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Soluciones de Usuario
Ángelo M. Simone C., Efrén A. Reverón H., Tutores
G. Ghelfi y J. G. Díaz, Universidad de Carabobo.
Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería
Eléctrica. Departamento de Sistemas y Automática.
El reto: Diseño e implementación del controlde movimiento de los ejes longitudinal Z ytransversal X de un Mini-Torno convencional,para realizar piezas con torneados cilíndricos,cónicos y esféricos, de forma similar a un Tornode Control Numérico.
La solución: Se obtuvo un sistemaautomatizado eficiente, empleando la tarjeta de control de movimiento PCI-7344 de National Instruments, instalada en uncomputador personal, el lenguaje deprogramación LabVIEW y la librería deFlexMotion, como base principal del sistema.
IntroducciónEl Control Numérico Computarizado (CNC),
es un sistema para producción en serie de piezas
mecanizadas. Dicho sistema consiste en una unidad
computarizada que se emplea para controlar la
dirección, velocidad y posición de los motores que
se usan como actuadores de los distintos ejes que
puede poseer la máquina herramienta. La forma
de realizar el control es a través del empleo de
rutinas programadas.
La inquietud es crear un sistema de control
de movimiento flexible y de bajo costo que
permita la automatización de máquinas,
herramientas convencionales existentes en la
industria y ofrecer una alternativa viable para
lograr la actualización y modernización del parque
industrial a empresas dedicadas a la elaboración
y fabricación de piezas mecanizadas, sin necesidad
de invertir en máquinas nuevas que pueden
acarrear el gasto de grandes sumas de dinero.
Este proyecto permite profundizar en el
desarrollo de aplicaciones de control de
movimiento, mediante la utilización de elementos
de control, aplicados a
Máquinas-Herramientas
Industriales, ofreciendo
además de las ventajas
presentes en las Máquinas
CNC, un sistema fácil y
sencillo libre de los
tediosos códigos de
programación presentes
en la mayoría de las
máquinas comerciales.
MáquinaSeleccionada para laAutomatizaciónLa máquina seleccionada
para la automatización
en este proyecto es un
Mini-Torno Paralelo. A
pesar de las dimensiones
reducidas de este equipo, el principio de
funcionamiento del mismo es exactamente igual
al de un torno convencional de mayor tamaño.
Sin embargo su selección permitió realizar la
implementación de manera más económica,
reduciendo los costos y facilitando su traslado de
un lugar a otro, convirtiéndose en una herramienta
útil como material didáctico.
Equipos Utilizados para el Control• LabVIEW Full Development System para
Windows 2000/NT/9X, Versión 5.1.1.
• Tarjeta de Control de Movimiento PCI-7344,
FlexMotion.
• Interfase Universal de Movimiento UMI-7764.
Descripción del SistemaEl Mini–Torno empleado esta equipado con un
Motor Principal DC de 90 voltios, 0.5 HP, de
alto torque, con un variador de velocidad con
alimentación AC desde 100 a 240 voltios con
frecuencia constante de 50 ó 60 Hz, a torque
constante. Su bancada
es de acero y tiene una
longitud de 380 mm y
200 mm efectivos de
trabajo entre puntos. La
base del carro transversal
es de aluminio y tiene dimensiones de 70 mm
de ancho por 150 mm de largo.
En este Torno se pueden fabricar piezas con
un diámetro máximo de 76 mm sobre bancada
y un diámetro máximo de 40 mm sobre el carro
transversal, la longitud máxima permitida es
de 170 mm.
Para ejecutar el movimiento de los ejes del
torno, acopló a cada eje un Motor de Paso con
su encoder, además se empleó un driver para el
motor. Por último se instalaron limit switches que
permiten la detección de los inicios y finales de
carrera de los ejes.
La base del sistema de control es la Tarjeta
de Control de Movimiento PCI-7344 de National
Instruments con la Interfase UMI-7764.
Diseño del Software de ControlEl control de movimiento del Torno se realizó
totalmente en lenguaje de programación LabVIEW
y utilizando la librería de FlexMotion. Se crearon
dos programas de control.
El primero consiste en un Módulo de
Posicionamiento Manual, que permite operar
el torno a través del PC como si se estuviesen
realizando operaciones manuales en una máquina
convencional. Es decir, se pueden efectuar
aproximaciones de herramientas de corte, efectuar
Productos Utilizados: LabVIEW™ • FlexMotion™ • DAQ-1200 • Cable I/O • Bloque conectivo CB-50LP
Automatización y Control de un Mini-Torno Paralelo
Este sistema promete ser revolucionario en elmundo de la programación de las Máquinas CNC, ya que cambia el esquema tradicional de realizarla.
Figura 1. Vista General del Sistema
Soluciones de Usuario
desbastes sobre la pieza y posicionamiento de la
herramienta de corte para obtener el punto de
inicio y/o el punto de referencia de la pieza.
El segundo programa, denominado Módulo
de Ciclo Automático se basa en la programación
geométrica simple para estructurar el contorno de
la pieza a elaborar. Este módulo permite ejecutar
dos programas de cortes diferentes, de forma
independiente. Además, posee una pantalla gráfica
que muestra en 2D el perfil de la pieza y donde
se puede trabajar en el modo simulación (offline)
o en el modo de operación (online), lo cual resulta
conveniente para preparar y corregir cualquier
detalle previo a la elaboración de la pieza. El
sistema desarrollado realiza contornos cilíndricos,
cónicos y esféricos, manteniendo control sobre
la velocidad de avance de la herramienta de corte.
La forma de programación para el usuario es
sumamente simple y solamente requiere recordar
dos instrucciones. En el Panel Principal se
encuentran disponibles todos los pulsadores de
accionamiento para las distintas operaciones de
la máquina (inicio de ciclo, fin de ciclo, parada de
emergencia, selección de corte, líquido refrigerante,
y otros).
El ingreso de los datos y especificaciones para
la elaboración de una pieza se realiza llenando una
tabla sencilla. Allí se transcriben el tipo de corte,
los valores de diámetros, longitudes, y velocidades
de avance correspondientes a la pieza que se
desea elaborar.
la comprensión y aplicación de estos sistemas
en la construcción de piezas mecanizadas. Otra
ventaja en el área académica son sus reducidas
dimensiones y su configuración modular, lo que
facilita su traslado a las aulas de clase para la
realización de prácticas interactivas.
Por último, el costo de implementación
relativamente bajo respecto a Máquinas CNC
que se pueden adquirir en el mercado, hacen
de este sistema una alternativa muy atractiva
como mecanismo de actualización de máquinas
herramientas convencionales y Máquinas CNC
en obsolencencia. Por ello se constituye en una
económica y poderosa alternativa para usuarios
industriales de máquinas herramientas.■
Para mayor información contactar a:
Ing. Ángelo M. Simone C.,
Ing. Efrén A. Reverón H.,
E-mail: [email protected]
Telf.: (58-243)-5515517 y 5536689
© 2002 National Instruments Corporation. Todos los derechos reservados. Los nombres de los productos y las razones sociales mencionados son marcas registradas o nombres comerciales de sus respectivas compañías.
ResultadosLa facilidad de crear
rutinas de cortes, con un
mínimo de conocimientos
de metalmecánica,
convierten a este sistema
en una herramienta de
gran valor para los
usuarios, ya que no hay
que recordar complicados
códigos ni secuencias,
reduciendo los costos
de entrenamiento del
operador del equipo, lo
cual representa para la
empresa un ahorro de
miles de dolares en
horas-hombres de aprendizaje. Este sistema
promete ser revolucionario en el mundo de la
programación de las Máquinas CNC, ya que
cambia el esquema
tradicional de realizarla.
Es un sistema capaz
de realizar tareas de
mecanizado complejas y
fabricar piezas precisas
en tiempos muy breves.
Siendo un software
abierto, es flexible para ser instalado en
máquinas de mayores dimensiones, realizando
la configuración de los parámetros de los
actuadores requeridos.
Es de gran valor académico para estudiantes
de pregrado en las áreas de Ingeniería Eléctrica e
Ingeniería Mecánica, permitiendo la interacción del
estudiante con el uso de máquinas herramientas,
fomentando la destreza en la automatización de
máquinas con estas características y facilitando
Siendo un software abierto, es flexible para serinstalado en máquinas de mayores dimensiones,realizando la configuración de los parámetros de los actuadores requeridos.
ni.com/latam (512) 683-0100 • Fax (512) 683-9300 • [email protected]
Figura 2. Pantalla Principal del Sistema
![[Automatizacion] 03](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/55cf91d6550346f57b912f09/automatizacion-03.jpg)
