MPMVS1

MANUAL DE PRÁCTICAS MODULO V: MANTIENE SISTEMAS MECATRÓNICOS

SUBMÓDULO I: MANTIENE SISTEMAS MECATRÓNICOS DE ACUERDO AL MANUAL DEL FABRICANTE

FEBRERO 2014

NOMBRE: _______________________________________________________________________

Grupo: ________

No. LISTA: ___________ ___________

17-2-2014

COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGI TE CNOLÓGICOS COS DEL ESTADO DE PUEBLA CECyTE VENUSTIANO CARRANZA

CLAVE: 21ETC0018S Contenido

1. Simbología de los elementos de un sistema mecatrónico .................................... ..................................................... .............................. ............. 3 2. Sistemas de control eléctrico “Contactos” ................................. ................................................. ................................. ................................. ........................ ........ 7 3. Motores eléctricos ................................. ................................................. ................................. ................................. ................................. .................................. ......................... ........ 17 4. Sistemas neumáticos ............................... ................................................ .................................. ................................. ................................. ................................. ...................... ...... 24 5. Sistemas hidráulicos ................................ ................................................. .................................. ................................. ................................. ................................. ...................... ...... 27 6. Controlador Lógico Programable .............................................. ............................................................... .................................. .................................. ...................... ..... 30 7. Conexión de microcontroladores para control ............................................. ............................................................. ................................. .................... ... 37 8. Utiliza microcontroladores microcontroladores para activar actuadores. ................................. .................................................. .................................. ...................... ..... 39 9. Edita y descarga programas progr amas de control. ............................... ................................................ ................................. ................................. ............................ ........... 42 10. Robótica............................... ................................................ .................................. ................................. ................................. .................................. .................................. ......................... ........ 48 11. Taladro fresador ................................ ................................................. .................................. .................................. ................................. ................................. ............................ ........... 56 12. Fresadora convencional convencional ................................. ................................................. ................................. ................................. ................................. .................................. ................. 64 13. Torno convencional ................................. .................................................. .................................. ................................. ................................. ................................. ...................... ...... 74 14. BIBLIOGRAFÍA .................................. .................................................. ................................. ................................. .................................. .................................. .............................. .............. 85

Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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Tel. (746) 8810768 http://vcarranza.cecytpue.edu.mx


CLAVE: 21ETC0018S

INTRODUCCIÓN Introducción

Este manual de prácticas fue realizado para facilitar al alumno el aprendizaje teórico y práctico, para que desarrolle las competencias con mayor facilidad que le servirán para el desarrollo de habilidades, destrezas conocimientos y actitudes que utilizará en el campo laboral y también le permitirán continuar sus estudios superiores como profesional técnico o una ingeniería a fin.

Con base a las necesidades industriales tanto como del sector público como privado que se presentan en nuestro país y debido a la vertiginosa velocidad del avance tecnológico; es necesario necesario generar un nuevo paradigma; el cual demanda la preparación del recurso humano calificado que participe directamente en actividades productivas para el desarrollo del país.

Al Concluir Concluir este submódulo submódulo habrás asimilado y comprendido comprendido los conocimientos, conocimientos, habilidades y destrezas necesarias para realizar mantenimiento a sistemas mecatrónicos co n lo q ue pod rás inco rpo rarte inm ediatamente, al campo lab oral ya que existe mu cha demanda y puedes obtener buenos ingresos económicos. ingresos económicos.

Este submódulo ayudará al alumno a alcanzar las competencias antes mencionadas, pero para adquirirlas debe mostrar un alto sentido de responsabilidad, organización y trabajo en equipo.


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CLAVE: 21ETC0018S NÚMERO DE LA PRÁCTICA NOMBRE DE LA PRÁCTICA NOMBRE DEL ALUMNO GRUPO

1 Simbología de los elementos de un sistema mecatrónico. mecatrónico . (Interruptores, relevadores, motores, transmisiones). MECA 6

FECHA

HABILIDADES A DESARROLLAR Planear el mantenimiento de acuerdo con la información técnica y la solicitud de intervención. Programar el mantenimiento a sistemas electromecánicos de acuerdo a políticas de la empresa.

MARCO TEÓRICO Debido a su rol de protección, el interruptor juega un rol importante en los sistemas de transmisión y de distribución. Si el interruptor sufre un desperfecto, el impacto en el sistema puede ser serio. Además del equipo dañado, el costo de la interrupción de la corriente puede ser tremendo, dado que las interrupciones de corriente están sujetas a severas cláusulas de penalidad en los contratos de suministro de la energía eléctrica. Sin mencionar comprometer la seguridad del personal de la subestación ya que ellos podrían sufrir alguna lesión. Por lo tanto, la mejor práctica para evitar las interrupciones del servicio es la aplicación de un adecuado mantenimiento. Dado que el interruptor es una caja negra, la única manera de evaluar su condición con certeza es desmontarlo. Esta puede ser una tarea costosa, especialmente especialmente si no es necesaria. Esto nos lleva a la necesidad de aplicar una serie de acciones de mantenimiento (inspecciones y pruebas) para recolectar suficiente información sobre la verdadera condición del interruptor, la cual a su vez permite tomar una decisión para proceder con las reparaciones a tiempo.

MATERIALES O SUSTANCIAS

EQUIPO O HERRAMIENTA INTERRUPTORES DE MEDIA O BAJA TENSION CONTACTORES Y RELEVADORES MOTORES TRANSMICIONES

PROCEDIMIENTO Acciones de Mantenimiento El mantenimiento de los sistemas electromecanicos se basa en la aplicación de una serie de acciones llamadas acciones de mantenimiento. Estas acciones abarcan desde una simple lectura, como un contador de operaciones, hasta una inspección completa, la cual incluye un desarmado de una parte principal, por ejemplo, una cámara de interrupción. Las acciones de mantenimiento en los interruptores son varias y diversas, pero todos sirven para mantener una vigilancia sobre la condición del del sistema para corregirlo antes que ocurra una interrupción del servicio. servicio. Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE PUEBLA CECyTE VENUSTIANO CARRANZA

CLAVE: 21ETC0018S Algunas de estas acciones deben ser repetidas de forma periódica. La información debe ser registrada y analizada para llegar a un veredicto. La Figura 2 - Tabla de Inspecciones y de Periodicidad muestra una lista de las posibles inspecciones clasificadas de acuerdo a cuatro categorías de inspecciones: Inspecciones rutinarias Inspecciones limitadas Inspecciones provisionales Inspecciones completas    

Cada familia de sistemas debe tener su lista específica de inspecciones y periodicidades. Todas estas acciones necesitan ser planeadas y coordinadas. La configuración de un programa llamado "Programa de Mantenimiento" hace esto posible. Programa de Mantenimiento En esencia, un programa de mantenimiento sirve para: Coordinar las acciones de mantenimiento en una escala de tiempo; Recolectar datos sobre la verdadera condición del sistema; Organizar los datos recopilados para su análisis; Analizar los datos recolectados; Planear una intervención, si es necesaria.     

Elementos del Programa de Mantenimiento Para alcanzar los objetivos ya mencionados, el programa tiene que contar con los siguientes elementos: Planeamiento; Observación y Pruebas (recolección de datos); Análisis;   


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CLAVE: 21ETC0018S Planeamiento; Intervención.

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Observación: Esta es la parte que recolecta información de todas las fuentes. La información recolectada se organiza en bases de datos. Base de Datos de Interruptores: En primer lugar necesitamos conocer nuestros interruptores. Esto se logra manteniendo una base de dato de los equipos instalados. Esta base de datos deberán contener, además de otra información requerida, la siguiente: Tipo; Fabricante; Número de serie; Tecnología (SF6, soplado de aire, aceite, etc.); Año de fabricación; Ubicación; Características eléctricas (voltaje, amperaje, capacidad de interrupción, etc. Aplicación; Fecha de aplicación; Otra información, apropiada DIBUJOS O ESQUEMAS          

Diversos tipos de interruptores


Relevadores y contactores

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CLAVE: 21ETC0018S

Motores

Transmisiones

CONCLUSIONES ¿Qué es un interruptor?

Mencione y describa por lo menos tres medios de transmisión de potencia.

Describe el funcionamiento de un relevador

¿Cuál es la diferencia entre en un relevador y un arrancador?


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NÚMERO DE LA PRÁCTICA NOMBRE DE LA PRÁCTICA NOMBRE DEL ALUMNO GRUPO

CLAVE: 21ETC0018S 2 Sistemas de control eléctrico “Contactos”

MECA 6

FECHA

HABILIDADES A DESARROLLAR Diseñar y construir un circuito de control eléctrico según alguna problemática. Planear el mantenimiento de acuerdo con la información técnica y la solicitud de intervención. Programar el mantenimiento a sistemas electromecánicos de acuerdo a políticas de la empresa. MARCO TEÓRICO En cualquier sistema industrial, los circuitos de control reciben y procesan información sobre las condiciones en el sistema, dicha información representa hechos tales como posiciones mecánicas de partes móviles, temperaturas en varios lugares, presiones existentes en tubos, ductos y cámaras, caudales, fuerzas ejercidas sobre dispositivos de detección, velocidades de desplazamiento, entre otras. El circuito de control debe tomar toda esta información empírica y combinarla con la que le suministra el operador, que usualmente proviene de un conjunto de interruptores y representa la respuesta deseada del sistema. El circuito de control toma decisiones al procesar la información que se compone de datos suministrados por el operador en combinación con los adquiridos por el sistema, estas decisiones tendrán efecto en acciones que debe ejecutar en el paro o arranque de un motor, aumentar o disminuir velocidades de un movimiento mecánico, abrir o cerrar electroválvulas o parar el sistema completamente.


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CLAVE: 21ETC0018S Las decisiones que toma el circuito de control no son propiamente del sistema, sino el reflejo de las necesidades del diseñador quien provee las condiciones de entrada para la obtención de salidas apropiadas para cubrir dichas necesidades, en base a la programación de la lógica de operación del sistema. Los circuitos de Control pueden ser clasificados en Sistemas Manuales, Semiautomáticos, y Automáticos. Sistemas de control semi automático Es una forma de control que se efectúa por medios desde otro lugar en donde la función de la máquina debe ser realizada. En todos los casos el control semi automático proporciona protección contra sobrecarga o cortocircuito. El control semi automático se caracteriza por el hecho de que el operador debe mover un interruptor o presionar un pulsador para que se efectúe cualquier cambio en las condiciones de funcionamiento de la máquina o equipo. Sistemas de control automático Es una forma de control que se efectúa automáticamente desde cualquier lugar, no es necesario que sea sobre la máquina o equipo. En todo momento el control automático proporciona protección contra sobrecarga o cortocircuito. El control automático se caracteriza por el hecho de que el operador sólo pulsa un pulsador para que se efectúe cualquier cambio en las condiciones de funcionamiento de la máquina o equipo, sin que sea necesaria la intervención del operador para que se realicen los cambios programados en e quipo. Elementos de un circuito de control Un circuito de control de cualquier sistema puede representarse por tres partes o secciones distintas: elementos de entrada, lógica de circuito y elementos de salida.

Elementos de Entrada Son aquellos elementos que se encargan de adquirir información del operador, del propio sistema y del medio, ejemplos de estos son: botones pulsadores, interruptores límite, sensores optoelectrónicos, de presión, de temperatura, de proximidad, entre otros.


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CLAVE: 21ETC0018S

Lógica de Circuito En esta sección, el sistema toma decisiones, actuando a través de los elementos de salida en base a la información suministrada por los elementos de entrada. Esta sección puede ser construida aplicando diferentes técnicas como: control por contactos (relevadores electromagnéticos), control digital (dispositivos de estado sólido), control por PLC (Controladores Lógico Programables), el control por microcomputadores (sistemas mínimos, interfaces, computadoras personales y software de programación).

Elementos de Salida Esta sección se compone por elementos actuadores o de salida recibiendo las señales de la sección lógica y las ejecutan, convirtiéndolas y/o amplificándolas a formas utilizables de acuerdo a cada necesidad, algunos ejemplos de estos elementos son: indicadores luminosos, contactores electromagnéticos y motores eléctricos, electroválvulas, solenoides, entre otros.


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CLAVE: 21ETC0018S Reglas para la construcción de los diagramas de escalera 1. Los diagramas de escalera, sólo deben mostrar los elementos de control y señalización, tales como: interruptores, relevadores, contactores, lámparas indicadoras, entre otros. 2. Los componentes de salida tales como bobinas, lámparas, relevadores de control, electroválvulas, entre otras, deben localizarse siempre a la derecha. 3. Los componentes de entrada tales como: botones pulsadores, interruptores de límite y cualquier otro elemento de mando, deben localizarse a la izquierda. 4. Los escalones deben numerarse. 5. Los conductores deben numerarse también. 6. Todos los componentes deben etiquetarse a fin de identificar los elementos que controlan y los que son controlados. 7. Se recomienda considerar un elemento de salida por escalón. 8. Se deben representar únicamente los contactos que están en uso. 9. Las líneas verticales siempre representan la potencia de alimentación. Diagramas de tiempo Un diagrama de tiempo es una representación esquemática que muestra los estados de conmutación de los elementos emisores de señales (elementos de entrada), de los elementos procesadores de señales (elementos de control: bobinas de los relevadores, temporizadores y contadores) y de los elementos actuadores (elementos de salida). Un diagrama de tiempo se emplea para describir en una forma concreta el funcionamiento del circuito de control. En un diagrama de tiempo se puede apreciar con claridad, qué condiciones se deben de cumplir para hacer que un elemento de salida sea energizado o no, lográndose apreciar también, la relación que existe entre los elementos de entrada y salida en un tiempo determinado. Existen circuitos de control, que por su diseño, deben cumplir con un número considerable de condiciones, lo que da como resultado una dificultad muy grande para representar su funcionamiento mediante un diagrama de tiempo. Interpretación de un diagrama de tiempo. Una capacidad que se debe adquirir antes de realizar cualquier diseño de un circuito de control, es precisamente, el saber interpretar y elaborar un diagrama de tiempo. Como se mencionó anteriormente, un diagrama de tiempo es una herramienta fundamental para el diseño de cualquier circuito de control, ya que en este, se puede verificar y comparar el tiempo en que los elementos de entrada y salida se relacionan. Como ejemplo, se muestra en la figura siguiente, un diagrama de escalera con su respectivo diagrama de tiempo.


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CLAVE: 21ETC0018S

Observando y analizando el ejemplo anterior, se debe de llegar a la misma descripción del funcionamiento del circuito de control: cuando se presiona el botón pulsador BP1, la bobina R1es energizada, permitiendo que un contacto N.A. controlado por R1 energice la lámpara LV. El contar con el diagrama de tiempo, es equivalente a tener una descripción escrita bien detallada del funcionamiento del circuito de control. Es decir, un diagrama de tiempo es una representación opcional y muy ilustrativa, que describe el funcionamiento de un circuito de control. La mayoría de los ejercicios prácticos que se contemplan en este curso, parten, en su mayoría de un diagrama de tiempo, o bien, de un enunciado que describe las condiciones de funcionamiento para que, posteriormente, pueda ser diseñado el respectivo circuito de control. Un diagrama de tiempo no implica el tiempo real de los estados de conmutación de los elementos que intervienen en el circuito de control. Sin embargo, puede representarse una estimación, en tiempo, de los estados de conmutación de los elementos del circuito, pero sólo para determinar la relación que existe entre los elementos de entrada, de control y de salida del circuito. Sólo cuando es necesario (por e jemplo, en circuitos que emplean temporizadores), se especifican los tiempos que se requieren para comprender de manera exacta el funcionamiento de circuito. Lo anterior puede ser ilustrado mediante la figura siguiente.

La interpretación de los diagramas de tiempo se realiza analizando los estados de conmutación de los elementos de entrada y elementos de control y determinar, mediante la observación, si hay una relación con uno o varios elementos de salida. Un elemento de salida puede estar relacionado con uno, con varios o con todos los elementos de entrada y de control. Es importante mencionar también, que en ocasiones sólo se representan en un diagrama de tiempo, los elementos de entrada y salida, lo que da al diseñador, una mayor libertad para poder diseñar el circuito de control, en donde pueden ser utilizados los elementos de control que se crea necesarios para lograr la solución del problema en cuestión. Lo anterior, puede ilustrarse mediante la figura siguiente. 11 Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Tel. (746) 8810768 Márquez

Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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CLAVE: 21ETC0018S

Para la elaboración de un diagrama de tiempo, lo más importante, es entender perfectamente bien, cuál debe ser el funcionamiento del circuito, considerando el estado inicial de cada uno de los elementos, por ejemplo, podrían existir sensores activados antes del inicio de la secuencia. Otro aspecto muy importante, es que se debe considerar el tipo de contacto (N.A. o N.C.) de los elementos de entrada y de control, que se pretenden conectar físicamente en el circuito. Por otro lado, para determinar un diagrama de tiempo a partir del circuito de control o del planteamiento del problema, lo que se recomienda es presentar, de arriba hacia abajo, los elementos de entrada, los elementos de control (si se requieren) y los elementos de salida, respectivamente. De esta manera resulta sencillo analizar, con menor dificultad, la relación que existe entre los elementos de entrada y de salida del circuito. 1.6.7.-MANTENIMIENTO PREVENTIVO Dependiendo del ambiente, soplar aire seco cada cierto periodo y reapretar los tornillos de conexión para evitar calentamiento y oxidación de los mismos. Si se nota que el árbol de maniobra esta forzado, desconectar, abrir, reparar, si es necesario, lubricar las partes de accionamiento mecánico con vaselina, armar y comprobar. PREVENCIÓN DE RIESGOS Toda vez que se intervenga en reparar o realizar un mantenimiento preventivo de un accesorio (interruptor) eléctrico, se debe asegurarse, por cualquier medio, que este desenergizado de no ser así, se corre el peligro de lesionarse gravemente ya sea por consecuencias directa o indirecta. MATERIALES O SUSTANCIAS Cable Puntas caimán Puntas banana

EQUIPO O HERRAMIENTA Interruptores de media o baja tensión Contactores y relevadores Motores

PROCEDIMIENTO Diseña un circuito de control según la problemática planteada por el profesor. Simula en una computadora su circuito de control Construye el circuito de control con cada uno de los elementos físicos Describe y realiza un plan de mantenimiento del circuito de control que incluye elementos de    


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CLAVE: 21ETC0018S control, elementos de salida y elementos de lógica. DIBUJOS O ESQUEMAS

Circuito Serie”

Circuito en paralelo

Autoenergización


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CLAVE: 21ETC0018S

Autoenergización OFF dominante

Autoenergización ON dominante

interlock Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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CLAVE: 21ETC0018S CONCLUSIONES ¿Qué es un circuito de control?

¿Cómo se clasifican los circuitos de control? Describa los elementos de entrada, salida y lógica.

Elabore los circuitos de control según los siguientes diagramas de tiempo.


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CLAVE: 21ETC0018S


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CLAVE: 21ETC0018S 3 Motores eléctricos MECA 6

FECHA

HABILIDADES A DESARROLLAR Planear el mantenimiento de acuerdo con la información técnica y la solicitud de intervención. Programar el mantenimiento a sistemas electromecánicos de acuerdo a políticas de la empresa. MARCO TEÓRICO El motor eléctrico trifásico El campo magnético es la base del funcionamiento de las máquinas eléctricas, en función del tipo de alimentación podemos tener: Campo fijo: Son los que no varían su dirección en el espacio. Sí pueden cambiar su sentido, lo que depende del tipo de alimentación (continua o alterna) a los devanados. •

•

Campo giratorio: Son campos de valor constante pero giratorios en el espacio a una cierta velocidad angular ws y se obtienen por combinación de campos alternativos.

Los motores trifásicos emplean campos giratorios para su funcionamiento Campo giratorio: Si tenemos tres bobinas iguales conectadas a una red trifásica y colocadas a 120º geométricos entre sí, el campo resultante será la suma en cada instante de los campos de cada una de las bobinas. Al mismo tiempo estos campos son proporcionales a las corrientes que circulan por ellas.


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CLAVE: 21ETC0018S

Arranque directo Arrancador simple y económico. Presenta picos de corriente de arranque elevados, que deben ser soportados por la red de alimentación. No reduce la tensión y, por lo tanto, tampoco reduce el par de arranque. Arranque Estrella Triángulo Se emplea en motores donde estén accesibles los dos extremos de todos los arrollamientos. Así en una red 3x380 V el motor debe ser 380/660 V y en una red de 3x220 V el motor debe ser 220/380 V (La tensión menor indicada en la chapa característica, corresponde a la tensión de diseño de cada arrollamiento). Consiste en arrancar el motor con tensión reducida Ö3, con lo que se reduce el par y la corriente a una tercera parte del valor que corresponde al arranque directo.

MATERIALES O SUSTANCIAS MOTOR ELECTRICO DE BAJA TENSIÓN


PROCEDIMIENTO Mantener un motor es: Preservar que las condiciones de uso y de accionamiento sean aproximadamente las mismas que se fijaron para su elección. Esto implica una serie de verificaciones, la reposición de lubricantes y elementos desgastados y la reparación de daños incipientes que pudieran detectarse. Podemos separar las tareas en dos: Mantenimiento Eléctrico y Mecánico Reengrase de los rodamientos. La experiencia y el conocimiento de los elementos que pueden afectar el correcto estado de la grasa son los mejores indicadores para establecer los lapsos de reengrase.


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CLAVE: 21ETC0018S Si no se cuenta con una evaluación concreta de esto, es conveniente efectuar inspecciones a menudo, observando el estado de la grasa mediante el retiro de las tapas que dejan al descubierto el rodamiento. El reengrase debe efectuarse entre 500 y 200 horas de servicio del motor, y se efectuará retirando la grasa usada, desmontando el rodamiento y lavándolo. El deterioro del lubricante se reconoce por el cambio de consistencia o del color, o por la presencia de suciedad. Mantenimiento Mecánico Auscultación de los rodamientos. Con la ayuda de un estetoscopio o de un destornillador se obtiene, mediante el ruido escuchado, una idea del estado de los rodamientos. Como para el diagnóstico es necesaria cierta pericia, es aconsejable el uso de un probador de rodamientos, el cual mediante el análisis de las vibraciones señala claramente el estado y la eventual necesidad del cambio del rodamiento. Sin embargo, antes del reemplazo es necesario lavarlo y probarlo con grasa nueva para establecer si subsiste la anomalía. Revisión de los cojinetes a fricción. En los casos que se tengan cojinetes a fricción, se vigilará su temperatura. Las causas de una elevación inadmisible podrán ser: - Excesiva tensión de la correa si la hubiera. - Inmovilidad de alguno o varios anillos levanta aceite - Superficie áspera de los cojinetes y del eje. - Perdidas de alineación del eje. -

Las inspecciones a realizar consistirán en verificar el nivel del líquido, la ausencia de pérdidas y el correcto funcionamiento de los anillos. Se procederá a renovar el aceite cada 6 ó 10 meses, o antes si se viera sucio. Vibraciones. IEC 60034-14 e ISO 2373 admiten 1.8mm/s en motores chicos 2.8 a 3.5 en motores medianos y grandes La permanencia en valores bajos de las vibraciones, indica que no hay cambios en la geometría de las masas rotantes ni en la alineación y fijación del motor. Conviene tener presente que vibraciones elevadas o mantenidas por largo tiempo dañarán sensiblemente los rodamientos y los cojinetes. Fijación del motor y de los elementos de acoplamiento o transmisión. Será conveniente verificar periódicamente las condiciones de fijación del motor a su base, con más frecuencia durante los primeros meses de su funcionamiento. Además, como algunas veces los inconvenientes en los elementos accionados por el motor derivan problemas de éste, es aconsejable extender la revisión mecánica sobre el acoplamiento o la transmisión. Se mencionan a título de ejemplo Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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CLAVE: 21ETC0018S algunos controles: alineación y tensado de la correa, lubricación de los reductores y cajas de velocidad, alineación y fijación de los pernos en los acoples, etc. Mantenimiento Eléctrico Características de la corriente consumida. Se verifica la constancia de la intensidad de corriente consumida por el motor cuando funciona con carga estable y, simultáneamente, en el caso del motor trifásico, si son prácticamente iguales las corrientes en las tres fases. Si se observan fluctuaciones de la corriente con carga constante, se pro cederá a revisar la jaula del rotor. Si se aprecian diferencias entre las intensidades de corriente de las tres fases, se revisará el bobinado estatórico. Esta observación puede hacerse mediante instrumentos ubicados en el tablero de control, si los hubiera, o con una pinza amperométrica. Tensión de la red y carga del motor. Se controlan los valores de tensión en bornes del motor y de la corriente consumida a plena carga, para comprobar que el funcionamiento se desarrolla en las condiciones prefijadas. Corrientes mayores que la nominal llevan a calentamientos que reducen la vida útil del motor. Arranque. Observar un arranque para verificar su correcta acción, controlando la actuación de los elementos de maniobra. Deben revisarse los contactos de los guardamotores, interruptores y contactores, reemplazándolos a estos últimos cuando sea necesario. Elementos de protección. Verificar las protecciones termomagnéticas, para comprobar que estén bien reguladas. Conexionado y puesta a tierra. Conviene controlar periódicamente el apriete de todas las conexiones y la rigidez de los empalmes y terminales, para asegurar que no queden elementos flojos que originen calentamientos localizados excesivos, que podrían provocar incluso el incendio del motor.

Estado del aislamiento. Un indicador del estado del aislamiento es la resistencia de aislamiento de los bobinados. Este valor a temperatura de régimen (entre 80 °C y 100 °C aproximadamente) deberá superar al obtenido con la siguiente expresión:


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CLAVE: 21ETC0018S

Y no debe ser menor a 1 MW. El elemento de medición será un meger, de un valor de tensión similar a la de la tensión nominal del motor. En el supuesto caso de no alcanzar el valor indicado, deberá procederse a: - La limpieza del bobinado, puesto que el depósito de suciedad es lo que más comúnmente reduce la resistencia de aislamiento, si este paso no da resultado; - Se procede al secado, considerando que la causa es la presencia de humedad. La tarea de limpieza del bobinado se realizará con el motor abierto, mediante el sopleteado de aire a presión, o la aplicación de un cepillo suave. Ante la presencia de aceite o grasa, se sopleteará con algún solvente, asegurándose que éste no ataque químicamente la aislamiento. Se recomienda el tetracloruro de carbono ya que, además, no es inflamable. La aplicación de un nuevo barnizado no debe entenderse como necesaria. Cuando se midan valores relativamente altos de la resistencia de aislamiento, no se ejecutará. (El aumento del recubrimiento de material aislante reduce la capacidad de disipación térmica). Solamente se procede a barnizar cuando se vean claras muestras de erosión química o mecánica del aislamiento y se asegure que el barniz penetre a los lugares más necesarios, que en general no son las cabezas de las bobinas. Si fuera menester la operación de secado, se puede emplear cualquiera de los siguientes métodos, en función del volumen del motor y de las instalaciones con que se cuente: - Cubriendo el motor con una lona y distribuyendo interiormente lámparas o resistencias calefactoras. Se dejará camino a la aireación de manera de evacuar la humedad o se agregará un ventilador. - Mediante horno o estufa. - Por circulación de corriente continua o alterna, requiriéndose un valor menor que el nominal y una tensión de alimentación reducida. NOTA: controlar la temperatura de los arrollamientos para que no superen los valores límites correspondientes a su clase de aislamiento. Para ello se ubican varios termómetros sobre el bobinado. Como regla general puede considerarse que no se deben superar los 90°C durante el secado, ni los 5 °C por hora de incremento mientras llega a esa temperatura. Limpieza. En ambientes de gran suciedad o con partículas en suspensión, se instalarán motores del grado de protección adecuado. Aún en este caso, será necesaria una permanente vigilancia, con revisiones periódicas para evaluar y prevenir las consecuencias de la acción de partículas sobre la aislamiento. En motores abiertos, lo dicho es esencial. La limpieza periódica, realizada en la forma ya indicada, será la primera acción a seguir, el agregado de sistemas filtrantes en el circuito del aire de ventilación será solución cuando aquella sea requerida con 21 Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Tel. (746) 8810768 Márquez




CLAVE: 21ETC0018S mucha frecuencia. En este último caso será conveniente verificar que la ventilación no se ha empobrecido, lo que provocaría incrementos del calentamiento. Revisión de rotor. Motores de Jaula: La revisión de la jaula podrá prevenir en alguna medida un futuro defecto. En general solo cabrá una inspección visual, buscando algún indicio de anormalidades. En caso de jaulas de cobre, se observarán sus soldaduras y rigidez mecánica. Revisión de otros elementos del motor: Centrífugo y condensadores. Centrífugo: Se controlará su accionamiento: carrera suave y suficiente superficie de contacto eléctrico. En el caso que esta última sea escasa, se podrá corregir aplicando cuidadosamente una lima para eliminar protuberancias. Condensadores: Cabrá verificar la correcta conexión de los terminales. Si ha habido pérdidas de líquido electrolítico, se aconseja el recambio del elemento. Medición de la resistencia óhmica de los bobinados. Servirá para verificación de las conexiones, particularmente en los casos en que haya sido necesario abrirlas. Prueba de la rigidez dieléctrica. Sólo se justificará en los casos en que se dude acerca del estado del aislamiento y siempre que la circunstancia de una eventual falla posterior del motor detenga un mecanismo imprescindible. Si la resistencia de aislamiento tiene un valor elevado, no será necesaria la prueba de rigidez dieléctrica, en los casos en que aquella no se pueda elevar con los procesos de limpieza y secado, cabrá realizarla para eliminar la duda que este fenómeno se debe a un defecto incipiente localizado, que puede repararse preventivamente, o haber llegado al extremo de la vida del aislante, lo que implica la necesidad de un rebobinado. El ensayo se realiza al 75% de la tensión de prueba de un motor nuevo, aplicada durante un minuto. Si esta prueba se ejecuta para agregar confiabilidad a la medición de la resistencia de aislamiento, podrá tener una duración de sólo unos segundos. No es posible definir un único programa de mantenimiento para todos los motores eléctricos. La experiencia en el tema, como el conocimiento del medio en que se ha instalado, son los elementos fundamentales para la elección de las tareas a realizar y su periodicidad. Por esto, sólo a modo de guía, se presenta el siguiente programa de mantenimiento. DIBUJOS O ESQUEMAS Programa de mantenimiento


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CLAVE: 21ETC0018S

ARRABQUE DIRECTO

ARRANQUE ESTRELLA TRIÁNGULO

CONCLUSIONES Describa cada uno de los diferentes tipos de motores eléctricos Describa y analice los tipos de arranque de los motores eléctricos Elabore un plan de mantenimiento para motores eléctricos


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CLAVE: 21ETC0018S NÚMERO DE LA PRÁCTICA

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NOMBRE DE LA PRÁCTICA NOMBRE DEL ALUMNO GRUPO

Sistemas neumáticos MECA 6

FECHA

HABILIDADES A DESARROLLAR Planear el mantenimiento de acuerdo con la información técnica y la solicitud de intervención. Programar el mantenimiento a sistemas neumáticos de acuerdo a políticas de la empresa.

MARCO TEÓRICO Se entiende por Neumática Neumática la tecnología que utiliza el aire comprimido como medio transmisor de energía, y utilizada con fines mecánicos, de automatización, etc. Del diseño, control y mantenimiento de las Instalaciones Neumáticas (de aire a presión) dependen hoy en día los procesos productivos de miles de empresas industriales en todo el mundo. Un mantenimiento inadecuado o insuficiente causará paros importantes en la producción. La programación de inspecciones, tanto de funcionamiento como de seguridad, ajustes, reparaciones, análisis, limpieza, lubricación, calibración, que deben llevarse a cabo en forma periódica en base a un plan establecido y no a una demanda del operario o usuario; también es conocido como Mantenimiento Preventivo Planificado Planificado - MPP . Su propósito es prever las fallas manteniendo los sistemas de infraestructura, equipos e instalaciones productivas en completa operación a los niveles y eficiencia óptimos. La característica principal de este tipo de Mantenimiento es la de inspeccionar los equipos y detectar las fallas en su fase inicial, y corregirlas en el momento oportuno. Con un buen Mantenimiento Preventivo, se obtiene experiencias en la determinación de causas de las fallas repetitivas o del tiempo de operación seguro de un equipo, así como a definir puntos débiles de instalaciones, máquinas, etc. MATERIALES O SUSTANCIAS


EQUIPO O HERRAMIENTA Compresor neumático Actuadores neumáticos 24



CLAVE: 21ETC0018S Válvulas direccionales con accionamientos diversos Ductos neumáticos PROCEDIMIENTO Dado que cada instalación o circuito neumático es distinto en función de su diseño, componentes, usos, capacidad, etc, daremos algunas características generales a revisar que mejoren la Fiabilidad de una Instalación neumática: Un diseño adecuado y un dimensionamiento correcto evitará problemas y ahorrará consumo energético. Eso incluye la elección del tipo de Compresor, nº y volumen de los depósitos de aire comprimido, etc. La ubicación ubicación del Compresor Compresor o Compresores Compresores debe facilitar su refrigeración, refrigeración, y una correcta aspiración de aire fresco. Lleve perfecto control del Compresor de la Instalación, incluyendo comprobaciones de su nivel de aceite y sustituciones periódicas. Si ese tipo de Compresor lleva Separadores de Aire / Aceite, deben ser sustituidos cuando su presión de trabajo sea superior a la indicada. Usar el aceite recomendado por el fabricante. Revisar el estado y tensión del sistema de correas de transmisión del motor al compresor (si su modelo las usa). Los filtros de entrada de aire al compresor deben ser limpiados y sustituidos de acuerdo a los datos del fabricante y en función de su Plan de Mantenimiento Preventivo. Las Trampas de Drenaje automáticas o manuales deben ser comprobadas d e forma habitual. Revise y sustituya los filtros de aire del Circuito Neumático cuando aumente su presión de trabajo. Como mínimo deben ser revisados a fondo anualmente. Comprobar, a ser posible monitorizando de forma continua, la presión y el flujo del aire a presión, así como su filtrado, como garantía de la calidad del aire suministrado a los equipos neumáticos de la instalación, para evitar averías y paradas, reducir gastos y alargar su vida útil. Revise a fondo las Fugas del Circuito Neumático, en especial en Conectores, acoplamientos, extensiones, actuadores neumáticos, válvulas, filtros, medidores de presión y/o caudal neumático, etc. Las fugas de aire a presión en una instalación neumática producen muchos inconvenientes como: derroche energético, calentamiento excesivo de compresores y válvulas, menor duración de sistemas de engrase y filtrado, mayor contaminación y desechos, etc. Cumplir TODAS LAS NORMAS DE SEGURIDAD de los fabricantes de cada uno de los componentes de la Instalación Neumática, especialmente en cuanto a ubicación, amarre, presión y volumen de trabajo, y sistemas contra sobrepresiones, protección de riesgos mecánicos, etc. 

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CLAVE: 21ETC0018S DIBUJOS O ESQUEMAS

Compresor y sus partes

sistema neumático sencillo para que determines las partes que lo componen CONCLUSIONES Describa que es un sistema neumático Describa los elementos de mando mando en un sistema neumático neumático Describa los actuadores neumáticos básicos Elabore un plan de mantenimiento de un sistema neumático


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CLAVE: 21ETC0018S NÚMERO DE LA PRÁCTICA

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NOMBRE DE LA PRÁCTICA NOMBRE DEL ALUMNO GRUPO

Sistemas hidráulicos MECA 6

FECHA

HABILIDADES A DESARROLLAR Planear el mantenimiento de acuerdo con la información técnica y la solicitud de intervención. Programar el mantenimiento a sistemas hidráulicos de acuerdo a políticas de la empresa.

MARCO TEÓRICO El área del Mantenimiento Industrial es de primordial importancia en el ámbito de la ejecución de las operaciones en la industria. De un buen Mantenimiento depende, no sólo un funcionamiento eficiente de las instalaciones, sino que además, es preciso llevarlo a cabo con rigor para conseguir otros objetivos como son el control del ciclo de vida de las instalaciones sin disparar los presupuestos destinados a mantenerlas. Las estrategias convencionales de "reparar cuando se produzca la avería" ya no sirven. Fueron válidas en el pasado, pero ahora se es consciente de que esperar a que se produzca la avería para intervenir, es incurrir en unos costos excesivamente elevados (pérdidas de producción, deficiencias en la calidad, etc.) y por ello las empresas industriales se plantearon llevar a cabo procesos de prevención de estas averías mediante un adecuado programa de mantenimiento. La evolución del mantenimiento se estructura en las cuatro s iguientes generaciones: generaciones: 1ª generación: generación: Mantenimiento correctivo total. Se espera a que se produzca la avería para reparar. 2ª generación: generación: Se empiezan a realizar tareas de mantenimiento para prevenir averías. Trabajos y cíclicos repetitivos con una frecuencia determinada. 3ª generación: generación: Se implanta el mantenimiento a condición. Es decir, se realizan monitorizaciones de parámetros en función de los cuales se efectuarán los trabajos propios de sustitución o reacondicionamiento reacondicionamiento de los elementos. 4ª generación: generación: Se implantan sistemas de mejora continua de los planes de mantenimiento preventivo y, de la organización y ejecución del mantenimiento. Se establecen los grupos de mejora y seguimiento de las acciones. 

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EQUIPO O HERRAMIENTA Bomba hidráulica Actuadores hidráulicos Válvulas direccionales con accionamientos diversos Ductos hidráulicos

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CLAVE: 21ETC0018S PROCEDIMIENTO Todas las operaciones de mantenimiento se deben de realizar con los equipos desconectados y por supuesto sin presión. Mantener el equipo limpio y en buen estado, sobre todo lo referente a conexiones, roscas, racores, enchufes rápidos, etc. Controlar el nivel de aceite a través del visor del depósito. Si fuera necesario, añadir por el tapón de llenado, utilizando aceite hidráulico. Las conexiones eléctricas deben de ser realizadas por personal especializado, así como los controles periódicos de estas conexiones. Cables sueltos, dañados, etc. deben ser reparados inmediatamente. En caso de trabajar en ambientes corrosivos o agresivos proteja la máquina y límpiela periódicamente. Cambiar el aceite del depósito periódicamente, si se trabaja en ambientes sucios y si se realizan continuas conexiones y desconexiones de mangueras y por lo menos una vez al año. Para realizar esta operación se debe soltar la tapa y limpiar tanto el depósito como el filtro, no empleando materiales que puedan dejar restos. Al montar colocar una junta de depósito nueva. Rellenar el depósito con aceite controlando la cantidad mediante el nivel. No derramar el aceite hidráulico a tierra. Recogerlo y actuar según la normativa de tratamiento de residuos correspondiente. En caso de avería o mal funcionamiento, las reparaciones se deben hacer por personal especializado y con recambios. Revise y sustituya los filtros de aire del Circuito Neumático cuando aumente su presión de trabajo. Como mínimo deben ser revisados a fondo anualmente. Comprobar, a ser posible monitorizando de forma continua, la presión y el flujo del aceite a presión, así como su filtrado, como garantía de la calidad del aceite suministrado a los equipos hidráulicos de la instalación, para evitar averías y paradas, reducir gastos y alargar su vida útil. Revise a fondo las Fugas del Circuito hidráulico, en especial en Conectores, acoplamientos, extensiones, actuadores hidráulicos, válvulas, filtros, medidores de presión y/o caudal hidráulico, etc. Cumplir TODAS LAS NORMAS DE SEGURIDAD de los fabricantes de cada uno de los componentes de la Instalación, especialmente en cuanto a ubicación, amarre, presión y volumen de trabajo, y sistemas contra sobrepresiones, protección de riesgos mecánicos, etc. 

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CLAVE: 21ETC0018S DIBUJOS O ESQUEMAS Revisión de un sistema hidráulico instalado

Sistema para armar y revisar. CONCLUSIONES 1. Describa que es un sistema hidráulico 2. Describa los elementos de mando en un sistema hidráulico 3. Describa los actuadores hidráulico s básicos 4. Elabore un plan de mantenimiento de un sistema hidráulico


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CLAVE: 21ETC0018S 6 Controlador Lógico Programable MECA 6

FECHA

HABILIDADES A DESARROLLAR

MARCO TEÓRICO Los antecesores del PLC fueron los sistemas de control basados en r elés (1960). Una aplicación típica de estos sistemas utilizaba un panel de 300 a 500 relés y miles de conexiones por medio de alambres, lo que implicaba un costo muy elevado en la instalación y el mantenimiento del sistema. En 1970 surgieron los sistemas lógicos digitales construidos mediante circuitos integrados. Eran productos diseñados para una aplicación específica y no eran controladores de propósitos generales. Empleaban microprocesadores, pero su programación era en un lenguaje poco familiar para los ingenieros de control (Assembler). Los primeros controladores completamente programables fueron desarrollados en 1968 por la empresa de consultores en ingeniería Bedford y Asociados, que posteriormente se llamó MODICOM. El primer Controlador Lógico Programable fue construido especialmente para la General Motors Hydramatic Division y se diseñó como un sistema de control con un computador dedicado. Con estos controladores de primera generación era posible:   

Realizar aplicaciones en ambientes industriales. Cambiar la lógica de control sin tener que cambiar la conexión de cables. Diagnosticar y reparar fácilmente los problemas ocurridos.

Un PLC (Programable Logic Controller o Controlador Lógico Programable) es un dispositivo de estado sólido, diseñado para controlar secuencialmente procesos en tiempo real en un ámbito industri al.


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CLAVE: 21ETC0018S

MATERIALES O SUSTANCIAS RIEL DIN CONDUCTOR ELECTRICO

EQUIPO O HERRAMIENTA PLC CONTACTORES Y RELEVADORES ACTUADORES SENSORES CPU

PROCEDIMIENTO Alambra entradas y salidas del PLC según las indicaciones del usuario y la problemática presentada. Comunica el PLC con el CPU según el protocolo de comunicación. 

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CLAVE: 21ETC0018S      

Define las entradas y salidas del PLC Direcciona cada elemento de entrada y salida según el software del PLC Realiza la programación y corre el programa para simularlo. Carga el programa en el PLC que cercioró que no hay errores. Ejecuta el programa del PLC Anota las observaciones pertinentes.

DIBUJOS O ESQUEMAS ELEMENTOS ENTRADAS


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CLAVE: 21ETC0018S ELEMENTOS DE ENTRADA

ELEMENTOS DE SALIDAS


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CLAVE: 21ETC0018S ESTRUCTURA INTERNA

CONEXIÓN DEL PLC


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CLAVE: 21ETC0018S


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CLAVE: 21ETC0018S

CONCLUSIONES ¿Qué es un PLC? Describa la arquitectura de un PLC Describa los diferentes tipos de programación de un PLC Elabore un plan de mantenimiento para PLC


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CLAVE: 21ETC0018S 7 Conexión de microcontroladores para control MECA 6

FECHA

HABILIDADES A DESARROLLAR Selecciona y conecta materiales electrónicos. Lee diagramas electrónicos de conexión. Elabora y utiliza fuentes de alimentación.   

MARCO TEÓRICO Recibe el nombre de controlador el dispositivo que se emplea para el gobierno de uno o varios procesos. Por ejemplo, el controlador que regula el funcionamiento de un horno dispone de un sensor que mide constantemente su temperatura interna, cuando sobrepasa los límites prefijados, genera las señales adecuadas para intentar llevar a la temperatura al rango estipulado. Aunque el concepto de controlador ha permanecido invariable a través del tiempo, su implementación física ha variado notablemente. Hace tres décadas, los controladores se construían con componentes de lógica discreta; posteriormente se emplearon los microprocesadores, que se rodeaban con chips de memoria y E/S sobre una tarjeta de circuito impreso. En la actualidad, todos los elementos del controlador se han podido incluir en un solo chip, el cual recibe el nombre de microcontrolador. Realmente consiste en una sencilla pero completa computadora contenida en el corazón de un circuito integrado. El microcontrolador es un circuito integrado de alta escala de integración que incorpora la mayor parte de los elementos que configuran un controlador. Se dice que es “la solución en un chip” porque su reducido tamaño minimiza el número de componentes y el costo.

Un microcontrolador dispone de los siguientes componentes:     



Procesador o CPU Memoria RAM para contener los datos Memoria de solo lectura para contener el programa Líneas de entrada y salida para comunicarse con el exterior Diversos módulos para el control de periféricos (Temporizadores, puertos serie y paralelo, conversores analógicos a digitales, etc.) Generador de impulsos de reloj que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema

MATERIALES Tablilla protoboard. PIC 16F84. Cristal oscilador de 4 MHZ. Dos capacitores de 22 Pf. Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

EQUIPO O HERRAMIENTA Multímetro Pinzas  

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CLAVE: 21ETC0018S 2 resistencias 10 K 8 resistencias 330 8 diodos led 5 botones pulsadores. Fuente de alimentación de 5 v. Cable para protoboard.

PROCEDIMIENTO 1.- Revisa el diagrama de conexión para el Microcontrolador. 2.- Realiza la conexión del cristal oscilador. 3.- Realiza la conexión del reset para el PIC. 4.- Conecta un botón pulsador al puerto A 5.- Conecta un diodo led al puerto B. DIBUJOS O ESQUEMAS

CONCLUSIONES ¿Qué es un microcontrolador?

Describa los componentes de un microcontrolador


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CLAVE: 21ETC0018S 8 Utiliza microcontroladores para activar actuadores. MECA 6

FECHA

HABILIDADES A DESARROLLAR Utiliza herramientas informáticas para la configuración del PIC 

MARCO TEÓRICO Arquitectura cerrada y abierta Para resolver aplicaciones sencillas se precisan pocos recursos; en cambio, las aplicaciones grandes requieren numerosos y potentes recursos. Siguiendo esta filosofía, los fabricantes de microcontroladores construyen diversos modelos orientados a cubrir, de forma óptima, las necesidades de cada proyecto. Esta es la razón por la que existen dos tendencias para resolver las demandas de los usuarios: Arquitectura cerrada Cada modelo se construye con un determinado procesador (CPU), cierta capacidad de memoria de datos, cierto tipo y capacidad de memoria de instrucciones, un número de E/S y un conjunto de recursos auxiliares muy concreto. El modelo no admite variaciones ni ampliaciones. La aplicación a la que se destina debe encontrar en su estructura todo los que precisa y, en caso contrario, hay que desecharlo.

Arquitectura abierta Estos microcontroladores se caracterizan porque, además de disponer de una estructura interna determinada, pueden emplear sus líneas de E/S para sacar al exterior los buses de datos, direcciones y control, con lo que se posibilita la ampliación de la memoria y las E/S co n circuitos integrados externos.

Arquitectura Básica

Inicialmente se había adoptado la arquitectura Von Newman, caracterizada por disponer de una sola memoria principal donde se almacenan datos e instrucciones de forma indistinta. A dicha memoria se accede a través de un sistema de buses único (direcciones, datos y control.)


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CLAVE: 21ETC0018S MEMORIA RAM Y ROM BUS DIRECCIONES

CPU

BUS DE DATOS

DATOS + INSTRUCCIONES

BUS DE CONTROL

Fig. Arquitectura Von Newman En el presente se impone la arquitectura Harvard, que es la que utilizan los microcontroladores PIC. Esta, dispone de dos memorias independientes: una que contiene solo instrucciones y otra, solo datos. Ambas disponen de sus respectivos sistemas de buses de acceso y es posible realizar operaciones de acceso (lectura o escritura) simultáneamente en ambas memorias.

MEMORIA DE PROGRAMA

BUS DE INSTRUCCIONES

BUS DE DATOS

CPU

14 Bits

MEMORIA DE DATOS

8 Bits

Fig. Arquitectura Harvard (PIC)

MATERIALES Tablilla protoboard. PIC 16F84. Cristal oscilador de 4 MHZ. Dos capacitores de 22 Pf. 2 resistencias 10 K 8 resistencias 330 8 diodos led 5 botones pulsadores. Fuente de alimentación de 5 v. Cable para protoboard.     

EQUIPO O HERRAMIENTA Multímetro Pinzas Computadora personal. Software para programación de microcontroladores.    

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PROCEDIMIENTO 1.- Revisa el diagrama de conexión para el Microcontrolador. 2.- Realiza la conexión del cristal oscilador. Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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CLAVE: 21ETC0018S 3.- Realiza la conexión del reset para el PIC. 4.- Conecta botones pulsadores al pulsadores al puerto A 5.- Conecta diodos led al puerto B. 6.- Realiza el programa que permita encender los bits 0,1,3,5 y 7 del puerto B 7.- modifica el programa y ahora enciende los bits 0, 3 y 7 del puerto B DIBUJOS O ESQUEMAS

CONCLUSIONES Describa las diferentes arquitecturas del microcontrolador.


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CLAVE: 21ETC0018S 9 Edita y descarga programas de control. MECA 6

FECHA

HABILIDADES A DESARROLLAR Utiliza herramienta eléctrica. Realiza la conexión de dispositivos. Usa las TIC para realizar la descarga del programa.   

MARCO TEÓRICO PROGRAMADORES Antes de comenzar la sección práctica de nuestro curso, tenemos que explicar algo de los programas que están dedicados a programar el microcontrolador PIC16F84. En la actualidad existen muchos programadores desde lo más sencillos que constan de algunos elementos electrónicos solamente hasta circuitos complejos controlados por microcontroladores. Los programadores tienen su mayor diferencia en la cantidad de microcontroladores diferentes que pueden programar. Este programador versátil trabaja en la plataforma de Windows únicamente y por demás muy económico. En segundo lugar tenemos el programador de la empresa Microchip Tecnologies denominado PIC START PLUS. Este programador tiene la capacidad de poder programar casi toda la línea Microchip en todos los microcontroladores hasta 40 pines. Este programador es uno de los más sofisticados. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS DIFERENTES PROGRAMADORES: La ventaja más importante que tiene el programador PICSTART PLUS de la empresa Microchip es la gran cantidad de microcontroladores diferentes que puede programar; a su vez el diseño del equipo está hecho para actualizarse con los nuevos microcontroladores que salen al mercado y siempre estará actualizado por lo menos con todos los microcontroladores hasta 40 pines. El programa emulador, el compilador, etc trabajan en la plataforma de Windows y tiene un constante soporte técnico en la página Web de Microchip. El software que controla al programador es de libre distribución y usted podrá obtener una copia desde la página Web de Microchip. La mayoría de los programadores sencillos quedan congelados para el microcontrolador para la cual fue diseñado y si usted necesita hacer un cambio de microcontrolador, sería muy posible que tenga que hacer otra inversión en un programador. QUE NECESITAMOS ANTES DE PROGRAMAR Antes de comenzar a programar en el editor de Textos usted debe obtener una copia del compilador denominado MPLAB IDE que proporciona la empresa Microchip. Este programa es de libre distribución y representa la versión 5.11 en el idioma Ingles. El programa tiene un tamaño de 9.5 MB. Si usted tiene una conexión vía modem de 56 K, podrá bajar el software completamente en unos 70 Minutos. Dependiendo de las condiciones ideales de la conexión, puede ser un poco menos o un poco más de tiempo. Para este Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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CLAVE: 21ETC0018S curso, no importara que versión de MPLAB usted tenga ya que todos ellos disponen del microcontrolador PIC16F84. En la página de Microchip Tecnologies se puede obtener la última versión del MPLAB (Versión 5.3 ), la diferencia entre las versiones radica específicamente en la capacidad de programar los nuevos microcontroladores que salen al mercado. Por ejemplo la versión de MPLAB 5.0 no dispone de la información del microcontrolador PIC16F870; pero la versión de MPLAB 5.2 se le ha incluido este microcontrolador. Cuando usted haga doble click en el Link que baja automáticamente la versión 5.11 del MPLAM, la computadora le preguntará si desea abrir el archivo o grabar el archivo. Usted deberá seleccionar grabar el archivo.

Después de haber seleccionado la opción de guardar el archivo en el disco, deberá hacer doble click en el botón"ACEPTAR". y seguidamente se le preguntara donde quiera guardar el archivo:

MATERIALES Tablilla protoboard. PIC 16F84. Cristal oscilador de 4 MHZ. Dos capacitores de 22 Pf. 2 resistencias 10 K 8 resistencias 330 8 diodos led 5 botones pulsadores. Fuente de alimentación de 5 v. Cable para protoboard.     

EQUIPO O HERRAMIENTA Multímetro Pinzas Computadora personal. Software para programación de microcontroladores.    

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PROCEDIMIENTO 1 Editar o crear un archivo utilizando el programa SIM84.EXE. a) Ejecutar el archivo SIM84.EXE b) Al ejecutar el programa entramos al ambiente del software, en este aparece un menú principal, el cual tiene las siguientes opciones: Seguiremos las opciones 1,2,3,4 y 6 para crear un archivo y simularlo. 1. Captura, Ensamblado y simulación de Programa a) Una vez en el programa de Sim84, seleccione la opción número 1, que es Asignar Nombre. b) Una vez que ha dado el nombre a su programa, seleccione la opción número 2, que es Llamar al editor, para capturar el programa correspondiente. Dentro del editor debemos usar la directiva LIST para dar el tipo de microcontrolador que usaremos en el circuito, en este caso es el modelo 16F84, existen otros tales como 16F877, 12C508, 16F620 etc. Después de escribir el tipo de procesador que se usará, se empieza a escribir el programa, 43 Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Tel. (746) 8810768 Márquez




CLAVE: 21ETC0018S respetando las columnas para cada campo (ETIQUETAS, INSTRUCCIÓN, OPERANDOS y COMENTARIOS). Una vez capturado el programa se sale del editor, quedando nuevamente en el menú principal de sim84. c) Dentro del menú principal, se selecciona la opción número 3. Ensamblar, permitiendo pasar el programa de código nemónico a código hexadecimal que es el que finalmente se cargará dentro del microcontrolador PIC. Si el ensamblado del programa fue satisfactorio, sin errores, se procede a salir de esta opción para regresar al menú principal. Si hay errores en el ensamblado, se deberá proceder nuevamente a usar la opción 2 del menú principal que es llamar al editor, esto con la finalidad de corregir los errores señalados en el proceso de ensamblado. d) Dentro del menú principal, se selecciona la opción número 4. Cargar fichero HEX en la memoria de la computadora. e) Dentro del menú principal, se selecciona la opción número 6. Ejecutar programa, de esta manera se simulará el programa cargado y se verificará si funciona de acuerdo a la lógica que se estableció. Finalmente si la simulación es satisfactoria, se podrá grabar el PIC con el mismo programa HEX que se usó, pero ahora para verificar de manera real el funcionamiento del programa. DIBUJOS O ESQUEMAS Siguiendo de manera secuencial el proceso de trabajo con el PIC, ahora continuamos con el grabado, para lo cual se podrá utilizar cualquier software, esto dependerá del programador que se use. Así que utilice el programador de su preferencia y finalice el experimento verificando el funcionamiento del programa en el PIC de manera real. Para observar su funcionamiento en la Tarjeta de Evaluación de Microcontroladores PIC, es necesario que se utilice el programa EPICWIN para bajar el programa al chip. Para realizar el proceso de grabado se siguen los siguientes pasos: 1. Ejecute el programa EPICWIN.

2. Abra el programa a grabar en el chip (File – Open).


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CLAVE: 21ETC0018S

3.- Del menú general, en la opción de “View” optamos por “Configuration”, para poder configurar los bits de trabajo del PIC.

4. De la nueva ventana que aparece de “Configuration”, establecemos los bits de trabajo del PIC: tipo de

Oscilador en este caso y en su mayoría XT, Codigo de Protección Off, Watchdog Timer deshabilitado, Low Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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CLAVE: 21ETC0018S Voltaje Program deshabilitado (PIC16F877), en el PIC 16F84 Low Voltaje Program no aparece como opción.

5. Una vez establecidos los bits de configuración del PIC, se procede primero a borrar el contenido que tenga el PIC y finalmente se programa con el nuevo programa. 2. Icono Para Programar

1. Icono Para Borrar

Posición del Interruptor en el sistema de Evaluación de PICs

SWD SP Ejecutar programa de PICs


SWD SP Programar y Borrar PICs

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CLAVE: 21ETC0018S CONCLUSIONES Describa el proceso de programación, depuración y ejecución de un programa Describa el proceso de grabado y puesta en marcha del microcontrolador.


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CLAVE: 21ETC0018S NÚMERO DE LA PRÁCTICA NOMBRE DE LA PRÁCTICA NOMBRE DEL ALUMNO GRUPO

10 Robótica MECA 6

FECHA

HABILIDADES A DESARROLLAR Planear el mantenimiento de acuerdo con la información técnica y la solicitud de inte rvención. Programar el mantenimiento a sistemas electromecánicos de acuerdo a políticas de la empresa.

MARCO TEÓRICO Dentro del contexto de la mecatrónica aparece el ejemplo por excelencia de esta ingeniería que es la Robótica. Paradójicamente, esta materia de estudio y el desarrollo de robots surgen antes que el concepto de ingeniería mecatrónica, sin embargo, con la moda de la sinergia entre varias disciplinas y con los avances tecnológicos, ahora se considera a la robótica como un área amplia incluida en el concepto de mecatrónica. El estudio de la robótica, es complejo, pero al mismo tiempo fascinante y que en su estado del arte aún se continúa el trabajo por parte de científicos e ingenieros para resolver problemas de desempeño, de estabilidad e incluso de controlabilidad. La definición más comúnmente aceptada posiblemente sea la de la Asociación de Industrias Robóticas (RIA), según la cual: Un robot industrial es un manipulador multifuncional reprogramable, capaz de mover materias, piezas, herramientas, o dispositivos especiales, según trayectorias variables, programadas para realizar tareas diversas.

El robot móvil Robotino le ofrece un sistema apropiado para la enseñanza orientada a la práctica de las siguientes competencias clave: •

•

•

Competencia social, Competencia técnica y Competencia metodológica

El contenido didáctico cubre los siguientes temas a tratar: •

Mecánica Construcción mecánica de un sistema de robot móvil Electricidad Control de unidades de accionamiento Cableado correcto de componentes eléctricos Sensores Control de recorrido guiado por sensores Control de recorrido libre de colisiones con sensores de distancia –

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–


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CLAVE: 21ETC0018S Control de recorrido por procesamiento de imágenes de webcam Sistemas de control por realimentación Control de accionamientos omnidireccionales Utilización de interfaces de comunicación Redes LAN inalámbricas Puesta a punto – Puesta a punto de un sistema robot móvil. –

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•

–

•

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Robotino® es un sistema de robot móvil de alta calidad, plenamente funcional con accionamiento omnidireccional. Las tres unidades de accionamiento permiten realizar movimientos en todas direcciones adelante, atrás y lateralmente. Además, el robot también puede girar sobre un punto. También está equipado con una webcam y varios tipos de sensores analógicos para medición de distancias, por ejemplo, sensores binarios para protección de colisiones y sensores digitales para detectar la velocidad real. Esto asegura que se cumplan todas las prestaciones que se exigen a este tipo de sistemas. El sistema puede ponerse en marcha inmediatamente sin necesidad de conectarlo a un PC. El controlador de Robotino® consiste en un PC embebido con una tarjeta compact flash, en la cual se han instalado varias aplicaciones de demostración y el sistema operativo (Linux). Las aplicaciones de demostración pueden ejecutarse directamente desde el panel de control del Robotino®. Robotino® puede programarse con el software Robotino® View en un PC a través del LAN inalámbrico. Robotino® View es capaz de transmitir señales al controlador del motor, así como visualizar, cambiar y evaluar valores de los sensores. Robotino® puede programarse con Robotino® View incluso durante el funcionamiento real. También están disponibles APIs Linux y C++ para la programación del Robotino®. La webcam permite visualizar y evaluar una imagen de cámara en vivo con ayuda del Robotino® View. Con ello, pueden implementarse aplicaciones tales como el trazado de rutas y seguimiento de objetos. Robotino® es autónomo. Numerosos sensores, una cámara y un controlador de alt as prestaciones aportan al sistema la necesaria “inteligencia”.

Puede accederse al controlador directamente a través de la LAN inalámbrica (WLAN). Cuanto está correctamente programado, Robotino realiza de forma autónoma las tareas asignadas. Pueden conectarse actuadores y sensores adicionales a través de un interface de E/S. El chasis consiste en una plataforma de acero inoxidable soldada con láser. Robotino® es accionado por 3 unidades de accionamiento omnidireccionales independientes. Se hallan montadas formando un ángulo de 120° entre sí. Cada una de las 3 unidades de accionamiento consta de los siguientes componentes: Motor DC Reductor con una relación de reducción de 16:1 Rodillos omnidireccionales Correa dentada •

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•


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CLAVE: 21ETC0018S •

Encoder incremental

Robotino® está equipado con un sistema de cámara. Puede ajustarse su altura y su inclinación. La cámara permite visualizar imágenes en directo con la ayuda de Robotino® View. Robotino® View también ofrece diversas opciones de procesamiento de imágenes, que pueden utilizarse para evaluar imágenes para el controlador Robotino®. Un segmentador localiza superficies del mismo color en una determinada imagen y puede determinar la posición y tamaño de cualquier segmento. Pueden detectarse líneas en imágenes de vídeo. Los resultados pueden utilizarse para señalar objetos con precisión, así como para el seguimiento de recorridos y de objetos. Siempre que sea posible, conecte el cable de la cámara en el puerto USB en el lado derecho, puesto que ello reduce el riesgo de destrucción del cable o de la cámara, al sobresalir el cable del cuerpo. La unidad de control puede configurarse de forma flexible utilizando diversos módulos plug -in. El controlador del Robotino® consta de 3 componentes: 

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Procesador PC 104, compatible con MOPSlcdVE, 300 MHz, y sistema operativo Linux con kernel en tiempo real, SDRAM 128 MB Tarjeta Compact flash con API C++ para controlar el Robotino® Punto de acceso LAN inalámbrico

La unidad de control está equipada con los siguientes interfaces: Ethernet, 2 ea. USB y VGA. Estos se utilizan para conectar un teclado, un ratón y una pantalla. Con ello puede accederse al sistema operativo y a la librería C++ sin un PC, si no es posible o no se desea utilizar la conexión W-LAN. Con la versión básica no puede utilizarse la conexión Ethernet.


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CLAVE: 21ETC0018S Esta tarjeta de E/S establece la comunicación entre la unidad de control y los sensores, la unidad de accionamiento y el interface E/S incluidos con el Robotino®. Cada uno de los motores de las unidades de accionamiento individuales es controlado por un regulador PID. Cada motor puede ser regulado individualmente. Las señales del encoder de pasos, de todos los sensores y actuadores instalados permanentemente, que están conectados al interface de E/S son transferidas a la unidad de control o a los actuadores adicionales. La alimentación eléctrica es suministrada por dos baterías recargables de 12 V con una capacidad de 4 Ah. Ambas baterías recargables están montadas en el chasis. Robotino® se suministra con 2 baterías adicionales y un cargador de baterías. Así, mientras dos baterías se hallan en funcionamiento, las otras dos pueden estar en proceso de r ecarga. En el Robotino® se han integrado sensores para la medición de distancias a objetos y para detectar la velocidad del motor. Un sensor anticolisión montado alrededor de una circunferencia en el chasis, indica el contacto con objetos. Robotino® está equipado con nueve sensores de medición de distancia por infrarrojos, que se hallan montados en el chasis formando un ángulo de 40° entre sí. Con estos sensores, Robotino® puede detectar objetos en las zonas circundantes. Cada uno de estos sensores puede ser interrogado individualmente por medio de la placa de circuito de E/S. Con ello pueden evitarse obstáculos, pueden mantenerse distancias y adoptar protecciones frente a un determinado objetivo. Los sensores son capaces de medir distancias con precisión o relativas a objetos, con valores entre 4 y 30 cm. La conexión del sensor es especialmente sencilla e incluye tan sólo una señal de salida analógica y la alimentación. La electrónica de evaluación del sensor determina la distancia, que puede leerse como una señal analógica. La velocidad real de cada motor se mide en RPM por el encoder incremental. Si la velocidad real del motor difiere del punto de consigna, puede ajustarse para que coincida con el valor deseado por medio de un regulador PID, cuyos parámetros están configurados con la ayuda del software Robotino® View. El sensor anticolisión está formado por una banda de detección fijada alrededor de un aro que circunda el chasis. Una cámara de conmutación se halla situada dentro de un perfil de plástico. Dos superficies conductoras se hallan dispuestas dentro de la cámara, manteniendo una determinada distancia entre sí. Estas superficies entran en contacto cuando se aplica una mínima presión a la banda. Con ello, una señal perfectamente reconocible es transmitida a la unidad de control. Las colisiones con objetos en cualquier punto del cuerpo se detectan y, por ejemplo, se provoca la detención del Robotino El sensor inductivo de proximidad se suministra como un componente adicional. Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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CLAVE: 21ETC0018S Sirve para detectar objetos metálicos en el suelo y se utiliza para el control filoguiado. Lee señales de diferente intensidad dependiendo de si se halla en el medio o en el borde de una tira metálica. Con ello puede controlarse el recorrido de forma perfectamente diferenciada. El sensor de proximidad inductivo debe fijarse al elemento suministrado para este fin y debe conectarse al interface de E/S. El seguimiento de una ruta también puede ser implementado con los dos sensores de reflexión directa (de luz difusa) incluidos. Los cables flexibles de fibra óptica se conectan a una unidad óptica que funciona con luz roja visible. Se detecta la luz reflejada. Diferentes superficies y colores producen diferentes grados de reflexión. Sin embargo, no pueden detectarse diferencias graduales en la luz reflejada. Los sensores deben fijarse con los accesorios suministrados para ello y deben ser conectados al interface de E/S.

El suelo por el que debe desplazarse el Robotino® debe ser plano y bien nivelado. De esta forma, pueden ejecutarse correctamente los movimientos deseados. El suelo debe estar seco y limpio para evitar cualquier daño a los componentes mecánicos y electrónicos. Antes de ejecutar el programa, hay que soltar el cable de carga y replegarlo en el chasis. Según las condiciones del suelo, el espacio necesario indicado arriba puede variar. Por ello, deberá elegir una zona suficientemente amplia y despejada. El espacio necesario indicado arriba representa el requerimiento mínimo. Robotino puede programarse gráficamente con Robotino View. Al inicio, recomendamos utilizar los programas de ejemplo instalados en Robotino View. Se ofrece una ayuda contextual, relacionada con cada Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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CLAVE: 21ETC0018S módulo funcional. En esa ayuda se incluyen informaciones adicionales y ejemplos. A partir de la versión 2.0 es posible cargar y ejecutar los programas de Robotino View (archivos tipo .rvw) en el Robotino, simplemente con un clic del ratón. Procure tener siempre instalada la última versión de Robotino View en su PC y en Robotino (tarjeta de memoria). Para poder controlar el Robotino con Robotino View, hay que establecer una conexión W-LAN. Dado que se dispone de diferente hardware y software W-LAN, no es posible describir con detalle la configuración correcta y la preparación de su W-LAN. Active su W-LAN. La configuración de su W-LAN debe permitir la asignación de una dirección IP para la WLAN. Sólo entonces puede establecerse una conexión entre su red y el punto de acceso en el Robotino. Por precaución, coloque el Robotino® en el dispositivo elevador. Después ponga en marcha el Robotino® y espere el proceso de arranque, que puede seguir en el display. Tome nota de la dirección IP que se muestra. Es aconsejable pegar una etiqueta con la dirección IP anotada como recordatorio en la parte inferior del puente de mando.


EQUIPO O HERRAMIENTA Robot Móvil (Robotino) LAP TOP CON TARJETA DE RED INALAMBRICA PAR DE BATERIAS DE 24 VOLTS

PROCEDIMIENTO Electricidad Las conexiones eléctricas sólo deben establecerse o interrumpirse cuando la tensión de alimentación esté desconectada Utilice sólo bajas tensiones de hasta 24 V DC. Antes de abrir el cuerpo del Robotino® («central de mando»), establecer contacto con tierra. Retirar el cuerpo, no establecer contacto con partes eléctricas -> peligro de descargas electrostáticas (ESD, electrostatic discharge). Colocar la «central de mando» siempre verticalmente, con el fin de no dañar el contacto saliente tipo clavija. Cualquier cambio del cableado o modificación de la «central de mando» se lleva a cabo bajo responsabilidad propia e implica la pérdida de la garantía. Utilice únicamente piezas de repuesto originales. Antes de cambiar la tarjeta de memoria (CV-Card), desconectar Robotino®. ¡Peligro de cortocircuito! Si no está conectado un punto de acceso, introduzca el conector de alimentación de tensión del punto de acceso en el terminal del cable correspondiente, ya que de lo contrario podría producirse un cortocircuito. Cargar las baterías siempre conectadas en serie (12 V + 12 V). Al final de la operación de recarga, retirar el cargador del Robotino®. Si se separa el cargador de la red eléctrica mientras aún está conectado al Robotino®, es posible que las baterías se descarguen a través del cargador o se dañen. •

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CLAVE: 21ETC0018S Mecánica Mueva siempre el Robotino® con mucho cuidado sujetándolo por sus asas. Monte todos los componentes con seguridad en el chasis. No intervenga manualmente a no ser que el Robotino® esté en reposo. ¡Nunca intente tocar las ruedas de Robotino®! Dependiendo del programa, es posible que empiecen a girar de forma imprevista. Con el fin de aumentar la resistencia en las ruedas, presionar el Robotino® hacia el suelo (por ejemplo, al realizar ejercicios relacionados con el tema del controlador PID). El Robotino® está compuesto de partes de acero cortadas con gran precisión mediante rayos láser y soldadas entre sí. Tenga cuidado con posibles cantos cortantes (pasos de cables, al efectuar trabajos de montaje o desmontaje). •

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Datos técnicos

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Presione el pulsador On/Off hasta que el LED se encienda. El display se enciende. En el display, aparecen dos barras que cruzan todo el ancho de la pantalla. El PC del Robotino® está ahora arrancando. Tras unos 30 segundos, aparece la indicación de arranque en el display. El display muestra, por ejemplo, lo siguiente: Robotino® 172.26.1.1 La última línea muestra una barra indicando el estado de carga de las baterías e indica la versión del Robotino®: V 1.0 El Robotino® se halla ahora preparado para funcionar. Si no se acciona ninguna tecla durante 10 segundos, se apaga la iluminación del display para Mantener el consumo de corriente lo más bajo posible durante el funcionamiento. Para reactivar el display, pulse una de las teclas de flecha. ¡No pulse la tecla Enter para activar el display, con el fin de evitar un arranque no deseado de, por ejemplo, la ejecución de un programa de demostración!

Parada •

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Presione el pulsador On/Off hasta que el LED se apague. Entonces puede soltar el botón El Robotino® no se apaga hasta que no se suelta el botón.

Pulse la tecla Enter para acceder al menú principal. En su estado original el display se muestra en Inglés. Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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CLAVE: 21ETC0018S Contiene los siguientes elementos de menú: Languages State of charge DEMOs Network Utilizando las teclas de flecha Arriba y Abajo puede mover el puntero (>) hacia arriba o hacia abajo. Presione la tecla Enter para llamar al correspondiente elemento del menú o para ejecutar el programa de demostración marcado. •

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Presione la tecla de flecha izquierda para pasar de un menú al siguiente de orden superior. Por favor, primero adapte el idioma del display. Para hacer eso, seleccione "languages" en el menú. DIBUJOS O ESQUEMAS

Robotino CONCLUSIONES Defina que es robótica Describa la clasificación de los robots Menciones y describa cada uno de los elementos de entrada y salida del robotino.


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CLAVE: 21ETC0018S 11 Taladro fresador MECA 6

FECHA


MARCO TEÓRICO TALADRADO El principio de la operación es perforar o hacer un agujero en una pieza de cualquier material. Nosotros nos concentraremos en la perforación de los metales. En el taladrado se producen virutas en grandes cantidades que deben manejarse con seguridad, lo más importante es familiarizarse con el funcionamiento y las partes principales. Por la gran potencia que ejercen los taladros, tienen que emplearse dispositivos especiales para la sujeción de la pieza de trabajo. Al taladrar metales se produce una fricción muy grande y por esta razón es recomendable refrigerar con taladrina (al igual que en la fresadora). Este es un líquido refrigerante compuesto de agua, aceite, antioxidantes y antiespumantes, entre otros. Tipos de Taladro Taladros de banco: Es el más sencillo y común, el dispositivo del avance manual de la herramienta es el que permite al operario sentir el efecto del corte en la pieza a trabajar. Taladros de pedestal: Se diferencia del taladro de banco en que se utiliza para trabajo pesado, permite hacer agujeros más grandes y colocar piezas más grandes en su mesa. Taladro con husillos múltiples: Este taladro está equipado con una cabeza taladradora. Esta tiene varios husillos que se pueden ubicar para taladrar cierto número de agujeros en un lugar preciso de la pieza y al mismo tiempo. • Taladro múltiple: Es una serie de husillos colocados en una mesa larga y común. Está dedicada a la producción en serie y realiza operaciones secuenciales sobre una pieza ya que va avanzando de operación en operación a través de todos los husillos. En cada uno de estos husillos se hace una operación diferente, pero sobre la misma pieza. 

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CLAVE: 21ETC0018S

Fig. 1 Taladro de pedestal

Fig. 2 Taladro con husillos múltiples

Fig. 3 Taladro Radial Fig. 4 Taladro múltiple


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CLAVE: 21ETC0018S

Fig. 5 Mandrinadora •

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Mandrinadora: Taladro tipo pedestal de alta precisión en el cual la pieza se puede colocar, gracia a la mesa de coordenadas, en cualquier posición debajo del husillo. De esta forma se pueden ejecutar huecos en cualquier posición sobre la pieza y de diámetros adecuados, cuando se utiliza un alesador en vez de una broca. Taladro radial: A diferencia de los taladros anteriores, el taladro radial tiene la mesa de trabajo en la parte inferior, ya que está diseñada para acomodar piezas grandes. Es una máquina de gran tamaño que mueve su cabezal, su mesa de trabajo y el husillo principal con motores independieres. El husillo se puede colocar para taladrar en cualquier lugar dentro del alcance de la máquina por medio de los movimientos proporcionados por la cabeza, el brazo y la rotación del brazo alrededor de la columna.

Descripción y partes de la herramienta Las brocas constan de tres partes: el vástago, el cuerpo y la punta. • El vástago: Es la parte que se coloca en el husillo y se hace girar. Estos pueden ser rectos o cónicos. • Cuerpo: Es la parte cilíndrica que va desde el vástago hasta la punta. Este en su recorrido tiene unas flautas cuya función es la de dejar entrar el fluido refrigerante y dejar escapar la viruta. • Punta: Se encuentra en todo el extremo cortante o filo cónico de la broca. La forma y condiciones de la punta son muy importantes para la acción cortante de la broca.


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CLAVE: 21ETC0018S

Fig. 6 Partes de la broca MATERIALES O SUSTANCIAS FRANELA

EQUIPO O HERRAMIENTA TALADRO BROCAS BROQUERO

PROCEDIMIENTO PLAN DE MANTENIMIENTO MAQUINA: TALADRO FRESADOR MODELO: MARCA: DATOS TECNICOS DESPLAZAMIENTO DE LA MESA: EJE Y: 10´´ (254MM) EJE X: 54´´ (1371MM) MOTOR FUERZA : 3 Hp VOLTAGE: 220V FRECUENCIA: 60 HZ Mantenimiento: operario El operador es el responsable de verificar e inspeccionar todos los puntos siguientes, para brindar seguridad a él, a su equipo y al entorno que lo rodea. Debe portar el equipo de seguridad adecuado para la operación de la máquina.


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CLAVE: 21ETC0018S

Nota: En caso de que algún punto no se cumpla, el operario llenara el formato: lista de defectos, y la entregara a su jefe o departamento adecuado.


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CLAVE: 21ETC0018S


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CLAVE: 21ETC0018S

LISTA DE DEFECTOS:

DIBUJOS O ESQUEMAS Diagrama de la maquina:


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CLAVE: 21ETC0018S

CONCLUSIONES Describa el proceso de taladrado Describa los diferentes tipos de brocas así como su uso.


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CLAVE: 21ETC0018S 12 Fresadora convencional MECA 6

FECHA


MARCO TEÓRICO Las primeras fresadoras verticales aparecieron en la década de los años 1860. Esta fresadora tiene más semejanza al taladro vertical que a la fresadora de husillo horizontal. La diferencia básica entre los taladros y las primeras fresadoras verticales radica en que el conjunto entero del husillo, con poleas y todo, se movía verticalmente. El siguiente paso significativo ocurrió hacia la mitad de la década de los años 1880, con la adaptación de consola y columna tomada de la fresadora horizontal, la cual permitió elevar y bajar la mesa de la máquina en relación al husillo. Poco después del principio del siglo veinte, las fresadoras verticales comenzaron a aparecer con avance automático en el husillo. Finalmente hacia 1906, el desarrollo estructural de la fresadora vertical estaba prácticamente terminado. La máquina de fresar o fresadora es una máquina herramienta de movimiento continuo destinada al mecanizado de materiales por medio de una herramienta de corte llamada FRESA. Esta máquina permite realizar operaciones de fresado de superficies de las más variadas f ormas: • Planas • Cóncavas • Convexas • Combinadas • Ranuradas • Engranajes • Hélices.

Bastidor Es una especie de cajón de fundición, de base reforzada y generalmente, rectangular. Por medio del bastidor se apoya la máquina en el suelo. Es el sostén de los demás órganos de la freidora.


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CLAVE: 21ETC0018S Husillo principal Es uno de los elementos esenciales de la máquina, puesto que es el que sirve de soporte a la herramienta y le da movimiento. El husillo recibe el movimiento a través de la caja de velocidades, que a su vez es movido por el motor. Caja de velocidades del husillo Tiene una serie de engranajes que pueden acoplarse según diferentes relaciones de transmisión. Esto permite una extensa gama de velocidades del husillo principal. El accionamiento de esta caja es independiente del que efectúa la caja de avances. Mesa longitudinal Es el punto de apoyo de las piezas que van a ser trabajadas. Estas piezas se pueden montar directamente o por medio de accesorios de fijación. La mesa tiene ranuras en forma de T para alojar los tornillos de fijación. Carro transversal Es una pieza de fundición de forma rectangular, en cuya parte superior se desliza y gira la mesa en un plano horizontal. En la base inferior está ensamblado a la consola, sobre la que se desliza manualmente por medio de tuerca y tornillo, o automáticamente, por medio de cajas de avance. Se puede inmovilizar. Consola Sirve de apoyo a la mesa y sus mecanismos de accionamiento. Se desliza verticalmente en el bastidor a través de una guía por medio de un tornillo telescópico y una tuerca fija. Caja de avances Es un mecanismo construido por una serie de engranajes ubicados en el interior del bastidor. Recibe el movimiento directamente del accionamiento principal de la máquina. Se pueden establecer diferentes velocidades de avance. El enlace del mecanismo con el husillo de la mesa se realiza a través de un eje extensible de articulaciones cardán. En algunas fresadoras, la caja de velocidades de los avances está ubicada en la consola con un motor especial e independiente del accionamiento principal de la máquina. Elementos de fijación Para comenzar el proceso de fresado, el elemento o material a trabajar debe estar correctamente sujeto a la máquina, para ello se usan una o varias de las siguientes piezas de fijación: Prensa La prensa es un accesorio de dos mandíbulas, una fija y la otra móvil. Esta última se desliza sobre una guía por medio de un tornillo y una tuerca movida por una manija. Bridas Son piezas de acero, forjadas o mecanizadas, de forma plana o acodada y con una ranura central para introducir el tornillo de fijación. En uno de sus extremos pueden tener un tornillo para regular la altura de fijación. Calzos Son elementos de apoyo. Pueden ser planos, escalonados, en “V” y regulables. Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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CLAVE: 21ETC0018S Gatos Son elementos de apoyo, generalmente compuestos de un cuerpo, de un tornillo, y de una contratuerca para bloquear el tornillo. La parte superior puede ser articulada o fija y se utilizan para apoyar piezas muy largas y que pueden flexionarse. Escuadras Las caras de estos accesorios son planas y mecanizadas. Forman un ángulo de 90°. Hay escuadras de diversos tamaños y con muchos orificios para introducir los tornillos de fijación.

Fig. 7 Calzos en “V”

Fig. 8 Prensa

Fig. 9 Juego de bridas Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

Fig. 10 Escuadra angular con orificios 66



CLAVE: 21ETC0018S Fijación de la fresa a la máquina La fijación de la fresa al husillo se hace por medio de pinzas y portapinzas. Una pinza es un cuerpo cilíndrico hueco, con una ranura parcial a lo largo y con una parte cónica, lo que permite el cierre de la pinza sobre la pieza.

Fig. 11 Pinzas y portapinzas Herramientas de corte para fresadoras La herramienta que se usa con mayor frecuencia en una fresadora vertical es la fresa de extremo plano (flan end mill). Las fresas son herramientas que cortan por medio del filo de sus dientes, cuando tienen un movimiento de rotación. Son empleadas en la máquina fresadora, aunque pueden usarse en otras máquinas herramientas para hacer algunos mecanizados especiales. Las fresas en general se conforman de un cuerpo de revolución, en cuya periferia se hallan los dientes, tallados en el propio material o postizos.

Fig. 13 Fresa para chiveteros Fig. 12 Fresa para cola de Milano Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

Fig. 14 Fresas para ranuras en T 67



CLAVE: 21ETC0018S

Fig. 15 Fresa cilíndrica de dos cortes

Fig. 16 Fresa madre para cortar Fig. 17 Fresa para cortar engranajes espirales

Fig. 18 Fresa sierra

Fig. 21 Fresas para rotular

Fig. 24 Fresas para perfilar

MATERIALES O SUSTANCIAS LENTES BATA Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

Fig. 19 Fresas de biselar

Fig. 20 Fresas de ranurar

Fig. 22 Fresas para redondear

Fig. 23 Fresas para ranuras en V

Fig. 25 Fresa para barras planas

Fig. 26 Fresa Milling

EQUIPO O HERRAMIENTA FRESADORA CORTADORES 68



CLAVE: 21ETC0018S KIT DE TRABAJO PARA FRESADORA PROCEDIMIENTO Plan de mantenimiento Maquina: fresadora convencional Marca: ALMILL Modelo: 12x54 DATOS TECNICOS DESPLAZAMIENTO DE LA MESA: EJE Y: 10´´ (254MM) EJE X: 54´´ (1371MM) MOTOR: FUERZA : 3 Hp VOLTAGE: 220V FRECUENCIA: 60 HZ

Antes de realizar cualquier tipo de mantenimiento, la maquina debe estar totalmente apagada y sin corriente alguna, con los dispositivos de seguridad activados tales como: paro de emergencia y cortador de corriente. El área delimitada de la maquina debe contar con señalamientos donde especifique que este equipo está en mantenimiento. El mantenimiento solo lo debe realizar personal autorizado y debidamente capacitado. Mantenimiento: operario El operador es el responsable de verificar e inspeccionar todos los puntos siguientes, para brindar seguridad a él, a su equipo y al entorno que lo rodea. Debe portar el equipo de seguridad adecuado para la operación de la máquina. CHECK LIST: OPERARIO PUNTO DE INSPECCION LIMPIEZA GENERAL DE LA MAQUINA LIMPIEZA DE LA MESA DE TRABAJO LUBRICACION DE LA BANCADA DEPOSITO DE ACEITE A NIVEL ADECUADO CONTROL AUTOMATICO EN CONDICIONES OPERABLES MANIBELAS LIMPIAS Y ESTADO ADECUADO HUSILLO LUBRICADO LLAVE NARIZ EN CONDICIONES OPERABLES PORTA BOQUILLAS EN CONDICIONES OPERABLES CABLES SUELTOS O RASGADOS PARO DE EMERGENCIA FUNCIONA CORTADOR DE CORRIENTE FUNCIONA


No Si Observaciones

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CLAVE: 21ETC0018S Nota: en caso de que algún punto no se cumpla, el operario llenara el formato: lista de defectos, y la entregara a su jefe o departamento adecuado.


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CLAVE: 21ETC0018S


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CLAVE: 21ETC0018S

DIBUJOS O ESQUEMAS


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CLAVE: 21ETC0018S Diagrama de la maquina:

CONCLUSIONES Describe cada elemento de una fresadora Analiza la fresadora que se encuentra en el taller de mecatrónica y elabora un plan de mantenimiento según el ejemplo mostrado en esta practica


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CLAVE: 21ETC0018S 13 Torno convencional MECA 6

FECHA


MARCO TEÓRICO Se denomina torno (del latín tornus, y este del griego tonoz, giro, vuelta) a una máquina herramienta que permite mecanizar piezas de forma geométrica de revolución (cilindros, conos, hélices). Estas máquinasherramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento de avance contra la superficie de la pieza, cortando las partes sobrantes en forma de viruta. Desde el inicio de la Revolución industrial, el torno se ha convertido en una máquina básica en el proceso industrial de mecanizado. Se entiende que el primer torno que se puede considerar máquina herramienta fue el inventado alrededor de 1751 por Jacques de Vaucanson, ya que fue el primero que incorporó el instrumento de corte en una cabeza ajustable mecánicamente, quitándolo de las manos del operario.

En el torno, la pieza gira sobre su eje realizando un movimiento de rotación denominado movimiento de Trabajo, y es atacada por una herramienta con desplazamientos de los que se diferencian dos: De Avance, generalmente paralelo al eje de la pieza, es quien define el perfil de revolución a mecanizar. De Penetración, perpendicular al anterior, es quien determina la sección o profundidad de viruta a

extraer.


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CLAVE: 21ETC0018S

Estructura Del Torno El torno tiene cuatro componentes principales: Bancada: sirve de soporte y guía para las otras partes del torno. Está construida de fundición de hierro gris, hueca para permitir el desahogo de virutas y líquidos refrigerantes, pero con nervaduras interiores para mantener su rigidez. En su parte superior lleva unas guías de perfil especial, para evitar vibraciones, por las que se desplazan el cabezal móvil o contrapunta y el carro portaherramientas principal. Estas pueden ser postizas de acero templado y rectificado.

Observaciones: Como es una superficie de deslizamiento, es importante mantenerla en óptimas condiciones. De esto dependerá la calidad del mecanizado y la vida de los otros componentes de la máquina. Por lo tanto, debe mantenerse limpia de virutas, perfectamente lubricada y no se deben apoyar objetos pesados en ella ni golpearla. Cabezal fijo: Es una caja de fundición ubicada en el extremo izquierdo del torno, sobre la bancada. Contiene los engranajes o poleas que impulsan la pieza de trabajo y las unidades de avance. Incluye el Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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CLAVE: 21ETC0018S motor, el husillo, el selector de velocidad, el selector de unidad de avance (también llamado Caja Norton) y el selector de sentido de avance. Además sirve para soporte y rotación de la pieza de trabajo que se apoya en el husillo. El husillo, o eje del torno, es una pieza de acero templado cuya función es sostener en un extremo el dispositivo de amarre de la pieza (plato, pinza) y en su parte media tiene montadas las poleas que reciben el movimiento de rotación del motor. Es hueco, para permitir el torneado de piezas largas, y su extremo derecho es cónico (cono Morse) para recibir puntos.

Observaciones: Ningún cambio en las velocidades de este cabezal se puede realizar con la máquina en marcha, con riesgo de rotura de engranajes. Si algún cambio se resiste a entrar, mover con la mano el plato hasta que lo coloquemos. Sobre el cabezal no se deben colocar elementos que puedan rodar o deslizarse por la vibración. Recordar revisar periódicamente los niveles de aceite del cabezal.

Contrapunta o cabezal móvil: la contrapunta es el elemento que se utiliza para servir de apoyo y poder colocar las piezas que son torneadas entre puntos, así como para recibir otros elementos tales como mandriles portabrocas o brocas para hacer taladrados en el centro de las piezas. Esta contrapunta puede moverse y fijarse en diversas posiciones a lo largo de la bancada. Observaciones: Para colocar mandriles o puntos en el manguito, este debe sobresalir del cuerpo de la contrapunta aproximadamente unos Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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CLAVE: 21ETC0018S cinco centímetros. Entonces manualmente le aplicamos un suave golpe para que clave en el agujero cónico de su extremo. Para sacar estos dispositivos, basta con hacer retroceder el manguito hacia el interior hasta que los mismos se suelten. Nunca introducir el manguito en el interior de la contrapunta hasta ocultarlo totalmente. Siempre debe sobresalir un par de centímetros.

Carro portaherramienta, consta de: Carro Longitudinal , que produce el movimiento de avance, desplazándose en forma manual o automática paralelamente al eje del torno. Se mueve a lo largo de la bancada, sobre la cual apoya. Carro Transversal , se mueve perpendicular al eje del torno de

manera manual o automática, determinando la profundidad de pasada. Este está colocado sobre el carro anterior. En los tornos paralelos hay además un Carro Superior orientable (llamado Charriot) , formado a su vez por dos piezas: la base, y el porta herramientas. Su base está apoyada sobre una plataforma giratoria para orientarlo en cualquier dirección angular. El dispositivo donde se coloca la herramienta, denominado Torre Portaherramientas, puede ser de cuatro posiciones, o torreta regulable en altura. Todo el conjunto, se apoya en una caja de fundición llamada Delantal , que tiene por finalidad contener en su interior los dispositivos que le transmiten los movimientos a los carros.


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CLAVE: 21ETC0018S Observaciones: Debe mantenerse limpio de virutas, perfectamente lubricado y no se deben apoyar objetos pesados en los carros ni golpear sus guías de desplazamiento. Accesorios. Platos

Platos Universales de tres mordazas. Los mismos sirven para sujetar la pieza durante el mecanizado. Pueden ser de tres mordazas, para piezas cilíndricas o con un número de caras laterales múltiplo de tres. Los mismos cierran o abren simultáneamente sus mordazas por medio de una llave de ajuste. Pueden tener un juego de mordazas invertidas, para piezas de diámetros grandes, y un juego de mordazas blandas, para materiales blandos o cuando no se quieren lastimar las piezas durante su agarre. De cuatro mordazas, cuando la pieza a sujetar es de geometría variada. En este caso, cada mordaza se ajusta por separado. También se pueden invertir para diámetros grandes.

Plato liso de arrastre. Lo utilizamos cuando colocamos una pieza entre puntas. El mismo consta de un agujero central y un perno o tornillo de arrastre. No tiene mordazas. Pinzas de apriete: Las mismas se colocan sacando el plato del extremo del husillo y montándolas con un dispositivo sujetador en el agujero del eje del torno. Su inconveniente es que se pueden utilizar para un número muy reducido de diámetros cada una, por lo cual se debe contar con una cantidad importante de pinzas si cambiamos la medida de diámetro frecuentemente.


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CLAVE: 21ETC0018S

Puntos

Se emplea para sujetar los extremos libres de las piezas de longitud considerable. Los mismos pueden ser fijos -en cuyo caso deben mantener su punta constantemente lubricada-, o giratorios, los cuales no necesitan la lubricación, ya que cuentan en el interior de su cabeza con un juego de dos rulemanes que le permiten clavar y mantener fija su cola, mientras su punta gira a la misma velocidad de la pieza con la que está en contacto.

Lunetas Cuando la pieza es muy larga y delgada, lo cual la tornará “flexible” si está girando, o cuando el peso de la

misma recomiende sostenerla, utilizamos una luneta. La misma puede ser de dos puntas de apoyo, tres o cuatro. Fija o móvil. Consta de un cuerpo de fundición y patines de bronce o de rodamiento, regulables por medio de tornillos. La luneta fija, se sujeta por medio de una zapata inferior y un bulón y tuerca a la bancada misma. En tanto que la móvil, se sujeta por tornillos al carro y acompaña al mismo en su desplazamiento. De acuerdo a las características de la pieza o el tipo de mecanizado es que se usa una, la otra o ambas.


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CLAVE: 21ETC0018S

Fig. 28 Luneta móvil Fig. 27 Luneta móvil Bridas

Las mismas son piezas que sujetan un extremo –el más cercano al plato- en los trabajos con montaje entre puntas. Constan de un cuerpo perforado central, una cola de arrastre y un tornillo que se ajustará sobre el diámetro de la pieza.



PROCEDIMIENTO PLAN DE MANTENIMIENTO MAQUINA: TORNO CONVENCIONAL MODELO: CDL-2060 MARCA: TAKOMA DATOS TECNICOS DESPLAZAMIENTO DE LA BANCADA: MOVIMIENTO LONGITUDINAL EJE X: 100” (254mm) MOVIMIENTO TRANSVERSAL EJE Y : 15” (38.1mm)

CONTRA PUNTO: CENTRO M4 CARRERA DE LA MANGA: 6” (15.24mm)

CABEZAL: DIAMETRO DEL HUSILLO: 3” (83mm) Calle Flores Magón Esq Filemón Jiménez Márquez Col. Las Granjas, Venustiano Carranza, Puebla

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CLAVE: 21ETC0018S RANGO DE VELOCIDADES: 16-1600 RPM VELOCIDADES DEL HUSILLO: 12 SECUENCIAS ROTACION: EN AMBOS SENTIDOS MOTOR: FUERZA : 7.5 Hp VOLTAGE: 220V FRECUENCIA: 60 HZ Antes de realizar cualquier tipo de mantenimiento, la maquina debe estar totalmente apagada y sin corriente alguna, con los dispositivos de seguridad activados tales como: paro de emergencia y cortador de corriente. El área delimitada de la maquina debe contar con señalamientos donde especifique que este equipo está en mantenimiento. El mantenimiento solo lo debe realizar personal autorizado y debidamente capacitado. Mantenimiento: operario El operador es el responsable de verificar e inspeccionar todos los puntos siguientes, para brindar seguridad a el, a su equipo y al entorno que lo rodea. Debe portar el equipo de seguridad adecuado para la operación de la máquina. Check list: CHECK LIST: OPERARIO PUNTO DE INSPECCION No Si Observaciones LIMPIEZA GENERAL DE LA MAQUINA LIMPIEZA DE LA MESA DE TRABAJO LUBRICACION DE LA BANCADA DEPOSITO DE ACEITE A NIVEL ADECUADO MANIBELAS LIMPIAS Y ESTADO ADECUADO HUSILLO LUBRICADO LLAVE T EN CONDICIONES OPERABLES CHUCK CABLES SUELTOS O RASGADOS PARO DE EMERGENCIA FUNCIONA CORTADOR DE CORRIENTE FUNCIONA MANGERA DE EN OPERACIÓN SOLUBLE Nota: en caso de que algun punto no se cumpla, el operario llenara el formato: lista de defectos, y la entregara a su jefe o departamento adecuado.


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CLAVE: 21ETC0018S


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Lista de defectos


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Nota: este formato sera entregado al responsable de mantenimiento DIBUJOS O ESQUEMAS Elementos del torno

CONCLUSIONES Describa el proceso de fabricación de piezas mediante el torno Elabore un plan de mantenimiento para torno


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