Este documento describe una sesión de aprendizaje de 90 minutos para estudiantes de segundo año de secundaria sobre la construcción de un prototipo de cargador frontal para limpiar el cauce del río Rímac. Los estudiantes aprenderán sobre máquinas simples, construirán el prototipo usando un kit LEGO Education NXT y lo programarán para realizar tareas de limpieza. Luego explicarán cómo su solución resuelve el problema de limpieza del río y realizarán una reflexión sobre lo aprendido.
El control numérico (CN) o control decimal numérico es un sistema de automatización de máquinas herramienta operadas mediante comandos programados en un medio de almacenamiento, en comparación con el mando manual mediante volantes o palancas.
Las primeras máquinas de control remoto numérico se construyeron en los años 40 y 50 por el ingeniero John T. Parsons, basadas en las máquinas existentes con motores desmodificados cuyos números se relacionan manualmente siguiendo las instrucciones dadas en un microscopio de tarjeta perforada. Estos servomecanismos iniciales se desarrollaron rápidamente con los equipos analógicos y digitales. El abaratamiento y miniaturización de los procesadores ha generalizado la electrónica digital en todos los tipos herramienta, lo que dio lugar a la denominación control decimal numérico, control numérico por computadora, control numérico por computador o control numérico computarizado (CNC), para diferenciarlas de las máquinas que no tenían computadora. En la actualidad se usa el término control numérico para referirse a este tipo de sistemas, con o sin computadora.1
Este sistema ha revolucionado la industria debido al abaratamiento de microprocesadores y a la simplificación de la programación de las máquinas de CNC (control numérico por computadora).
Índice
1 Principio de funcionamiento
2 Aplicaciones
3 Programación en el control numérico
3.1 Programación manual
3.2 Programación automática
4 Véase también
5 Referencias
Principio de funcionamiento
Para mecanizar una pieza se usa un sistema de coordenadas que especificarán el movimiento de la herramienta de corte. El sistema se basa en el control de los movimientos de la herramienta de trabajo con relación a los ejes de coordenadas de la máquina, usando un programa informático ejecutado por una computadora. En el caso de un torno, hace falta controlar los movimientos de la herramienta en dos ejes de coordenadas: el eje de las X para los desplazamientos longitudinales del carro y el eje de las Z para los desplazamientos transversales de la torre. En el caso de las fresadoras se controlan también los desplazamientos verticales, que corresponden al eje Y. Para ello se incorporan servomotores en los mecanismos de desplazamiento del carro y la torreta, en el caso de los tornos y en la mesa en el caso de la fresadora; dependiendo de la capacidad de la máquina, esto puede no ser limitado únicamente a tres ejes.
El control del movimiento de los ejes de una máquina de control numérico se lleva a cabo mediante unos lazos de control que se componen de encoders o guías lineales y la unidad central. Cada eje está controlado por un lazo de control. Las maniobras no relacionadas con el movimiento de los ejes están controladas por un módulo PLC.2
Aplicaciones
Aparte de aplicarse en las máquinas-herramienta para mecanizar metales con alta precisión,3 el CNC se usa en la fabricación de muchos otros productos de ebanistería, carpintería, etc. La aplicación de sistemas de CNC en la
Koding for kids es un programa de formación que contribuye a desarrollar habilidades del Siglo XXI tales como el pensamiento crítico y computacional, la creatividad y la resolución de problemas a través del uso e implementación de la micro:bit.
El control numérico (CN) o control decimal numérico es un sistema de automatización de máquinas herramienta operadas mediante comandos programados en un medio de almacenamiento, en comparación con el mando manual mediante volantes o palancas.
Las primeras máquinas de control remoto numérico se construyeron en los años 40 y 50 por el ingeniero John T. Parsons, basadas en las máquinas existentes con motores desmodificados cuyos números se relacionan manualmente siguiendo las instrucciones dadas en un microscopio de tarjeta perforada. Estos servomecanismos iniciales se desarrollaron rápidamente con los equipos analógicos y digitales. El abaratamiento y miniaturización de los procesadores ha generalizado la electrónica digital en todos los tipos herramienta, lo que dio lugar a la denominación control decimal numérico, control numérico por computadora, control numérico por computador o control numérico computarizado (CNC), para diferenciarlas de las máquinas que no tenían computadora. En la actualidad se usa el término control numérico para referirse a este tipo de sistemas, con o sin computadora.1
Este sistema ha revolucionado la industria debido al abaratamiento de microprocesadores y a la simplificación de la programación de las máquinas de CNC (control numérico por computadora).
Índice
1 Principio de funcionamiento
2 Aplicaciones
3 Programación en el control numérico
3.1 Programación manual
3.2 Programación automática
4 Véase también
5 Referencias
Principio de funcionamiento
Para mecanizar una pieza se usa un sistema de coordenadas que especificarán el movimiento de la herramienta de corte. El sistema se basa en el control de los movimientos de la herramienta de trabajo con relación a los ejes de coordenadas de la máquina, usando un programa informático ejecutado por una computadora. En el caso de un torno, hace falta controlar los movimientos de la herramienta en dos ejes de coordenadas: el eje de las X para los desplazamientos longitudinales del carro y el eje de las Z para los desplazamientos transversales de la torre. En el caso de las fresadoras se controlan también los desplazamientos verticales, que corresponden al eje Y. Para ello se incorporan servomotores en los mecanismos de desplazamiento del carro y la torreta, en el caso de los tornos y en la mesa en el caso de la fresadora; dependiendo de la capacidad de la máquina, esto puede no ser limitado únicamente a tres ejes.
El control del movimiento de los ejes de una máquina de control numérico se lleva a cabo mediante unos lazos de control que se componen de encoders o guías lineales y la unidad central. Cada eje está controlado por un lazo de control. Las maniobras no relacionadas con el movimiento de los ejes están controladas por un módulo PLC.2
Aplicaciones
Aparte de aplicarse en las máquinas-herramienta para mecanizar metales con alta precisión,3 el CNC se usa en la fabricación de muchos otros productos de ebanistería, carpintería, etc. La aplicación de sistemas de CNC en la
Koding for kids es un programa de formación que contribuye a desarrollar habilidades del Siglo XXI tales como el pensamiento crítico y computacional, la creatividad y la resolución de problemas a través del uso e implementación de la micro:bit.
Instrucciones del procedimiento para la oferta y la gestión conjunta del proceso de admisión a los centros públicos de primer ciclo de educación infantil de Pamplona para el curso 2024-2025.
1. SESION DE APRENDIZAJE
Construyendo un cargador frontal para limpiar el cauce del río Rímac
1. ÁREA : Educación para el Trabajo
2. GRADO : 2º de Secundaria
3. DURACIÓN : 90 minutos
4. ÁREAS INTEGRADAS : Ciencia tecnología y ambiente y Matemática
5. TEMAS TRANSVERSAL : Educación para la gestión de riesgo y la conciencia ambiental
6. APRENDIZAJES ESPERADOS:
a. Reconoce la importancia del uso de las máquinas simples en nuestra vida diaria
b. Conoce los principios de funcionamientos de los elementos de máquinas simples
c. Construye prototipo de máquinas simples para solucionar problema
CAPACIDAD CONOCIMIENTO
COMPRENSION Y APLICACIÓN DETECNOLOGIAS
Identificayaplicalosprincipios tecnológicos de las
maquinassimplesenlaconstrucciónde prototipos
robóticos.
Maquinas simples
Elementos de las maquinas simples.
Se desenvuelveenlosentornosvirtualesgeneradosporlasTIC
Crea objetosdel entornovirtualpararealizaractividades preferidas
Crea construccionestecnológicasatravésde secuencias
De pasospara implementarlausandoherramientasymateriales
2. Que le permitaregistrar,comunicarideasyemociones LEGO
PROCESO ACTIVIDADES RECURSOS TIEMPO
INICIO Saludamosdandolabienvenidaanuestrosestudiantesyregistramosla
asistencia.Motivación:se lespresentaalosestudiantesunvideo
https://www.youtube.com/watch?v=hRsmeqwz_Bk
Los estudiantesContestanalassiguientespreguntas:¿Cuálessonlos
elementosque
permite el funcionamientode estasmáquina?, ¿Qué otrasmáquinas
conoces?¿Cómofuncionanestásmáquinasque observan?, ¿Qué es
una máquina?Losestudiantesdiscutensobre losbeneficiosque trae el
uso de lasmáquinasennuestravida.
Proyector,video 10 minutos
PROCESO - Los estudiantesingresanenlaspcal siguiente link:Máquinasy
mecanismos
https://www.youtube.com/watch?v=lMFxhczNyGQ
- Ingresana laficha maquinassimplesyexploranlainformación
- Formangruposy recibenunKitNXT Education
- RecibenlaFichade Aplicaciónde laactividadConstruyendoun
cargador frontal
- Reconocenloselementosde unamáquinasimple enunfigurade la
fichade aplicación
- Construyenel prototipodelcargadorfrontal segúnlaguía de
construcción
- Programanutilizandoel software NXT,al cargadorfrontal para que
realice tareasde limpieza
- Observanel prototipoconstruidoyseñalanloselementosde
máquinassimplesque
encuentrenenuncuadrode lafichade trabajo.
- Muestranel funcionamientode suprototipoanotandoloque cada
paso de la programaciónrealizaenuncuadrode la fichade actividad
Computadoras
KitNXT
LEGO Education9797
Fichade aplicaciónde la
actividad.
Guía de construcción
Software NXT
50 minutos
3. SALIDA
- Exponensobre lasoluciónque brindael prototipoconstruidoal
problemade lalimpiezadel cauce del rioRímac.
Adicionaengranajesal prototipoparacambiarel diseño
- Realizalametacognición:¿Qué aprendí?, ¿Cómoloaprendí?¿Qué
utilidadtieneloque aprendí.
Guía de construcción 30 minutos
CAPACIDAD INDICADORES INSTRUMENTOS
COMPRENSIÓN Y APLICACIÓN DE
TECNOLOGÍAS
Identifica y aplica los principios tecnológicos
de las máquinassimplesenlaconstrucciónde
prototiposrobóticos
- Identificalosprincipiosde unamáquinasimple
enun gráficode enla actividadcreativa.
- Construye el prototiporobóticoutilizandoel kit
de NXT.
- Utilizael Sensorde ultrasonidoparaque el
prototiporealice latarea.
RUBRICA
4. - Programaal Prototipoparaque realice tareas
de limpiezaenel cauce del Río
- Adicionaengranajesal prototipoconstruido
- Expone la solución al problema de limpieza
del cauce del Río Rímac utilizando el
cargador frontal
ACTITUDES - Trabaja en grupo RUBRICA