales son tomadas de los pines del puerto paralelo.
Se requiere una interface que aisle los drivers de la computadora, y suele estar diseñada con componentes electrónicos que reconstruyen la señal recibida y le dan un plus a la potencia de la señal para que llegue íntegra y pueda ser interpretada por los drivers.
Los drivers reciben estas señales binarias mediante unos circuitos de potencia que interpretan estas señales (la señal se llama PWM que significa modulación por ancho de pulso) y entregan a los motores el orden adecuado de los pulsos que se requiere para que gire el motor en un sentido o en otro. El pulso sea Alto o Bajo tendrá una duración de tiempo determinada de frecuencia variable).
La forma en que se programan los movimientos de un Router es mediante un lenguaje que se llama “código G” y la forma de generar éste código es por medio de un dibujo 2D hecho en CAD (programa que convierta sus archivos en formato DXF). El archivo DXF se abre desde un programa que convierte a “código G” todos los dibujos que encuentre en dicho archivo.
Se interpreta el “Código G”, que expresa coordenadas cartesianas numéricas y las convierte a número binario que enviará a la interface, drivers y al final a los motores que se moveran en la posición que se le indique.
DEL TRABAJO MANUAL AL USO DE MAQUINARIA CNC
CAD/CAM
Proceso en el cual se utilizan los ordenadores o computadores para mejorar la fabricación, desarrollo y diseño de los productos. Éstos pueden fabricarse más rápido, con mayor presición y a menor precio, con la aplicación adecuada de la tecnología informática. Los sistemas CAD peden utilizarse para generar modelos con muchas, si no todas, las características de un determinado producto. Estas características podrían ser el tamaño, el contorno y la forma de cada componente, almacenados como dibujos bi y tridimencionales. Una vez que éstos datos dimensionales han sido introducidos y almacenados en el sistema informático, el diseñador puede manipularlos o modificar las ideas del diseño con mayor facilidad para avanzar en el desarrollo del producto. Los sistemas CAD también permiten simular el funcionamiento del producto.
CNC (Control numérico Computarizado)
La fabricación asistida por ordenador ofrece significativas ventajas con respecto a los métodos tradicionales, de controlar equipos de fabricación con computadores en lugar de hacerlo con operadores humanos. Los equipos CAM conllevan la eliminación de los errores del operador y del margen de error considerado en el trabajo manual, el trabajo engorroso (por ejemplo en la producción de piezas en que varía el tamaño, para la máquina CNC no es trabajo más dificil, sino lo mismo), la reducción de los costes de mano de obra, presentan precisión constante y el uso óptimo previsto del equipo.
La fabricación aprovecha plenamente el potencial de la tecnología CAD al combinar una amplia gama de actividades asistidas por ordenador, que pueden incluir el control de existencias, el cálculo de costes de materiales y el control total de cada proceso de producción. Esto ofrece una mayor flexibilidad al fabricante, permitiendo responder con mayor agilidad a las demandas del mercado y al desarrollo de nuevos productos.
En una máquina CNC, a diferencia de una máquina convencional o manual, una computadora controla la posicion y velocidad de los motores que accionan los ejes de la máquina. Gracias a ésto, puede hacer movimientos que no se pueden lograr manualmente como círculos, lineas diagonales y figuras complejas tridimencionales.
Las máquinas CNC son capaces de mover la herramienta al mismo tiempo en 3 ejes para ejecutar trayectorias tridimensionales como las que se requieren para el maquinado de complejos moldes y troqueles. Una computadora controla el movimiento de la mesa, el carro y el huesillo. Una vez programada la maquina, esta ejecta todas las operaciones por si sola, sin necesidad de que el operador esté manejándola. Esto permite aprovechar mejor el tiempo del personal para que sea más productivo. El término “control numérico” se debe a que las órdenes dadas a la máquina son indicadas mediante códigos numéricos.
VENTAJAS MAQUINARIA CNC, DENTRO DE LOS PARÁMETROS DE PRODUCCIÓN
Posibilidad de fabricación de piezas imposibles o muy difíciles manualmente
Gracias al control numérico se han podido obtener piezas muy complicadas como las superficies tridimensionales necesarias en la fabricación de aviones.
Seguridad
El control numérico es especialmente recomendable para el trabajo con productos peligrosos.
Precisión
Esto se debe a la mayor precisión de la máquina herramienta de control numérico respecto de las clásicas. Eliminación del margen de error y el uso de matricería.
Aumento de productividad de las máquinas
Esto se debe a la disminución del tiempo total de mecanización, en virtud de la disminución de los tiempos de desplazamiento en vacío y de la rapidez de los pocisionamientos que suministran los sistemas electrónicos de control.
Reducción de controles y desechos
Esta reducción es debida fundamentalmente a la gran fiabilidad y repetitividad de una máquina herramienta con control numérico. Esta reducción de controles permite prácticamente eliminar toda operación humana posterior, con la subsiguiente reducción de costos y tiempos de fabricación.
*EL EJE
El eje es la parte de la máquina que realiza el corte. Se clasifica por su poder de potencia en caballos y en Watts, en unidades del SI. El eje funciona rotando una herramienta cortante (fresas) a distintas velocidades. Por ejemplo la velocidad típica para un corte de madera es de 8.000 a 30.000 rpm, y para un corte de metal, la velocidad típica es de 2.000 a 10.000 rpm.
*LA CAMA DE CORTE
Diseñada para apoyar y asegurar la pieza de material cortado. Un diseño común es con RANURAS en T, la que utiliza tornillos y abrazaderas para asegurar el materiales. Para máquinas más grandes, se utiliza la "cama al vacío", la cual absorve el material para fijarlo.
*SISTEMA DE ACCIONAMIENTO LINEAL
Cada eje cuenta con un sistema de accionamiento lineal que se mueve en el recorrido del eje. El sistema incluye un motor, un sistema de rodamientos lineales y una especie de montaje de tornillo. El motor es el vínculo entre la mecánica y la electrónica de sistema: el motor recibe poder a través del controlador CNC, suministrando energía de rotación cuando sea necesario para el ensamble del tornillo de avance.
Los sistemas de movimiento lineal son responsables de 3 tareas principales:
1. Componentes de soporte de la máquina: El sistema de movimiento lineal debe ser capáz de soportar el peso de los componentes mientras los transporta a lo largo de una distancia lineal y mantiene la linealidad.
2. Guía de la máquina en un movimiento linear preciso con una fricción mínima
3. Apoyo a las cargas secundarias (torque, cargas laterales, etc..)
Un sistema de movimiento lineal se compone de un cierto tipo de rodamientos lineales y las guías de los rodamientos lineales.
Categorías de movimiento lineal:
1. Sistema completamente compatible: son compatibles con toda la longitud del sistema, por lo que puede soportar más carga sin sacrificar la presión lineal debido a la desviación. Por ejemplo, éstos sistemas incluyen guías lineales y los bloques de guía, así como rodillos.
2. Sistema parcial o final: son compatibles en sus fines. Éstos sistemas son para la flexión y deformación por el peso de la máquina o fuerzas aplicadas. Por ejempllo, las barras lineales y la instalacion del buje.
*GUÍAS LINEALES
Son los carriles y los bloques guía, también se refiere menudo a simples guías lineales. Lsos sistemas lineales de bloque guía son otra forma de sistema de rodamiento lineal utilizado para mover una carga a lo largo de una trayectoria recta con la menor resistencia a la dirección del movimiento como sea posible.
Los bloques de guías lineales y los sistemas de rieles son compuestos por dos componentes principales:
1. Carril lineal: guía los bloques y proporciona superficie suave y duradera para el movimiento lineal
2. Bloqueo de guía: monta en el carril y soporta la carga que se va a mover.
*MOTORES
TIPOS DE MOTORES
Los motores son el corazón de cualquier máquina CNC. Motores Stepper y Servomotores, que van de la mano con el controladores CNC y las secciones de componentes de accionamiento.
MOTOR STEPPER: "Motor paso a paso". Alternativa más barata. Buen rendimiento y confiable. No suelen ser en circuitos cerrados.
SERVOMOTORES: Sistema de circuito cerrado, lo que significa que después de recibir sus instrucciones desde el controlador CNC, envía una señal al controlador que verifica que haya completado la tarea.
EL CONTROLADOR DEPENDE DEL MOTOR.
El motor ofrece la potencia en forma de movimiento de rotación que debe convertirse en movimiento lineal. De ésto se hace cargo el conjunto o ensambles de tornillos: combinado con un conjunto de cojinetes lineales, el conjunto de tornillo mueve el pórtico o cavezal, a travéz de su eje.
