Automatizacion De Un Mini Torno 1j671e

Soluciones de Productos Utilizados: LabVIEW™ • FlexMotion™ • DAQ-1200 • Cable I/O • Bloque conectivo CB-50LP

Automatización y Control de un Mini-Torno Paralelo Ángelo M. Simone C., Efrén A. Reverón H., Tutores G. Ghelfi y J. G. Díaz, Universidad de Carabobo. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Eléctrica. Departamento de Sistemas y Automática.

El reto: Diseño e implementación del control de movimiento de los ejes longitudinal Z y transversal X de un Mini-Torno convencional, para realizar piezas con torneados cilíndricos, cónicos y esféricos, de forma similar a un Torno de Control Numérico. La solución: Se obtuvo un sistema automatizado eficiente, empleando la tarjeta de control de movimiento PCI-7344 de National Instruments, instalada en un computador personal, el lenguaje de programación LabVIEW y la librería de FlexMotion, como base principal del sistema. Introducción El Control Numérico Computarizado (CNC), es un sistema para producción en serie de piezas mecanizadas. Dicho sistema consiste en una unidad computarizada que se emplea para controlar la dirección, velocidad y posición de los motores que se usan como actuadores de los distintos ejes que puede poseer la máquina herramienta. La forma de realizar el control es a través del empleo de rutinas programadas. La inquietud es crear un sistema de control de movimiento flexible y de bajo costo que permita la automatización de máquinas, herramientas convencionales existentes en la industria y ofrecer una alternativa viable para lograr la actualización y modernización del parque industrial a empresas dedicadas a la elaboración y fabricación de piezas mecanizadas, sin necesidad de invertir en máquinas nuevas que pueden acarrear el gasto de grandes sumas de dinero. Este proyecto permite profundizar en el desarrollo de aplicaciones de control de movimiento, mediante la utilización de elementos

de control, aplicados a Máquinas-Herramientas Industriales, ofreciendo además de las ventajas presentes en las Máquinas CNC, un sistema fácil y sencillo libre de los tediosos códigos de programación presentes en la mayoría de las máquinas comerciales.

Máquina Seleccionada para la Automatización La máquina seleccionada para la automatización en este proyecto es un Figura 1. Vista General del Sistema Mini-Torno Paralelo. A pesar de las dimensiones es de aluminio y tiene dimensiones de 70 mm reducidas de este equipo, el principio de de ancho por 150 mm de largo. funcionamiento del mismo es exactamente igual En este Torno se pueden fabricar piezas con al de un torno convencional de mayor tamaño. un diámetro máximo de 76 mm sobre bancada Sin embargo su selección permitió realizar la y un diámetro máximo de 40 mm sobre el carro implementación de manera más económica, transversal, la longitud máxima permitida es reduciendo los costos y facilitando su traslado de de 170 mm. un lugar a otro, convirtiéndose en una herramienta Para ejecutar el movimiento de los ejes del útil como material didáctico. torno, acopló a cada eje un Motor de Paso con su encoder, además se empleó un driver para el Equipos Utilizados para el Control motor. Por último se instalaron limit switches que • LabVIEW Full Development System para permiten la detección de los inicios y finales de Windows 2000/NT/9X, Versión 5.1.1. carrera de los ejes. • Tarjeta de Control de Movimiento PCI-7344, La base del sistema de control es la Tarjeta FlexMotion. de Control de Movimiento PCI-7344 de National • Interfase Universal de Movimiento UMI-7764. Instruments con la Interfase UMI-7764.

Descripción del Sistema

El Mini–Torno empleado esta equipado con un Motor Principal DC de 90 voltios, 0.5 HP, de alto torque, con un variador de velocidad con alimentación AC desde 100 a 240 voltios con frecuencia constante de 50 ó 60 Hz, a torque constante. Su bancada es de acero y tiene una longitud de 380 mm y Este sistema promete ser revolucionario en el 200 mm efectivos de mundo de la programación de las Máquinas CNC, trabajo entre puntos. La ya que cambia el esquema tradicional de realizarla. base del carro transversal

Diseño del Software de Control El control de movimiento del Torno se realizó totalmente en lenguaje de programación LabVIEW y utilizando la librería de FlexMotion. Se crearon dos programas de control. El primero consiste en un Módulo de Posicionamiento Manual, que permite operar el torno a través del PC como si se estuviesen realizando operaciones manuales en una máquina convencional. Es decir, se pueden efectuar aproximaciones de herramientas de corte, efectuar

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desbastes sobre la pieza y posicionamiento de la herramienta de corte para obtener el punto de inicio y/o el punto de referencia de la pieza. El segundo programa, denominado Módulo de Ciclo Automático se basa en la programación geométrica simple para estructurar el contorno de la pieza a elaborar. Este módulo permite ejecutar dos programas de cortes diferentes, de forma independiente. Además, posee una pantalla gráfica que muestra en 2D el perfil de la pieza y donde se puede trabajar en el modo simulación (offline) o en el modo de operación (online), lo cual resulta conveniente para preparar y corregir cualquier detalle previo a la elaboración de la pieza. El sistema desarrollado realiza contornos cilíndricos, cónicos y esféricos, manteniendo control sobre la velocidad de avance de la herramienta de corte. La forma de programación para el es sumamente simple y solamente requiere recordar dos instrucciones. En el Principal se

Resultados

La facilidad de crear rutinas de cortes, con un mínimo de conocimientos de metalmecánica, convierten a este sistema en una herramienta de gran valor para los s, ya que no hay que recordar complicados códigos ni secuencias, reduciendo los costos de entrenamiento del operador del equipo, lo cual representa para la empresa un ahorro de Figura 2. Pantalla Principal del Sistema miles de dolares en horas-hombres de aprendizaje. Este sistema la comprensión y aplicación de estos sistemas promete ser revolucionario en el mundo de la en la construcción de piezas mecanizadas. Otra programación de las Máquinas CNC, ya que ventaja en el área académica son sus reducidas cambia el esquema dimensiones y su configuración modular, lo que tradicional de realizarla. facilita su traslado a las aulas de clase para la Siendo un software abierto, es flexible para ser Es un sistema capaz realización de prácticas interactivas. de realizar tareas de Por último, el costo de implementación instalado en máquinas de mayores dimensiones, mecanizado complejas y relativamente bajo respecto a Máquinas CNC realizando la configuración de los parámetros fabricar piezas precisas que se pueden adquirir en el mercado, hacen de los actuadores requeridos. en tiempos muy breves. de este sistema una alternativa muy atractiva Siendo un software como mecanismo de actualización de máquinas encuentran disponibles todos los pulsadores de abierto, es flexible para ser instalado en herramientas convencionales y Máquinas CNC accionamiento para las distintas operaciones de máquinas de mayores dimensiones, realizando en obsolencencia. Por ello se constituye en una la máquina (inicio de ciclo, fin de ciclo, parada de la configuración de los parámetros de los económica y poderosa alternativa para s emergencia, selección de corte, líquido refrigerante, actuadores requeridos. industriales de máquinas herramientas.■ y otros). Es de gran valor académico para estudiantes El ingreso de los datos y especificaciones para de pregrado en las áreas de Ingeniería Eléctrica e Para mayor información ar a: la elaboración de una pieza se realiza llenando una Ingeniería Mecánica, permitiendo la interacción del Ing. Ángelo M. Simone C., tabla sencilla. Allí se transcriben el tipo de corte, estudiante con el uso de máquinas herramientas, Ing. Efrén A. Reverón H., los valores de diámetros, longitudes, y velocidades fomentando la destreza en la automatización de E-mail: [email protected] de avance correspondientes a la pieza que se máquinas con estas características y facilitando Telf.: (58-243)-5515517 y 5536689 desea elaborar.

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