Desarrollo de un sistema de control en lazo cerrado para los movimientos del extrusor y la plataforma del sistema de impresión UAO 3DP
La mayoría de los sistemas de impresión 3D funcionan con sistemas de control generalmente en lazo abierto, por lo que no se tiene retroalimentación para garantizar movimientos o salida de material apropiados. Con el control de lazo abierto, los sistemas de impresión (generalmente de gama baja) son s...
- Autores:
-
Cerón Viveros, Manuela Fernanda
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2018
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:red.uao.edu.co:10614/10371
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/10614/10371
- Palabra clave:
- Ingeniería Mecatrónica
Impresión 3D
Lazo cerrado
Sistemas de impresión
Lazo abierto
Diseño Concurrente
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La mayoría de los sistemas de impresión 3D funcionan con sistemas de control generalmente en lazo abierto, por lo que no se tiene retroalimentación para garantizar movimientos o salida de material apropiados. Con el control de lazo abierto, los sistemas de impresión (generalmente de gama baja) son susceptibles a factores que no se miden ni corrigen, tales como fallas en los accesorios mecánicos, atascos en el sistema de movimiento, pérdida de pasos en los motores y perturbaciones externas, que pueden causar desplazamiento de capas, produciendo piezas defectuosas. El trabajo reportado fue desarrollado bajo la metodología de diseño concurrente, e ilustra la investigación y resultados en la implementación del sistema de posicionamiento de lazo cerrado de la boquilla de extrusión y de la plataforma de construcción de la impresora UAO 3DP, construida con tecnología por extrusión de filamento, bajo estándares Open-Source. Esto se realiza utilizando el microcontrolador ATmega 2560 que lee señales enviadas desde la placa controladora de la impresora -correspondiente a las posiciones deseadas-, y las compara con las señales procedentes de tres encoders ópticos lineales ubicados en los ejes x, y y z de la impresora, que proporcionan la posición relativa actual del cabezal y la plataforma de impresión. Durante el proceso se diseña una prueba estándar con el fin de realizar comparaciones del proceso de impresión en lazo abierto y cerrado. Los resultados demuestran la capacidad del sistema para monitorear la posición relativa deseada y actual del cabezal y la plataforma de construcción durante el proceso de impresión, además asegura su correcto posicionamiento ante posibles perturbaciones corrigiendo la desviación de la trayectoria deseada mediante una estrategia que calcula el error entre los datos recibidos y genera una acción de control que contrarresta el efecto de perturbaciones de manera independiente en cada eje, lo que se refleja en la desviación máxima de 0,5mm en la geometría impresa en una capa ante la perturbación establecida en la prueba diseñada. Monitorear continuamente los movimientos durante todo el proceso de impresión garantiza un posicionamiento más preciso frente a posibles perturbaciones, lo que significa un importante ahorro de tiempo, material y dinero. Este trabajo se puede ampliar a otras técnicas de impresión o máquinas de control numérico por computadora (CNC), mejorando las máquinas y las piezas fabricadas. |
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El trabajo reportado fue desarrollado bajo la metodología de diseño concurrente, e ilustra la investigación y resultados en la implementación del sistema de posicionamiento de lazo cerrado de la boquilla de extrusión y de la plataforma de construcción de la impresora UAO 3DP, construida con tecnología por extrusión de filamento, bajo estándares Open-Source. Esto se realiza utilizando el microcontrolador ATmega 2560 que lee señales enviadas desde la placa controladora de la impresora -correspondiente a las posiciones deseadas-, y las compara con las señales procedentes de tres encoders ópticos lineales ubicados en los ejes x, y y z de la impresora, que proporcionan la posición relativa actual del cabezal y la plataforma de impresión. Durante el proceso se diseña una prueba estándar con el fin de realizar comparaciones del proceso de impresión en lazo abierto y cerrado. Los resultados demuestran la capacidad del sistema para monitorear la posición relativa deseada y actual del cabezal y la plataforma de construcción durante el proceso de impresión, además asegura su correcto posicionamiento ante posibles perturbaciones corrigiendo la desviación de la trayectoria deseada mediante una estrategia que calcula el error entre los datos recibidos y genera una acción de control que contrarresta el efecto de perturbaciones de manera independiente en cada eje, lo que se refleja en la desviación máxima de 0,5mm en la geometría impresa en una capa ante la perturbación establecida en la prueba diseñada. Monitorear continuamente los movimientos durante todo el proceso de impresión garantiza un posicionamiento más preciso frente a posibles perturbaciones, lo que significa un importante ahorro de tiempo, material y dinero. Este trabajo se puede ampliar a otras técnicas de impresión o máquinas de control numérico por computadora (CNC), mejorando las máquinas y las piezas fabricadas.Proyecto de grado (Ingeniero Mecatrónico)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2018PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a)application/pdf117 páginasspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería MecatrónicaDepartamento de Automática y ElectrónicaFacultad de IngenieríaDerechos Reservados - Universidad Autónoma de Occidentehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2instname:Universidad Autónoma de Occidentereponame:Repositorio Institucional UAO3D PRINTING. What is 3d printing? [En línea]. En: 3dprinting.com [Consultado el 14 de marzo de 2017] Disponible en internet: https://3dprinting.com/what-is-3d-printing/#whatitis ACARNLEY, Paul. 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