Diseño y construcción de un prototipo de máquina para corte y grabado láser por control numérico
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Date
2022
Directors
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Publisher
Quevedo:UTEQ
Abstract
El presente proyecto se enfocó en el análisis del proceso de pirograbado, tratándose de una técnica artesanal para realizar bocetos, esquemas de grabados en superficies de madera, etc. Por otra parte, la investigación se localizó en el cantón de Buena Fe, donde se recopiló información a nivel de localidad con la finalidad de establecer requisitos técnicos, como la arquitectura mecánica que conforma los sistemas de accionamiento, estructura, componentes mecánicos y a su vez, la arquitectura eléctrica que presenta sistema de conexiones y comunicación. Donde se llevó un control de la metodología del desarrollo que definen los requisitos de usuario a través de encuesta, estableciendo los requisitos del sistema y de su arquitectura. En cuanto al proceso de diseño, este desarrolló el análisis de ejes con diámetros de 10 mm y 8 mm, selección de motores NEMA 17 con torque máximo de 0,4 Nm, selección de rodamientos, selección de husillo y tuercas. Por tanto, cumplieron con los requerimientos de diseño establecidos en referencias bibliográficas y documentación. Posteriormente se realizó la construcción del prototipo de dimensiones generales de 750 x 535 mm, que consta con componentes elaborados mediante manufactura aditiva 3D, también se caracterizó por su potencia láser de 15 W con una fuente de alimentación de 110 a 220 V con la finalidad de manipular la placa Arduino Uno. Finalmente se desarrolló el protocolo de pruebas que consistió en ejecutar funciones principales del equipo de grabado o corte, por consiguiente, se establecen condiciones de operatividad para cada uno de los materiales ensayados (plywood, MDF, cartón, balsa, cartón paja), por lo cual en cada ensayo se pueden encontrar variaciones de velocidades, potencia, calidad de imagen, limitaciones del equipo, cuyos resultados denotan parámetros de funcionamiento a velocidades mínimas de 20 mm/min para realizar cortes y a 900 mm/min como velocidad máxima para realizar grabados.
Palabras claves: Grabado y corte láser, Control CNC, Arduino Uno, GRBL, Código G
Description
This project focused on the analysis of the pyrography process, which is an artisanal technique for making sketches, engraving diagrams on wood surfaces, etc. On the other hand, the research was in the canton of Buena Fe, where information was collected at the locality level to establish technical requirements, such as the mechanical architecture that makes up the drive systems, structure, mechanical components and in turn, the electrical architecture that presents the connection and communication system. Where a control of the development methodology was carried out, defining the user requirements through a survey, establishing the requirements of the system and its architecture. As for the design process, it developed the analysis of shafts with diameters of 10 mm and 8 mm, selection of NEMA 17 motors with maximum torque of 0.4 Nm, selection of bearings, selection of spindle and nuts. Therefore, they complied with the design requirements established in bibliographic references and documentation. Subsequently, the construction of the prototype of general dimensions of 750 x 535 mm was carried out, which consists of components made by 3D additive manufacturing, it was also characterized by its laser power of 15 W with a power supply of 110 to 220 V to manipulate the Arduino Uno board. Finally, the test protocol was developed, which consisted of executing the main functions of the engraving or cutting equipment, therefore, operating conditions are established for each of the materials tested (plywood, MDF, cardboard, balsa, cardboard straw), so that in each test variations of speeds, power, image quality, equipment limitations can be found, whose results denote operating parameters at minimum speeds of 20 mm/min for cutting and 900 mm/min as maximum speed for engraving.
Keywords: Laser engraving and cutting, CNC Control, Arduino Uno, GRBL, G Code
Keywords
Grabado y corte láser, Control CNC, Arduino Uno, Código G
Citation
Bermúdez Morán Bryan, Iza Lucio Darwin Lenin (2022) "Diseño y construcción de un prototipo de máquina para corte y grabado láser por control numérico".Quevedo:UTEQ.219p