Torno CNC de uso didáctico: prototipo mecatrónico UCCNC01

CNC lathe for didactic use: mechatronic prototype UCCNC01

El torno cnc para uso didáctico es un prototipo mecatrónico concebido por la Facultad de Ingeniería de la Universidad Cooperativa de Colombia, Sede Bogotá. El proceso tecnológico incluyó las siguientes actividades: análisis funcional, modelado cinemático y dinámico, diseño mecánico y fabricación del prototipo. También se desarrollaron los sensores, actuadores, sistemas de control y comunicaciones, así como la interfaz para los procesos de mecanizado de piezas asistidos por computador. El presente artículo explica la metodología utilizada para la fabricación del cabrestante didáctico, y comenta cómo se consiguió minimizar los tiempos y costes asociados al diseño y construcción del prototipo. Finalmente, se presenta la contribución de diversas competencias y tecnologías de ingeniería, así como el proceso de integración de los subsistemas implementados.

INTRODUCCIÓN

El diseño y construcción de máquinas automáticas es un proceso de desarrollo tecnológico que integra la ingeniería mecánica, electrónica y de sistemas e involucra diversas técnicas, herramientas y metodologías en cada una de las áreas mencionadas.

Una máquina, en términos generales —herramienta para tornear materiales automáticamente con una función claramente didáctica—, se ubica en la más moderna categoría dentro de la siguiente clasificación: torno de engranajes, torno revolver y torno automático cnc (Krar y Check, 2002, p. 335).

El diseño y la construcción de herramientas cnc han ocupado diversos espacios de investigación y desarrollo tecnológico. Algunos de los referentes más importantes que anteceden el progreso del presente proyecto son:

• La arquitectura de hardware/software (Cuenca, et ál., 2007, pp. 96-97) para la generación computacional de trayectorias de la herramienta en procesos de mecanizado asistido por computador presenta una aplicación para un torno mecanizado que incorpora un desarrollo basado en fpgas de acuerdo con el algoritmo “Digitalización Virtual”.
• ​Se han desarrollado dispositivos reconfigurablespara aplicar los algoritmos en control numérico por computadora (cnc). Estos ofrecen un rendimiento alto de ejecución de la programación cnc y la flexibilidad para el diseño del sistema. Este antecedente se centra en un nuevo algoritmo propuesto de remuestreo para el movimiento sincronizado en el roscado y una lógica reconfigurable en un torno cnc (Dong et ál., 2009, p. 2835).