INTERFAZ GRÁFICA DE CONTROL E INSTRUMENTACIÓN DE UN SISTEMA MECÁNICO DE EJES COORDENADOS APLICADO EN EL PROCESO DE PULIDO ELECTROQUÍMICO

Abstract

En este documento se presenta el desarrollo de un sistema de cómputo embebido, específicamente diseñado para la ejecución de pruebas de pulido electroquímico en piezas metálicas conductoras. Este proceso pertenece a las técnicas de manufactura avanzada no convencional, debido a que la herramienta de trabajo no se encuentra en contacto directo con la pieza. El proceso de pulido electroquímico se lleva a cabo en un medio electrolítico, en el que existe una polarización entre los electrodos: herramienta y pieza de trabajo. Esta polarización ocasiona el desprendimiento de material del ánodo (pieza que se desea pulir), permitiendo la remoción de material a escala micrométrica y mejorando el acabado superficial de la misma. Se caracteriza porque la distancia entre los electrodos se encuentra en una escala entre 100 y 400 μm. El proceso de pulido se realiza recorriendo paulatinamente la superficie de la pieza con el electrodo o herramienta de trabajo, mientras esta se encuentra polarizada y el electrolito se hace fluir en el espacio que existe entre ambos elementos. El sistema desarrollado permite que el usuario tenga un control manual o semiautomático para manipular un dispositivo de movimiento mecánico de tres ejes (plano cartesiano x, y, z), pudiendo definir la trayectoria que debe seguir el electrodo durante la ejecución del proceso, así como la duración de este. Al mismo tiempo, el sistema permite el monitoreo de las variables más importantes del proceso: voltaje de polarización del electrodo y corriente consumida. Como parámetros adicionales se permite introducir las características físicas de la pieza (tipo de aleación y dimensiones), del electrodo (material del que está hecho) y del electrolito (composición química y concentración). El sistema de control se desarrolló en el lenguaje de programación Python, el cual permite utilizar bibliotecas de funciones, generando recursos gráficos por medio de la biblioteca Tkinter para crear una Interfaz Gráfica de Usuario; de esta forma el usuario puede interactuar con el proceso y observar los diversos cambios que se puedan generar durante el desarrollo de este. x Para validar este trabajo, se realizaron pruebas experimentales de pulido electroquímico con diversas aleaciones de materiales metálicos y con una solución salina como electrolito. Estas pruebas permitieron demostrar que el sistema embebido es capaz de efectuar satisfactoriamente el movimiento del sistema mecánico mediante la sincronización de los ejes cartesianos por medio de motores a pasos, con una resolución seleccionable de paso completo, medio paso, octavo de paso o dieciseisavo de paso. Asimismo, se presentan gráficas del monitoreo en tiempo real de las variables del proceso y se almacena un reporte para el usuario con todos los datos del proceso. Adicionalmente, se probó que el sistema puede ser empleado para maquinado electroquímico, ya que se efectuó el maquinado de un canal lineal en una pieza metálica, por lo que se constituye como un sistema versátil para la realización de estas pruebas electroquímicas.