Diseño y construcción de una máquina CNC para el corte de piezas de aeromodelos en poliestireno expandido

El aeromodelismo es un deporte y forma de entretenimiento cuyo objetivo es diseñar y construir aeromodelos, aeronaves sin tripulante a escala reducida o réplicas de otras ya existentes, además de hacerlos volar y adquirir la práctica de vuelo con los mismos. El uso de las máquinas CNC para el corte...

Full description

Autores:: Cárdenas Mantilla, Mario Andrés

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2020

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

id	UNAB2_b47620fe3d82e837b95fac1429ebae56
oai_identifier_str	oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/11949
network_acronym_str	UNAB2
network_name_str	Repositorio UNAB
repository_id_str
dc.title.spa.fl_str_mv	Diseño y construcción de una máquina CNC para el corte de piezas de aeromodelos en poliestireno expandido
dc.title.translated.spa.fl_str_mv	Design and construction of a CNC machine for cutting expanded polystyrene model aircraft parts
title	Diseño y construcción de una máquina CNC para el corte de piezas de aeromodelos en poliestireno expandido
spellingShingle	Diseño y construcción de una máquina CNC para el corte de piezas de aeromodelos en poliestireno expandido Mechatronic Parts cutting Expanded polystyrene Mathematical models Machine design Aeronautical sports Aeromodelling Model control Mecatrónica Modelos matemáticos Diseño de máquinas Deportes aeronáuticos Control modelo Corte de piezas Poliestireno expandido Aeromodelismo
title_short	Diseño y construcción de una máquina CNC para el corte de piezas de aeromodelos en poliestireno expandido
title_full	Diseño y construcción de una máquina CNC para el corte de piezas de aeromodelos en poliestireno expandido
title_fullStr	Diseño y construcción de una máquina CNC para el corte de piezas de aeromodelos en poliestireno expandido
title_full_unstemmed	Diseño y construcción de una máquina CNC para el corte de piezas de aeromodelos en poliestireno expandido
title_sort	Diseño y construcción de una máquina CNC para el corte de piezas de aeromodelos en poliestireno expandido
dc.creator.fl_str_mv	Cárdenas Mantilla, Mario Andrés
dc.contributor.advisor.spa.fl_str_mv	Roa Prada, Sebastián
dc.contributor.author.spa.fl_str_mv	Cárdenas Mantilla, Mario Andrés
dc.contributor.cvlac.*.fl_str_mv	Roa Prada, Sebastián [0000295523]
dc.contributor.googlescholar.*.fl_str_mv	Roa Prada, Sebastián [xXcp5HcAAAAJ]
dc.contributor.orcid.*.fl_str_mv	Roa Prada, Sebastián [0000-0002-1079-9798]
dc.contributor.scopus.*.fl_str_mv	Roa Prada, Sebastián [24333336800]
dc.contributor.researchgate.*.fl_str_mv	Roa Prada, Sebastián [Sebastian_Roa-Prada]
dc.subject.keywords.eng.fl_str_mv	Mechatronic Parts cutting Expanded polystyrene Mathematical models Machine design Aeronautical sports Aeromodelling Model control
topic	Mechatronic Parts cutting Expanded polystyrene Mathematical models Machine design Aeronautical sports Aeromodelling Model control Mecatrónica Modelos matemáticos Diseño de máquinas Deportes aeronáuticos Control modelo Corte de piezas Poliestireno expandido Aeromodelismo
dc.subject.lemb.spa.fl_str_mv	Mecatrónica Modelos matemáticos Diseño de máquinas Deportes aeronáuticos Control modelo
dc.subject.proposal.spa.fl_str_mv	Corte de piezas Poliestireno expandido Aeromodelismo
description	El aeromodelismo es un deporte y forma de entretenimiento cuyo objetivo es diseñar y construir aeromodelos, aeronaves sin tripulante a escala reducida o réplicas de otras ya existentes, además de hacerlos volar y adquirir la práctica de vuelo con los mismos. El uso de las máquinas CNC para el corte de las piezas que forman estos aeromodelos es una ventaja para la producción de las empresas dedicadas a su producción y comercialización. Este proyecto tiene como finalidad el diseño y la construcción de una máquina para el corte de piezas de aeromodelos en poliestireno expandido para ser utilizadas en la creación o reparación de estos. Se desarrollará en varias etapas: primero, se realizará una investigación de las posibles soluciones para el diseño del sistema según sus características, el desplazamiento, el método de corte y la instrumentación, teniendo en cuenta las especificaciones del cliente. Luego se modelará el sistema CAD, se obtendrán los planos de las piezas necesarias para su construcción, se simulará el comportamiento del modelo y se compararán los resultados con el modelo CAD. Posteriormente, se seleccionarán los materiales, actuadores y sensores para realizar el ensamblaje y, por último, se realizará la construcción y validación de la máquina, haciendo el corte de una pieza definida por el cliente y evaluando el resultado de esta.
publishDate	2020
dc.date.accessioned.none.fl_str_mv	2020-12-16T14:53:16Z
dc.date.available.none.fl_str_mv	2020-12-16T14:53:16Z
dc.date.issued.none.fl_str_mv	2020
dc.type.driver.none.fl_str_mv	info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.local.spa.fl_str_mv	Trabajo de Grado
dc.type.coar.none.fl_str_mv	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.redcol.none.fl_str_mv	http://purl.org/redcol/resource_type/TP
format	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv	http://hdl.handle.net/20.500.12749/11949
dc.identifier.instname.spa.fl_str_mv	instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
dc.identifier.reponame.spa.fl_str_mv	reponame:Repositorio Institucional UNAB
dc.identifier.repourl.spa.fl_str_mv	repourl:https://repository.unab.edu.co
url	http://hdl.handle.net/20.500.12749/11949
identifier_str_mv	instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB reponame:Repositorio Institucional UNAB repourl:https://repository.unab.edu.co
dc.language.iso.spa.fl_str_mv	spa
language	spa
dc.relation.references.spa.fl_str_mv	[1] MACAS, Edwin. (2007). MODELAMIENTO Y CONTRUCCION DE UNA MÁQUINA PROTOTIPO PARA LAMINADO Y CORTE DE BLOQUES DE POLIESTIRENO EXPANDIDO DE DIMENSIONES 300X200X50. Escuela Politécnica Nacional. Quito. [2] HERNÁNDEZ, Darío. (2009). MESA DE POSICIONAMIENTO X & Y, PARA MULTIPLES PROPOSITOS. Universidad Pontificia Bolivariana. Bucaramanga. [3] BELTRAN, Leonardo. VELA, Jorge S. (2010). DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA MÁQUINA CORTADORA DE POLIESTIRENO EXPANDIDO CON CONTROL NUMERICO COMPUTARIZADO. Escuela Politécnica Nacional. Quito. [4] G. López Mera. H. Rodríguez Cortez. (2013). MODELADO DEL HILO CALIENTE UTILIZADO EN EL CORTE DE ESPUMAS RIGIDAS. Congreso Nacional de Control Automático. Ensenada, México [5] GUANOLUISA, Holguer. SANCHEZ, Héctor P. (2018). DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA MÁQUINA FRESADORA CNC DE 3 GRADOS DE LIBERTAD CON UN VOLUMEN DE TRABAJO UTIL DE 500 X 500 X 100 mm PARA TALLAR MADERA EN ALTO Y BAJO RELIEVE. Escuela Politécnica Nacional. Quito. [6] GAVILLANES, Jenny L. COLLAGUAZO, Kevler F. (2015). DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA MÁQUINA PARA CORTAR POLIESTIRENO EXPANDIDO CON MOTORES DE PASO CONTROLADOS CON UN PLC. Universidad Politécnica Salesiana. Quito. [7] CASTELLANOS, Juliana. ROA, Mónica F. (2016). DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA MÁQUINA RUTEADORA DE CIRCUITOS. Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB. Bucara [8] GUTIERREZ, Katherin. MANTILLA, Julian. RODRIGUEZ, Jhon. TUTA, Gilmer. CLEMENTE, Daniel (2016). DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA CNC PARA LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA. Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB. Bucaramanga. [9] IVANOVSKIS, Luka. (2017). FOUR AXIS HOT-WIRE FOAM CUTTER CONTROLLED BY MINDSTORMS EV3. Universidad Saimaa de Ciencias Aplicadas. Finlandia. [10] Departamento de Control y Gestión de Sistemas de Ingeniería. (2017). FOUR-AXIS CNC MACHINE WITH MICROCONTROLLER FOR CUTTING POLYSTYRENE WITH HOT WIRE. Universidad de Oradea. Romani [11] ASM Handbook - Volume 15 Casting. (2008). Materials Park (Ohio): ASM Handbook - Volume 15 Casting. Materials Park (Ohio): ASM International. Asminternational.org. [12] CALDERON, Daniel M. (2010). SISTEMA DE CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO PARA CORTE DE POLIESTIRENO. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Carta [13] Maldonado Coque, Freddy Roberto y Vargas Jaramillo, Néstor Alfredo (2015). Diseño y construcción de una cortadora CNC para fomix y sus derivados. Carrera de Ingeniería en Mecatrónica. Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE. Matriz Sangolquí. [14] Transmisiones por Correas Dentadas de Tiempo y Sincrónicas. Manual de Selección. INTERMEC S.A. Productos Mecánicos pata Transmisión de Potencia [15] SANCHEZ, Andres G. (2015). IMPRESORA 3D DE ESCRITORIO BASADA EN EL MODELO OPEN SOURCE PARA LA ELABORACIÓN DE OBJETOS FÍSICOS. UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO. Ecua [16] GERDAU CORSA. Catalogo: “EL ACERO HOY”. Elección del tipo de acero para estructuras [17] Hamrock, B., & Anderson, W. (1983). Rolling – Element Bearings. Ntrs.nasa.gov. [18] Jeyson A. Hernández, Brajan N. Ruiz, Oscar E, Rueda, Sebastián Roa. (2017). Mechatronic Design using APTE and QFD methodologies to select the morphology of a mobile platform for assisted coffee harvesting in high-sloped terrains. Universidad Autónoma de Bucaramanga, Bucaramanga, Colombia. [19] Maribel T. Fernández. (2015). Elaboración de fórmulas analíticas y tablas de cálculo para las estructuras metálicas de acero según la normativa Eurocódigo 3. Anexo E: Análisis de vigas biempotradas. Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Industrial de Barcelona. España [20] Toshiba, TAEC (TOSHIBA AMERICA ELECTRONIC COMPONENTS). TOSHIBA BiCD Integrated Circuit TB660 [21] VISHAY, Vishay Siliconix, IRFP240, SiHFP240 [22] GT2/GT3 TIMING BELT PULLEYS 2mm PITCH. SDP/SI. [23] TIMING BELTS, PULLEYS, CHAINS AND SPROCKETS. SDP/SI [24] RUEDA, Oscar E. (2018). Metodologías de diseño mecatrónico. Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB. Colom [25] Diseño de Elementos de Máquinas – V. M. Faires (4ta Edición [26] Diseño de Máquinas. Un enfoque integrado. – Robert. L. Norton (4ta Edición) [27] Vida del rodamiento - El cálculo de la esperanza de vida de fatiga básica de los rodamientos de rodillos. Technical Insight. MOTION & CONTROL NSK [28] Mike Lynch Founder and President, C. (2018). Key CNC Concept #1—The Fundamentals Of CNC. Mmsonline.com [29] ANAPE - Asociación Nacional de Poliestireno Expandido. (2018). PROPIEDADES DEL EPS. España: ANAPE. www.anape.es. [30] Epilog Laser (Epilog Corporation US). How to Laser Cut: The Basics of Cutting with a Laser System. Epiloglaser.com. [31] Hot wire CNC foam cutters \| 3D Foam cutting machines. Hotwire Systems. http://www.hotwiresystems.com/hot-wire-cnc-foam-cutters/ [32] Pelican Wire Company US. Alloy 650 (Nichrome 80). Pelicanwire.com [33] Properties of EPS - Expanded Polystyrene Australia. Expanded Polystyrene Australia. http://epsa.org.au/about-eps/what-is-eps/properties-of-eps [34] Ingeacol - Corte Icopor. (2017). Ingeacol.com. [35] The Next Manufacturing Revolution: The Future of CNC Technology. (2016). INSTITUTE OF TECHNICAL TRADES. Toronto. http://www.instituteoftechnicaltrades.com/blog/future-cnc-technolo [36] CNC definition and meaning \| Collins English Dictionary. (2018). Collinsdictionary.com. [37] CNC Routers from MultiCam \| Streamlined Automation from Cabinets to Signs. CNC Cutting Machines for Your Application & Budget \| MultiCam. http://www.multicam.com/products/cnc-routers/ [38] Arduino - Introduction. Arduino.cc [39] Jedicut \| Hot wire cutting becomes easy. Jedicut.co [40] FoamWorks Home Page. Foamwork.net. [41] Rodamientos, Sellos, Lubricación, Mecatrónica y Servicios \| Grupo SKF. Skf.com. [42] Bosch Rexroth. The Drive & Control Company. - Bosch Rexroth AG. Boschrexroth.com [43] Schaeffler Iberia \| Rodamientos, rodamientos de bolas, de agujas y de rodillos, rodamientos de súper precisión, sistemas de guiado lineal, soportes. Schaeffler.es. [44] Stepper and Synchronous Gearmotors. (2018). MOLON MOTOR & COIL CORPORATION. Molon.com. [45] Toshiba, TAEC (TOSHIBA AMERICA ELECTRONIC COMPONENTS). TOSHIBA BiCD Integrated Circuit TB6600 [46] Dfrobot, robotics and open source hardware provider. Dfrobot.com [47] ABB, ASEA Brown Boveri. New.abb.com. [48] Nacional De Resortes Y Cauchos. Bucaramanga. Colombia. https://www.facebook.com/nacionalderesortes/ [49] 80/20 Ni Cr Resistance Wire - Alloy Wire International. (2018). Alloy Wire International. https://www.alloywire.com/products/8020-ni-cr-nickel-chrome-resistance-wire [50] Parafly24, M. (2018). MDLCNC Interfaceboard. Rc-letmathe.de [51] Dilatación Térmica \| Fisicalab. (2018). Fisicalab.com. [52] Grabcad. https://grabcad.com/ [53] Interruptores de final de carrera \| ABB. (2018). New.abb.com. [54] SC16, C. (2018). Cojinete para Eje de Deslizamiento Lineal SC16UU SC16 - VISTRONICA SAS. Vistronica.com. [55] SHF16, S. (2018). Soporte Para Eje Liso SHF16 - VISTRONICA SAS. Vistronica.com [56] https://mx.depositphotos.com/147770019/stock-video-automatic-cutting-of-expanded-polystyrene.html [57] Google Images. Resorte de tensión.
dc.rights.uri.*.fl_str_mv	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
dc.rights.local.spa.fl_str_mv	Abierto (Texto Completo)
dc.rights.accessrights.spa.fl_str_mv	info:eu-repo/semantics/openAccess http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons.*.fl_str_mv	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia
rights_invalid_str_mv	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/ Abierto (Texto Completo) http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia
eu_rights_str_mv	openAccess
dc.format.mimetype.spa.fl_str_mv	application/pdf
dc.coverage.spatial.spa.fl_str_mv	Colombia
dc.coverage.campus.spa.fl_str_mv	UNAB Campus Bucaramanga
dc.publisher.grantor.spa.fl_str_mv	Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB
dc.publisher.faculty.spa.fl_str_mv	Facultad Ingeniería
dc.publisher.program.spa.fl_str_mv	Pregrado Ingeniería Mecatrónica
institution	Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
bitstream.url.fl_str_mv	https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/11949/1/2020_Tesis_Mario_Andres_Cardenas.pdf https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/11949/2/2020_Licencia_Mario_Andres_Cardenas.pdf https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/11949/3/license.txt https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/11949/4/2020_Tesis_Mario_Andres_Cardenas.pdf.jpg https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/11949/5/2020_Licencia_Mario_Andres_Cardenas.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv	e9adc57e18c0a51bc075e717fd1f7c18 fd61fc45e0b90b3caa53e0737dceec89 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 1987ca8b24fa8b5b41ab6b478bc0d597 93b08ac6a1becb98b101d80fd33b1440
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv	MD5 MD5 MD5 MD5 MD5
repository.name.fl_str_mv	Repositorio Institucional \| Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
repository.mail.fl_str_mv	repositorio@unab.edu.co
_version_	1808410550491676672
spelling	Roa Prada, Sebastiándd399662-c4ef-4825-81c2-4d5982b995c7-1Cárdenas Mantilla, Mario Andrés4559944d-c821-470c-93cf-b3b3d299cdd0-1Roa Prada, Sebastián [0000295523]Roa Prada, Sebastián [xXcp5HcAAAAJ]Roa Prada, Sebastián [0000-0002-1079-9798]Roa Prada, Sebastián [24333336800]Roa Prada, Sebastián [Sebastian_Roa-Prada]ColombiaUNAB Campus Bucaramanga2020-12-16T14:53:16Z2020-12-16T14:53:16Z2020http://hdl.handle.net/20.500.12749/11949instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABreponame:Repositorio Institucional UNABrepourl:https://repository.unab.edu.coEl aeromodelismo es un deporte y forma de entretenimiento cuyo objetivo es diseñar y construir aeromodelos, aeronaves sin tripulante a escala reducida o réplicas de otras ya existentes, además de hacerlos volar y adquirir la práctica de vuelo con los mismos. El uso de las máquinas CNC para el corte de las piezas que forman estos aeromodelos es una ventaja para la producción de las empresas dedicadas a su producción y comercialización. Este proyecto tiene como finalidad el diseño y la construcción de una máquina para el corte de piezas de aeromodelos en poliestireno expandido para ser utilizadas en la creación o reparación de estos. Se desarrollará en varias etapas: primero, se realizará una investigación de las posibles soluciones para el diseño del sistema según sus características, el desplazamiento, el método de corte y la instrumentación, teniendo en cuenta las especificaciones del cliente. Luego se modelará el sistema CAD, se obtendrán los planos de las piezas necesarias para su construcción, se simulará el comportamiento del modelo y se compararán los resultados con el modelo CAD. Posteriormente, se seleccionarán los materiales, actuadores y sensores para realizar el ensamblaje y, por último, se realizará la construcción y validación de la máquina, haciendo el corte de una pieza definida por el cliente y evaluando el resultado de esta.1. INTRODUCCION ..................................................................................16 2. OBJETIVOS .........................................................................................17 2.1 Objetivo general............................................................................. 17 2.2 Objetivos específicos ..................................................................... 17 3. JUSTIFICACIÓN ...................................................................................18 4. METODOLOGÍA ...................................................................................20 4.1 Plan de actividades ........................................................................ 21 5. ESTADO DEL ARTE .............................................................................25 6. MARCO TEORICO ...............................................................................33 6.1 Máquinas CNC .............................................................................. 33 6.2 Ventajas de un sistema CNC .......................................................... 33 6.3 Desventajas de un sistema CNC ..................................................... 33 6.4 Tipos de sistemas CNC .................................................................. 33 6.4.1 Según el desplazamiento ......................................................... 33 6.4.2 Según la estructura .................................................................. 34 6.4.3 Según el método de corte......................................................... 35 6.5 Programación CNC ........................................................................ 35 6.6 Motores paso a paso ...................................................................... 36 6.7 Tipos de motores paso a paso ........................................................ 36 6.7.1 Según la construcción .............................................................. 36 6.7.2 Según la conexión y excitación ................................................. 37 6.8 Transmisión mecánica.................................................................... 39 6.8.1 Correa dentada........................................................................ 39 6.8.2 Tipos de correas dentadas ....................................................... 39 6.8.3 Rodamientos ........................................................................... 40 6.8.4 Tipos de rodamientos según la geometría ................................. 40 6.8.5 Tipos de rodamientos según la carga que reciben...................... 41 6.8.6 Tipos de rodamientos según el movimiento ............................... 41 6.9 Arduino ......................................................................................... 41 6.10 Filamento caliente de Nicromo ..................................................... 42 6.11 Poliestireno expandido (EPS) ...................................................... 44 6.12 Propiedades del poliestireno expandido (EPS).............................. 45 6.13 Vigas y esfuerzos de flexión ........................................................ 46 6.14 Esfuerzo..................................................................................... 47 6.15 Deflexión en vigas....................................................................... 47 6.16 Coeficiente de seguridad ............................................................. 48 6.17 Resortes, Ley de Hooke y deflexión en resortes............................ 48 6.18 Vida útil de un rodamiento (Índice L10)......................................... 49 6.19 Metodología APTE ...................................................................... 49 6.20 Matriz QFD ................................................................................. 50 7. SELECCIÓN DE LOS ELEMENTOS QUE CONFORMAN LA MÁQUINA..51 7.1 Diagrama de sistemas .................................................................... 51 7.2 Selección de los elementos utilizando la metodología APTE ............. 51 8. DISEÑO DEL SISTEMA MECÁNICO .....................................................57 8.1 Diseño conceptual.......................................................................... 57 8.2 Consideraciones para el diseño ...................................................... 62 8.3 Componentes mecánicos por diseñar .............................................. 63 8.3.1 Soportes de los eslabones:....................................................... 63 8.3.2 Placa para base de carro horizontal: ......................................... 65 8.3.3 Placa para techo de carro horizontal: ........................................ 67 8.3.4 Placa del carro vertical: ............................................................ 68 8.3.5 Mecanismo telescópico: ........................................................... 70 8.3.6 Guías verticales: ...................................................................... 73 8.3.7 Guías horizontales: .................................................................. 75 8.3.8 Soportes para guías horizontales: ............................................. 77 8.3.9 Mecanismo de sujeción del filamento: ....................................... 78 8.3.10 Determinación de la fuerza de corte: ...................................... 81 8.4 Análisis dinámico del ensamblaje .................................................... 82 8.5 Simulación de elementos finitos ...................................................... 83 8.5.1 Geometría de la simulación ...................................................... 83 8.5.2 Condiciones de frontera ........................................................... 83 8.5.3 Malla de la simulación .............................................................. 86 8.5.4 Configuración de la solución ..................................................... 88 8.5.5 Resultados obtenidos ............................................................... 90 8.6 Componentes mecánicos por seleccionar ........................................ 92 8.6.1 Rodamientos: .......................................................................... 92 15 8.6.2 Acoples de barras: ................................................................... 95 8.6.3 Motores y piñones:................................................................... 96 8.6.4 Correa dentada: ......................................................................101 9. DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE CONTROL Y POTENCIA ..... 103 9.1 Alimentación del motor MOLON .....................................................104 9.2 Driver TB6600 ..............................................................................104 9.3 Fuente reguladora de voltaje LRS-100-12.......................................105 9.4 Sensores finales de carrera ...........................................................106 9.5 Transformador ..............................................................................106 9.6 Alimentación filamento de nicromo .................................................107 9.7 Rectificador, filtro y transistor .........................................................109 9.8 Pantalla LCD ................................................................................111 10. ALGORITMO DE CONTROL E INTERPRETACIÓN.............................. 112 11. LISTADO DE MATERIALES ................................................................ 114 12. CONSTRUCCION Y VALIDACION DE LA MÁQUINA ........................... 115 11.1 Construcción del sistema mecánico ............................................115 11.2 Montaje del sistema de potencia y control ...................................135 11.3 Preparación y programación de Jedicut .......................................137 11.4 Proceso de validación ................................................................143 11.5 Informe de Troubleshooting ........................................................148 13. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................... 150 12.1 Conclusiones .............................................................................150 12.2 Recomendaciones .....................................................................150 14. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................... 152 15. WEBGRAFÍA ...................................................................................... 155 16. ANEXOS ............................................................................................ 157PregradoModel airplanes are a sport and form of entertainment whose objective is to design and build model airplanes, reduced-scale unmanned aircraft or replicas of existing ones, in addition to making them fly and acquiring the practice of flying with them. The use of CNC machines to cut the parts that make up these model aircraft is an advantage for the production companies dedicated to their production and marketing. The purpose of this project is the design and construction of a machine for cutting model airplane parts in expanded polystyrene to be used in the creation or repair of these. It will be developed in several stages: first, an investigation of the possible solutions for the design of the system will be carried out according to its characteristics, the displacement, the cutting method and the instrumentation, taking into account the customer's specifications. Then the CAD system will be modeled, the plans of the parts necessary for its construction will be obtained, the behavior of the model will be simulated, and the results will be compared with the CAD model. Subsequently, the materials, actuators and sensors will be selected to carry out the assembly and, finally, the construction and validation of the machine will be carried out, cutting a piece defined by the client and evaluating the result of this.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaDiseño y construcción de una máquina CNC para el corte de piezas de aeromodelos en poliestireno expandidoDesign and construction of a CNC machine for cutting expanded polystyrene model aircraft partsIngeniero MecatrónicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPMechatronicParts cuttingExpanded polystyreneMathematical modelsMachine designAeronautical sportsAeromodellingModel controlMecatrónicaModelos matemáticosDiseño de máquinasDeportes aeronáuticosControl modeloCorte de piezasPoliestireno expandidoAeromodelismo[1] MACAS, Edwin. (2007). MODELAMIENTO Y CONTRUCCION DE UNA MÁQUINA PROTOTIPO PARA LAMINADO Y CORTE DE BLOQUES DE POLIESTIRENO EXPANDIDO DE DIMENSIONES 300X200X50. Escuela Politécnica Nacional. Quito.[2] HERNÁNDEZ, Darío. (2009). MESA DE POSICIONAMIENTO X & Y, PARA MULTIPLES PROPOSITOS. Universidad Pontificia Bolivariana. Bucaramanga.[3] BELTRAN, Leonardo. VELA, Jorge S. (2010). DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA MÁQUINA CORTADORA DE POLIESTIRENO EXPANDIDO CON CONTROL NUMERICO COMPUTARIZADO. Escuela Politécnica Nacional. Quito.[4] G. López Mera. H. Rodríguez Cortez. (2013). MODELADO DEL HILO CALIENTE UTILIZADO EN EL CORTE DE ESPUMAS RIGIDAS. Congreso Nacional de Control Automático. Ensenada, México[5] GUANOLUISA, Holguer. SANCHEZ, Héctor P. (2018). DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA MÁQUINA FRESADORA CNC DE 3 GRADOS DE LIBERTAD CON UN VOLUMEN DE TRABAJO UTIL DE 500 X 500 X 100 mm PARA TALLAR MADERA EN ALTO Y BAJO RELIEVE. Escuela Politécnica Nacional. Quito.[6] GAVILLANES, Jenny L. COLLAGUAZO, Kevler F. (2015). DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA MÁQUINA PARA CORTAR POLIESTIRENO EXPANDIDO CON MOTORES DE PASO CONTROLADOS CON UN PLC. Universidad Politécnica Salesiana. Quito.[7] CASTELLANOS, Juliana. ROA, Mónica F. (2016). DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA MÁQUINA RUTEADORA DE CIRCUITOS. Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB. Bucara[8] GUTIERREZ, Katherin. MANTILLA, Julian. RODRIGUEZ, Jhon. TUTA, Gilmer. CLEMENTE, Daniel (2016). DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA CNC PARA LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA. Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB. Bucaramanga.[9] IVANOVSKIS, Luka. (2017). FOUR AXIS HOT-WIRE FOAM CUTTER CONTROLLED BY MINDSTORMS EV3. Universidad Saimaa de Ciencias Aplicadas. Finlandia.[10] Departamento de Control y Gestión de Sistemas de Ingeniería. (2017). FOUR-AXIS CNC MACHINE WITH MICROCONTROLLER FOR CUTTING POLYSTYRENE WITH HOT WIRE. Universidad de Oradea. Romani[11] ASM Handbook - Volume 15 Casting. (2008). Materials Park (Ohio): ASM Handbook - Volume 15 Casting. Materials Park (Ohio): ASM International. Asminternational.org.[12] CALDERON, Daniel M. (2010). SISTEMA DE CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO PARA CORTE DE POLIESTIRENO. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Carta[13] Maldonado Coque, Freddy Roberto y Vargas Jaramillo, Néstor Alfredo (2015). Diseño y construcción de una cortadora CNC para fomix y sus derivados. Carrera de Ingeniería en Mecatrónica. Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE. Matriz Sangolquí.[14] Transmisiones por Correas Dentadas de Tiempo y Sincrónicas. Manual de Selección. INTERMEC S.A. Productos Mecánicos pata Transmisión de Potencia[15] SANCHEZ, Andres G. (2015). IMPRESORA 3D DE ESCRITORIO BASADA EN EL MODELO OPEN SOURCE PARA LA ELABORACIÓN DE OBJETOS FÍSICOS. UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO. Ecua[16] GERDAU CORSA. Catalogo: “EL ACERO HOY”. Elección del tipo de acero para estructuras[17] Hamrock, B., & Anderson, W. (1983). Rolling – Element Bearings. Ntrs.nasa.gov.[18] Jeyson A. Hernández, Brajan N. Ruiz, Oscar E, Rueda, Sebastián Roa. (2017). Mechatronic Design using APTE and QFD methodologies to select the morphology of a mobile platform for assisted coffee harvesting in high-sloped terrains. Universidad Autónoma de Bucaramanga, Bucaramanga, Colombia.[19] Maribel T. Fernández. (2015). Elaboración de fórmulas analíticas y tablas de cálculo para las estructuras metálicas de acero según la normativa Eurocódigo 3. Anexo E: Análisis de vigas biempotradas. Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Industrial de Barcelona. España[20] Toshiba, TAEC (TOSHIBA AMERICA ELECTRONIC COMPONENTS). TOSHIBA BiCD Integrated Circuit TB660[21] VISHAY, Vishay Siliconix, IRFP240, SiHFP240[22] GT2/GT3 TIMING BELT PULLEYS 2mm PITCH. SDP/SI.[23] TIMING BELTS, PULLEYS, CHAINS AND SPROCKETS. SDP/SI[24] RUEDA, Oscar E. (2018). Metodologías de diseño mecatrónico. Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB. Colom[25] Diseño de Elementos de Máquinas – V. M. Faires (4ta Edición[26] Diseño de Máquinas. Un enfoque integrado. – Robert. L. Norton (4ta Edición)[27] Vida del rodamiento - El cálculo de la esperanza de vida de fatiga básica de los rodamientos de rodillos. Technical Insight. MOTION & CONTROL NSK[28] Mike Lynch Founder and President, C. (2018). Key CNC Concept #1—The Fundamentals Of CNC. Mmsonline.com[29] ANAPE - Asociación Nacional de Poliestireno Expandido. (2018). PROPIEDADES DEL EPS. España: ANAPE. www.anape.es.[30] Epilog Laser (Epilog Corporation US). How to Laser Cut: The Basics of Cutting with a Laser System. Epiloglaser.com.[31] Hot wire CNC foam cutters \| 3D Foam cutting machines. Hotwire Systems. http://www.hotwiresystems.com/hot-wire-cnc-foam-cutters/[32] Pelican Wire Company US. Alloy 650 (Nichrome 80). Pelicanwire.com[33] Properties of EPS - Expanded Polystyrene Australia. Expanded Polystyrene Australia. http://epsa.org.au/about-eps/what-is-eps/properties-of-eps[34] Ingeacol - Corte Icopor. (2017). Ingeacol.com.[35] The Next Manufacturing Revolution: The Future of CNC Technology. (2016). INSTITUTE OF TECHNICAL TRADES. Toronto. http://www.instituteoftechnicaltrades.com/blog/future-cnc-technolo[36] CNC definition and meaning \| Collins English Dictionary. (2018). Collinsdictionary.com.[37] CNC Routers from MultiCam \| Streamlined Automation from Cabinets to Signs. CNC Cutting Machines for Your Application & Budget \| MultiCam. http://www.multicam.com/products/cnc-routers/[38] Arduino - Introduction. Arduino.cc[39] Jedicut \| Hot wire cutting becomes easy. Jedicut.co[40] FoamWorks Home Page. Foamwork.net.[41] Rodamientos, Sellos, Lubricación, Mecatrónica y Servicios \| Grupo SKF. Skf.com.[42] Bosch Rexroth. The Drive & Control Company. - Bosch Rexroth AG. Boschrexroth.com[43] Schaeffler Iberia \| Rodamientos, rodamientos de bolas, de agujas y de rodillos, rodamientos de súper precisión, sistemas de guiado lineal, soportes. Schaeffler.es.[44] Stepper and Synchronous Gearmotors. (2018). MOLON MOTOR & COIL CORPORATION. Molon.com.[45] Toshiba, TAEC (TOSHIBA AMERICA ELECTRONIC COMPONENTS). TOSHIBA BiCD Integrated Circuit TB6600[46] Dfrobot, robotics and open source hardware provider. Dfrobot.com[47] ABB, ASEA Brown Boveri. New.abb.com.[48] Nacional De Resortes Y Cauchos. Bucaramanga. Colombia. https://www.facebook.com/nacionalderesortes/[49] 80/20 Ni Cr Resistance Wire - Alloy Wire International. (2018). Alloy Wire International. https://www.alloywire.com/products/8020-ni-cr-nickel-chrome-resistance-wire[50] Parafly24, M. (2018). MDLCNC Interfaceboard. Rc-letmathe.de[51] Dilatación Térmica \| Fisicalab. (2018). Fisicalab.com.[52] Grabcad. https://grabcad.com/[53] Interruptores de final de carrera \| ABB. (2018). New.abb.com.[54] SC16, C. (2018). Cojinete para Eje de Deslizamiento Lineal SC16UU SC16 - VISTRONICA SAS. Vistronica.com.[55] SHF16, S. (2018). Soporte Para Eje Liso SHF16 - VISTRONICA SAS. Vistronica.com[56] https://mx.depositphotos.com/147770019/stock-video-automatic-cutting-of-expanded-polystyrene.html[57] Google Images. Resorte de tensión.ORIGINAL2020_Tesis_Mario_Andres_Cardenas.pdf2020_Tesis_Mario_Andres_Cardenas.pdfTesisapplication/pdf8543712https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/11949/1/2020_Tesis_Mario_Andres_Cardenas.pdfe9adc57e18c0a51bc075e717fd1f7c18MD51open access2020_Licencia_Mario_Andres_Cardenas.pdf2020_Licencia_Mario_Andres_Cardenas.pdfLicenciaapplication/pdf614252https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/11949/2/2020_Licencia_Mario_Andres_Cardenas.pdffd61fc45e0b90b3caa53e0737dceec89MD52metadata only accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/11949/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53open accessTHUMBNAIL2020_Tesis_Mario_Andres_Cardenas.pdf.jpg2020_Tesis_Mario_Andres_Cardenas.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4410https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/11949/4/2020_Tesis_Mario_Andres_Cardenas.pdf.jpg1987ca8b24fa8b5b41ab6b478bc0d597MD54open access2020_Licencia_Mario_Andres_Cardenas.pdf.jpg2020_Licencia_Mario_Andres_Cardenas.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8759https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/11949/5/2020_Licencia_Mario_Andres_Cardenas.pdf.jpg93b08ac6a1becb98b101d80fd33b1440MD55metadata only access20.500.12749/11949oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/119492023-03-15 09:57:44.525open accessRepositorio Institucional \| Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABrepositorio@unab.edu.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

Diseño y construcción de una máquina CNC para el corte de piezas de aeromodelos en poliestireno expandido

Publicaciones similares