Dibujo
Máquina
Herramienta
Cálculo de coordenadas Secuencia de corte
Selección de velocidades, avances de herramienta, profundidad de corte, etc. Programa CNC Verificar el programa en un simulador o en la máquina Modificaciones finales
Marco de referencia
13 Unidad de enlace con la máquina herramienta y servomecanismos
1.8. Unidad de enlace con la máquina herramienta y servomecanismos
Una máquina herramienta, es aquella herramienta que utiliza una fuente de energía distinta del movimiento humano para llevar a cabo su operación, estas fuentes de energía pueden ser a través de ruedas hidráulicas, vapor, energía eléctrica, entre otras. La máquina herramienta realiza sus trabajos de corte, torneado, fresado, perforado, etc., pero aun con su fuente de energía, esta no es precisa. La máquina herramienta actual puede llevar a cabo su trabajo por medio de servo mecanismos. El servomecanismo, se compone de elementos mecánicos, servomotores y dispositivos electrónicos, estas máquinas son capaces de controlar sus actividades por así decirlo, por medio de una señal de control, como el control numérico computarizado y a sus tipos de control programados, que harán modificar sus estados en función de las circunstancias y regular su actividad, todo esto a partir de la segunda mitad del siglo XIX, por ingenieros inventores.
El servomotor es un motor de diseño especial, que internamente se compone de partes mecánicas, conjunto de engranes, bujes y baleros acomodados de forma especial, pero también se le ha añadido un sistema de control (tarjeta electrónica). Los servomotores son comúnmente usados en máquinas CNC, con los cuales es posible controlar el movimiento y la dirección de las partes móviles en los diferentes ejes, y el control del movimiento es más preciso y eficaz, logrando mejoras en tiempos de operación.
La función principal de un control numérico, es gobernar los motores (servomotores) de una máquina herramienta, los cuales provocan un desplazamiento relativo entre la posición inicial y la pieza situada sobre la mesa, ver ilustración 1-1. Si consideramos un desplazamiento en el plano, será necesario accionar dos motores, en el espacio, tres motores, y así sucesivamente.
14 Motores empleados en la construcción de máquinas de CNC, Motores paso a paso
1.9. Motores empleados en la construcción de máquinas de CNC
Los motores empleados en la construcción de máquinas de CNC, se clasifican en cuatro grupos:
Motores de pasos o paso a paso
Servos de ca
Servos de cd
Servos hidráulicos
Los motores de pasos pueden girar una fracción de rotación por un impulso electrónico, en el caso de los servos de cd y ca, son motores de velocidad variable, y generalmente se utilizan en máquinas pequeñas y medianas con trayectoria continua, por lo que tienen aplicación en los centros de maquinado, ver ilustración 1-2.
En maquinaria de CNC de gran capacidad, se emplean los servos hidráulicos con sistemas de control electrónico o neumático, ya que producen mayor potencia que los motores eléctricos, de tal forma que las máquinas de CNC poseen un cierto número de motores: uno para el eje X y el otro para el eje Z.
Ilustración 1-2 Servomotor de cd
1.9.1. Motores paso a paso
Los motores paso a paso, o stepper motors, permiten realizar el desplazamiento de cada uno de los ejes de la máquina, sin manipulación humana directa. Proporcionan movimiento mecánico según la secuencia de energización, entregada por su correspondiente driver. Los motores a pasos normalmente usados, son los motores unipolares, bipolares e híbridos.
DIYLILCNC, utiliza motores paso a paso bipolares para sus 3 ejes, en formato NEMA 23 de 3A de intensidad de corriente nominal, lo cual le permite ejercer un torque nominal de 1.8 N-m. Posee 200 pasos por giro, por lo que permite posiciones angulares de 1.8° de separación.
Marco de referencia
15 Motores empleados en la construcción de máquinas de CNC, Motores paso a paso
Este tipo de motores son ideales, cuando lo que queremos es posicionamiento con un elevado grado de exactitud, y/o una muy buena regulación de la velocidad. Están constituidos esencialmente por dos partes:
Estator
Parte fija construida a base de cavidades en las que van depositadas las bobinas.
Rotor
Parte móvil construida mediante un imán permanente.
Este conjunto va montado sobre un eje soportado por dos cojinetes, que le permiten girar libremente. La precisión y repetitividad que presentan esta clase de motores, lo habilitan para trabajar en sistemas abiertos sin realimentación.
Los motores paso a paso, se controlan por el cambio de dirección del flujo de corriente a través de las bobinas que lo forman:
Controlar el desplazamiento del rotor en función de las tensiones que se aplican a las bobinas, con lo que podemos conseguir desplazamientos adelante y atrás.
Controlar el número de pasos por vuelta.
Controlar la velocidad del motor.
Controlar la secuencia
Según la construcción de las bobinas del estator, dos tipos de motores paso a paso MPAP:
Bipolares
La corriente que circula por los bobinados cambia de sentido en función de la tensión que se aplica, por lo que un mismo bobinado puede tener en uno de sus extremos distinta polaridad (bipolar). Tienen las bobinas compuestas por dos arrollamientos cada una, ver diagrama 1-5 e ilustración 1-4.
Unipolares
La corriente que circula por los diferentes bobinados siempre circula en el mismo sentido. Tienen las bobinas con un arrollamiento único. Estos motores exteriormente poseen 6 o 5 cables (cuatro corresponden a cada uno de los extremos de las dos bobinas existentes, mientras que los otros dos corresponden al punto medio de cada una. En el caso de que el cable restante sea uno, entonces corresponde a estos dos últimos unidos internamente), ver diagrama 1-4 e ilustración 1-3.
16 Motores empleados en la construcción de máquinas de CNC, Motores paso a paso