Documentación Manual técnico
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Hardware del MC-1
_Borrador (ronda 14): el texto se está redactando; las secciones aún pueden crecer._
El MC-1 tal como está diseñado: las cifras de este capítulo son valores de diseño. Cada máquina construida debe medirse en la puesta en servicio, y su gemelo debe ajustarse a lo medido (consulte Perfiles de máquina).
La máquina
El MC-1 es una fresadora de sobremesa de tres ejes para aluminio, latón y plásticos técnicos. Su pórtico es fijo; la mesa se mueve en Y, el carro del pórtico en X y el husillo en Z.
| Recorridos X / Y / Z | 200 / 150 / 80 mm |
| Mesa | 300 × 220 × 35 mm, agujeros roscados M6 en una cuadrícula de 25 mm |
| Tamaño, ancho × fondo × alto | unos 508 × 490 × 564 mm, con motores, cadenas portacables y patas de nivelación, sin la caja de control |
| Masa | unos 57 kg, sin la caja de control |
| Bastidor | placas de aluminio 6061-T6, atornilladas |
| Guías lineales | carriles HIWIN HGR15 (6), bloques de brida HGW15CC (12) |
| Husillos de bolas | SFU1204 (12 mm, paso de 4 mm), C7, sobre soportes BK10 / BF10 |
| Motores | motores paso a paso de lazo cerrado NEMA 23, 1.2–1.3 N·m (3), con acoplamientos de garras |
| Husillo | 800 W, refrigerado por agua, Ø65 × 195 mm, pinza ER11 |
| Caja de control | una caja aparte junto a la máquina, a su derecha |
Ejes y accionamientos
Cada eje es un motor paso a paso de lazo cerrado que mueve su husillo de bolas directamente mediante un acoplamiento de garras. Los accionamientos notifican un fallo por una sola línea: las salidas de alarma de los tres accionamientos están cableadas en serie con la entrada de fallo de motor del controlador, de modo que un accionamiento que falla, o que pierde su alimentación, detiene la máquina con una alarma.
Los movimientos más rápidos del diseño son 3000 mm/min en X e Y y 1500 mm/min en Z.
Finales de carrera y referencia
Cinco interruptores inductivos M8 marcan los extremos del recorrido: uno en cada extremo de X y de Y, cada uno en su propia entrada, y uno en la corredera de Z para ambos extremos de Z. Los interruptores son normalmente cerrados: un cable roto o un conector suelto se lee como un interruptor accionado, de modo que el controlador activa una alarma y se niega a hacer la referencia en lugar de ir a chocar contra el tope.
La referencia se hace primero en Z, después en X e Y, cada eje hacia su extremo positivo (X+, Y+, Z+). Hay que hacer la referencia de la máquina después del encendido.
Z y la gravedad
La corredera de Z lleva el husillo, de unos 6.35 kg. Mientras los accionamientos reciben alimentación, mantienen Z. Cuando no la reciben (tras una parada de emergencia, un fallo de un accionamiento o un corte de alimentación), Z con el husillo puede descender lentamente.
⚠ Advertencia
Tras una parada de emergencia o un fallo de un accionamiento, vuelva a hacer la referencia de la máquina antes de continuar. No meta la mano bajo el husillo mientras los accionamientos estén apagados.
La puesta en servicio incluye una prueba con los accionamientos apagados: si Z desciende lentamente, la máquina recibe un motor de Z con freno o un contrapeso.
Husillo
El husillo es un electrohusillo de 800 W refrigerado por agua, de Ø65 × 195 mm con pinza ER11, dos polos, hasta 24 000 rpm. Un variador Huanyang HY01D523B (VFD, entrada monofásica de 220 V) lo hace funcionar; el controlador fija su velocidad y lee su estado por RS-485, a través de un módulo de aislamiento. Una bomba de agua refrigera el husillo.
- El relé de fallo del variador también está cableado a la línea de fallo de motor: cuando el variador se dispara, el controlador detiene el programa con una alarma en lugar de hacer avanzar una herramienta detenida contra la pieza.
- En una parada de emergencia, el variador pierde su alimentación junto con los accionamientos, y el husillo se detiene por inercia (no tiene freno).
Controlador y cableado
El controlador es un Teensy 4.1 sobre una placa portadora T41U5XBB, con entradas optoaisladas. Ejecuta el núcleo propio de Twinwright, compatible con el protocolo serie de Grbl 1.1, y se conecta al equipo por USB.
| Entrada | Qué hay en ella |
|---|---|
| Finales de carrera | X−, X+, Y−, Y+ y Z, cinco entradas |
| Palpado | el sensor de longitud de herramienta y el palpador |
| Parada de emergencia | el segundo contacto del pulsador de parada de emergencia |
| Fallo de motor | las salidas de alarma de los tres accionamientos y el relé de fallo del variador del husillo, en serie |
| Inicio de ciclo, retención de avance | los pulsadores SB2 y SB3 de la caja de control |
Alimentación
La red eléctrica pasa por un interruptor automático. Una fuente de 24 V está siempre encendida: alimenta el controlador, los sensores y el circuito de control, de modo que el controlador sigue conectado al equipo y notifica la parada de emergencia. Un contactor (KM1) conmuta la alimentación de 48 V de los accionamientos, el variador del husillo y la bomba.
Los pulsadores de la caja de control
Cuatro pulsadores de Ø22 en la puerta de la caja de control, vistos de frente:
| izquierda | derecha | |
|---|---|---|
| fila superior | SB1 encendido (verde) | SB0 parada de emergencia (rojo) |
| fila inferior | SB2 inicio de ciclo (verde) | SB3 retención de avance (amarillo) |
- SB1 encendido cierra KM1, que después se mantiene por sí solo. Tras una parada de emergencia o un corte de alimentación, la máquina no vuelve a recibir alimentación por sí sola: libere la parada de emergencia y vuelva a pulsar SB1.
- SB3 retención de avance hace lo mismo que la retención de avance (
!) de su programa de envío: los ejes se detienen de forma controlada y el husillo sigue girando. Está debajo de la parada de emergencia, de modo que una mano que no acierta con la parada de emergencia pulsa la retención de avance, no el inicio de ciclo. - SB2 inicio de ciclo continúa, igual que el inicio de ciclo (
~) de su programa de envío.
Precaución
La retención de avance no es una función de seguridad. Para detener la máquina por seguridad, use la parada de emergencia.
Sensor de longitud de herramienta y palpador
El sensor de longitud de herramienta está en la parte trasera izquierda de la mesa, sujeto por dos tornillos M6 en la cuadrícula; ocupa la esquina del área de trabajo en aproximadamente X 0–57, Y 130–150 mm. El sensor de longitud de herramienta y un palpador comparten la entrada de palpado del controlador.
Con Z en la parte superior, la punta de una herramienta que sobresale 15.5 mm de la pinza está a 80 mm sobre la mesa, y la nariz del husillo a 130 mm. La punta de una herramienta más larga queda más baja en su longitud adicional. Un palpador sujeto en una pinza ER suele medir de 60–90 mm desde la tuerca hasta la punta del stylus: con Z en la parte superior, un palpador así solo salva amarres bajos, unos 20 mm sobre la mesa con un palpador de 70 mm.
Studio lo comprueba por usted: cuando prepara la pieza, cambia una herramienta o edita la tabla de herramientas, compara el punto más alto del amarre con la punta de cada herramienta con Z en la parte superior e indica qué herramienta no pasa con holgura y en cuánto.
Sujeción de la pieza
Los agujeros M6 de la mesa, en una cuadrícula de 25 mm, admiten bridas, una subplaca o una mordaza. El gemelo conoce una mordaza autocentrante de 75 mm sobre una subplaca de aluminio de 10 mm, calzos paralelos, bridas planas, cinta de doble cara y un bloque en V.
- Con la mordaza sobre su subplaca, la parte superior de las garras queda a unos 66 mm sobre la mesa, de modo que una pieza sujeta en la mordaza alcanza unos 71 mm de altura o más.
- Para las piezas que quiera palpar, use un amarre bajo: bridas planas sobre la subplaca (la cara superior del bruto a 15–30 mm sobre la mesa) o una mordaza baja. Un palpador no cabe por encima de una pieza sujeta en la mordaza de 75 mm.
- Quitar la subplaca de 10 mm da 10 mm más de espacio a las herramientas; para un palpador no basta.
Seguridad
- Parada de emergencia (SB0): abre el circuito de la bobina del contactor, que desconecta los accionamientos, el variador del husillo y la bomba, y avisa al controlador mediante su segundo contacto. Los ejes y el husillo pierden la alimentación; el husillo se detiene por inercia; Z puede descender lentamente (consulte Z y la gravedad). Liberar la parada de emergencia no reinicia nada: pulse SB1, espere a que arranquen los accionamientos, reinicie el controlador y haga la referencia.
- Fallos: un fallo de un accionamiento, un disparo del variador del husillo o un cable roto de un final de carrera detiene la máquina con una alarma.
- Retención de avance es una parada controlada para el trabajo, no para la seguridad.
- El MC-1 no tiene cerramiento. Manténgase alejado del husillo mientras gira y mientras los ejes pueden moverse, use protección ocular y monte fuelles o cubiertas de cepillo sobre los husillos de bolas de X y Z contra las virutas.
- Ninguna de las funciones de seguridad de la máquina usa IA, y el asistente de IA de Studio no es una función de seguridad.
Qué se mide en la puesta en servicio
Los valores de diseño anteriores deben comprobarse en cada máquina construida, y su gemelo debe ajustarse a lo medido:
- el punto de disparo de cada final de carrera (los interruptores inductivos barridos lateralmente pueden dispararse unos 2 mm más tarde de lo dibujado), y después el retroceso de la referencia y los límites por software;
- las salidas de alarma de los accionamientos: desenchufar una, o desconectar los 48 V, debe producir una alarma;
- la prueba de Z con los accionamientos apagados;
- los parámetros del variador del husillo, un arranque desde el panel del variador sin carga y después el control por RS-485;
- la caja de control: la parada de emergencia y SB1 como se ha descrito arriba, cada final de carrera y el sensor de longitud de herramienta desenchufados uno por uno (cada uno debe producir una alarma) y los pulsadores del panel de mando.
Cómo toma el gemelo los valores medidos: Perfiles de máquina.