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 >.