Reparación automática de barras metálicas cilíndricas mediante manufactura aditiva robotizada

Abstract

El objetivo de este trabajo es generar un nuevo sistema robotizado para la reparación automática de barras cilíndricas metálicas mediante el empleo de fabricación aditiva. Para lograr esto se busca; integrar una máquina soldadora MIG con una fresa CNC incorporando un cuarto eje, utilizar un escáner láser para obtener datos de daños de desgaste en distintas barras, generar automáticamente el código para las trayectorias de reparación de fallas, realizar mejoras en el software actual disponible de generación de código, incluir una interfaz gráfica simple y realizar pruebas de reparación con soldadura en las barras. La metodología utilizada consiste en 3 etapas. Primero se traduce un código inicial para la generación de trayectorias de reparación, escrito en Matlab, a Python. Después se diseñan y fabrican herramientas para fijar las barras y antorcha de soldar al equipo CNC, se asegura la protección del equipo CNC y se hace la integración CNC-MIG mediante el control del encendido y apagado de la antorcha con el circuito de refrigerante del equipo CNC. Segundo, se prueba esta integración física para asegurar su correcto funcionamiento y control mediante pruebas de soldadura y se preparan las barras a ser reparadas. Tercero, se escriben códigos en Python para automatizar la toma de datos y su procesamiento, mejorar el programa inicial Matlab e incluir una interfaz visual básica. Luego, se escanean daños en barras de pruebas mediante un escáner láser, se genera el código G necesario para reparar estos daños mediante el software desarrollado y se realizan las pruebas finales de reparación. Se evalúan las reparaciones en términos de los caminos de reparación generados, la calidad visual, adhesión entre capas y con las barras, penetración de soldadura en las piezas de prueba, defectos y la dureza de la soldadura. Los principales recursos utilizados son: software de programación Matlab y Python, máquina soldadora Invermig 250, máquina Tormach PCNC 1100, escáner láser, barras cilíndricas de acero SAE 1020, cuero de descarne para protección del equipo CNC, plástico Technyl e impresión 3D con PLA. Los resultados son los parámetros de soldadura para las reparaciones, una herramienta de software capaz de automatizar la toma de datos, procesamiento de los datos y programar automáticamente los movimientos del sistema, 2 reparaciones fallidas y 1 reparación satisfactoria mediante el sistema robotizado y un tiempo de reparación de minutos.