El Grupo de Investigación en Lógica Programable (GILP) desarrolló un sistema de medición de control numérico económico, aplicable a las antiguas máquinas herramienta, que permite un corte más exacto de las piezas producidas en menor tiempo.
> Leer también: Modelos de medición más precisos.
La máquina herramienta se utiliza para dar forma a materiales sólidos, principalmente metales. Estas máquinas constituyen el único medio por el que se puede fabricar cualquier elemento hecho de materiales metálicos y otras máquinas herramienta. Aunque muchos historiadores consideran que las auténticas máquinas herramienta nacen cuando se prescinde de la intervención directa del hombre en el proceso de dar forma a las herramientas, existen esbozos de este tipo de máquinas que datan de la antigüedad, como dispositivos que se empleaban para realizar operaciones de torneado y taladrado.
La fabricación de distintos tipos de estas máquinas hizo posible el desarrollo industrial del siglo XIX. Con el tiempo, su fabricación fue perfeccionándose: se desarrollaron los sistemas de control numérico y luego, se añadieron computadoras para aumentar la flexibilidad del proceso.
“Hoy, comprar una máquina de control numérico o un centro de mecanizado cuesta cientos de miles de dólares, y nosotros planteamos un sistema de medición y control que, por muy poco dinero, permite automatizar una máquina manual en una de control numérico plena”, indicó a InfoUniversidades el especialista en control de procesos industriales Carlos Maidana, miembro de GILP.
En las antiguas máquinas de desbaste de piezas, el operario era el encargado de controlar el corte en forma manual, pero con el avance de la industria, esas piezas comenzaron a requerir un mayor nivel de precisión. Este nuevo sistema, al igual que las tecnologías de punta, se encarga de fijar con admirable exactitud estos cortes, pero no reemplaza al trabajador porque éste tiene que ocuparse de su control.
“Antes, cuando la fresa giraba, el operario avanzaba con las manijas y medía este avance. Hoy, nosotros reemplazamos la lectura óptica por la lectura digital de la regla. Y así se tiene una lectura de 5 micrones de margen de error”, destaca el investigador.
Primera fase: un pequeño gran chip
La primera fase del desarrollo se basó en la investigación de sistemas de medición y control que pudieran ser aplicados a máquinas herramienta. Esto derivó en la utilización de un chip FPGA de un costo de 30 dólares con la misma capacidad de procesamiento que la de una computadora. “Este chip es un sistema integrado, un dispositivo que está en blanco y con el que se puede hacer prácticamente lo que se quiera, por ejemplo una CPU, un reloj de taxi o una calculadora. Es más, se puede borrar y volver a escribir”, explica Maidana.
El investigador puntualiza que el objetivo de esta investigación era “hacer todo en un sistema llamado System On Chip (SOC); entonces, en un solo circuito integrado se hace toda la máquina, lo que permite bajar los costos radicalmente”. También se utilizará un sistema que permite leer el plano digital de una pieza y generar una serie de comandos G CODE, que indica cuáles son los movimientos que tiene que realizar la máquina para cumplir con las operaciones de corte y desbaste.
El grupo desarrolló un producto utilizando una mesa en cruz similar a la empleada en las antiguas máquinas herramienta. Se agregaron reglas de medición a la mesa de trabajo que actúan sobre los ejes X, Y y Z. Estas reglas se adaptarán a una fresadora, en la segunda fase del desarrollo.
Segunda fase: la aplicación
En la etapa que se desarrolla en la actualidad, el equipo debe aplicar los mecanismos de control numérico basados en un sistema de lógica programable creados para poder modernizar la máquina herramienta manual. También deben automatizarse los tres movimientos mediante motores.
“Esto en el mercado no existe; se puede comprar un sistema de medición y un sistema que mueva los motores por separado, pero no un sistema integral que fabrique la pieza a partir del uso del sistema G CODE. Generalmente vienen incorporados en las máquinas nuevas”, destaca el ingeniero electromecánico y miembro del grupo investigador, Elio De María.
Hacia el final del desarrollo, la vieja máquina herramienta quedará completamente automatizada. A las dos manivelas utilizadas en forma manual se les adosarán motores que permitirán el desplazamiento de la pieza en la mesa de trabajo por los ejes X e Y, supervisado por el sistema de control numérico a partir del empleo de las reglas de medición. El ingeniero confía en que con este mecanismo “los dueños de los talleres podrán reducir el costo porque no van a tener descarte de piezas. Además, se optimiza la cadena de fabricación, se reduce el tiempo de producción y se maximiza la precisión”.