Diseño y construcción de prototipo para mecanizado multiejes en materiales blandos utilizando arquitectura paralela Stewart-Gough

Abstract

Este documento describe el diseño y la fabricación de un dispositivo para mecanizado multiejes en materiales blandos basado en arquitectura paralela con 5 grados de libertad tipo Stewart-Gough -SG-, incluyendo el desarrollo de su respectivo postprocesador. El dispositivo final se encuentra en el laboratorio de mecatrónica de la Universidad Nacional de Colombia. Se realiza una integración de los procesos CAD/CAM/CAE/CNC, incluyendo herramientas de simulación dinámica y Co-Simulación para comprobar el comportamiento del manipulador y su controlador en un modelo virtual, lo que permite verificar la generación de trayectorias y la detección previa colisiones en el mecanizado. El dispositivo final, nombrado SG UNal, se encuentra en el laboratorio de mecatrónica de la Universidad Nacional de Colombia- Sede Bogotá. El modelo geométrico de la plataforma se ha realizado empleando las herramientas UGS NX 8.5, MATLAB R para la generación de las trayectorias y Simulink para el Sistema de Control, que articulado con el postprocesador SG Unal desarrollado en el módulo Post Builder de NX, genera la información requerida para el movimiento de los actuadores en la plataforma SG UNal durante un mecanizado. En el módulo CAD de UGS NX 8.5, se modeló cada uno de los componentes de la plataforma SG Unal obteniéndose la información de detalle y los planos requeridos para el mecanizado de piezas de la máquina. La manufactura se realizó en máquinas y herramientas convencionales y de control numérico CNC siguiendo flujo de trajo en CAD/CAM/CNC. Finalmente, se ha ensamblado la plataforma con su consiguiente verificación y puesta a punto, buscando el maquinado de una esfera de 30 cm de radio.

Abstract. This document describes the design and manufacture of a device for multi-axis machining soft materials based on parallel architecture with 5 degrees of freedom type Stewart-Gough -SG-, including the development of their respective postprocessor. An integration of CAD/CAM/CAE/CNC process is made, including tools for dynamic simulation and co-simulation to test the behavior of the manipulator and its controller on a virtual model, enabling verify trajectory generation and the previous detection collisions in machining. The machine, named SG Unal, is in the mechatronics laboratory of the National University of Colombia in Bogota. The geometrical model of the platform was made using the UGS NX 8.5, MATLAB tools for generating paths and Simulink for Control System, which articulated with SG Unal postprocessor developed in NX Post Builder module generates the information required for movement of the actuators on the platform UNAL SG during machining. In the CAD ¨ module UGS NX 8.5, was modeled each of the components of the platform Unal SG information obtained and planes detail required for machining of the dispositive parts. Manufacturing is done in conventional machines and tools and CNC numerical control flow following brought in CAD/CAM/CNC. Finally, the platform is assembled with its subsequent verification and tuning, looking for the machining of a sphere of radius 30cm.