Perfil de proyecto CNC

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRÓNICA Y SISTEMAS

Escuela profesional e in!enier"a elec#r$nica

Proyecto ii INF%RME FINAL DE &R%YECT%'

Sistema de control numérico aplicado al perforado de circuitos de placas impresas D%CENTE &resen#ao por' &UN%(&ERU )*+,

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Ta-la e con#enio I.- PLANTEAMIENTO DEL DEL PROBLEMA OBJETO OBJETO DE ESTDIO !"O DE SOL SOL#ION$% #ION$% %& I.- ANTE#EDENTES%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%& III.- JSTI'I#A#ION%%%%%%%%%%%%%%% JSTI'I#A#ION%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%% ( IV.- MAR#O MAR#O TEORI#O #ON#EPTAL%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% #ON#EPTAL%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ) V.- *IPOTESIS%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%+ VI.- OBJETI,OS DE ESTDIO%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%-VII.- TILIDAD DE LOS RESLTADOS DE ESTDIO%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%-VIII.- METODOLO.IA%%%%%%%%%%%%%% METODOLO.IA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%% -IX.- AMBITO DE ESTDIO ! DESARROLLO%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% DESARROLLO%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%-/ -/ X%0 RE#RSOS%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% RE#RSOS%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%% -& XI PRESPESTOS%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%-( XII.- #RONO.RAMA #RONO.RAMA DE A#TI,IDADES%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% A#TI,IDADES%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%% -1 XIII%0 #ON#LSIONES$%%%%% #ON#LSIONES$%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%% -2 XIV%0 3EB.RA'4A$%%%%%% 3EB.RA'4A$%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%% -+









RESUMEN Este proyecto incluye el diseño e implementación de una máquina de CNC para para la fabricac fabricación ión

PCB (Print (Printed ed Placa de circuit circuito). o). La primera primera

parte del proyecto incluye una istoria de CNC en el caso !eneral. El se!undo parte del proyecto incluye el análisis sobre el diseño de nuestra máquina. " continuación# se e$plica la mecánica en detalle con fotos. " cont contin inua uaci ción ón## se mu mues estr tra a el me mecan canism ismo o de mo%i mo%imi mien ento to de nu nues estr tra a máquina y qu& tipo de motor que usamos con que circuito se conduce. y finalm finalment ente# e# se e$plic e$plica a la etapa etapa de soft'a soft'are re para para pro!ra pro!ramar mar nue nuestr stro o microcontrolador por un al!oritmo apropiado.









Sistema de control numérico aplicado al perforado de circuitos de placas impresas I.- PLANTEAMIENTO

DEL PROBLEMA OBJETO DE ESTDIO !"O DE SOL SOL#ION$ #ION$ El desarrollo de este proyecto se basa en inte!rar la elaboración manual de placas impresas con la aplicación de un sistema de cont contro roll nu num& m&ri rico co para para el acaba acabado do de las las misma mismas# s# ya que que el tiem tiempo po que que toma toma la elab elabor orac ació ión n manu manual al comp comple leta ta de esto estos s productos toma demasiado tiempo además q podran matar de cansancio y aburrimiento de la persona encar!ada de esta tarea. La inte!ración de los elementos antes mencionados se lle%ara a cabo mediante ard'are y soft'are se!n sea necesario.

I.- ANTE#EDENTES *+,, - on Parsons y la /uer0a "&rea de Estados 1nidos definen la necesidad de desarrollar una erramienta de máquina capa0 de pie0as de a%iones tolerancia comple2as y cerrar de mecani0ado con el mismo tiempo de calidad despu&s de la ora (repetición). 345 es el subcontratista y construye la máquina para el proyecto. *+,+ - 345 anuncia 6erramientas pro!ramadas automática len!ua2e de pro!ramación ("P5). *+78 - 9irecto 9irecto Control Control Num&rico (9NC). Esto elimina pro!ramas pro!ramas de perforación de cinta de papel y permite a los pro!ramadores para en%iar arci%os directamente a la máquina-erramienta.









*+=8 - máquinas erramientas CNC y 9istributed Control Num&rico. *+:8 - C"3 >ráficos basados introducidos. 1N4? y PC basado en sistemas disponibles. *++8 - cada de precios en la tecnolo!a CNC. *++= *++ = - PC-@ PC-@ind indo' o's s A N5 pen pen 3odula 3odularr "rcit "rcitect ecture ure Contro Controll (3"C) sistemas introducidos para reempla0ar los controladores de firm'are. No obstante# el resultado con las %arillas roscadas a sido más que aceptable. 9esde el inicio del proyecto se an sacrificado cier cierto tos s aspe aspect ctos os de prec precis isió ión n con con el fin fin de ace acerr la máqu máquin ina a rentable económicamente. "demás# como tambi&n se indicó# el ob2eti%o ob2eti%o es conocer conocer los fundamento fundamentos s de los dispositi%os dispositi%os CNC# no lo!r lo!rar ar

meca me cani ni0a 0arr

pie0 pie0as as

con con

tole tolera ranc ncia ias s

dime dimens nsio iona nale les s

y

!eom&tricas !eom&tricas de micras. micras. El con2unto con2unto de transmisió transmisión n se muestra a con continu tinuac ació ión n#

aunq aunque ue ob%ia b%iame ment nte e

en la

máqu máquin ina a

se an an

empleado %arillas roscadas de mayor lon!itud. Este sistema se a triplicado a lo lar!o de los tres e2es.

III.- JSTI'I#A#ION El fin del proyecto está basado y pensado principalmente en la !ent !e nte e que que se de dedi dica ca a la prod produc ucci ción ón de circ circui uito tos s impr impres esos os y cortes de materiales sua%es mediante laser o corte por calor# ya que el mane2o de la tecno cnolo!a de control num&rico es indi indispe spensa nsabl ble e para para optimi optimi0a 0arr

la produ producci cción ón de un taller taller o









MAR#O #O IV.- MAR

TEORI#O #ON#EPTAL

Placas de control y comunicación Las placas pueden ser ecas a mano o compradas montadas de fábrica# el soft'are puede ser descar!ado de forma !ratuita. Los ficeros de diseño de referencia (C"9) están disponibles ba2o una licencia abierta. E$ist $iste en mu mult ltit itud ud de tar2e ar2ettas "r "rdu duin ino o# cada cada un una a con con un unas as caract caracter ersti sticas cas determ determina inadas das que las acen acen idónea idóneas s para para una aplicación

u

otra.

En

este

proyecto#

se

a

empleado

probablemente la tar2eta más !en&rica# "rduino 1N De%.

Shield arduino cnc











motores paso a paso de los cuales solo emos apro%ecado tres# para los e2es $ # y # 0.

Driver de motor !"##$ %iene el si&uiente as'ecto 'ermiten controlar micro'asos

Motores 'aso a 'aso El motor a paso es un dispositi%o electromecánico que con%ierte









Rodamientos Esto Estos s son son los los que que ace acen n de sopo soport rte e en los los tres tres e2es e2es## como como tambi&n sir%en de !uas para las correas dentadas (fa2as).

%u(o rectan&ular de aluminio 3ecanicamente son los e2es $ # y sobre estos %an montados los carritos que tienes los rodamientos# estos tu%os sir%en de soporte









%aladro dremel Es el mecanismo encar!ado del maquinado# el cual es mo%ido y despl de spla0 a0ad ado o en los los tres tres e2es e2es## el talad taladro ro pued puede e ir por por toda toda la suerficie de traba2o del la maquina cnc









actualmente en desarrollo) totalmente compatible con cualquier %ersió %e rsión n desde desde @indo' @indo's s H888 H888.. Para Para usuari usuarios os de Linu$ Linu$ la más recome recomenda ndable ble es E3CH# E3CH# proye proyecto cto totalm totalment ente e Ipen Ipen Gource GourceJJ# aunque e$isten otras mucas como ;C"3# solución perfecta para usuarios de @indo's +:. La solu soluci ción ón opta optada da en este este proy proyec ecto to es >DBL >DBL## otro otro trab traba2 a2o o totalmente pen Gource optimi0ado para traba2ar sobre "rduino# soportado por una comunidad muy preparada que lo me2ora da a da. Los autores de este soft'are lo definen comoK

“Grbl Grbl is

an open openso sour urce ce soft softw ware are

tha hatt

tur turns

your our

Ardui rduino no

development board into a full blown G-Code interpreter.”

Para comunicar el controlador con el ordenador se a optado por >DBL Controller .7.*# un soft'are libre y !ratuito producido por el mara%illo mara%illoso so autor de apma








VI.- OBJETI,OS DE ESTDIO /(0etivo *eneral 4mplementar un sistema de control num&rico con fines de acer el acabado de las placas de circuitos impresos# tales como corte# perforado# fresado de los materiales de acrlico y baquel baquelita ita

que se usa usa en la industr industria ia de la producc producción ión de

circuitos impresos.

/(0etivos es'ec1+icos •

4mplementar el funcionamiento del sistemas de control num&rico

•

Lo!r Lo!ra ar

cont contrrolar olar el

sist siste ema de cont contro roll

num um& &rico ico

mediante la computadora. •

ptimi0ar la eficiencia del sistema de control num&rico mediante la computadora.

•

9emostrar la eficiencia de sistema

VII.- TILIDAD

DE LOS RESLTADOS DE ESTDIO

Los resultados de estudio Nos lle%aron a que comprender una me2or manera de construir un sistema de maquina cnc muco











desde Ea!le.

H buscar el ficero fi cero 1LP. 1LP.









F de desd sde e > C9E 9E GEN9E EN9ED D ya se pue uede de abr abrir los arc arci% i%o os !enerados por PCB >C9E para su posterior maquinado.









El desarrollo del proyecto proyecto fue en los laboratorios laboratorios de la EP4E-1N" P1N y en uno de los domicilios de los proyectistas# durante cada proceso reali0ado.

Prue(as reali2adas La primeras prueba se reali0aron reali0aron sobre triplay# triplay# como se %e en las imá!enes se dira q se tubo buenos resultados.









• • • • •

Proteus 4G4G 1ni%ersal>codeGender-%*.8.,-allH CadGoft Ea!le F.7 pcb-!code-.7.8.F "spire :.8

34.8.- Recursos )umanos • • •

Proyectistas. 3aterial didácticoK libros# 4nternet. "sesores de los proyectistas

34.9.- recursos de 'rue(a. •

3ate 3ateri rial ales es de fibr fibra a de %idr %idrio io y baqu baquel elit ita a para para cort corte e y perforado.

•

4nstrumentos de laboratorio

•

/uentes de poder

•

Computadora o laptop Estructura del sistema cnc.









33.3 5om'onentes elFctricos y electrónicos material Driver

5ant. !

ori&en E(ay

a'licación '. unid 5ontrol de ".44

'. total 9;.44

motores Coard

3

E(ay

motor PP 5omunicació

3>.44

;

n P5 a 5N5 %ienda de de ?inales de 8.44

arduino S6itches

electrónic 5a(les

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33.3 5om'onentes mec,nicos material

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#RONO.RAMA MA XII.- #RONO.RA

DE A#TI,ID A#TI,IDADES ADES REALI5ADAS RE ALI5ADAS

5%I 5%IVI VID DDE DES S SEM SEMN N

+ech a

4n%esti!ación biblio!ráfica

4

*H

4n%esti!ación y estudio de componentes

44

*+

4mplementación de ard'are (estructura)

444

H7

MES

C51BDE









XIII%

0 #ON#L #ON#LSIONES$ SIONES$ •

Los ficeros a !enerar deben ser los correctos# ya q en las prue prueba bas s real reali0 i0ad adas as esto estos s nos nos lle% lle%ar aron on a estr estrop opea earr las las

•

brocas. se lle!ó a la conclusión conclusión de q para para el fresado fresado necesitamo necesitamos s adquirir una broca especial (broca de carburo) para estos fines.









XIV%0

3EB.RA'4A$ 666.linuGcnc.or& 666.6iHi'edia.or&:6iHi:*-code 666.cnc2one.com htt'7::re'ra'.or&:6iHi:MainPa&e rduino 5N5 Shield  344J8> *RC< 5om'ata(le  Protoneer.co.n2.html

Perfil de proyecto CNC

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