CONTROL NUMERICO COMPUTARIZADO (CNC)
RESUMENEs una mquina que te permite elaborar piezas mecnicas
mediante un diseo previo, es decir, introduces un cdigo que la
mquina interpretar, en las coordenadas ""X"" y ""Y"" y la mquina
comenzar a elaborar la pieza fsicamente. El cdigo lo elabora la
persona, dependiendo del diseo que se quiera de la pieza, tomando
en cuenta la longitud, altura, profundidad (para perforaciones en
general) y ancho del material. Una vez que la persona coloc el
material en el cual se har la pieza, la mquina va cambiando el tipo
de herramienta de forma automtica y no parar, hasta que todas las
instrucciones que se le dieron, estn completadas al pie de la
letra. Tanto el tipo de herramienta que utilizar, como las
coordenadas para elaborar la pieza, son especificadas por la
persona que elabor el cdigo.
1. INTRODUCCIN
Control Numrico (CN) es el trmino original de esta tecnologa.
Actualmente es intercambiable con el trmino Control Numrico por
Computadora (CNC)El CN ha sido uno de los ms importantes
desarrollos en manufactura en los ltimos 50 aos, al
desarrollar:
Nuevas tcnicas de produccin Incrementar la calidad de los
productos Reduccin de costos
2. MARCO TEORICOPIC 18F4550Los micro controladores se programan
en Assembler y cada microcontrolador vara su conjunto de
instrucciones de acuerdo a su fabricante y modelo. De acuerdo al
nmero de instrucciones que el microcontrolador maneja se le
denomina de arquitectura RISC o CISC .Se denomina microcontrolador
a un dispositivo programable capaz de realizar diferentes
actividades que requieran del procesamiento de datos digitales y
del control y comunicacin digital de diferentes dispositivos.
Algunas de estas caractersticas se muestran a continuacin:
Soporta modo de comunicacin serial, posee dos pines para ello.
Amplia memoria para datos y programa. Memoria reprogramable: La
memoria en este PIC es la que se denomina FLASH; este tipo de
memoria se puede borrar electrnicamente (esto corresponde a la "F"
en el modelo). MOTORES PAPLos motores paso a paso son ideales para
la construccin de mecanismos en donde se requieren movimientos muy
precisos. La caracterstica principal de estos motores es el hecho
de poder moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le
aplique. Este paso puede variar desde 90 hasta pequeos movimientos
de tan solo 1.8, es decir, que se necesitarn 4 pasos en el primer
caso (90) y 200 para el segundo caso (1.8), para completar un giro
completo de 360.
DISPOSITIVO DE INTERFAZ HUMANAUn dispositivo de interfaz humana
es un tipo de dispositivo de la computadora que interacta
directamente con, y ms a menudo toma la entrada de los humanos y
puede entregar la salida a los seres humanos. El trmino "HID" ms
comnmente se refiere a la especificacin USB-HID. En la actualidad,
el ms usado es el interfaz USB
VENTAJAS PRINCIPALES DE UN EQUIPO DE CN
Permite una mejor planeacin de las operaciones Se incrementa la
flexibilidad de maquinado Reduccin en tiempo de programacin Mejor
control del proceso y tiempos de maquinado Disminucin en los costos
por herramientas Se incrementa la Seguridad para el usuario
Reduccin del tiempo de flujo de material Reduccin del manejo de la
pieza de trabajo Aumento de productividad Aumento en precisin
APLICACIONES
Fresado Torneado Taladrado Esmerilado Doblado Punzonado
Maquinado por descarga elctrica (EDM) Inspeccin (Mquina de
coordenadas)
3. DISEO DE UN CNCA. DIAGRAMA DE BLOQUE COMPLETO DEL SISTEMA
HARDWARE Y SOFTWAREEl esquema de bloques del sistema es el
siguiente:
FIGURE: DIAGRAMA DE BLOQUES
B. MORFOLOGA DEL SISTEMAEl diseo inicial del la estructura fue
diseado con el software Sketchup, ello nos permiti hacer el
modelamiento mas adecuado de la estructura. Como ya se haba
definido el diseo del graficador seria del tipo Mesas Deslizables
Horizontales, es decir el eje X y el eje Y estaran horizontales y
serian mviles, mientras que el puntero que contiene el lpiz sera
fijo, como podemos ver en la figura
4. IMPLEMENTACIN
a. MATERIALES Plancha de MDF # 14 Tornillos sin fin Pernos
Motores DC Soportes de alumnio Grasa de auto Otrosb. ARMADO DE LA
ESTRUCTURA Para el movimiento de los ejes utilizaremos un motor DC
y un motor PAP El motor Dc trabajara en el eje x que estar en la
base de la estructura. Para la transmisin del movimiento
utilizaremos un espiral de tornillo sin fin de de pulgada. Como
trabajaremos con el motor Dc, requerimos de un reductor de
velocidad, hay la posibilidad de hacerlo con caja reductora de
engranajes o con un sistemas de poleas, nosotros optamos por
trabajar con un reductor de engranaje con transmisin por faja o
correa, con lo cual podemos reducir la velocidad de aprox. 1 a 10 y
ganar fuerza. En las pruebas realizadas comprobamos que el sistema
es resistente y posee bastante fuerza, con lo que nuestro motor DC
es alimentado con 12V. En la imagen podemos ver el motor DC El
motor DC posee una rueda segmentada y con un opto - acoplador
conforman un encoder bsico que nos permitir controlar la velocidad
del motor y las RMP, que irn a la tarjeta de control. El espiral de
tornillo sin fin es fijado a la estructura de la base mediante unos
cojinetes o rodamientos estos rodamientos son fijados mediante una
cazoleta hecha de aluminio
c. DISEO DE LAS PLACAS PCB DEL PROYECTO
Para el proyecto se utilizo el programa de diseo EAGLE Diseo del
driver para los motores PAP, se tuvo dificultades con el uso del
motor Dc, por lo que se opto por usar slo motores PAP
FIGURE: DISEO DEL PCB CON LAS DIMENSIONES EN MILMETROS
FIGURE: UBICACIN DE COMPONENTES 5. SOFTWAREProgramacin CNC
Un programa es una lista secuencial de instrucciones de
maquinado que sern ejecutadas por la mquina
DIAGRAMA DE FLUJO PARA PROGRAMAR
SOFTWARE INSTALACIN, CONFIGURACIN, ALGORITMOS DE CONTROL,
EJECUCIN NORMAL MANUAL Y TAREASAhora describiremos el software que
utilizaremos para controlar el funcionamiento del CNC.Para la
comunicacin con la PC, utilizaremos el PIC 18F4550, gracias a su
capacidad de implementar una conexin USB.El programa que
utilizaremos para crear el interface ser Visual Basic.La
programacin del PIC la realizaremos en lenguaje C, para esto
utilizaremos el compilador PROTON Compiler.
INTERFAZ CREADO EN VISUAL BASIC
Visual Basic nos permite crear nuestro entorno de manera fcil y
practica, para nuestro entorno crearemos botones de acciones
instantneas, una ventana de mensajes, tres ventanas para introducir
texto (en estas ventanas introduciremos el lado del cuadrado,
triangulo y radio del circulo en (mm).Despus de crear las funciones
anteriores nuestro entorno nos queda as:
6. PRUEBASGraficador puede graficar imagenes son preestablecidas
como el cuadrado y el triangulo
7. CONCLUSIONES
Se logro implementar la comunicacin va USB gracias a un entrono
de trabajo creado en Visual Basic con el cual es posible mandar y
recibir datos del PIC hacia la PC y viceversa. El PIC 18F4550 es
ideal para una aplicacin que necesite una interfaz va USB, pues
cuenta con un mdulo para este uso. La precisin se logro calculando
el nmero de pasos del motor PAP al que equivale un milmetro de
recorrido para el eje angular. La precisin lograda funciona
perfectamente bien, esto hace que nuestro proyecto se asemeje aun
ms a otros con acabados mucho ms comerciales y de aplicaciones
industriales.8. BIBLIOGRAFIA
Prototipo de maquinado para fabricacin de circuitos impresos con
fresadora, Hctor Hernn Rangel Cubides y Luis Carlos Sevilla Heredia
Robot cartesiano xy, Gua aplicativa, Schneider Electric Diseo De Un
Sistema Robtico Cartesiano Para Aplicaciones Industriales, JORGE
ROJAS, A. GERARDO MUOZ, DANIEL CASTRO Http://www.iearobotics.com
http://www.x-robotics.com http://es.wikipedia.org/wiki/puerto_usb
http://www.cpr2valladolid.com/tecno/cyr_01/control/puerto usb.htm
http://www.globu.net/pp/pp/pp.htm