Instituto Tecnológico Tecnológico de Celaya Ingeniería Mecatrónica Procesos de fabricación “Clasificadora de objetos con brazo robótico.”
Presenta: E! Pizano "ca#$o %ranza &ayeli 'ern(ndez )(z*uez Carlos +ario ,orena %rias -uan afael /odoy Cer0antes Marcos Elizalde %sesor: M.C. 1ngel /uerrero &a0arrete
Celaya, Gto.
Diciembre,2016
Contenido Capítulo I. Marco de referencia..............................................................................................4 1.1 Definición del problema................................................................................................ 1.2 !u"tificación................................................................................................................... 1.# $lcance"......................................................................................................................... 1.4 %b&eti'o" (enerale".......................................................................................................6 1. %b&eti'o" e"pecífico".....................................................................................................6 1.6 $ntecedente"..................................................................................................................) 1.6.1 *i"toria de la +obótica...........................................................................................) 1.6.2 ra-o robótico........................................................................................................ 1.6.# Mano robótica......................................................................................................... 1.) /ipo".............................................................................................................................. 1. Cinta tran"portadora....................................................................................................10 1. $plicación....................................................................................................................10 1.10 *i"toria......................................................................................................................10 Capítulo II. Marco teórico.....................................................................................................12 2.1 "tructura de una banda tran"portadora......................................................................12 2.1.1 Con"titución de la banda.......................................................................................1# 2.2 rocedimiento para la cla"ificación de producto" y tipo" de cla"ificadore"................14 2.2.1 Cla"ificación manual............................................................................................14 2.2.2 Cla"ificación por anillo".......................................................................................1 2.2.# Cla"ificación por cilindro" rotatorio"....................................................................1 2.2.4 Cla"ificadora de conducto inclinado.....................................................................16 2.2. 3eparadore" de diferente" forma" (eomtrica".....................................................16 2.# 5i(encia" de di"eo...................................................................................................1) 2.4 mpleo" de la" Cinta" /ran"portadora"7Cla"ificadora"...........................................1) 2. "tructura de un bra-o robótico...................................................................................1) 2..1 Grado" de libertad8................................................................................................1 2..2 Mo'ilidad8.............................................................................................................1 2..# $rticulacione"8......................................................................................................1 2..4 "labone"8.............................................................................................................1 1
Contenido Capítulo I. Marco de referencia..............................................................................................4 1.1 Definición del problema................................................................................................ 1.2 !u"tificación................................................................................................................... 1.# $lcance"......................................................................................................................... 1.4 %b&eti'o" (enerale".......................................................................................................6 1. %b&eti'o" e"pecífico".....................................................................................................6 1.6 $ntecedente"..................................................................................................................) 1.6.1 *i"toria de la +obótica...........................................................................................) 1.6.2 ra-o robótico........................................................................................................ 1.6.# Mano robótica......................................................................................................... 1.) /ipo".............................................................................................................................. 1. Cinta tran"portadora....................................................................................................10 1. $plicación....................................................................................................................10 1.10 *i"toria......................................................................................................................10 Capítulo II. Marco teórico.....................................................................................................12 2.1 "tructura de una banda tran"portadora......................................................................12 2.1.1 Con"titución de la banda.......................................................................................1# 2.2 rocedimiento para la cla"ificación de producto" y tipo" de cla"ificadore"................14 2.2.1 Cla"ificación manual............................................................................................14 2.2.2 Cla"ificación por anillo".......................................................................................1 2.2.# Cla"ificación por cilindro" rotatorio"....................................................................1 2.2.4 Cla"ificadora de conducto inclinado.....................................................................16 2.2. 3eparadore" de diferente" forma" (eomtrica".....................................................16 2.# 5i(encia" de di"eo...................................................................................................1) 2.4 mpleo" de la" Cinta" /ran"portadora"7Cla"ificadora"...........................................1) 2. "tructura de un bra-o robótico...................................................................................1) 2..1 Grado" de libertad8................................................................................................1 2..2 Mo'ilidad8.............................................................................................................1 2..# $rticulacione"8......................................................................................................1 2..4 "labone"8.............................................................................................................1 1
2.6 3elección de materiale"...............................................................................................20 2.6.1 $luminio...............................................................................................................20 2.6.2 $cero.....................................................................................................................21 .......................................................................................................................................22 2.6.# Cobre.....................................................................................................................2# .......................................................................................................................................24 2.6.4 Cable" de cobre.....................................................................................................24 2.) $limentación 9Corriente elctrica:..............................................................................2 2.).1 Corriente alterna...................................................................................................2) 2.).2 atería".................................................................................................................2) Capítulo III. Metodolo(ía.....................................................................................................2 #.1
Introducci Introducción ón a la metodolo(ía metodolo(ía....... .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ...................2 .............2
#.2 Metodolo(ía.................................................................................................................2 #.2.1 +ecopilación de dato"...........................................................................................2 #.2.2 Materiale" "eleccionado"......................................................................................#0 #.2.# Duración de la in'e"ti(ación................................................................................#0 #.2.4 rocedimiento".....................................................................................................#0 #.2
Di"eo Di"eo de in'e"ti(ació in'e"ti(ación...... n............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. .............. ..........#1 ...#1
#.4 3elección de an;li"i"....................................................................................................#1 #.
Beneficios de CAD .........................................................................................................#) #.) Dia(rama de flu&o........................................................................................................# Capitulo I= $n;li"i" de re"ultado"........................................................................................40 4.1 Di"eo..........................................................................................................................40 4.2 Durabilidad..................................................................................................................40
2
4.# Co"to8...........................................................................................................................41 4.#.1 Co"to" directo"......................................................................................................41 4.#.2 Co"to" indirecto"...................................................................................................42 4.#.# Co"to total del proyecto........................................................................................4# 4.4 roce"o".......................................................................................................................4# 4. Materiale"....................................................................................................................4 4..1 3elección de materiale".........................................................................................4 4..2 ropiedade" mec;nica".........................................................................................4 4..# Di"ponibilidad y co"to" de materiale"..................................................................0 4..4 ropiedade" del acero ino5idable8........................................................................0 4.. ropiedade" del aluminio......................................................................................1 Capítulo = proce"o" y di"eo de prototipo...........................................................................# .1 di"eo...........................................................................................................................# .1.1 prototipo................................................................................................................# .1.2 ma>ueta.................................................................................................................# .2 proce"o".......................................................................................................................# .2.1 materiale" empleado"............................................................................................# .2.2 armado..................................................................................................................# Conclu"ión8...........................................................................................................................# $ne5o"..................................................................................................................................4 +eferencia"............................................................................................................................)
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Ca$ítulo I. Marco de referencia ?a mecani-ación y automati-ación de lo" "i"tema" de tran"porte de producto", materia" prima" e inclu"o per"ona" e" ya una con"tante en la indu"tria. ara reali-ar e"to "e emplea una banda tran"portadora. @na banda tran"portadora e" un "i"tema de tran"porte con"i"tente en una cinta >ue "e mue'e continuamente entre do" tambore". "ta banda e" arra"trada por fricción por uno de lo" do" tambore", >ue e" accionado por un motor. l otro tambor (ira libremente y tiene como función el de "er'ir de retorno a la banda. ntre lo" do" tambore" la banda e" "oportada por rodillo". or lo (eneral, la manufactura e" una acti'idad comple&a >ue comprende una amplia 'ariedad de recur"o" y acti'idade", como la" "i(uiente"8 A Di"eo del producto.
A Control de la producción.
A Ma>uinaria y Berramienta.
A 3er'icio" de "oporte.
A laneación del proce"o.
A Mercadeo.
A Materiale".
A=enta".
ACompra. A Manufactura.
A mbar>ue.
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A 3er'icio" al cliente.
" fundamental >ue la" acti'idade" de la manufactura re"pondan a la" di'er"a" demanda" y tendencia"8 1. @n producto debe "ati"facer totalmente lo" re>ui"ito" de di"eo, e"pecificacione" y norma". 2. @n producto debe manufacturar"e mediante lo" mtodo" m;" económico" y ami(able" con el medio ambiente. #. ?a calidad debe inte(rar"e al producto en cada etapa, de"de el di"eo Ba"ta el en"amblado, en 'e- de confiar "ólo en la" prueba" de calidad de"pu" de Baberlo manufacturado. 4. n el muy competiti'o ambiente actual, lo" mtodo" de producción deben "er lo "uficientemente fle5ible" para re"ponder a la" cambiante" demanda" del mercado, a lo" tipo" de producto" y a la" capacidade" de producción, a fin de a"e(urar una entre(a oportuna al cliente. . ?o" continuo" de"arrollo" en materiale", mtodo" de producción e inte(ración a la" computadora", tanto de la" acti'idade" tecnoló(ica" como de la" admini"trati'a" en una or(ani-ación manufacturera, deben e'aluar"e con"tantemente con mira" a "u implantación apropiada, oportuna y económica. 6. ?a" acti'idade" de manufactura deben 'er"e como un (ran "i"tema, cuya" parte" "e relacionan entre "í en (rado" 'ariable". "to" "i"tema" "e pueden modelar para e"tudiar el efecto de factore" como lo" cambio" en la" demanda" del mercado, el di"eo del producto, lo" materiale" y lo" mtodo" de producción tanto en la calidad como en el co"to de lo" producto". ). l fabricante debe traba&ar con el cliente para obtener una retroalimentación oportuna y con"e(uir a"í una me&ora continua del producto.
2.2 +efinición del $roble#a ?a b">ueda del Bombre de crear Berramienta" >ue le faciliten "u 'ida, y de "i"tema" >ue Ba(an "u" labore" meno" tedio"a", aburrida" o a(otadora", y facilitar la" >ue "ean difícile" o impo"ible" de reali-ar debido a la" limitacione" >ue po"ea el "er Bumano. De e"ta manera nació la robótica para e'olucionar al lado del Bombre Baciendo "u 'ida cada 'e- m;" "encilla. ?a creación de e"ta" Berramienta" no" Ba lle'ado a un mundo donde el límite e" la ima(inación y donde lo" "i"tema" automati-ado" y "u" aplicacione" "on innumerable". ?a manipulación de ob&eto", materiale" o "u"tancia", noci'o" o peli(ro"a" para el "er Bumano tambin le da "entido a la utili-ación de e"ta" Berramienta". Gracia" a ella" "e pueden manipular "e(uramente "in rie"(o de >ue al(uien "al(a la"timado. De e"ta manera el ob&eti'o de e"te proyecto e" ofrecer una Berramienta mec;nica controlada remotamente, >ue pueda reali-ar un traba&o continuo y "i"tem;tico, y >ue pueda Bacer e"ta" labore" "in una completa inter'ención de un operador, y >ue "u función "ea la de le'antar ob&eto" pe"ado" o peli(ro"o" "in cometer errore" >ue pon(an en rie"(o la 'ida o la inte(ridad fí"ica de la" per"ona".
2.3 -ustificación @n bra-o robótico e" una m;>uina >ue combina mec;nica, electrónica y en al(uno" ca"o" neum;tica o Bidr;ulica con # o m;" (rado" de libertad, capa- de "imular el bra-o Bumano, y "aber mediante encender, motore" a pa"o o "er'o motore" la di"tancia recorrida, "iendo "te
capa- de "aber e5actamente "u po"ición actual "u mo'ilidad y confiabilidad y eficacia le Ban dado un lu(ar en la indu"tria tal como la automotri- >ue e" donde m;" "e utili-a.
2.! %lcances Con e"te proyecto y con nue"tro" prototipo" creado" "e e"pera llamar la atención de or(ani"mo" e in"titucione" e"peciali-ada" en robótica y automati-ación para reali-ar un an;li"i" profundo y completo de nue"tro" "i"tema" para de"pu" aprobarlo" y de e"ta manera promo'er e impul"ar dicBo" "i"tema" a proce"o" de producción a ni'ele" indu"triale", cabe mencionar >ue la implementación de "i"tema" mecatrónico" y automati-ado" dentro de la" indu"tria" e"t; actualmente en au(e en ca"i todo" lo" "ectore" de producción de"de línea" blanca" Ba"ta automo'ilí"tico por mencionar al(uno", "iendo a"í "e e"pera >ue al implementar nue"tro" "i"tema" puedan "to" brindar (rande" beneficio" a lo" u"uario" principalmente refle&ado" en la optimi-ación de "u" propio" proce"o" de producción.
2.4 "bjeti0os generales l ob&eti'o de una línea de en"ambla&e e"t; planteado para un "i"tema or(ani-ado en "ecuencia de traba&adore", Berramienta" o m;>uina" y parte" 9bra-o" robótico":. " para >ue el traba&o de lo" obrero" "ea minimi-ado lo m;" po"ible. Ea >ue toda" la" parte" o en"amble" "on mane&ado" por tran"portadora" o 'eBículo" como carretilla", ele'adore" o (ra'edad, la cual no tiene la nece"idad de utili-ar un tran"porte manual. l le'antamiento de car(a pe"ada e" reali-ado por m;>uina" como (ra" ele'ador, carretilla", ele'adore" o bra-o" robótico". Formalmente no" "ir'e para >ue cada obrero reali-a una "imple operación y "ea m;" r;pida la elaboración del producto.
/ambin tendríamo" >ue identificar >ue nece"itamo" en u na línea de en"ambla&e8 1. @bicar la" Berramienta" y a lo" traba&adore" en la "ecuencia de la operación para >ue el componente de cada parte pueda "er tra"ladado la menor di"tancia po"ible mientra" "e e"t; en el proce"o. 2. @tili-ar el tran"porte adecuado para >ue cuando un operador complete la operación colo>ue la pie-a o parte "iempre en el mi"mo lu(ar y de"pla-ar la pie-a al "i(uiente operador. #. @tili-ar línea" de en"amble tran"portadora" >ue permitan >ue la" parte" a "er en"amblada" "ean entre(ada" a una di"tancia con'eniente.
2.5 "bjeti0os es$ecíficos n e"te ob&eti'o bu"camo" de"cubrir como tener una línea de en"ambla&e optima y no "e deten(a por falta de material o e5ce"o de car(a. "tablecer una línea de producción balanceada re>uiere de una &uicio"a con"ecución de dato", aplicación teórica, mo'imiento de recur"o" e inclu"o in'er"ione" económica". or
ende, 'ale la pena con"iderar una "erie de condicione" >ue limitan el alcance de un balanceo de línea, dado >ue no todo proce"o &u"tifica la aplicación de un e"tudio del e>uilibrio de lo" tiempo" entre e"tacione". /ale" /ale" condicione" "on8 Cantidad8 ?a cantidad debe "er "uficiente para cubrir la preparación de una línea. " decir, >ue debe con"iderar"e el co"to de preparación de la línea y el aBorro >ue ella tendría aplicado al 'olumen proyectado de la producción. Continuidad8 Deben tomar"e medida" de (e"tión >u e permitan a"e(urar un apro'i"ionamiento continuo de materiale", in"umo", pie-a" y "u" en"amble". $"í como coordinar la e"trate(ia de mantenimiento >ue minimice la" falla" en lo" e>uipo" in'olucrado" en el proce"o.
2.6 %ntecedentes $nte" de comen-ar tenemo" >ue empe-ar in'e"ti(ando un poco "obre la Bi"toria de la robótica y de"pu" de Baber BecBo e"to continuar con definir >ue e" un bra-o robótico y cuanto" tipo" de bra-o" robótico" Bay y lue(o 'er >ue e" una banda tran"portadora "u aplicación y por ltimo la Bi"toria de e"ta".
2.6.2 'istoria de la obótica or "i(lo", el "er Bumano Ba con"truido m;>uina" >ue imitan parte" del cuerpo Bumano. ?o" anti(uo" e(ipcio" unieron bra-o" mec;nico" a la" e"tatua" de "u" dio"e" lo" (rie(o" con"truyeron e"tatua" >ue operaban con "i"tema" Bidr;ulico", lo" cuale" eran utili-ado" para fa"cinar a lo" adoradore" de lo" templo". l inicio de la robótica actual puede fi&ar"e en la indu"tria te5til del "i(lo H=III, cuando !o"epB !o"epB !ac>ua !ac>uard rd in'ent in'entaa en 101 una m;>uin m;>uinaa te5til te5til pro(ra pro(ramab mable le mediant mediantee tar&et tar&eta" a" perforada". ?ue(o, la +e'olución Indu"trial impul"ó el de"arrollo de e"to" a(ente" mec;nico". $dem;" de e"to, durante lo" "i(lo" H=II y H=III en uropa fueron con"truido" mueco" mec;nico" mec;nico" muy in(enio"o" >ue tenían tenían al(una" al(una" caracterí"t caracterí"tica" ica" de robot". robot". !ac>ue" !ac>ue" de =auncan"o" con"truyó 'ario" m"ico" de tamao Bumano a mediado" del "i(lo H=III. n 10, 10, *enri *enri Mailla Maillarde rdert rt con"tr con"truyó uyó una mueca mueca mec;ni mec;nica ca >ue era capacapa- de Bacer Bacer dibu&o". ?a palabra robot "e utili-ó por primera 'e- en 120 en una obra llamada ?o" +obot" @ni'er"ale" de +o""um, e"crita por el dramatur(o cBeco Jarel CapeK. 3u trama trataba "obre un Bombre >ue fabricó un robot y lue(o e"te ltimo mata al Bombre. ?a palabra cBeca L+obot L+obotaL aL "i(nif "i(nifica ica "er'id "er'idumb umbre re o traba& traba&ado ado for-ado for-ado,, y cuando cuando "e tradu&o tradu&o al in(l" in(l" "e con'irtió en el trmino robot. ?ue(o, I"aac $"imo' comen-ó en 1# a contribuir con 'aria" relacione" referida" a robot"
y a l "e le atribuye el acuamiento del trmino +obótica y con el "ur(en la" denominada" /re" ?eye" de +obótica >ue "on la" "i(uiente"8 1. @n robot robot no puede actuar actuar contra contra un "er "er Bumano Bumano o, mediante mediante la inacción inacción,, >ue un "er Bumano "ufra dao". 2. @n robot robot debe de obedecer obedecer la" la" órdene" órdene" dada" dada" por lo" "ere" Bumano", Bumano", "al'o "al'o >ue e"tn e"tn en conflicto" con la primera ley. #. @n robot robot debe prote(er prote(er "u propia propia e5i"te e5i"tencia ncia,, a no "er >ue e"t e"t en confli conflicto cto con la" do" primera" leye". 3on 'ario" lo" factore" >ue inter'ienen para >ue "e de"arrollaran lo" primero" robot" en la dcada de lo" 0L". ?a in'e"ti(ación en inteli(encia artificial de"arrolló manera" de emular el proce"amiento de información Bumana con computadora" electrónica" e in'entó una 'ariedad de mecani"mo" para probar "u" teoría". ?a" primera" patente" aparecieron en 146 con lo" muy primiti'o" primiti'o" robot" para tra"lado tra"lado de ma>uinaria ma>uinaria de De'ol. /ambin /ambin en e"e ao aparecen la" primera" computadora". n 14, De'ol di"ea el primer robot pro(ramable. n 160 "e introdu&o el primer robot @nimateLL, ba"ada en la tran"ferencia de artículo". n 161 @n robot @nimate "e in"taló en la uina de fundición de tro>uel. n 166 166 /ral /rallf lfa, a, una firm firmaa norue norue(a, (a, con" con"tr truy uyó ó e in"t in"tal aló ó un robot robot de pint pintur uraa por por pul'eri-ación. n 1)1 l 3tandford $rmLL, un pe>ueo bra-o de robot de accionamiento elctrico, "e de"arrolló en la 3tandford @ni'er"ity. @ni'er"ity. n 1) 3e introdu&o el robot @M$ para tarea" de monta&e por @nimation, ba";ndo"e en di"eo"
obtenido"
en
un
e"tudio
de
la
General
Motor".
$ctu $ctual alme ment nte, e, el conce concept pto o de robót robótic icaa Ba e'olu e'oluci cion onad ado o Baci Baciaa lo" lo" "i"t "i"tem ema" a" mó'i mó'ile le"" autónomo", >ue "on a>uello" >ue "on capace" de de"en'ol'er"e por "í mi"mo" en entorno" de" de"cono onocido" do"
y
parcialmente
camb ambiante nte"
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nece" ce"idad dad
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"uper'i"ión. ón.
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n la actualidad, la robótica "e debate entre modelo" "umamente ambicio"o", como e" el ca"o del I/, di"eado para e5pre"ar emocione", el C%G, ta mbin conocido como el robot de
cuatro "entido", el famo"o 3%@!%@+F+ o el ?@F$+ +%=+, 'eBículo de turi"mo con control remoto", y otro" mucBo m;" e"pecífico" como el CE*+, un Belicóptero robot de u"o militar, el (uardia de trafico &apon" $FF /$+% o lo" robot" ma"cota" de 3ony. n (eneral la Bi"toria de la robótica la podemo" cla"ificar en cinco (eneracione"8 la" do" primera", ya alcan-ada" en lo" ocBenta, incluían la (e"tión de tarea" repetiti'a" con autonomía muy limitada. ?a tercera (eneración incluiría 'i"ión artificial, en lo cual "e Ba a'an-ado mucBo en lo" ocBenta y no'enta. ?a cuarta incluye mo'ilidad a'an-ada en e5teriore" e interiore" y la >uinta entraría en el dominio de la inteli(encia artificial en lo cual "e e"t; traba&ando actualmente.
2.6.3 7razo robótico @n bra-o bra-o robótico robótico e" un tipo de bra-o de bra-o mec;nico mec;nico,, normalmente pro(ramable normalmente pro(ramable,, con funcione" parecida" a la" de un bra-o Bumano e"te puede "er la "uma total del mecani"mo o puede "er parte de un robot m;" m;" comp comple le&o &o.. ?a" ?a" part parte" e" de e"to e"to"" mani manipul pulado adore re"" o bra-o bra-o"" "on "on interconectada" a tra'" de articulacione" >ue permiten, tanto un mo'imiento rotacional 9tale" como lo" de un robot articulado:, articulado:, como un mo'imiento tra"lación o de"pla-amiento lineal.
2.6.! Mano robótica l efector final, o mano robótica, "e creó para reali-ar cual>uier tarea >ue "e de"ee como puede "er "oldar, "u&etar, (irar, etc., dependiendo de la aplicación. or e&emplo lo" bra-o" robótico" en la" línea" de en"amblado de en"amblado de la indu"tria automo'ilí"tica reali-an automo'ilí"tica reali-an una 'ariedad de tarea" tale" como "oldar "oldar y y colocar la" di"tinta" parte" durante el en"ambla&e. n al(una" circun"tancia", lo >ue "e bu"ca e" una "imulación de la mano Bumana, como en lo" robot" u"ado" en tarea" de de"acti'ación de e5plo"i'o". e5plo"i'o".
2.8 Ti$os •
obot cartesiano8 @"ado para traba&o" de NpicK and placeO 9tomar y colocar:, aplicac aplicación ión de imperm impermeabi eabilili-ant ante", e", operaci operacione one"" de en"amb en"amblad lado, o, manipul manipulaci ación ón de m;>ui m;>uina na"" Berr Berram amie ienta nta"" y "old "oldadu adura ra por arco. arco. " un robo robott cuyo cuyo brabra-o o tiene tiene tre" tre" articulacione" pri"m;tica", cuyo" e&e" "on coincidente" con lo" e&e" carte"iano".
•
@"ado o para para opera operaci cione one"" de en"am en"ambl bla& a&e, e, mani manipu pula laci ción ón de obot cilíndrico cilíndrico8 @"ad m;>uina" Berramienta", "oldadura por punto, y manipulación en m;>uina" de fundición a pre"ión. " un robot cuyo" e&e" forman un "i"tema de coordenada" cilíndrica".
•
obot esf9rico obot $olar, tal como el @nimate8 @"ado" en la manipulación en m;>uina" Berramienta", "oldadura por punto, fundición a pre"ión, m;>uina" de de"barbado, "oldadura por (a" y por arco. " un robot cuyo" e&e" forman un "i"tema polar de coordenada".
•
obot ;C%%8 @"ado para traba&o" de NpicK and placeO 9tomar y colocar:, aplicación de impermeabili-ante", operacione" de en"amblado y manipulación de m;>uina" Berramienta". " un robot >ue tiene do" articulacione" rotatoria" paralela" para proporcionar ela"ticidad en un plano.
•
obot articulado8 @"ado para operacione" de en"ambla&e, fundición a pre"ión, m;>uina" de de"barbado, "oldadura a (a", "oldadura por arco, y pintado en "pray. " un robot cuyo bra-o tiene como mínimo tre" articulacione" rotatoria".
•
obot $aralelo8 @no de lo" u"o" e" la plataforma mó'il >ue manipula la" cabina" de lo" "imuladore" de 'uelo. " un robot cuyo" bra-o" tienen articulacione" pri"m;tica" o rotatoria" concurrente".
•
obot %ntro$o#órfico8 3imilar a la mano robótica de ?uKe 3KyPalKer >ue "e le coloca al final de /Be mpire 3triKe" acK . 3e le da forma para >ue pueda "u"tituir a una mano Bumana, p.e. con dedo" independiente" incluido el pul(ar.
2.< Cinta trans$ortadora @na cinta tran"portadora o tran"portadora de banda e" un "i"tema de tran"porte contino formado por una banda continua >ue "e mue'e entre do" tambore". or lo (eneral, la banda e" arra"trada por la fricción de "u" tambore", >ue a la 'e- e"te e" accionado por "u motor. "ta fricción e" la re"ultante de la aplicación de una ten"ión a la banda tran"portadora, Babitualmente mediante un mecani"mo ten"or por Bu"illo o tornillo ten"or. l otro tambor "uele (irar libre, "in nin(n tipo de accionamiento, y "u función e" "er'ir de retorno a la banda. ?a banda e" "oportada por rodillo" entre lo" do" tambore". Denominado" rodillo" de "oporte. Debido al mo'imiento de la banda el material depo"itado "obre la banda e" tran"portado Bacia el tambor de accionamiento donde la banda (ira y da la 'uelta en "entido contrario. n e"ta -ona el material depo"itado "obre la banda e" 'ertido fuera de la mi"ma debido a la acción de la (ra'edad y7o de la inercia.
2.= %$licación. ?o" tran"portadore" "on utili-ado" como componente" en la di"tribución automati-ada y almacenamiento. n combinación con mane&o e>uipo" computari-ado" para de tarima" permiten >ue "e realice eficientemente el almacenamiento, manufactura y di"tribución de materiale" en la indu"tria. " con"iderado adem;" como un "i"tema >ue minimi-a el traba&o >ue permite >ue (rande" 'olmene" "ean mo'ido" r;pidamente a tra'" de proce"o", permitiendo a la" empre"a" embarcar o recibir 'olmene" m;" alto" con e"pacio" de almacenamiento menore" con un menor (a"to. l u"o de la" cinta" tran"portadora" e"t; aplicado
e"pecialmente
al
proce"amiento
de
producto" indu"triale",
a(roindu"triale", a(rícola", minero", automotrice", na'ale" o farmacutico". "to, al mi"mo tiempo, puede "er de forma 'ertical, Bori-ontal o inclinada, dependiendo de lo" materiale" >ue "e >uieran tran"portar.
2.2> 'istoria. ?a" primera" cinta" tran"portadora" >ue "e conocieron fueron empleada" para el tran"porte de carbón y materiale" de la indu"tria minera. l tran"porte de material mediante cinta" tran"portadora", data de apro5imadamente el ao 1). ?a mayoría de e"ta" temprana" in"talacione" "e reali-aban "obre terreno" relati'amente plano, a"í como en corta" di"tancia".
l primer "i"tema de cinta tran"portadora era muy primiti'o y con"i"tía en una cinta de cuero, lona, o cinta de (oma >ue "e de"li-aba por una tabla de madera plana o cónca'a. "te tipo de "i"tema no fue calificado como e5ito"o, pero proporciono un incenti'o a lo" in(eniero" para con"iderar lo" tran"portadore" como un r;pido, económico y "e(uro mtodo para mo'er (rande" 'olmene" de material de un lu(ar a otro. Durante lo" ao" 20, la" in"talacione" de la compaía *. C. ue lo" tran"portadore" de cinta podían traba&ar "in nin(n problema en lar(a" di"tancia". "ta" in"talacione" "e reali-aron ba&o tierra, de"de una mina recorriendo ca"i Kilómetro". ?a cinta tran"portadora con"i"tía de mltiple" plie(ue" de al(odón de pato recubierta de (oma natural, >ue eran lo" nico" materiale" utili-ado" en e"o" tiempo" para "u fabricación.
n 11#, *enry ue la indu"tria de (oma "e 'olcara en crear materiale" "inttico" >ue reempla-aran a lo" naturale". De"de entonce" "e Ban de"arrollado mucBo" materiale" para aplicacione" muy concreta" dentro de la indu"tria, como la" banda" con aditi'o" antimicrobiano" para la indu"tria de la alimentación o la" banda" con caracterí"tica" re"i"tente" para alta" temperatura" ?a" cinta" tran"portadora" Ban "ido u"ada" de"de el "i(lo HIH. n 101, 3and'iK in'entó y comen-ó la producción de cinta" tran"portadora" de acero.
Ca$ítulo II Marco teórico 3.2 Estructura de una banda trans$ortadora @na cinta tran"portadora o tran"portador de banda e" un "i"tema de tran"porte contino formado por una banda continua >ue "e mue'e entre do" tambore".
?a" cinta" tran"portadora" li(era", "e u"an como componente" en la" cadena" de monta&e, como e5tracción en proce"o" de fabricación, como enlac y fundamentalmente como ayuda en el tran"porte de car(a". $"imi"mo, "on utili-ada" en di"tribución y almacena&e automati-ado". Combinado" con e>uipo" informati-ado" de mane&o de pal" 9normalmente tran"portado" por camino" de rodillo":, permiten una di"tribución minori"ta, mayori"ta y manufacturera m;" eficiente, permitiendo aBorrar mano de obra y tran"portar r;pidamente (rande" 'olmene" en lo" proce"o", lo >ue aBorra co"te" a la" empre"a" >ue en'ía o reciben (rande" cantidade", reduciendo adem;" el e"pacio de almacena&e nece"ario. ?a función principal de la banda e" "oportar directamente el material a tran"portar y de"pla-arlo de"de el punto de car(a Ba"ta el de de"car(a, ra-ón por la cual "e la puede con"iderar el componente principal de la" cinta" tran"portadora" tambin en el a"pecto económico e", en (eneral, el componente de mayor precio. 3e "abe >ue conforme aumenta la lon(itud, tambin crece el co"to de la banda re"pecto del total.
3.2.2 Constitución de la banda ?a anda al cumplir la función de tran"portar, e"t; "ometida a la acción de la" "i(uiente" influencia". •
De la" fuer-a" lon(itudinale", >ue producen alar(amiento"
•
•
Del pe"o del material entre la" terna" de rodillo" portante", >ue producen fle5ione" locale", tanto en el "entido lon(itudinal como en el tran"'er"al, y ello a con"ecuencia de la adaptación de la banda a la terna de rodillo". De lo" impacto" del material "obre la cara "uperior de la banda, >ue producen ero"ione" "obre la mi"ma.
ara "oportar adecuadamente la" influencia" anteriore", la banda e"t; formada por do" componente" b;"ico"8 • •
l te&ido o Carca"a, >ue tran"mite lo" e"fuer-o". ?o" recubrimiento", >ue "oportan lo" impacto" y ero"ione".
1. Tejido o Carcasa. Los tejidos empleados en la actualidad, son los siguientes.
Tabla 1 Tejidos de banda
Nombre Común
Designación Abreviada
Algodón
B
Rayón
Z
Poliéster
Poliamida
P
Ca!les De Acero
"t
3. ecubri#ientos ?o" recubrimiento" de (oma "ir'en para unir lo" elemento" con"tituti'o" de la carca"a y con"tan de do" parte", la "uperior y la inferior. l e"pe"or del recubrimiento de la carca"a e"t; en función del tipo de aplicación de la banda y de la ancBura de e"ta.
!. /eneralidades +e ,os odillos. ?o" rodillo" "on uno de lo" componente" principale" de una cinta tran"portadora, y de "u calidad depende en (ran medida el buen funcionamiento de la mi"ma. 3i el (iro de lo" mi"mo" no e" bueno, adem;" de aumentar la fricción y por tanto el con"umo de ener(ía,
tambin "e producen de"(a"te" de recubrimiento" de la banda, con la con"i(uiente reducción de la 'ida de la mi"ma. ?a" funcione" a cumplir "on principalmente tre"8 i. 3oportar la banda y el material a tran"portar por la mi"ma en el ramal "uperior, y "oportar la banda en el ramal inferior lo" rodillo" del ramal "uperior "ituado" en la -ona de ca r(a, deben "oportar adem;" el impacto producido por la caída del material. ii. Contribuir al centrado de la banda, por ra-one" di'er"a" la banda e"ta "ometida a diferente" fuer-a" >ue tienden a decentarla de "u po"ición recta ideal. l centrado de la mi"ma "e lo(ra en parte mediante la adecuada di"po"ición de lo" rodillo", tanto portante" como de retorno. iii. $yudar a la limpie-a de la banda, aun>ue la banda e" limpiada por lo" ra"cadore", cuando el material e" pe(a&o"o pueden >uedar adBerido" re"to" del mi"mo, >ue al entrar en contacto con lo" rodillo" inferiore" pueden ori(inar de"'ío" de la mi"ma para facilitar el de"prendimiento de e"te material "e emplean rodillo" con di"co" de (oma 9rodillo" autolimpiadore":.
3.3 Procedi#iento $ara la clasificación de $roductos y ti$os de clasificadores. ?a" operacione" de acondicionamiento, la" cuale" incluyen 'ario" proce"o" pueden "er tan "encilla" como la tran"ferencia del producto a cla"ificar de"de la" ca&a" a un empa>ue para el tran"porte o pueden incluir una 'ariedad de pr;ctica" tale" como8 la'ado, encerado, cla"ificación por tamao, calidad y color. ?a "elección del producto e" una operación pr;ctica y en la mayoría de lo" ca"o", manual, donde "e elimina el producto daado o defectuo"o. Donde la Bi(iene e" indi"pen"able tanto para controlar la propa(ación de enfermedade" de un artículo al otro. ?a cla"ificación por tamao e" muy til debido a >ue cierto" tamao" reciben un 'alor mayor >ue otro" en el mercado. n el mercado e5i"ten al(uno" cla"ificadore" mec;nico", >ue con"i"ten en una "erie de tran"portadore" a&u"tado" con cadena o de banda" pl;"tica" con abertura" de 'ario" tamao". ara reali-ar el proce"o de cla"ificación, "e pueden u"ar 'ario" mtodo" o alternati'a", la" cuale" "e detallan a continuación8
3.3.2 Clasificación #anual Formalmente Bay tre" tipo" de tran"portadore" >ue "e u"an para la cla"ificación del producto. l m;" "imple e" un tran"portador de banda en el >ue el operario debe manipular el producto, con el fin de 'er todo" "u" lado" e in"peccionar la mercancía daada. l de barra de empu&e e" muy rudimentario y Bace >ue el producto e"t rodando Bacia delante enfrente de lo" traba&adore". E por ltimo el tran"portador de rodillo" 'a mo'iendo lo" producto" Bacia atr;", para >ue pa"en en frente de lo" operario".
3.3.3 Clasificación $or anillos 3i el producto e" de forma redondeada "e puede "eparar u"ando uno" anillo" cla"ificadore" por tamao. ?o" anillo" "e pueden con"truir de madera o bien comprarlo" ya BecBo" en una amplia (ama de tamao".
Figura 1 Anillos clasificadores
3.3.! Clasificación $or cilindros rotatorios l cilindro rotatorio cla"ificador por tamao mo"trado en la fi(ura 2, "e compone de cinco cilindro" perforado" >ue rotan en un mo'imiento contrario a la" manecilla" del relo& cuando "e pone en marcBa el motor elctrico. Cada cilindro e"t; perforado, con a(u&ero" "uficientemente (rande" para permitir >ue el producto cai(a a tra'" de ello". l primer cilindro tiene lo" a(u&ero" de di;metro m;" pe>ueo, y el >uinto tiene lo" m;" (rande". Cuando el producto pa"a a tra'" de ello" "on reco(ida" por una bande&a inclinada, y ruedan Ba"ta lo" recipiente", como "e ob"er'a en la fi(ura. 3e debe tomar precaución de >ue la di"tancia de caída "ea lo m;" pe>uea po"ible para pre'enir dao". ?o" producto" de mayor tamao >ue lo" a(u&ero" de lo" cilindro" "e acumulan al final de la línea. "te e>uipo funciona me&or con ob&eto" de forma redondeada.
Figura 2 Máquina clasificadora de cilindros rotatorios
3.3.4 Clasificadora de conducto inclinado l cla"ificador de tamao >ue "e ilu"tra en la fi(ura # "e compone de un conducto inclinado rectan(ular o ca"cada BecBo de madera 9contracBapada: y acolcBado con e"puma pl;"tica para pre'enir el dao de lo" ob&eto" >ue "e 'acían en la plataforma octa(onal de la parte "uperior del conducto inclinado, y empie-an a rodar Bacia la parte de aba&o en la >ue Bay una "erie de con"triccione". ?o" ob&eto" m;" (rande" "on reco(ida" en la primera con"tricción, la" mediana" en la "e(unda y la" pe>uea" en la ltima. ?o" ob&eto" de tamao m;" pe>ueo toda'ía pa"an directamente a un recipiente al final de la ca"cada. ?o" operario" deben eliminar manualmente cada ob&eto y colocarla en el recipiente de tamao adecuado ante" de >ue el "i(uiente ob&eto pa"e a tra'" de la ca"cada. ?a cla"ificación por tamao e" m;" r;pida cuando operario" traba&an "imult;neamente en el cla"ificador.
Figura 3 Clasificador de conducto inclinado o cascada
3.3.5 ;e$aradores de diferentes for#as geo#9tricas 3i "e u"a un "i"tema tran"portador en la empacadora, una (ran 'ariedad de cadena" y banda" "e encuentran di"ponible". ?a" cadena" de "elección pueden ad>uirir"e de diferente" ancBura" y con abertura" de di'er"o" tamao".
Figura 4 Separadores de diferentes formas geomtricas!
3.! E?igencias de dise@o ?a" cualidade" bu"cada" por di"eadore" y operadore" de planta"8 re"i"tencia a la corro"ión, accionamiento po"iti'o, alta re"i"tencia, ba&a fricción, re"i"tencia a la abra"ión, por no Bablar de la po"ibilidad de in"talación ca"i con cual>uier ancBo y alto, y di"po"ición de una (ran 'ariedad de empu&adore", (uarda" laterale" y acce"orio".
3.4 E#$leos de las Cintas Trans$ortadorasClasificadoras. l empleo de la" Cinta" /ran"portadora" e" muy di'er"o entre la" cuale" podemo" de"tacar lo" "i(uiente"8 •
?a" indu"tria" e5tracti'a" 9mina" "ubterr;nea" y a cielo abierto, can tera":.
•
?a" Indu"tria" 3iderr(ica" 9par>ue" de carbón y minerale":.
•
In"talacione" portuaria" de almacenamiento, car(a y de"car(a de barco".
•
Centrale" /rmica" 9par>ue" de almacenamiento y tran"porte a >uemadore" de carbón, a"í como la e'acuación de la" ceni-a" producida":
•
$(roindu"tria" a-ucarera" 9/ran"porte de ba(a-o, cacBa-a:.
•
Indu"tria $utomotri-.
•
Indu"tria Químico
3.5 Estructura de un brazo robótico l di"eo de un manipulador robótico "e in"pira en el bra-o Bumano, aun>ue con al(una" diferencia". or e&emplo, un bra-o robótico puede e5tender"e tele"cópicamente, e" decir, de"li-ando una" "eccione" cilíndrica" dentro de otra" para alar(ar el bra-o. /ambin pueden con"truir"e bra-o" robótico" de forma >ue puedan doblar"e como la trompa de un elefante. ?a" pin-a" e"t;n di"eada" para imitar la función y e"tructura de la mano Bumana. MucBo" robot" e"t;n e>uipado" con pin-a" e"peciali-ada" para a(arrar di"po"iti'o" concreto", como una (radilla de tubo" de en"ayo o un "oldador de arco. ?a" articulacione" de un bra-o robótico "uelen mo'er"e mediante motore" elctrico". n la mayoría de lo" robot", la pin-a "e mue'e de una po"ición a otra cambiando "u orientación. @na computadora calcula lo" ;n(ulo" de articulación nece"ario" para lle'ar la pin-a a la po"ición de"eada, un proce"o conocido como cinem;tica in'er"a.
3.5.2 /rados de libertad: ara definir la po"ición de orientación de un ob&eto en (eneral en un e"pacio tridimen"ional 9#D: "on nece"ario" y "uficiente" "ei" par;metro". ?a po"ición del ob&eto puede definir"e en coordenada" carte"iana" 95, y, -: en relación con un punto de referencia fi&ado. /ambin "on alternati'a" a e"to definir la po"ición en coordenada" cilíndrica" o e"frica". @tili-ando la" coordenada" carte"iana" la orientación puede definir"e por una "ecuencia de tre" rotacione" alrededor de lo" e&e" 5, y, -. 3i "e u"an lo" mi"mo" trmino" >ue para un barco o un a'ión la" rotacione" corre"ponden al, balanceo, inclinación (uiada. ?a orientación puede tambin definir"e por lo" ;n(ulo" de uler 9φ, θ, ψ).€3i "e fi&a a un ob&eto un "i"tema de coordenada" rectan(ulare" "u orientación puede e5pre"ar"e como una "uce"ión de (iro" alrededor de cada e&e. 3i el ob&eto "e (ira primero alrededor del e&e N-O en un ;n(ulo NφO, lue(o alrededor del e&e y 9(irado: en un ;n(ulo N θO y lue(o de nue'o alrededor de e&e N-O 9(irado: en un ;n(ulo N ψ O, "u orientación puede de"cribir"e por el &ue(o de ;n(ulo" de uler 9φ, θ, ψ). @n robot por lo tanto nece"ita "ei" (rado" de libertad "i "e Ba de de"pla-ar el efector terminal a cual>uier po"ición de orientación arbitraria. 3i Bay meno" de "ei" (rado" de libertad la "erie de po"icione" y orientacione" alcan-able" "er; limitada.
3.5.3 Mo0ilidad: Formalmente lo" robot" e"t;n con"truido" a partir de una "erie de e"labone" rí(ido" conectado" por &unta" o articulacione". l tipo correcto de articulación
define como puede mo'er"e un e"labón en relación al otro. 3in embar(o Bay alternati'a" al enfo>ue de la" "erie" e"labón articulación R e"labón.
3.5.! %rticulaciones: 3on comune" do" tipo" de articulacione"8 la pri"m;tica y la (iratoria. @na &unta pri"m;tica, tambin conocida como &unta de"li-ante, po"ibilita a un e"labón de"li-ar"e en línea recta "obre otro. @na &unta (iratoria, "i con"ideramo" el ca"o de un (rado de libertad, toma la forma de una bi"a(ra entre un e"labón y el pró5imo. Do" o m;" articulacione" de "ta" puede combinar"e e"trecBamente.
3.5.4 Eslabones: Con ob&eto de lo(rar la re"pue"ta m;" r;pida po"ible para un mo'imiento dado y un "i"tema de accionamiento, lo" e"labone" >ue forman la" e"tructura deben de mantener"e lo m;" li(ero" po"ible". ?o" e"labone" deben tambin tan rí(ido" como "ea po"ible. n la pr;ctica Bay >ue con"iderar mucBo" otro" factore" tale" como el co"te, la" nece"idade" para alo&ar lo" accionadore", ;rbole" de tran"mi"ión y ca&a" de en(rana&e, el comportamiento 'ibracional, el comportamiento no el;"tico tal como el pandeo y la nece"idad de alcan-ar un e"pacio de traba&o determinado. Como ya "e Ba mencionado anteriormente, dentro de la e"tructura interna del manipulador "e alo&an, en mucBa" oca"ione", lo" elemento" motrice", en(rana&e" y tran"mi"ione" >ue "oportan el mo'imiento de la" cuatro parte" >ue, (eneralmente, "uelen conformar el bra-o8
a: a"e o pede"tal de fi&ación. b: Cuerpo. c: ra-o. d: $ntebra-o.
Figura " #sturctura de un bra$o rob%tico
3.6 ;elección de #ateriales 3e plantean 'ario" materiale" u"ado" en la indu"tria y "u" propiedade" para ayudarno" a decidir cu;l "er; el m;" óptimo para nue"tro traba&o.
3.6.2 %lu#inio 3e trata de un metal no ferroma(ntico. " el tercer elemento m;" comn encontrado en la corte-a terre"tre. ?o" compue"to" de aluminio forman el S de la corte-a de la tierra y "e encuentran pre"ente" en la mayoría de la" roca", de la 'e(etación y de lo" animale". 1 n e"tado natural "e encuentra en mucBo" "ilicato" 9felde"pato", pla(iocla"a" y mica":. Como metal "e e5trae nicamente del mineral conocido con el nombre de bau5ita, por tran"formación primero en almina mediante el proce"o ayer y a continuación en aluminio met;lico mediante electróli"i". "te metal po"ee una combinación de propiedade" >ue lo Bacen muy til en in(eniería de materiale", tale" como "u ba&a den"idad92)00 K(7mT: y "u alta re"i"tencia a la corro"ión. Mediante aleacione" adecuada" "e puede aumentar "en"iblemente "u re"i"tencia mec;nica 9Ba"ta lo" 60 Ma:. " buen conductor de la electricidad y del calor , "e mecani-a con facilidad y e" muy barato •
Caracterí"tica fí"ica"
l aluminio e" un elemento muy abundante en la naturale-a, "olo a'enta&ado por el o5í(eno y el "ilicio. 3e trata de un metal li(ero, con una den"idad de 2)00 K(7mT, y con un ba&o punto de fu"ión 9660 UC:. 3u color e" blanco y refle&a bien la radiación electroma(ntica del e"pectro 'i"ible y el trmico. " bue n conductor elctrico 9entre # y # m79V mmW:: y trmico 90 a 2#0 X79mYJ ::
•
Caracterí"tica" mec;nica" " un material blando 9e"cala de MoB"8 2#4: y maleable. n e"tado puro tiene un límite de re"i"tencia en tracción de 160200 F7mmW 9160200 Ma:. /odo ello le
Bace adecuado para la fabricación de cable" elctrico" y l;mina" del(ada", pero no como elemento e"tructural. ara me&orar e"ta" propiedade" "e alea con otro" metale", lo >ue permite reali-ar "obre l operacione" de fundición y for&a, a"í como la e5tru"ión del material. /ambin de e"ta forma "e utili-a como "oldadura.
•
Caracterí"tica" >uímica" ?a capa de 'alencia del aluminio e"t; poblada por tre" electrone", por lo >ue "u e"tado normal de o5idación e" III. "to Bace >ue reaccione con el o5í(eno de la atmó"fera formando con rapide- una fina capa (ri" mate de almina $l2%#, >ue recubre el material, ai"l;ndolo de ulteriore" corro"ione". "ta capa puede di"ol'er"e con ;cido cítrico. $ pe"ar de ello e" tan e"table >ue "e u"a con frecuencia para e5traer otro" metale" de "u" ó5ido". or lo dem;", el aluminio "e di"uel'e en ;cido" y ba"e". +eacciona con facilidad con el ;cido clorBídrico y el Bidró5ido "ódico.
Figura & 'eda$os de aluminio salidos de una mina
3.6.3 %cero ?a capa de 'alencia del aluminio e"t; poblada por tre" electrone", por lo >ue "u e"tado normal de o5idación e" III. "to Bace >ue reaccione con el o5í(eno de la atmó"fera formando con rapide- una fina capa (ri" mate de almina $l2%#, >ue recubre el material, ai"l;ndolo de ulteriore" corro"ione". "ta capa puede di"ol'er"e con ;cido cítrico. $ pe"ar de ello e" tan e"table >ue "e u"a con frecuencia para e5traer otro" metale" de "u" ó5ido". or lo dem;", el aluminio "e di"uel'e en ;cido" y ba"e". +eacciona con facilidad con el ;cido clorBídrico y el Bidró5ido "ódico. •
Caracterí"tica" mec;nica" y tecnoló(ica"
•
3u den"idad media e" de )0 K(7mT.
•
n función de la temperatura el acero "e puede contraer, dilatar o fundir.
•
l punto de fu"ión del acero depende del tipo de aleación y lo" porcenta&e" de elemento" aleante". l de "u componente principal, elBierro e" de alrededor de
110 UC en e"tado puro 9"in alear:, "in embar(o el acero pre"enta frecuentemente temperatura" de fu"ión de alrededor de 1#) UC, y en (eneral la temperatura nece"aria para la fu"ión aumenta a medida >ue "e aumenta el porcenta&e de carbono y de otro" aleante". 9e5cepto la" aleacione" eutctica" >ue funden de (olpe:. or otra parte el acero r;pido funde a 160 UC. •
3u punto de ebullición e" de alrededor de #000 UC.
•
" un material muy tena-, e"pecialmente en al(una de la" aleacione" u"ada" para fabricar Berramienta".
•
+elati'amente dctil. Con l "e obtienen Bilo" del(ado" llamado" alambre".
•
" maleable. 3e pueden obtener l;mina" del(ada" llamada" Bo&alata. ?a Bo&alata e" una l;mina de acero, de entre 0, y 0,12 mm de e"pe"or, recubierta, (eneralmente de forma electrolítica, por e"tao.
•
ermite una buena mecani-ación en m;>uina" Berramienta" ante" de recibir un tratamiento trmico.
•
$l(una" compo"icione" y forma" del acero mantienen mayor memoria, y " e deforman al "obrepa"ar "u límite el;"tico.
•
?a dure-a de lo" acero" 'aría entre la del Bierro y la >ue "e puede lo(rar mediante "u aleación u otro" procedimiento" trmico" o >uímico" entre lo" cuale" >ui-; el m;" conocido "ea el templado del acero, aplicable a acero" con alto contenido en carbono, >ue permite, cuando e" "uperficial, con"er'ar un ncleo tena- en la pie-a >ue e'ite fractura" fr;(ile". $cero" típico" con un alto (rado de dure-a "uperficial "on lo" >ue "e emplean en la" Berramienta" de mecani-ado, denominado" acero" r;pido" >ue contienen cantidade" "i(nificati'a" de cromo, Polframio, molibdeno y 'anadio. ?o" en"ayo" tecnoló(ico" para medir la dure-a "on rinell, =icKer" y +ocKPell, entre otro".
•
3e puede "oldar con facilidad.
Figura ( barras de acero
3.6.! Cobre Cuyo "ímbolo e" Cu, e" el elemento >uímico de nmero atómico 3=. 3e trata de un metal de tran"ición de color cobri-o 9ro&i-o: y brillo met;lico >ue, &unto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, "e caracteri-a por "er uno de lo" me&ore" conductore" de electricidad 9el "e(undo de"pu" de la plata:. Gracia" a "u alta conducti'idad elctrica, ductilidad y maleabilidad, "e Ba con'ertido en el material m;" utili-ado para fabricar cable" elctrico" y otro" componente" elctrico" y electrónico". l cobre forma parte de una cantidad muy ele'ada de aleacione" >ue (eneralmente pre"entan me&ore" propiedade" mec;nica", aun>ue tienen una conducti'idad elctrica menor. ?a" m;" importante" "on conocida" con el nombre de bronce" y latone". or otra parte, el cobre e" un metal duradero por>ue "e puede reciclar un nmero ca"i ilimitado de 'ece" "in >ue pierda "u" propiedade" mec;nica". •
ropiedade" fí"ica" l cobre po"ee 'aria" propiedade" fí"ica" >ue propician "u u"o indu"trial en mltiple" aplicacione", "iendo el tercer metal, de"pu" del Bierro y del aluminio, m;" con"umido en el mundo. " de color ro&i-o y de brillo met;lico y, de"pu" de la plata, e" el elemento con mayor conducti'idad elctrica y trmica. " un material abundante en la naturale-a tiene un precio acce"ible y "e recicla de forma indefinida forma aleacione" para me&orar la" pre"tacione" mec;nica" y e" re"i"tente a la corro"ión y o5idación.
•
ropiedade" mec;nica" /anto el cobre como "u" aleacione" tienen una buena ma>uinabilidad, e" decir, "on f;cile" de mecani-ar . l cobre po"ee muy buena ductilidad y maleabilidad lo >ue permite producir l;mina" e Bilo" muy del(ado" y fino". " un metal blando, con un
índice de dure-a # en la e"cala de MoB" 90 en la e"cala de =icKer": y "u re"i"tencia a la tracción e" de 210 Ma, con un límite el;"tico de ##,# Ma. $dmite proce"o" de fabricación de deformación como laminación o for&a, y proce"o" de "oldadura y "u" aleacione" ad>uieren propiedade" diferente" con tratamiento" trmico" como temple y recocido. n (eneral, "u" propiedade" me&oran con ba&a" temperatura" lo >ue permite utili-arlo en aplicacione" crio(nica". •
ropiedade" >uímica" n la mayoría de "u" compue"to", el cobre pre"enta e"tado" de o5idación ba&o", "iendo el m;" comn el Z2, aun>ue tambin Bay al(uno" con e"tado de o5idación Z1. 5pue"to al aire, el color ro&o "almón, inicial "e torna ro&o 'ioleta por la formación de ó5ido cupro"o 9Cu2%: para enne(recer"e po"teriormente por la formación de ó5ido cprico 9Cu%:. ?a coloración a-ul del CuZ2 "e debe a la formación del ion [Cu 9%*2:6\Z2. 5pue"to lar(o tiempo al aire Bmedo, forma una capa adBerente e impermeable de carbonato b;"ico 9carbonato cprico: de color 'erde y 'eneno"o. /ambin pueden formar"e p;tina" de cardenillo, una me-cla 'eneno"a de acetato" de cobre de color 'erdo"o o a-ulado >ue "e forma cuando lo" ó5ido" de cobre reaccionan con ;cido actico, >ue e" el re"pon"able del "abor del 'ina(re y "e produce en proce"o" de fermentación. $l emplear uten"ilio" de cobre para la cocción de alimento", deben tomar"e precaucione" para e'itar into5icacione" por cardenillo >ue, a pe"ar de "u mal "abor, puede "er enma"carado con "al"a" y condimento" y "er in(erido.
Fig! ( tro$o de cobre
3.6.4 Cables de cobre Con&unto de ello" (eneralmente recubierto de un material ai"lante o protector, "i bien tambin "e u"a el nombre de cable para tran"mi"ore" de lu- 9cable de fibra óptica: o e"fuer-o mec;nico 9cable mec;nico:. ?o" cable" >ue "e u"an para conducir electricidad1 "e fabrican (eneralmente de cobre, debido a la e5celente conducti'idad de e"te material, o de aluminio >ue aun>ue po"ee menor conducti'idad e" m;" económico. Generalmente cuenta con ai"lamiento en el orden de 00 ]m Ba"ta lo" cm dicBo ai"lamiento e" pl;"tico, "u tipo y (ro"or depender; del ni'el de ten"ión de traba&o, la corriente nominal, de la temperatura ambiente y de la temperatura de "er'icio del conductor. @n cable elctrico "e compone de8 •
Conductor8 lemento >ue conduce la corriente elctrica y puede "er de di'er"o" materiale" met;lico". uede e"tar formado por uno o 'ario" Bilo".
•
$i"lamiento8 +ecubrimiento >ue en'uel'e al conductor, para e'itar la circulación de corriente elctrica fuera del mi"mo.
•
Capa de relleno8 Material ai"lante >ue en'uel'e a lo" conductore" para mantener la "ección circular del con&unto.
•
Cubierta8 "t; BecBa de materiale" >ue prote&an mec;nicamente al cable. /iene como función prote(er el ai"lamiento de lo" conductore" de la acción de la temperatura, "ol, llu'ia, etc.
Cla"ificación de lo" conductore" elctrico" 9Cable":
Figura ) cables de cobre
3.8 %li#entación ACorriente el9ctricaB Corriente elctrica ?a corriente elctrica e" un flu&o de electrone" en el "eno de un material conductor. "te flu&o tiene lu(ar de"de un punto con un potencial elctrico determinado Bacia otro con un potencial elctrico menor. " la circulación de car(a" o electrone" a tra'" de un circuito elctrico cerrado, >ue "e mue'en "iempre del polo ne(ati'o al polo po"iti'o de la fuente de "umini"tro de fuer-a electromotri- 9<M:. ?o" electrone" como parte inte(rante de lo" ;tomo" y principal componente de la" car(a" elctrica", "e de"cubrió tambin >ue la" car(a" elctrica" >ue proporciona una fuente de <M 9ue car(a" di"tinta" "e atraen y car(a" i(uale" "e recBa-an. ara >ue una corriente elctrica circule por un circuito e" nece"ario >ue "e di"pon(a de tre" factore" fundamentale"8 1. @na fuente de fuer-a electromotri- 9<M: como, por e&emplo, una batería, un (enerador o cual>uier otro di"po"iti'o capa- de bombear o poner en mo'imiento la" car(a" elctrica" ne(ati'a" cuando "e cierre el circuito elctrico. 2. @n camino >ue permita a lo" electrone" fluir, ininterrumpidamente, de"de el polo ne(ati'o de la fuente de "umini"tro de ener(ía elctrica Ba"ta el polo po"iti'o de la propia fuente. n la pr;ctica e"e camino lo con"tituye el conductor o cable met;lico, (eneralmente de cobre. #. @na car(a o con"umidor conectada al circuito >ue ofre-ca re"i"tencia al pa"o de la corriente elctrica. 3e entiende como car(a cual>uier di"po"iti'o >ue para funcionar con"uma ener(ía elctrica como, por e&emplo, una bombilla o l;mpara para alumbrado, el motor de cual>uier e>uipo, una re"i"tencia >ue produ-ca calor 9calefacción, cocina, "ecador de pelo, etc.:, un tele'i"or o cual>uier otro e>uipo electrodom"tico o indu"trial >ue funcione con corriente elctrica.
/oda corriente elctrica tiene una" propiedade" determinada" >ue 'ienen dada" por tre" ma(nitude" fundamentale" >ue e"t;n relacionada" entre "í. ^ ?a ten"ión, 'olta&e o potencial elctrico 9=:8 l =olta&e o la Ndiferencia potencial elctricaO e" una comparación de la ener(ía >ue e5perimenta una car(a entre do" ubicacione". l 'olta&e e" el diferencial elctrico entre ambo" cuerpo", con"iderando >ue "i ambo" punto" e"tablecen un contacto de flu&o de electrone" ocurriría una tran"ferencia de ener(ía de un punto al otro, debido a >ue lo" electrone" 9con car(a ne(ati'a: "on atraído" por protone" 9con car(a po"iti'a:, y a "u 'e-, >ue lo" electrone" "on repelido" entre "í por contar con la mi"ma car(a de un punto de un circuito no" informa de "u ni'el de ener(ía. ?o" electrone" "e mo'er;n "iempre de"de un punto con un potencial alto Bacia un punto con potencial ba&o. l 'olta&e entre do" e5tremo" de un conducto "e calcula en función de la ener(ía total re>uerida para de"pla-ar una car(a elctrica pe>uea a tra'" de e"e conducto, di'idido entre la ma(nitud de dicBa car(a. ^?a re"i"tencia 9+:8 ?a re"i"tencia elctrica e" una propiedad >ue tienen lo" materiale" de oponer"e al pa"o de la corriente. ?o" conductore" tienen ba&a re"i"tencia elctrica, mientra" >ue en lo" ai"ladore" e"te 'alor e" alto. ?a re"i"tencia de un receptor e" la opo"ición o dificultad >ue "ta opone a >ue la corriente elctrica pa"e a "u tra'" 9a >ue lo" electrone" lo atra'ie"en:. ?a re"i"tencia "e mide en oBmio" 9_:. l elemento circuital llamado re"i"tencia "e utili-a para ofrecer un determinado 'alor de re"i"tencia dentro de un circuito. ^ ?a inten"idad 9I: 8 ?a inten"idad del flu&o de lo" electrone" de una corriente elctrica >ue circula por un circuito cerrado depende fundamentalmente de la ten"ión o 'olta&e 9=: >ue "e apli>ue y de la re"i"tencia 9+: en oBm >ue ofre-ca al pa"o de e"a corriente la car(a o con"umidor conectado al circuito. 3i una car(a ofrece poca re"i"tencia al pa"o de la corriente, la cantidad de electrone" >ue circulen por el circuito "er; mayor en comparación con otra car(a >ue ofre-ca mayor re"i"tencia y ob"taculice m;" el pa"o de lo" electrone", la unidad de medida de inten"idad e" el amperio 9$:. @n ampere 9 1 $ : "e define como la corriente >ue produce una ten"ión de un 'olt 9 1 = :, cuando "e aplica a una re"i"tencia de un oBm 9 1 :.
3.8.2 Corriente alterna ?a corriente alterna 9como "u nombre lo indica: circula por durante un tiempo en un "entido y de"pu" en "entido opue"to, 'ol'indo"e a repetir el mi"mo proce"o en forma con"tante. "te tipo de corriente e" la >ue no" lle(a a nue"tra" ca"a" y la u"amo" para alimentar la /=, el e>uipo de "onido, la la'adora, la refri(eradora, etc. ?a manera en la cual e"te tipo de corriente o"cilar; e" en forma "enoidal, e" decir, una cur'a >ue 'a "ubiendo y ba&ando continuamente. Gracia" a e"ta forma de o"cilación la corriente alterna lo(ra tran"mitir la ener(ía de manera m;" eficiente.
$Bora bien, cabe de"tacar, >ue al(una" nece"idade" e"peciale" pueden demandar otro formato como cuadrado o trian(ular. ?a corriente alterna, "imboli-ada a partir de la" letra" C$ en el idioma e"paol, "e de"taca adem;" por "er la manera en la cual la electricidad in(re"a a nue"tro" Bo(are", traba&o" y por tran"mitir la "eal de audio y de 'ideo a partir de lo" cable" elctrico" corre"pondiente" >ue la contienen. rincipalmente e5i"ten do" 'enta&a" muy "i(nificati'a" y e"t;n relacionada" entre "í. @na de ella" e" "u f;cil tran"porte o di"tribución debido a >ue "e lle'a a cabo en línea" trif;"ica" lo Bacen m;" económico y "e(uro >ue "i fuera corriente contina. ?a otra 'enta&a e" "u tran"formación. ?a corriente alterna "e puede tran"formar y 'ariar con un tran"formador, en cambio la corriente continua no "e puede tran"formar por e"te medio. " cierto >ue "e puede reducir la corriente continua, pero no "e puede aumentar. 5i"te otra 'enta&a del u"o de la corriente alterna. ?a" m;>uina" elctrica" como lo" motore" e"t;n me&or di"eado" para el u"o de la corriente alterna >ue para la corriente continua. De BecBo, lo" motore" de corriente alterna "on m;" "encillo" de fabricar y m;" robu"to" >ue lo" motore" de corriente continua.
3.8.3 7aterías " un di"po"iti'o >ue con"i"te en una o m;" celda" electro>uímica" >ue pueden con'ertir la ener(ía >uímica almacenada en electricidad. Cada celda con"ta de un electrodo po"iti'o, o ;nodo y un electrodo ne(ati'o, o c;todo y electrolito" >ue permiten >ue lo" ione" "e mue'an entre lo" electrodo", facilitando >ue la corriente fluya fuera de la batería para lle'ar a cabo "u función. ?a" batería" 'ienen en mucBa" forma" y tamao", de"de la" celda" en miniatura >ue "e utili-an en audífono" y relo&e" de pul"era, a lo" auto" y banco" de batería" del tamao de la" Babitacione" >ue proporcionan ener(ía de re"er'a a la" centrale" telefónica" y ordenadore" de centro" de dato". atería" indu"triale" como "umini"tro alternati'o de ener(ía o de "e(uridad cuando la ener(ía elctrica falle con el fin de no detener por nin(una circun"tancia la línea de producción. 1. 3umini"trar corriente para el arran>ue del motor 2. 3umini"trar corriente cuando la demanda de e"ta e5cede a la >ue e" capa- de entre(ar al "i"tema de car(a. #. "tabili-ar el 'olta&e del "i"tema durante el funcionamiento. 4. roporcionar toda la electricidad mientra" el motor no e"t; en marcBa.
Ca$ítulo III. Metodología !.2 Introducción a la #etodología ?a metodolo(ía a implementar"e en la con"trucción de e"te "i"tema de bra-o robótico automati-ado, con"i"te en 4 etapa". n primer lu(ar, "e encuentra la etapa de di"eo, donde utili-ando conocimiento" teórico" "obre robótica, y la relación entre mo'imiento y tran"mi"ión, "e reali-ar; un e">uema de la e"tructura del "i"tema. n e"te e">uema "e definir;n lo" (rado" de libertad, mo'imiento" re>uerido" y dimen"ione". ?a "e(unda etapa con"i"te en la "imulación del "i"tema en "oftPare e"peciali-ado y de"tinado a e"clarecer y determinar po"ible" falla" en el di"eo, limitacione", preci"ión y capacidad real de mo'imiento. n ba"e a lo" re"ultado" obtenido" en la" "imulacione" "e modificar; el di"eo para >ue cumpla con lo" ob&eti'o" e"tablecido". ?a tercera etapa con"i"te en la implementación fí"ica del "i"tema, e" decir, el armado de la e"tructura, monta&e de pie-a", fi&ación de "i"tema" de (eneración y tran"mi"ión de mo'imiento y prueba" b;"ica" de funcionamiento. n la ltima etapa "e reali-a la automati-ación del "i"tema al pro(ramar lo" comando" nece"ario" para >ue el bra-o robótico ten(a la capacidad de tomar cierta" deci"ione" de funcionamiento. "to lue(o de una interacción con el medio en el >ue e"t ubicado, la cual "e reali-a a tra'" del u"o de "en"ore", o a tra'" de lo" comando" directo" en'iado" de forma remota. "ta" deci"ione" deben con"iderar la capacidad del "i"tema y a"í no pretender >ue "te realice mo'imiento" >ue "e encuentran fuera de "u alcance o >ue "obrepa"en "u" limitacione".
!.3 Metodología ara la reali-ación de e"ta in'e"ti(ación "e Ba BecBo una recopilación de dato" mayormente de la aplicación a la indu"tria, en e"to Bemo" ba"ado la obtención y an;li"i" de dato" pro'eniente" de p;(ina" Peb, artículo" científico", te"i", entre otro", lo >ue la con'ierte en una in'e"ti(ación de tipo documental. 3e de"i(na e"ta cate(oría por>ue "e e"t; de"arrollando un prototipo tanto de empre"a de out"ourcin( como de producto. ara poder de"arrollar e"to primero "e debe bu"car un antecedente para poderno" apoyar a lo(rar nue"tro" ob&eti'o" planteado" pre'iamente. 3e Ba de"crito un marco teórico donde "e de"cribe la parte tanto fí"ica como teórica de la ma>uinaría >ue "e >uiere implementar, en e"t "e obtu'o y anali-ó la información referente a lo" materiale" para la m;>uina, cla"ificación de banda" y "u" proce"o", diferente" tipo" de alimentación y la e"tructura de un bra-o robótico.
!.3.2 eco$ilación de datos n el proce"o de in'e"ti(ación "e utili-aron diferente" mtodo" para la obtención de información nece"aria, con el fin de tener el conocimiento nece"ario para poder plantear de una manera óptima el proyecto >ue "e bu"ca reali-ar.
>ue aportaron "u" conocimiento" del ;rea complementando nue"tro conocimiento ya "ea de cómo or(ani-ar la empre"a o "obre la reali-ación de la" m;>uina". ara la "elección de caracterí"tica" de la banda y de bra-o robótico "e re'i"aron la" propiedade" y tipo" de cada una, lle'ando al an;li"i" lo m;" funcional y óptimo utili-ando preferentemente lo" "i"tema" mecatrónico", de manera >ue "e lo(rar; el me&or de"empeo del producto final.
!.3.3 Materiales seleccionados ara la banda la cla"e de dure-a e"t; determinada por el material de "u capa de tracción o la compo"ición del te&ido. n (eneral, el te&ido "e e"co(e dentro de polímero" 9termopl;"tico" o ela"tómero": >ue lo prote(en de la" influencia" e5terna" como la Bumedad o la lu-, a"í como de dao" mec;nico" oca"ionado" por el de"(a"te. Mientra" >ue para el bra-o robótico "e e"co(e dentro de lo" metale" el de mayor re"i"tencia a la corro"ión, li(ero y de f;cil ma>uinado como lo e" el acero.
!.3.! +uración de la in0estigación l proyecto tiene una duración total de 16 "emana" 9'er ane5o 1: a la in'e"ti(ación "e le de"tinó un total de "emana" >ue incluyen el planteamiento de proyecto en la primer "emana de acti'idade", di"eo de marco de referencia en la" "emana" nmero # y 4, el di"eo de marco teórico en la" "emana" 6 y ) y la reali-ación de la metodolo(ía en la" "emana" y 10. Durante e"ta" "emana" "e Ban di'idido la" tarea" para reali-ar la" di'er"a" in'e"ti(acione" a"í como la reali-ación de "u re"pecti'o reporte, tema a tema "e bu"có dentro de mucBa" fuente" para encontrar la m;" adecuada para e"te traba&o.
!.3.4 Procedi#ientos ara poder entrar al di"eo del prototipo "e e"tableció >ue el mtodo de cla"ificación m;" eficiente "e lo(ra a tra'" de la detección por "en"ore" y el bra-o robótico "e di"eó con 2 (rado" de libertad >ue "er;n rotación en el plano HE y mo'imiento en el e&e adem;" de una (arra >ue "e tiene >ue calibrar pre'iamente al tamao de la pie-a a cla"ificar. l armado del prototipo "e reali-ar; con le(o" debido a la re"i"tencia >ue tienen "u" materiale" a"í como la di"ponibilidad de motore" y "en"ore" para "imular el proyecto de"eado 9'er ane5o" 2 y #:. Mientra" >ue la 'i"uali-ación del proyecto e" de mayor comple&idad, comien-a con la materia prima >ue "ería el acero y termopl;"tico" principalmente, de"pu" a partir del di"eo a"i"tido por computadora para la" pie-a" y "u" en"amble" "e decide >u proce"o de fabricación para cada pie-a e" el m;" adecuado "eleccionando corte la"er y "oldado para el arma-ón del bra-o robótico y la cora-a de la banda tran"portadora, en el en"ambla&e "e utili-aran lo" fi&o" y no fi&o", "oldando en el bra-o robótico pero optando por perno" y remacBe" para la banda tran"portadora.
!.3 +ise@o de in0estigación "ta in'e"ti(ación "e de"arrolló como una in'e"ti(ación documental, la cual e" a>uella >ue "e ba"a en la obtención y an;li"i" de dato" pro'eniente" de materiale" impre"o" u otro" tipo" de documento". ?a in'e"ti(ación cae en e"ta cate(oría por>ue el tema central e" el de"arrollo de un prototipo. " claro >ue toda inno'ación debe primero re"paldar"e del conocimiento de lo" antecedente" de a>uello >ue bu"ca me&orar. Fo ob"tante, tambin de un buen marco teórico para conocer todo lo referente a, en e"te ca"o, el ob&eto >ue "e de"ea me&orar.
!.4 ;elección de an(lisis 3i bien el an;li"i" e interpretación de lo" re"ultado" e" la ltima etapa del proce"o de in'e"ti(ación, toda" la" anteriore", comprendida" en el di"eo, concurren Bacia la reali-ación de e"ta importante operación. ?o" dato", a partir de lo" cuale" "e inició el an;li"i", "on diferente" "e(n el ni'el de elaboración reali-ado, el cual depende de la naturale-a del problema >ue "e in'e"ti(ó y, con"ecuentemente, del tipo de in'e"ti(ación tambin de la" tcnica" y procedimiento" "e(uido" en la elaboración. De acuerdo a e"ta" con"ideracione", "e utili-ó el an;li"i" de dato" no cuantificado". "to, debido a >ue no todo" lo" a"pecto" del material reco(ido pueden "er cate(ori-ado" y, con"ecuentemente, cuantificado", debido, a >ue, en al(uno" ca"o", la falta de preci"ión en la definición de la" cate(oría", dificulta el an;li"i" de lo" re"ultado". or ello, "e tomaron 'ario" a"pecto" como el tipo de pro(ramación, con"trucción y conformación.
!.5 ases #etodológicas 3e de"criben la" di"tinta" operacione" a la" >ue "er;n "ometido" lo" dato" >ue "e Ban obtenido en lo" a'ance" pre'io".
!.5.2 Marco de referencia 3e refiere al re"ultado del planteamiento del problema y ob&eti'o" de la in'e"ti(ación. Dentro de e"te "e contemplan lo" ob&eti'o" e"pecífico" y (enerale", lo" alcance" >ue /endr; la in'e"ti(ación, a"í como lo" anteceden te" >ue "e refieren a la" e'idencia" mpírica" pre'ia" cuyo tema central aplicación e"pecífica de elemento" robótico" o mecatrónica" tale" como bra-o" de car(a y "i"tema" cla"ificadore" >ue utili-an "en"ore".
!.5.3 Marco teórico Comprende la ubicación del problema en una determinada "ituación Bi"tórico"ocial, "u" relacione" con otro" fenómeno", la" relacione" de lo" re"ultado" por alcan-ar con otro" ya lo(rado", como tambin definicione" de nue'o" concepto", cla"ificacione" y mtodo" por utili-ar. ?a" fuente" de información utili-ada" "e de"(lo"an en libro", re'i"ta" científica", fuente" ciberntica", etc. Incluye la in'e"ti(ación de e"tructura" robótica" y "i"tema" mecatrónico" ya e5i"tente", a"í como al(uno" di"eo" propue"to". 3e e5ponen lo" materiale" m;" adecuado" con"iderando cierta" de "u" propiedade" y caracterí"tica" para formar parte del prototipo, por tanto, tambin "e cuenta con información "obre la
compo"ición >uímica del material 9e&. e"tructura:, "u" propiedade" mec;nica" 9e&. re"i"tencia: y co"to". o"teriormente "e Bi-o una "elección pertinente en ba"e a la información.
!.5.! +ise@o de $rototi$o ara poder di"ear el prototipo "e tu'o >ue ba"ar en di"eo" anteriore" ya reali-ador. n lo" di"eo" en lo" cual "e ba"ó e"te mi"mo fueron en bra-o" robótico" de u"o indu"trial ya >ue e"te "er; el funcionamiento de e"te mi"mo principalmente en lo" bra-o" para "u&etar co"a". %tra co"a >ue tambin tu'imo" >ue tomar en cuenta "on lo" (rado" de libertad de e"te, ya >ue "e(n lo" (rado" o lo" e&e" de libertad >ue tu'iera "e podrían mo'er me&or o tendría una me&or adaptación de lo >ue >ui"iramo". $"í >ue de e"ta manera tu'imo" >ue tener en cuenta dema"iada" co"a" y ba"arno" en al(uno" otro" bra-o" para a"í poder lle(ar a tener un me&or re"ultado y tener un producto de calidad y "ati"facer al cliente.
Figura * dise+os en los cuales fue basado el dise+o del prototipo!
!.5.4 %n(lisis de esultados " nece"ario anali-ar lo" re"ultado" obtenido" compar;ndolo" con otro" "i"tema" ya e5i"tente" o ponindolo" en cierta" prueba" e"pecífica", de la mi"ma manera confrontar re"ultado" con dato" teórico" e información obtenida de antecedente" para en"e(uida "er
capace" de "aber en >ue lu(ar "e colocaría nue"tro traba&o al "er contra"tado con otro", en nue"tro ca"o el di"eo cumplió, cabe mencionar la 'er"atilidad de "te debido a >ue "e debe adecuar a la" e"pecificacione" de traba&o re>uerida", no ob"tante lo" di"tinto" di"eo" pre"entan poca" 'ariacione" entre "i principalmente en tamao y material "in embar(o "u funcionalidad y calidad e" la mi"ma.
!.5.5 +ise@o y fabricación ara poder Bacer el bra-o robótico tiene >ue pa"ar por una "erie de proce"o" de fabricación y manufactura para Bacer cada una de la" parte" de e"te mi"mo y tener un buen re"ultado por lo cual a continuación "e definir; cada uno de e"to" proce"o" a reali-ar.
+ise@o Industrial l di"eo indu"trial e" una acti'idad proyectual di"eo de producto" "eriado" y7o indu"triale", >ue podemo" diferenciar en do" tipo"8 biene" de con"umo y biene" de capital. " una de la" mltiple" Berramienta" >ue bu"ca me&orar la" cualidade" de lo" producto" indu"triale", poniendo nfa"i" en la forma, función y u"o con un enfo>ue prioritario Bacia el u"uario. l di"eo indu"trial bu"ca "ati"facer la" nece"idade" de lo" u"uario" como principal ob&eti'o. $un>ue e"te nfa"i" y enfo>ue no lo limita, ya >ue tambin e" de "u incumbencia el ciclo de 'ida del producto, el u"o racional de materiale" y recur"o" en "u manufactura, la" relacione" "ocioculturale" del ob&eto con "u entorno "ocial, entre otro" mucBo". " empleado por la mercadotecnia como un in"trumento >ue ayuda a po"icionar lo" producto" en el mercado, no "olo a tra'" de "u" cualidade" intrín"eca", "ino adem;" de lo" medio" >ue permiten e5Bibirlo en el mercado ya "ean e"to" "tand de feria, en'a"e", en'oltura", ?a" tienda" o punto" de 'enta", "olo por mencionar al(uno".
Figura 1, dise+o del bra$o rob%tico en un simulador
Progra#ación # ?a pro(ramación inform;tica o pro(ramación al(orítmica, acortada como pro(ramación, e" el proce"o de di"ear, codificar, depurar y mantener el códi(o fuente de pro(rama" computacionale". l códi(o fuente e" e"crito en un len(ua&e de pro(ramación. l propó"ito de la pro(ramación e" crear pro(rama" >ue e5Biban un comportamiento de"eado. l proce"o de e"cribir códi(o re>uiere frecuentemente conocimiento" en 'aria" ;rea" di"tinta", adem;" del dominio del len(ua&e a utili-ar, al(oritmo" e"peciali-ado" y ló(ica formal. ro(ramar no in'olucra nece"ariamente otra" tarea" tale" como el an;li"i" y di"eo de la aplicación 9pero "í el di"eo del códi(o:, aun>ue "í "uelen e"tar fu"ionada" en el de"arrollo de pe>uea" aplicacione". Del proce"o de pro(ramación "ur(e lo >ue comnmente "e conoce como "oftPare 9con&unto de pro(rama":, aun>ue e"trictamente e"ta ltima abarca mucBo m;" >ue "olo la pro(ramación.
Corte con l(ser l corte con l;"er e" una tcnica empleada para cortar pie-a" de cBapa caracteri-ada en >ue "u fuente de ener(ía e" un l;"er >ue concentra lu- en la "uperficie de traba&o. ara poder e'acuar el material cortado e" nece"ario el aporte de un (a" a pre"ión como por e&emplo o5í(eno, nitró(eno o ar(ón. " e"pecialmente adecuado para el corte pre'io y para el recorte de material "obrante pudiendo de"arrollar contorno" complicado" en la" pie-a". ntre la" principale" 'enta&a" de e"te tipo de fabricación de pie-a" "e puede mencionar >ue no e" nece"ario di"poner de matrice" de corte y permite efectuar a&u"te" de "ilueta. /ambin entre "u" 'enta&a" "e puede mencionar >ue el accionamiento e" roboti-ado para poder mantener con"tante la di"tancia entre el electrodo y la "uperficie e5terior de la pie-a.
Figura 11 corte con laser
Centro de #ecanizado @n centro de mecani-ado e" una m;>uina altamente automati-ada capa- de reali-ar mltiple" operacione" de ma>uinado en una in"talación ba&o CFC 9control numrico computari-ado: con la mínima inter'ención Bumana. ?a" operacione" típica" "on a>uella" >ue u"an Berramienta" de corte rotatorio, como cortadore" y broca". "te "i"tema de mecani-ado de"taca por "u 'elocidad de producción como 'enta&a y lo" alto" co"to" como de"'enta&a. 5i"ten centro" de mecani-ado de una (ran 'ariedad de tamao", tipo", funcione" y (rado" de automati-ación. 3u" co"to" e"t;n comprendido" en el ran(o de 0.000 Ba"ta 1.000.000 de euro" o m;". 3u" potencia" nominale" lle(an a )KX y la" 'elocidade" de Bu"illo de la" m;>uina" m;" u"ada" tienen límite" de 4000000 +M. $l(una" me"a" inclinable" "on capace" de "oportar pie-a" de m;" de )000 J( de pe"o. n la actualidad "e con"truyen mucBa" m;>uina" en forma modular, de tal modo >ue "e pueden in"talar y modificar di'er"o" e>uipo" y acce"orio" perifrico", "e(n "e nece"ite en lo" cambio" de producto" a manufacturar.
Figura 12 centro de mecani$ado
Torno de control nu#9rico o torno C&C torno de control numrico o torno CFC "e refiere a una m;>uina Berramienta del tipo torno >ue "e utili-a para mecani-ar pie-a" de re'olución mediante un "oftPare de computadora >ue utili-a dato" alfanumrico", "i(uiendo lo" e&e" carte"iano" H,E,. 3e utili-a para producir en cantidade" y con preci"ión por>ue la computadora >ue lle'a incorporado control para la e&ecución de la pie-a. @n torno CFC puede Bacer todo" lo" traba&o" >ue normalmente "e reali-an mediante diferente" tipo" de torno como paralelo", copiadore", re'ól'er , autom;tico" e inclu"o lo" 'erticale". 3u rentabilidad depende del tipo de pie-a >ue "e mecanice y de la cantidad de pie-a" >ue "e ten(an >ue mecani-ar en una "erie.
Figura 13 torno de control numrico
%tornillado Introducir o apretar un tornillo Bacindolo (irar en torno a "u e&e mediante un atornillador .
!.6 +ise@o asistido $or co#$utadora C$D 7 Di"eo $"i"itido por Computadora
Computer-aided design (CAD) e" el u"o de pro(rama" computacionale" para crear repre"entacione" (r;fica" de ob&eto" fí"ico" ya "ea en "e(und a o tercera dimen"ión 92D o #D:. l "oftPare C$D puede "er e"peciali-ado para u"o" y aplicacione" e"pecífica". C$D e" ampliamente utili-ado para la animación computacional y efecto" e"peciale" en película", publicidad y producto" de diferente" indu"tria", donde el "oftPare reali-a c;lculo" para determinar una forma y tamao óptimo para una 'ariedad de producto" y aplicacione" de di"eo indu"trial. n di"eo de indu"trial y de producto", C$D e" utili-ado principalmente para la creación de modelo" de "uperficie o "ólido" en #D, o bien, dibu&o" de componente" fí"ico" ba"ado" en 'ectore" en 2D. 3in embar(o, C$D tambin "e utili-a en lo" proce"o" de in(eniería de"de el di"eo conceptual y Ba"ta el layout de producto", a tra'" de fuer-a y an;li"i" din;mico de en"amble" Ba"ta la definición de mtodo" de manufactura. "to le permite al in(eniero anali-ar interacti'a y autom;ticamente la" 'ariante" de d i"eo, para encontrar el di"eo óptimo para manufactura mientra" "e minimi-a el u"o de prototipo" fí"ico".
Beneficios de CAD Los !eneficios del CAD incluyen menores costos de desarrollo de productos, aumento de la producti$idad, mejora en la calidad del producto y un menor tiempo de lan%amiento al &ercado.
&ejor $isuali%ación del producto final, los su!'ensam!les parciales y los componentes en un sistema CAD agili%an el proceso de dise(o. l soft)are CAD ofrece gran e*actitud de forma +ue se reducen los errores. l soft)are CAD !rinda una documentación ms sencilla y ro!usta del dise(o, incluyendo geometr-a y dimensiones, lista de materiales, etc. l soft)are CAD permite una reutili%ación sencilla de dise(os de datos y mejores prcticas.
Figura 14 -ise+o de bra$o
Figura 1" -ise+o de bra$o
!.8 diagra#a de flujo
Ca$itulo I) %n(lisis de resultados. 4.2 +ise@o l di"eo utili-ado para menor co"to y mayor facilidad, fue del tipo 3C$+$ 9acrónimo >ue re"ponde por "u" "i(la" en in(l" a 3electi'e Compliant $""embly +obot $rm o 3electi'e Compliant $rticulated +obot $rm:, el cual e" un robot de cuatro (rado" de libertad con po"icionamiento Bori-ontal. "to fue por>ue lo" robot" 3C$+$ "e conocen por "u" r;pido" ciclo" de traba&o, e5celente repetiti'idad, (ran capacidad de car(a y "u amplio campo de aplicación. $dem;", lo" 3C$+$" "on (eneralmente m;" r;pido" y "encillo" >ue lo" "i"tema" comparable" de robot" carte"iano". "to" robot" e>uipado" de libertad total de mo'imiento" en lo" e&e" H e E pero limitado" "e'eramente en "u" de"pla-amiento" en el e&e , e" decir, "e comportan de forma parecida al bra-o Bumano, permitiendo ubicar el e5tremo de la mano en cual>uier ubicación pero "iempre "obre el plano. n el e&e 'ertical "olo reali-an manipulacione" "imple" >ue Babitualmente con"i"ten en pre"ionar y de"pla-ar"e uno" poco" centímetro". Debido a e"ta" caracterí"tica" "e tomó en cuenta >ue e"te era el me&or tipo de bra-o para la cla"ificación de artículo" en la" >ue "e Ba ba"ado el proyecto. n la "elección de la banda tran"portadora, "e re>uerir; de una cinta tran"portadora (eneral en la cual "e lle'ar; el producto a cla"ificar por el bra-o. "ta re>uerir; de una banda Bori-ontal "imple con tambore" y motor para la mo'ilidad del producto Bacia el "eleccionador.
4.3 +urabilidad ara >ue nue"tro producto no "ea perecedero tu'imo" >ue tomar en cuenta cómo traba&an lo" robot" de aBora por>ue al tiempo de e"tar in'e"ti(ando no dimo" cuenta de lo "i(uiente. N?o" robot" "e emplean en tarea" repetiti'a" y monótona" en la" >ue el rendimiento de una per"ona podría di"minuir con el tiempo. ?o" robot" pueden reali-ar e"ta" operacione" repetiti'a" de alta preci"ión durante 24 Bora" a l día "in can"ar"e.O %tra co"a >ue tambin no" dimo" cuenta al e"tar in'e"ti(ando e" de lo "i(uiente. Que "olo en la" "i(uiente" f;brica" o empre"a" en porcenta&e del u"o de lo" robot" e" importante ya >ue "olo en Fi""an el S de la "oldadura en 'eBículo" "e Bace con robot", del mi"mo modo Mit"ubi"Bi Motor" informó >ue el )0 S de "u" proce"o" "on reali-ado" por robot". n e"a" empre"a" el promedio de tiempo de inacti'idad de lo" robot" e" menor >ue el 1 S. $"í >ue con l u"o de robot" en la" operacione" de la" empre"a" >ue puedan oca"ionar dao" al Bombre e" an m;" &u"tificado, ya >ue "e me&ora la calidad de 'ida del per"onal. $dem;" el u"o de robot" indu"triale" proporciona calidad con"i"tentemente repetible con una capacidad de producción predecible y con poca ob"ole"cencia de capital.
?a 'ida til de un robot e" apro5imadamente de 10 a 1 ao". n con"ecuencia el co"to de depreciación e" relati'amente ba&o y en un futuro la" empre"a" de nue"tro paí" tendr;n robot" indu"triale" para una me&or forma de producir. %tra co"a >ue tambin "e podría Bacer para >ue la 'ida til de un robot "ea m;" amplia e" >ue "e pueda adaptar a la" nue'a" tecnolo(ía" ya >ue de 10 a 1 ao" la" tecnolo(ía" 'an actuali-;ndo"e e inno'ando m;" r;pidamente y con e"to tambin la" nece"idade" de la empre"a lle(ara un punto donde el robot ya no "ea lo >ue ello" nece"iten a"í >ue "e podría de&ar e"e e"pacio para modificacione" e inno'acione" y a"í ampliar "u durabilidad o 'ida til.
4.! Costo: De"pu" de la elaboración de la m;>uina cla"ificadora y el bra-o robótico "e reali-ó una e'aluación económica del proyecto para obtener información y determinar "i "u e&ecución e" 'iable y rentable. @na e'aluación económica re>uiere de un pre'io an;li"i" del co"to total del proyecto, para lo cual e" indi"pen"able mo"trar detalladamente lo" co"to" >ue inter'inieron para la culminación del proyecto ya "ean e"to" directo" o indirecto". "te pre"upue"to "ir'ió como ba"e y referencia de cu;nto dinero "e nece"itaría para alcan-ar lo" ob&eti'o" >ue re>uería la empre"a. De"pu" de concluida la con"trucción, "e lo(ró e"tablecer lo" co"to" reale" en lo" >ue "e incurrió. ara la reali-ación del an;li"i" económico y financiero de lo" co"to" reale", "e con"ideró a lo" co"to" directo" y a lo" co"to" indirecto" del proyecto > ue "e detallan a continuación.
4.!.2 Costos directos ?o" co"to" directo" comprenden todo lo referente a la con"trucción de la m;>uina, e" decir8 e>uipo", materiale" y mano de obra directa para la con"trucción de lo" di"tinto" componente", a"í como el co"to de di"eo. ?o" "i(uiente" c;lculo" "on "acado" en ba"e al an;li"i" de "olo un bra-o robótico y una banda tran"portadora.
Cargo
&o. +e Doras
In(. n di"eo a 0 car(o In(. n di"eo 0 "uper'i"or
Dora
Total
)0
600
4
400
Total
,60
Tabla 2 Costo del dise+o
+escri$ción 2 !efe" de 40 operacione" 4 %brero" 9bra-o: 22 6 %brero" 9banda: 4#
&o. +e Doras
Dora
Total
100
4000
0 0
1100 210 )20
Total
Tabla 3 Costo de la mano de obra
?a "i(uiente tabla detalla lo" co"to" de la materia prima utili-ada para la con"trucción de la" m;>uina"8
Ti$o
Cant.
+escri$ción
Material
)alor unitario
)alor total
&e
4
100051mm
#00
1200
Motor 3er'omotor +odamiento" ión ión ión ión anda tran"portadora Ca&a de cadena intura $porte de "oldado Gripper
1 # 10 1 1 # 1 1
0.2 Bp 2. F`m a 12= D12mm 12 diente" 20 diente" 2 diente" #2 diente" 60005005#mm
000 4000 100 100 10 260 #40 000
000 12000 1000 100 10 )0 #40 00
1 # 1
#m Galón @nidad
$cero de tran"mi"ión =ario" =ario" =ario" $cero al carbono $cero al carbono $cero al carbono $cero al carbono CaucBo y (rapa" ino5idable" $cero al carbono $nticorro"i'o $luminio
600 160 200
600 40 200
1
$luminio
10
10
3en"or de color Microcontrolad or Contenedore"
1 2
in-a" de a(arre fi&o ?+/2000 CM#0
=ario" =ario"
1400 260
1400 260
l;"tico
#0
120
lancBa
2
$cero ino5idable
1200
2400
lancBa
005400500m m 12005240051m m 12005240051m m
$cero (al'ani-ado
1000
000
4
Total Tabla 4 Costo de materiales
+escri$ción
Total
Mano de obra Di"eo Materiale"
)20 60 #)60 4460
Total Tabla " Costos directos
#)60
4.!.3 Costos indirectos n lo >ue "e refiere a co"to" indirecto" "e incluyen lo" (a"to" admini"trati'o", financiero" y cual>uier (a"to e5tra. ?a tabla "i(uiente detalla lo" (a"to" admini"trati'o" >ue fueron nece"ario" para reali-ar el di"eo y la con"trucción del proyecto.
Cantidad
+escri$ción
). unitario
Total
# 12 12
Ma"carilla" Guante" de caucBo Gafa" de "e(uridad
1)# 1 0
1 10 600 12
Total Tabla & Costo de adquisici%n de insumos
+escri$ción
Total
/ran"porte Impre"ione"
1000 1#0 11#0
Total Tabla ( .arios
+escri$ción
Total
In"umo" =ario"
12 11#0 24#
Total Tabla ) Costos indirectos
4.!.! Costo total del $royecto ?o" co"to" totale" del proyecto "e obtu'ieron de la "uma de lo" co"to" directo" y lo" co"to" indirecto".
+escri$ción
Total
Co"to" directo" Co"to" indirecto"
#)60 24# #
Total Tabla * Costo total
4.4 Procesos roce"o de con"trucción. lano del bra-o %ri(inalmente pen"amo" en un di"eo con 6 (rado" de libertad como el >ue "e mue"tra8
3in embar(o decidimo" "olo 2 (rado" de libertad, para facilitar el di"eo y reducir lo" co"to". ?o" D%< 9De(ree of uierda a derecBa 2 *%M+% $rriba R $ba&o a 40 (rado" # C%D% $rriba R $ba&o a 40 (rado" 4 G+I Mo'imiento "imulado rotati'o a #60 (rado", 9uede di"ear"e cual>uier actuador, (rip o Berramienta:
3e de"arrolló y fabrico un bra-o mec;nico controlado por un IC16<, para a"i"tir a lo" e"tudiante" en el aprendi-a&e de materia" relacionada" con mec;nica racional, electrónica, pro(ramación y robótica. 3e podr;n utili-ar materiale" f;cile" de mecani-ar, aun>ue no "ean lo" m;" idóneo" para "u producción definiti'a "in embar(o no" dar;n una idea para "u futura modificación o di"eo. ara e"te proyecto "e ocuparon lo" "i(uiente" materiale" y componente" lo" cuale" "e detallan en el "i(uiente aparatado 1. Madera8 por "u facilidad para encontrar, moldear y "u ba&o co"to fue la opción m;" ' iable para ocuparlo como cBa"i" del proyecto 2. IC 16f8 n lo" ltimo" ao" "e Ba populari-ado el u"o de e"te microcontrolador debido a "u ba&o co"to y tamao. 3e Ba u"ado en numero"a" aplicacione", >ue 'an de"de lo" automó'ile" a decodificadore" de tele'i"ión. " muy popular "u u"o por lo" aficionado" a la robótica y electrónica. uede "er pro(ramado tanto en len(ua&e en"amblador como en a"ic y principalmente en C, para el >ue e5i"ten numero"o" compiladore". #. 3er'omotore"8 por la (ran preci"ión y control a tra'" de pPma"i como la mínima cantidad de componente" 9circuito": >ue "e nece"itan para controlarlo fue por lo >ue "e eli(ió entre otro" tanto" motore" 4. rotoboard8 "e eli(ió e"te tipo de e"tructura ya >ue e" m;" f;cil de traba&ar, no" brinda la capacidad de reali-ar cambio" y actuali-acione" de di"eo tanta" 'ece" como de"eemo", por otra parte minimi-a el co"to ya >ue eliminamo" el tener >ue comprar la placa fenólica, "oldadura, broca", etc. ? 3+=% M%/%+
@n 3er'o e" un di"po"iti'o pe>ueo >ue tiene un e&e de rendimiento controlado. "te puede "er lle'ado apo"icione" an(ulare" e"pecífica" al en'iar una "eal codificada. Con tal de >ue una "eal codificada e5i"ta en la línea de entrada, el "er'o mantendr; la po"ición an(ular del en(rana&e. Cuando la "eala codificada cambia, la po"ición an(ular de lo" pione" cambia. n la pr;ctica, "e u"an "er'o" para po"icionar "uperficie" de control como el mo'imiento de palanca", pe>ueo" a"cen"ore" y timone". llo" tambin "e u"an en radio control, títere", y por "upue"to, en robot". ?o" 3er'o" "on "umamente tile" en robótica. ?o" motore" "on pe>ueo", cuando u"ted ob"er'a la foto de arriba, tiene internamente una circuitería de control interna y e" "umamente podero"o para "u tamao. @n "er'o normal o 3tandard como el *3#00 de *itec tiene 42 on-a" por pul(ada o me&or #K( por cm. De tor>ue >ue e" ba"tante fuerte para "u tamao. /ambin potencia proporcional para car(a" mec;nica". @n "er'o, por con"i(uiente, no con"ume mucBa ener(ía. 3e mue"tra la compo"ición interna de un "er'o motor en el cuadro de aba&o. odr; ob"er'ar la circuitería de control, el motor, un &ue(o de pione", y la ca&a./ambin puede 'er lo" # alambre" de cone5ión e5terna. @no e" para alimentación =cc 9Z'olt":, cone5ión a tierra GFD y el alambre blanco e" el alambre de control. @n "er'o de"montado. F@/+$? Como "e ob"er'a en la fi(ura, la duración del pul"o indica o dictamina el ;n(ulo del e&e 9mo"trado comoun círculo 'erde con flecBa:. Fóte"e >ue la" ilu"tracione" y lo" tiempo" reale" dependen del fabricante demotor. l principio, "in embar(o, e" el mi"mo. ara lo" *itec8 0.0 m" 0 (rado", 1.0 m" 0 (rado" y 2. m" 10 (rado". ` Caracterí"tica" (enerale"8 "te documento trata acerca del control de "er'o". "to" "er'o" tienen un amplificador, "er'o motor,ionería de reducción y un potenciómetro de realimentación todo incorporado en el mi"mo con&unto."to e" un "er'o de po"ición 9lo cual "i(nifica >ue uno le indica a >u po"ición debe ir:, con un ran(o deapro5imadamente 10 (rado". llo" tienen tre" cable" de cone5ión elctrica =cc, GFD, y entrada decontrol. `Control ara controlar un "er'o, u"ted le ordena un cierto ;n(ulo, medido de"de 0 (rado". @"ted le en'ía una "eriede pul"o". n un tiempo %F de pul"o indica el ;n(ulo al >ue debe po"icionar"e 1m" 0 (rado", 2.0m" m;5. (rado 9cerca de 120: y al(n 'alor entre ello" da un ;n(ulo de "alida proporcional. Generalmente "econ"idera >ue en 1.m" e"t; el
centro. ntre límite" de 1 2m" "on la" recomendacione" de lo"fabricante" u"ted normalmente puede u"ar un ran(o mayor de 1.m" para obtener un ;n(ulo mayor e
inclu"o de 2m" para un ;n(ulo de rendimiento de 10 (rado" o m;". l factor limitante e" el tope delpotenciómetro y lo" límite" mec;nico" con"truido" en el "er'o. @n "onido de -umbido normalmente indica>ue u"ted e"t; for-ando por encima al "er'o, entonce" debe di"minuir un poco.l tiempo de %<< en el "er'o no e" crítico puede e"tar alrededor de lo" 20m". *emo" u"ado entre 10m" y#0 m". "to Fo tiene >ue "er de "ta manera, puede 'ariar de un pul"o a otro. ?o" pul"o" >ue ocurrenfrecuentemente en el tiempo de %<< pueden interferir con el "incroni"mo interno del "er'o y podríae"cucBar"e un "onido de -umbido o al(una 'ibración en el e&e. 3i el e"pacio del pul"o e" mayor de 0m" 9depende del fabricante:, entonce" el "er'o podría e"tar en modo 3? entre lo" pul"o". ntraría afuncionar en pa"o" pe>ueo" y el rendimiento no "ería el óptimo. "te e" un e&emplo de la "eal >ue debería tener el "er'o8 l tiempo de %<< e"t; 'ariando, como "e puede ob"er'ar. "to no tiene efecto" ad'er"o" con tal de >uee"t entre 10 #0m". l tiempo de %F determina la po"ición del bra-o de "alida./en(a mucBo cuidado >ue Bay "er'o" 'ie&o" >ue u"an polaridad de pul"o in'ertido 9e" decir donde tiempode %<< e" importante:. llo" "on difícile" de con"e(uir en e"to" día". /ambin, Bay al(uno" "er'o" >uetienen el centro en po"ición diferente y ran(o" de tiempo diferente". Fo e" comn. ero "i u"ted lle(a atener uno de e"to" "er'o", todo lo >ue tiene >ue Bacer e" cambiar "u tiempo de pul"o o polaridad l re"toe" lo mi"mo. `3upon(amo" >ue >ueremo" mo'er el "er'o a #0 (rado" ara controlarlo a #0 (rado" "e debe calcular la lon(itud 9ancBo: del pul"o8 n 0 (rado" 1m", 120 (rado" 2m" g #0 (rado" 1.16m". +elación lineal. $"í, "i "e(uimo" en'i;ndole pul"o" de 1.16m", incrementaremo" "u po"ición en #0 (rado". 3i Bay unafuer-a e5terna >ue intenta blo>uearlo, el "er'o intentar; re"i"tir acti'amente 9e" decir, "í el bra-o "e mue'ee5ternamente, el "er'o dar; en trada" al motor para corre(ir el error:.
/ambin e" po"ible de&ar de en'iar pul"o" de"pu" >ue el "er'o "e Ba mo'ido a "u po"ición. 3i de&amo"de en'iar pul"o" por m;" de 0m" 9dependiendo del "er'o:, e"te podría caer"e. 11 "to "i(nifica, >ue e"te noe"taría aplicando nin(una entrada al motor, o acti'amente re"i"tiendo fuer-a" e5terna" "olamente lafricción "o"tendr; el bra-o 9del "er'o: en "u lu(ar. `ero cual C$? e" cual ?o" cable" del "er'o "on normalmente codificado" en colore" como en el e">uem;tico. *itec, ue ue uem;tico "on arbitraria", 'erifi>ue "u propio "er'oante" de conectarlo. @na "eal de 'olta&e mal polari-ada puede daar el "er'o. `3umini"tro de =olta&e l 'olta&e nominal e" el >ue un pacK de pila" de 451.2= de FiCd puede dar 4.=. n la pr;ctica, e"topuede 'ariar "i(nificati'amente. $l(una" compaía" de 3er'o" producen pa>uete" de pila" de unidade"de FiCd, con un 'olta&e nominal de 6.0=, pero tienen entre 6. )= cuando e"t;n recin car(ada". ue para 6= Con"ideremo" )= como un m;5imo "e(uro./ambin "upon(amo" >ue lo" "er'o" traba&an con un pa>uete de pila" FiCd de 4 unidade", a 4.4=. erola re"pue"ta "ería al(o lenta. $"í >ue "e puede traba&ar entre 4.4 = y ).0 =,. "o lo decide cada cual.+ecomendamo" u"ar = "in problema". 3e puede u"ar una fuente de 'olta&e de =, inclu"o u"ar inte(rado"re(uladore", como el )0 "ólo no alimenta el protoboard o "u circuito impre"o con un buen de"empeo,"ino >ue tambin puede alimentar do" "er'o".?a corriente >ue re>uiere depende del tamao del "er'o. Formalmente el
fabricante indica cual e" lacorriente >ue con"ume el 3er'o. "o no "i(nifica mucBo "i todo" lo" "er'o" 'an a e"tar mo'indo"e todoel tiempo. ?a corriente depende principalmente del tor>ue u"ado por el "er'o motor y puede e5ceder m;"de un amperio "i el "er'o e"t; encla'ado. " me&or medir la" e"pecificacione" del "er'o
4.5 Materiales %b&eti'o8 @tili-ar el conocimiento de la" propiedade" intrín"eca" a cada uno de lo" materiale" y "u influencia "obre el di"eo.
4.5.2 ;elección de #ateriales $l ele(ir un material para la" determinada" tarea" in'olucrada" en nue"tro proyecto "e tomaron en cuenta lo" "i(uiente" factore". •
ropiedade" 9Dure-a, fle5ibilidad, re"i"tencia, etc.:
•
?a" po"ibilidade" de fabricación8 ?a" m;>uina" y Berramienta" de la" >ue "e di"pone, la facilidad con >ue "e traba&a.
•
Di"ponibilidad8 ?a abundancia del material, la pro5imidad al lu(ar donde "e nece"ita.
•
recio.
De la" tanta" po"ible" cla"ificacione" de lo" materiale" ya "ea "e(n "u ori(en, propiedade" fí"ica", propiedade" >uímica", de"de el punto de 'i"ta de "u fabricación por mencionar al(una" "e dio prioridad a la cla"ificación "e(n "u" propiedade" mec;nica", bu"camo" a>uel >ue m;" "e adecuara a nue"tra" nece"idade" "iendo efecti'o a la Bora de reali-ar la tarea para la cual "ería de"tinado y adem;" "iendo el m;" económico po"ible.
$l cla"ificarlo" "e(n "u" propiedade" mec;nica" "e in'e"ti(ó "obre al(una" de "ta" tal e" el ca"o de la ri(ide-, fle5ibilidad, fra(ilidad, di"tinto" tipo" de re"i"tencia" adem;" "e con"ideró "i eran materiale" reciclado", reciclable" o no reciclable". $nte" de iniciar con nue"tro proce"o "e in'e"ti(ó un poco "obre lo" criterio" de "elección de materiale" y obtu'imo" la "i(uiente información >ue re"ulto "umamente til al momento de la "elección, dicBa información "e mue"tra a continuación8 n línea" (enerale", "e puede afirmar >ue no e5i"te nin(n material perfecto >ue "e pueda emplear para la fabricación de cual>uier producto "ea cual "ea. Cada aplicación nece"ita de un material >ue cumpla 'aria" caracterí"tica" determinada". ara ele(ir adecuadamente un material e" nece"ario conocer entre otra", "u" propiedade" "en"oriale", óptica", trmica", ma(ntica", >uímica", mec;nica", etc. ?a elección de un material "e debe Bacer cuidado"amente de"de el punto de 'i"ta de "u" propiedade", dependiendo de la aplicación >ue "e de"tine. De"pu" de con"iderar e"ta información pro"e(uimo" por comen-ar a in'e"ti(ar al(uno" materiale" y comen-ar a proponer al(uno" para inda(ar m;" "obre ello" como precio, di"ponibilidad y finalmente recurrimo" a ponerlo" a prueba para 'er "i "erían lo" m;" adecuado" para la" tarea" determinada" anteriormente. ?o" materiale" propue"to" fueron aluminio y acero ino5idable >ue traba&arían en con&unto para formar la" parte" principale" del bra-o robótico y la banda.
4.5.3 Pro$iedades #ec(nicas "t;n relacionada" con la forma en >ue reaccionan lo" materiale" cuando actan fuer-a" "obre ello", lo" m;" importante" "on8 la"ticidad8 Capacidad >ue tienen al(uno" materiale" para recuperar "u forma, una 'e- >ue Ba de"aparecido la fuer-a >ue lo" deformaba. la"ticidad8 *abilidad de un material para con"er'ar "u nue'a forma una 'e- deformado. " opue"to a la ela"ticidad. Dure-a8 %po"ición >ue ofrece un cuerpo a de&ar"e rayar o penetrar por otro o, lo >ue e" i(ual, la re"i"tencia al de"(a"te. ue opone u cuerpo a "u rotura cuando e"t; "ometido a e"fuer-o" lento" de deformación. Maleabilidad8 Indica "i un material "e puede e"tirar en l;mina" "in romper"e. Ductilidad8 3eala "i un material "e puede e"tirar y formar Bilo". %tra" propiedade"8 3e refieren a la capacidad para "ometer al material a proce"o" de e5tru"ión, "oldadura, etc.
4.5.! +is$onibilidad y costos de #ateriales ?a factibilidad de un proyecto depende, en (ran medida de la di"ponibilidad de lo" materiale". Con'iene conocer "u di"ponibilidad actual y a lar(o pla-o tambin "e "u con"tancia.
4.5.4 Pro$iedades del acero ino?idable: l acero ino5idable pre"enta e5celente" propiedade" mec;nica" a temperatura ambiente en comparación con otro" materiale", 'enta&a a de"tacar en el "ector de la con"trucción ya >ue permite reducir el pe"o por mW o la" dimen"ione" de lo" elemento" con"tructi'o". 3u buena ductilidad, "u ela"ticidad y "u dure-a combinado" a una buena re"i"tencia al de"(a"te 9roce, abra"ión, (olpe", ela"ticidad...: permiten utili-ar el acero ino5idable en un (ran abanico de proyecto". $dem;", el acero ino5idable "e puede colocar en obra a pe"ar de temperatura" in'ernale" "in rie"(o de fra(ili-ación o de rotura, lo cual no impide alar(ar lo" periodo" de reali-ación. n comparación con otro" metale", el acero ino5idable pre"enta la me&or re"i"tencia al fue(o en aplicacione" e"tructurale" (racia" a una temperatura de fluencia ele'ada 9"uperior a 00h C:. l acero ino5idable tiene la cla"ificación $2"1d0 de cara a re"i"tencia al fue(o y no de"prende Bumo" tó5ico". ?o" elemento" en acero ino5idable "on f;cile" de limpiar. 3e podr;n emplear producto" de limpie-a tradicionale" 9deter(ente", pol'o de &abón: y no daar;n la" "uperficie". Con un contenido de cromo de 10,S, el acero ino5idable e"t; prote(ido con"tantemente por una capa pa"i'a de ó5ido de cromo >ue "e (enera naturalmente en "u "uperficie cuando entra en contacto con la Bumedad del aire. 3i "e daa la "uperficie, la capa pa"i'a "e re(enera. "ta particularidad confiere a lo" acero" ino5idable" "u re"i"tencia a la corro"ión. l acero ino5idable, e" el Nmaterial 'erdeO por e5celencia, reciclable Ba"ta el infinito. n el "ector de la con"trucción, la ta"a de recuperación real e" ca"i del 100S. l acero ino5idable e" un producto inalterable, totalmente inerte en "u relación con el ambiente8 en contacto con "u"tancia" como el a(ua no libera compue"to" >ue puedan alterar la compo"ición. "ta" cualidade" Bacen del acero ino5idable un material ideal para la" aplicacione" de la con"trucción, cuando "e e5pone a la intemperie8 te&ado", facBada", "i"tema" de recuperación de a(ua plu'ial o circuito" "anitario". ?a lar(a 'ida til del acero ino5idable "ati"face la" nece"idade" de la con"trucción "o"tenible8 le a"e"oraremo" "obre la "olución m;" adecuada, la pue"ta en obra y el mantenimiento para (aranti-ar la lon(e'idad m;5ima de "u edificación. $l(una" propiedade" adicionale"8 ?a adición de elemento" como el ní>uel, el molibdeno, el titanio y el niobio procura al acero ino5idable 'enta&a" adicionale" como8
F re"i"tencia a la corro"ión en entorno" altamente corro"i'o" F re"i"tencia a la o5idación y a la fluencia a temperatura" ele'ada" F re"i"tencia y ductilidad a ba&a temperatura, F alta" propiedade" mec;nica", F facilidad de conformado 9embutición, ple(ado, Bidroconformado, "oldadura, "oldadura blanda, etc.:
4.5.5 Pro$iedades del alu#inio l aluminio e" un metal importante para una (ran cantidad de indu"tria". $ continuación, una li"ta de "u" po"ible" u"o"8
l aluminio met;lico e" muy til para el en'a"ado. 3e utili-a para fabricar lata" y papel de aluminio. l boroBidruro de aluminio "e aade al combu"tible de a'iación. l cableado elctrico "e Bace a 'ece" a partir de aluminio o de una combinación de aluminio y cobre. MucBo" de lo" uten"ilio" del Bo(ar e"t;n BecBo" de aluminio. Cubierto", uten"ilio" de cocina, bate" de bi"bol y relo&e" "e Bacen Babitualmente de aluminio. l (a" Bidró(eno, un combu"tible importante en lo" coBete", puede obtener"e por reacción de aluminio con ;cido clorBídrico. l aluminio de pure-a e5tra 9,0 a ,S de aluminio puro: "e utili-a en e>uipo" electrónico" y "oporte" di(itale" de reproducción de m"ica. MucBa" pie-a" de cocBe, a'ión, camión, tren, barco y bicicleta e"t;n BecBa" de aluminio. $l(uno" paí"e" tienen moneda" en >ue e"t;n BecBo" de aluminio o una combinación 9aleación: de cobre y aluminio. l aluminio e" muy bueno para ab"orber el calor. or lo tanto, "e utili-a en la electrónica 9por e&emplo, en ordenadore": y tran"i"tore" como di"ipador de calor para e'itar el "obrecalentamiento.
?a" luce" de la calle y lo" m;"tile" de barco" de 'ela "on normalmente de aluminio.
l borato de aluminio "e utili-a en la fabricación de 'idrio y cer;mica.
%tro" compue"to" de aluminio "e utili-an en pa"tilla" anti;cida", purificación de a(ua, fabricación de papel, fabricación de pintura" y fabricación de piedra" precio"a" "inttica".
l aluminio e" un elemento muy abundante en la naturale-a, "olo a'enta&ado por el o5í(eno y el "ilicio. 3e trata de un metal li(ero, con una den"idad de 2)00 K(7mT, y con un ba&o punto de fu"ión 9660 UC:. 3u color e" blanco y refle&a bien la radiación electroma(ntica del e"pectro 'i"ible y el trmico. " buen conductor elctrico 9entre # y # m79V mmW:: y trmico 90 a 2#0 X79mYJ ::.
" un material blando 9e"cala de MoB"8 2#4: y maleable. n e"tado puro tiene un límite de re"i"tencia en tracción de 160200 F7mmW 9160200 Ma:. /odo ello le Bace adecuado para la fabricación de cable" elctrico" y l;mina" del(ada", pero no como elemento e"tructural. ara me&orar e"ta" propiedade" "e alea con otro" metale", lo >ue permite reali-ar "obre l operacione" de fundición y for&a, a"í como la e5tru"ión del material. /ambin de e"ta forma "e utili-a como "oldadura. ?a utili-ación indu"trial del aluminio Ba BecBo de e"te metal uno de lo" m;" importante", tanto en cantidad como en 'ariedad de u"o", "iendo Boy un material poli'alente >ue "e aplica en ;mbito" económico" muy di'er"o" y >ue re"ulta e"trat(ico en "ituacione" de conflicto. *oy en día, tan "olo "uperado por el Bierro7acero. l aluminio "e u"a en forma pura, aleado con otro" metale" o en compue"to" no met;lico". l aluminio e" uno de lo" elemento" m;" abundante" de la corte-a terre"tre 9 S: y uno de lo" metale" m;" caro" en obtener. ?a producción anual "e cifra en uno" ##,1 millone" de tonelada".
Ca$ítulo ) $rocesos y dise@o de $rototi$o 5.2 dise@o 5.2.2 $rototi$o 5.2.3 #a*ueta
5.3 $rocesos 5.3.2 #ateriales e#$leados 5.3.3 ar#ado
5.3.! $rogra#ación
Conclusión: De e"te a'ance Bemo" lo(rado 'er >ue pe"e a la" dificultade" de crear un prototipo tan complicado y de una a'an-ada manufactura la" in'e"ti(acione" pre'ia" no" Ban dado un re"paldo fuerte para "aber cómo reali-arlo y B acer una "elección de materiale" y proce"o" de acuerdo a lo" conocimiento" ad>uirido" en el cur"o, "e e"t; lo(rando un a'ance "e(n lo planeado y el proyecto tiene una factibilidad (rande para lo(rar la" meta" planteada".
%ne?os CRONOGRAMA DEL PROYECTO
NOMBRE DEL PROYECTO
Clasifcadora de objetos con brazo robótico
DRAC!"N DE LA E#ECC!"N DEL PROYECTO EN ME$E$
%
N ACT!'!DA & D
se(ana 6 0 *) *6, 5, )4 oc ++ oc t/ t/
) +
1
%
4
5
-
0 6
Pro28est a de 2ro9ecto Re2artici ón de deberes Dise:o de 2rototi2o *boceto/ Realizaci ón del (arco de re;erenci a Presenta ción del (arco de re;erenci a Realizaci ón del (arco teórico Presenta ción del (arco teórico Desarroll o de (etodolo .
) *+ ), +a. o/
+ % 4 5 1 *+ *) *) *+ *%, *+, 0, ), 0, 4, )3 0 1 se )- +% ) oc se se se oc 2/ t/ 2/ 2/ 2/ t/
)3 )) )+ )1 *+ *1 * 5 *)1 1, 3,4 ,)+ ,)6 +6 no no no oc 7/ 7/ 7/ t/
)4 )5 )% *+ *% *+3 -, , ,+5 no 1 )3 di di 7/ c/ c/
) 3 ) ) ) +
la (etodolo .lisis de res8ltado Presenta ción de 2rototi2o
Ane/o 1 Cronograma
ane/o 2 prototipo de la banda clasificadora
ane/o 3 prototipo del bra$o rob%tico
