Proyecto Final Laboratorio SIM
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Proyecto Sistemas integrados de manufactura
Introducción
Para poder realizar nuestro proyecto tuvimos que realizar una lluvia de ideas para ver
que objeto podríamos realizar que cumpliera con el uso de las maquinas en el CTA y
con las especificaciones impuestas por los profesores de Laboratorio de Sistemas
Integrados de Manufactura.
Después de analizar todas las ideas propuestas por cada uno de los
participantes del equipo se decidió hacer un cubo con una ranura en forma de
cuadrado en la parte superior del mismo, en la cual un robot podría insertar un
pequeño cubo en el mismo. También se decidió crear un pallet donde las piezas se
depositarían para que el robot pudiera tomarlas y armar el cubo.
Herramientas a utilizar
1. CAD: Solidworks, AutoCAD
2. Maquina cortadora Láser
3. Brazo Robótico
Marco Teórico
CAD
El diseño asistido por computadora, más conocido por sus siglas inglesas CAD
(computer-aided design), es el uso de un amplio rango de herramientas
computacionales que asisten a ingenieros, arquitectos y diseñadores. El CAD es
también utilizado en el marco de procesos de administración del ciclo de vida de
productos (en inglés product lifecycle management).
También se puede llegar a encontrar denotado con las siglas CADD (computer-
aided design and drafting), que significan «dibujo y diseño asistido por computadora».
Estas herramientas se pueden dividir básicamente en programas de dibujo 2D y de
modelado 3D. Las herramientas de dibujo en 2D se basan en entidades geométricas
vectoriales como puntos, líneas, arcos y polígonos, con las que se puede operar a
través de una interfaz gráfica. Los modeladores en 3D añaden superficies y sólidos.
Brazo Robótico
Los robots industriales son dispositivos mecánicos multifuncionales
programables diseñados para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos
especializados a través de movimientos programados variables para realizar una
variedad de tareas.
El brazo robótico que utilizamos para realizar nuestra practica consiste en un
robot con 6 grados de libertad cada uno con un servomotor que le da las coordenadas
en las que esta trabajando (pulgadas con seis decimales de precisión), formado por:
gripper, ventosa (succionar piezas planas), y destornillador.
Cortadora láser
El proceso consiste en la focalización del haz láser en un punto del material que
se desea tratar, para que éste funda y evapore lográndose así el corte. El láser, con una
determinada potencia procedente del generador y de un sistema de conducción
llegará al cabezal. Dentro de éste, un grupo óptico se encarga de focalizar el haz con un
diámetro determinado, sobre un punto de interés del material a tratar.
El posicionamiento del punto focal del rayo respecto de la superficie que se
desea cortar es un parámetro crítico. El proceso requiere de un gas de asistencia, que
se aplica mediante la propia boquilla del cabezal, coaxial al propio rayo láser.
La cortadora láser que se utilizó para maquinar nuestras piezas fue la que está
actualmente en el CTA con la cual se puede cortar madera, acrílico, piel, etc.
Procedimiento
Una vez que se decidió el proyecto a implementar, se realizó otra lluvia de ideas
para definir que material íbamos a usar y como íbamos a realizar el proyecto. A la
primer decisión que llegamos fue a la del material, se decidió usar MDF de 3mm, una
vez que escogimos el material procedimos a escoger la máquina que íbamos a utilizar,
y después de analizar las opiniones de cada miembro optamos por usar la maquina
cortadora láser.
Diseño de las piezas en CAD
Todas y cada una de las piezas se diseñaron en Solidworks con cero tolerancia
para que al momento del ensamble encajaran de una manera perfecta. El diseño de las
piezas fue considerando el espesor de la lámina de MDF que se decidió utilizar como
material para llevar a cabo nuestro proyecto. Los dibujos de las piezas; así como, los
planos de las mismas y el ensamble final, se encuentran adjuntos en el CD.
Cortadora Láser
Los planos realizados en Solidworks se juntaron en un solo dibujos y se
guardaron formato .DXF para después abrirlo en AutoCAD para así poder guardarlo en
formato 2004 para que la maquina cortadora laser lo pudiera.
Cuando obtuvimos las piezas entonces por cuestiones de diseño le pegamos
una placa extra al pallet y a la base del cubo. Después el siguiente paso fue programar
el brazo robótico para que éste armara el cubo y depositara el cubo pequeño en el
orificio hecho en la parte superior del cubo.
Brazo robótico
Antes de poder utilizar el brazo robótico, fijamos la base del cubo que contenía
el pallet para las 4 caras con unas escuadras de Polietileno que atornillamos a la mesa
que se encuentra a un lado del robot. Los pasos que seguimos fueron los siguientes
tomados en clase:
1. Prender las tres pastillas del regulador
2. Prender el refigerados
3. Teach (sirve para programar los robots)
4. Presionar siempre el botón trasero (mano izquierda)
5. Botón Servo Power/ Botón verde del teach
6. Habilitar el teach (enable)
7. Mover
a. Joint: independiente cada uno de los motores (S,L,U,B,R,T)
b. Usuario: deja todos los motores fijos y sólo mueve en x,y,z
8. Cambiar velocidad (siempre en velocidad media y al acercarse a tomar la pieza
lo bajamos a SLOW)
9. Programas
a. Select job (F4) Home Enter Correr (T Start + Forward )
b. Crear uno nuevo
i. Select new job
ii. Nombre (ABC ó símbolos)
c. Todos los programas inician y terminan en HOME
i. EDIT
ii. Control Call Modify Name HOME Enter
d. Cambio de herramienta
i. Modifiy Control Call Name Elegir nombre
e. Grabar puntos
i. Puntos de seguridad
1. Mover en User Enter Cambiar velocidad Modify
Play Speed 12.5%
2. Cambiar la velocidad a SLOW (1.56% y 3.12% en gripper)
y guardar el punto cuando esté a punto de tocar (con una
velocidad más lenta)
3. Llamar subrutina
a. Control Call Modify Name RBHERR
ON Enter
Se creó un programa y se guardó en el “Teach” con e nombre de “CUBO”; el
cual cuenta con 67 movimientos, 18 subrutinas (cambios de herramienta y HOME) y 3
velocidades diferentes dependiendo de la herramienta utilizada.
Conclusión
Después de realizar la práctica y comentar acerca del proyecto nos dimos
cuenta de todas las opciones que hoy en día tiene una persona que sabe utilizar las
herramientas que la tecnología nos brinda hoy en día.
Juntando las herramientas que nosotros utilizamos para éste proyecto se
pueden realizar proyectos de grandes ideas, comenzando con el prototipo de la misma
en CAD, dónde antes de construir la pieza diseñada se pueden encontrar defectos
causados por tensión y temperatura; después, la cortadora láser con CNC nos puede
dar una exactitud casi perfecta en la creación de la pieza; y por último, los brazos
robóticos son capaces de realizar actividades rutinarias que antes eran realizadas por
un brazo humano, que se cansaba fácilmente y no podía llegar a las mismas
características con las que cuenta esta herramienta.
Estas herramientas se pueden implementar en cualquier tipo de procesos
ayudando y disminuyendo los tiempos, movimientos, y los procesos mismos para
lograr una estandarización; Es por esto que llegamos a la conclusión que es muy
importante para la vida profesional de los ingenieros que sepan utilizar este tipo de
herramientas.
Bibliografía
"OSHA Technical Manual (OTM) Section IV: Chapter 4." . United States Department of
Labor, 20 Jan. 1999. Web. 7 May 2014.
<https://www.osha.gov/dts/osta/otm/otm_iv/otm_iv_4.html>.
"Corte por Láser." . EcuRed, n.d. Web. 7 May 2014.
<http://www.ecured.cu/index.php/Corte_por_l%C3%A1ser >.