Optimización en el área de tallado de madera para la fabricación de muebles del hogar en la microempresa El Mundo del Mueble.
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Date
2021-03
Authors
Advisors
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Publisher
Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC.
Abstract
El presente proyecto detalla la optimización del proceso de grabado en madera en el área de tallado, mediante el diseño y construcción de un prototipo de una máquina de control numérico computarizado de tres ejes para el maquinado de la madera. Dirigida a la microempresa el mundo del mueble con el fin de realizar el grabado de cualquier tipo de imagen con una amplia gama de diseños, mayor precisión, acabado superficial y menor desperdicio en comparación con el procedimiento de tallado manual. El proyecto inicia con la caracterización de la materia prima utilizada describiendo las características y propiedades de la madera MDF; además se realizó una revisión bibliográfica sobre las diferentes máquinas talladoras que actualmente se usan en los talleres de grabado en madera. Mediante la investigación descriptiva y exploratoria se determinó cuatro opciones de solución para el diseño del prototipo de máquina, para la selección de mejor alternativa se utilizó el método ordinal de criterios ponderados. En base a los criterios de precisión, precio, peso e intercambio de elementos mecánicos se estableció que el prototipo de máquina CNC de tres ejes de husillo es la solución óptima para el diseño, para el modelado en 3D de las piezas de la estructura y la elaboración de planos de conjunto y detalle se utilizó el programa solidworks; a partir del diseño se realizó la selección de materiales y elementos normalizados finalmente se efectuó el montaje de los diferentes componentes de la máquina, para el grabado de una imagen se utilizó el programa Inkscape que permite vectorizar la gráfica y por medio del software Universal Gcode Sender obtener la programación en código “G” que será leído mediante el programa GRBL arduino que permiten a la máquina desplazarse sobre sus tres ejes coordinados generando el maquinado de la imagen; para validar el correcto funcionamiento del prototipo se ejecutó algunas pruebas con el tallado de diferentes imágenes, como resultado de esta práctica experimental se obtuvo un diseño eficiente de manera que disminuye el costo y el peso el cual permite tener un acabado y tallado de calidad, tiene un área de trabajo de 12 cm x 16 cm, mínimos costos de inversión para la fabricación de la máquina. De los resultados experimentales realizados a los procesos de grabado manual vs automatizado se determinó que el proceso de tallado mediante el mecanizado de la máquina CNC disminuye los desperdicios en 2,87%, también se estableció que la máquina CNC tiene una mayor precisión de las dimensiones y forma requeridas, con un valor de tolerancia de ±0,1 mm.
Description
This project details the optimization of the wood engraving process in the carving area, through the design and construction of a prototype of a three-axis computerized numerical control machine for wood machining. Focus to the small business in the furnitured world in order to engrave any type of image with a wide range of designs, greater precision, surface finish and less waste compared to the manual carving procedure. The project begins with the characterization of the raw material used, describing the characteristics and properties of MDF wood; In addition, a bibliographic review was carried out on the different carving machines that are currently used in wood engraving workshops. Through descriptive and exploratory research, four solution options were determined for the design of the machine prototype, for the selection of the best alternative the ordinal method of weighted criteria was used. Based on the criteria of precision, price, weight and exchange of mechanical elements, it was established that the prototype of a CNC machine with three spindle axes is the optimal solution for the design, for the 3D modeling of the parts of the structure and the preparation of assembly and detail plans, the solidworks program was used; From the design, the selection of standardized materials and elements was made, finally, the assembly of the different ones of the machine was carried out, for the engraving of an image the Inkscape program was used that allows vectorizing the graph and through the Universal Gcode Sender software to obtain the programming in code "G" that will be read by means of the GRBL arduino program that allows a machine to move on its three coordinated axes generating the machining of the image; To validate the correct functioning of the prototype, some tests were carried out with the carving of different images, as a result of this experimental practice an efficient design was obtained in a way that reduces the cost and the weight which allows to have a quality finish and carving, it has a work area of 12 cm x 16 cm, minimum investment costs for the manufacture of the machine. From the experimental results carried out to the manual vs automated engraving processes, it was determined that the carving process through the machining of the CNC machine reduces waste by 2.87%, it was also established that the CNC machine has a greater precision of the dimensions and required shape, with a tolerance value of ± 0.1 mm.
Keywords
ACABADO, CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO, GRABADO, MONTAJE
Citation
Jaya Gavilanes Antoni Fabricio (2021), Optimización en el área de tallado de madera para la fabricación de muebles del hogar en la microempresa El Mundo del Mueble. UTC. Latacunga. 78 p.