Desarrollo de un prototipo automatizado controlado por software capaz de realizar formas en dos dimensiones sobre una superficie de vidrio

Abstract

El presente proyecto describe el desarrollo de un dispositivo que es capaz de realizar figuras en dos dimensiones sobre una superficie de vidrio automáticamente. Esta propuesta nació de la actividad artesanal de grabado en vidrio, que se realiza con una herramienta eléctrica que funciona como un lápiz y tiene una punta metálica que gira a grandes revoluciones conocida como fresa para grabar. El detalle y duración de esta tarea depende mucho de la habilidad y experiencia del artesano. Para principiantes puede resultar difícil el realizar un trazado sobre vidrio, obteniendo figuras con poca calidad y esto es un contratiempo si se desea obsequiar un dibujo sobre este material. Con esto en mente se planteó que el uso de la máquina no sea industrial, sirviendo esta para crear decoraciones, presentes, placas o incluso trofeos. Para esto se usó la metodología mecatrónica definiendo un área de superficie de grabado de 20x20 cm, el uso de motores a paso y un sistema de coordenadas para la máquina. Después se hizo el diseño conceptual, desarrollando un mecanismo que permita a una punta de fresa trazar con una profundidad de 1.5 mm y con una velocidad aproximada de 14000 rpm; también se necesitó un sistema de actuadores que muevan a la herramienta de grabado sobre la superficie de vidrio. Se investigó el firmware GRBL para usarlo en una placa Arduino Uno, en conjunto con un Shield CNC. Se usó el software libre Inkscape 0.9.1 para la creación de trayectos a partir de imágenes. En la fase de diseño especificó se escogió las opciones que mejor cumplan con las especificaciones propuestas y finalmente se construyó la máquina. Se sometió el proyecto a pruebas de grabado obteniendo un error de hasta 0.021153529mm en el trazado de un cuadrado, y de 0.026456305mm en un círculo.