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UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA
DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA
Resumen de Proyecto de Titulación
“Im plementación de una CNC para
la fabricación de placas PCB,
basado en software libre”
Presentado por: Constanza Zapata Flores
ROL USM: 2704572-3
Profesor guía: Sr. Alejandro Suárez Sotomayor
Fecha: 27/10/2015
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Proyecto de Titulación
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OBJETIVOS DEL PROYECTO
El Proyecto “Implementación de una CNC para la fabricación de
placas PCB, basado en
software libre” pretende implementar una máquina CNC
de bajo costo para la construcción de
placas PCB, utilizando como base una microfresadora
Proxxon MF 70, cuyo motor está fundido.Primero que todo, se estudia
la factibilidad de la realización del proyecto. El objetivo
principal
del proyecto es adaptar y automatizar la máquina a partir de
tres motores paso a paso, uno por
cada uno de los ejes. Originalmente los ejes se mueven con unas
manivelas, las que seránreemplazadas por los motores. El movimiento
de la herramienta de fresado depende del motor, el
cual se encuentra dañado, por lo que la herramienta y el motor
serán reemplazados por un módulo
que cumpla con los requerimientos. Todo lo anterior requiere de
ciertas modificaciones físicas y
mecánicas. En paralelo a la adaptación física, se evalúan
distintas opciones para el hardware y elsoftware. El hardware
considera los controladores de los motores paso a paso y el
microcontrolador, que sirve de interfaz entre los controladores
y el computador. El software
considera los programas CAD, CAM y el programa de control de la
CNC, los cuales son del tipoopen-source.
TRABAJO A DESARROLLAR
El Proyecto se inicia con el estudio del Control Numérico por
Computadora (CNC), de los
motores paso a paso y del análisis de otras implementaciones de
máquinas CNC, sin y con la
microfresadora, para definir cuán viable es utilizar la Proxxon
MF 70. Luego de esto, se debeencontrar una alternativa para la
adaptación de la máquina y el montaje de cada uno de los
motores paso a paso en su respectivo eje. Luego se visualiza
cuál será la solución menos costosa para el módulo consistente
en la herramienta de fresado y el motor de la máquina. Dentro de
las posibles opciones está el reemplazar el motor por uno de
respuesto, original o alternativo; o en su
defecto diseñar una pieza para el montaje de un Dremel.
Posteriormente se debe definir el
hardware a utilizar y determinar los materiales que ya se poseen
y los que no, para así definir lascompras. El software debe ceñirse
a lo representado en el esquema de la Figura 1. Previo diseño
del circuito y de la respectiva placa PCB se obtiene el archivo
CAD; éste se convierte en un
archivo CAM que entrega el G-code, código que se carga al
programa que interactúa con lamáquina CNC y la controla,
convirtiendo el G-code en señales de paso y dirección para cada
uno
de los motores.
EVALUACIONES A REALIZAR
Las evaluaciones a realizar se explican a continuación. Primero
que todo, se debe evaluar
que la adaptación física y mecánica de la máquina soporte los
esfuerzos que harán los motores paso a paso en cada uno de los
ejes. En segundo lugar, se hará un programa en código C para
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Proyecto de Titulación
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evaluar el movimiento de los motores, en particular, la
dirección y la velocidad. El controlador
del motor tiene varias formas de conexión que entregan
diferentes modos de operación para elmotor, por lo que se debe
evaluar cuál funciona mejor para la aplicación y la precisión que
se
requiere. En este punto, la máquina debería estar ensamblada y
se harán comprobaciones de lamecánica para asegurarse de ir bien
encaminado. Una de las especificaciones es que lacomunicación con
el computador debe ser por medio puerto serial, lo cual acota el
software y se
evaluarán aquellos que son compatibles con el hardware a
utilizar. Se cargará un código G en el
software escogido para comprobar el funcionamiento de la máquina
y así hacer ajustes. Sedefinirá dónde poner los sensores para
proteger a los motores de hacer esfuerzo adicional.
Finalmente, se debe evaluar la máquina CNC en su conjunto
haciendo pruebas de resultado
completo, con las cuales se pueden determinar los puntos
críticos y arreglar los detalles para su
correcto funcionamiento.
RESULTADOS ESPERADOS
Al completar el Proyecto “Implementación de una CNC para la
fabricación de placas
PCB, basado en software libre”, se espera poder diseñar y
fabricar placas PCB con la
microfresadora Proxxon MF 70 automatizada. Adicionalmente se
considera la confección de unaguía de uso rápido, la cual explicite
los puntos críticos para usuarios futuros.
Figura 1. Esquema del proceso completo.
