Diseño y control de un torno CNC

Abstract

[ES] En la historia se observa como los avances en las herramientas y útiles han marcado el desarrollo de las sociedades, como los sistemas de fabricación, elementos clave en el progreso de la civilización. Así pues, cuanto mejor es el proceso, mayor es la producción y más calidad disponen los productos terminados. Basándose en esta hipótesis inicial este TFM presenta el estudio y desarrollo de un torno de CNC (Control Numérico por Computadora), una de las primera máquinas-herramientas que existieron y que hoy en día sigue siendo fundamental en la producción de cualquier empresa. En este caso se utilizarán técnicas de diseño asistido por ordenador o CAD (Computer-Aided Desing). Estas técnicas han demostrado su valía gracias a la reducción de tiempos de diseño y de fabricación ya que reducen en un 80% los erros existentes debidos a un estilo de diseño más rudimentario. Si bien, este TFM nace a partir de un proyecto entre 2 compañías dispuestas a desarrollar una nueva marca de tornos para introducirse en el mercado de las máquinas herramientas, no se expondrá todas las partes del diseño. Únicamente se presenta el estudio de la parte de diseño mecánico, por tanto, no se expondrá nada relacionado con el carenado o con los diferentes sistemas de apoyo de la máquina. Mediante un estudio de mercado se ha decido aprovechar los nichos existentes, como consecuencia se diseña un torno paralelo de bancada horizontal con un volteo sobre guías de 575mm y una distancia entre puntos de 1500mm. Con el fin de conseguir un distintivo que lo aventaje frente al resto de tornos del mercado, este equipo a diferencia de la mayoría de los tornos comerciales tendrá una base de mineral casting. Material novedoso con unas propiedades óptimas para su objetivo, gracias a su estabilidad y amortiguación de frecuencias. Conjuntamente a la fase de diseño, este TFM presenta una propuesta de automatización del funcionamiento del torno, cuyo control se diseñará mediante Grafcets. En este caso también se estudian y seleccionan los sensores pertinentes para llevar a cabo este proceso.

[EN] In history it is observed how advances in tools and tools have marked the development of societies, such as manufacturing systems, key elements in the progress of civilization. Thus, the better the process, the higher the production and the more quality the finished products have. Based on this initial hypothesis, this TFM presents the study and development of a CNC (Computer Numerical Control) lathe, one of the first machine tools that existed and that today remains fundamental in the production of any company. In this case, computer-aided design or CAD (Computer-Aided Design) techniques will be used. These techniques have proven their worth thanks to the reduction of design and manufacturing times since they reduce by 80% the existing errors due to a more rudimentary design style. Although, this TFM was born from a project between 2 companies willing to develop a new brand of lathes to enter the machine tool market, not all the parts of the design will be exposed. Only the study of the mechanical design part is presented, therefore, nothing related to the fairing or the different support systems of the machine will be exposed. Through a market study it has been decided to take advantage of the existing niches, as a consequence a parallel horizontal bench lathe is designed with a flip on 575mm guides and a distance between points of 1500mm. In order to get a badge that beats it against the rest of the lathes on the market, this equipment unlike most commercial lathes will have a mineral casting base. Innovative material with optimal properties for its purpose, thanks to its stability and frequency damping. Together with the design phase, this TFM presents a proposal for automation of the operation of the lathe, whose control will be designed by Grafcets. In this case, the relevant sensors are also studied and selected to carry out this process.

[CA] Aquest TFM presenta l'estudi i desenvolupament d'un torn de CNC (Control Numèric per Computadora), una de les primeres màquines-eines que van existir i que avui dia continua sent fonamental en la producció de qualsevol empresa. En aquest cas s'utilitzaran tècniques de disseny assistit per ordinador o CAD (Computer-Aided Desing). Aquestes tècniques han demostrat la seva vàlua gràcies a la reducció de temps de disseny i de fabricació ja que redueixen en un 80% els erros existents deguts a un estil de disseny més rudimentari. Si bé, aquest TFM neix a partir d' un projecte entre 2 companyies disposades a desenvolupar una nova marca de torns per introduir-se en el mercat de les màquines eines, no s' exposarà totes les parts del disseny. Únicament es presenta l' estudi de la part de disseny mecànic, per tant, no s' exposarà res relacionat amb el carenat o amb els diferents sistemes de suport de la màquina. Mitjançant un estudi de mercat s'ha decidit aprofitar els nínxols existents, com a conseqüència es dissenya un torn paral·lel de bancada horitzontal amb un volteig sobre guies de 575mm i una distància entre punts de 1500mm. Per tal d' aconseguir un distintiu que l' aventatge davant la resta de torns del mercat, aquest equip a diferència de la majoria dels torns comercials tindrà una base de mineral càsting. Material novedós amb unes propietats òptimes per al seu objectiu, gràcies a la seva estabilitat i amortiment de freqüències.