Diseño de una máquina herramienta de 3-ejes con tecnología CNC para operaciones de maquinado

Abstract

En barraquilla, el sector metalmecánico encargado de operaciones de mecanizado como el fresado y torneado con máquinas CNC es limitado, lo que se traduce en un pobre desarrollo en la industria metalmecánica. El manejo limitado de la maquinaria CNC para mecanizados se debe al elevado costo de los equipos que se requieren para el mecanizado de piezas con geometría compleja y altas tolerancias de fabricación. En el Atlántico según Lora & Pinedo (2012) tiene un 4% de participación en la industria metalmecánica, con lo cual se observa una oportunidad de negocio donde los estudiantes de pregrado de la Universidad del Norte se han propuesto a diseñar una máquina herramienta de tres ejes para mecanizado de aluminios y aceros dúctiles con un bajo costo de inversión y una disminución en el consumo de energía durante la operación. El presente proyecto describe los procesos de mecanizado, las fases de diseño conceptual, básico y detallado de una máquina herramienta CNC para fresado, enfocado principalmente en la arquitectura del mecanismo según la metodología Dieter & Schmidt (2012). El proyecto se fundamentó en una revisión del estado del arte, de la técnica y una revisión de patentes; donde se encontraron opciones de arquitecturas las cuales pueden ser optimizadas. La definición de requerimientos y especificaciones se realizó usando el método de despliegue de la función de calidad (QFD). Se realizó una descomposición funcional donde se identificaron las funciones de primer, segundo y tercer nivel, generando así tres alternativas de solución para cada función, las cuales se evaluaron con el método AHP. Por último, como resultado del proyecto, se implementó el uso de la arquitectura de robot paralelo RRPRR basado en Petko & Karpiel (2005), con la cual se busca una disminución de los costos de consumo energético, una precisión competitiva y un costo de adquisición menor en comparación maquinas CNC con similar espacio de trabajo que se encuentran en el mercado actualmente.