Reporte de Proyectos con
Automatización Industrial
(Mayo-Agosto 2016)
Automatización Industrial
(Mayo-Agosto 2016)
En la asignatura de Automatización Industrial (Grupos M111 y M112) se contribuyó a la conclusión de un total de 9 proyectos integradores propuestos y desarrollados por los alumnos del sexto cuatrimestre de la carrera de Ingeniería Mecatrónica.
El título de cada uno de los proyectos fueron los siguientes:
- Cortador Semi Automatizado de Plásticos.
- Robot Cartesiano Selector.
- Banda Automatizada.
- Trituradora Y Almacenamiento De PET.
- Tribómetro De Disco.
- Banda Transportadora Seleccionadora de Botellas.
- Tribómetro Neumático.
- Seleccionadora De Cajas.
- Object Selector.
A continuación se describe brevemente cada uno de estos proyectos, cuyo informe correspondiente al desarrollo del mismo puede ser analizado con mayor detalle. En la mayoría de los casos se encontrará un video que ilustrará el producto final de cada proyecto.
1. Cortador Semi Automatizado de Plásticos
1. Cortador Semi Automatizado de Plásticos
Alumnos:
Luis Bruno Díaz Cabrera
Eduardo Dorado Barajas
Diego Estrada Hernández
Se planteó la idea de hacer un cortador de tela haciendo uso de un filamento de acero calentado por corriente eléctrica. Para ello, se hicieron pruebas con distintos alambres a varios calibres y con una gama de materiales. Después de ello, se diseñó el programa para controlar el dispositivo a través de un PLC, mientras se armó la estructura en base a lo trazado en SolidWorks. El PLC se encarga de controlar electroválvulas, las cuales activan y desactivan pistones neumáticos. Al final se armó un prototipo funcional de cortador automatizado de plásticos por calor.
Alumnos:
Servando Bravo Alcocer
Rodolfo Gómez Zurita
Raúl Pavón Vázquez
Se utilizó el mecanismo de un robot cartesiano que fue donado a la universidad, que fue desmantelado y se reemplazaron sus motores. Al no poseer base para ello, ésta se diseñó y se manufacturo con el material disponible. Se realizaron las etapas de potencia para los nuevos motores, se colocaron sensores de seguridad y se realizó el cableado necesario.
Se utilizó también una banda transportadora averiada. Se reemplazó el motor original por un motor trifásico, se diseñó su respectiva etapa de potencia y se le colocaron sensores para el proceso de selección. Se realizó la programación utilizando un PLC para la automatización del proceso de selección.
Para este cuatrimestre el proceso de automatización se realizó bajo rutinas temporales, lo cual posee desventajas. Como posterior alcance, en un futuro se implementarán otro tipo de motores con encoders para poder conocer la posición exacta del robot en cada instante del proceso.
Ver informe de proyecto (PDF).
Alumnos:
César Cruz Hernández
Ricardo Cruz Silva
Gustavo Figueroa López
David Figueroa Morales
Diego Alexis Flores Valencia
Juan Daniel Rosas García
El propósito general de este proyecto fue la realización e implementación de un proceso automatizado deuna fábrica, el cual consta en una banda trasportadora que es utilizada para trasportar cajas de madera, que son posicionadas en esta por un brazo robótico por medio de una ventosa neumática.
A lo largo de este proyecto surgieron ciertas problemáticas al seleccionar los materiales que se requerían para la correcta implementación del sistema, debido a que buscaba optimizar al máximo nuestro sistema utilizando de manea eficaz los recursos.
El motivo principal de este proyecto se enfocó en optimizar y reducir el tiempo de proceso de producción que en diversas empresas es realizado por operadores, los cuales son los causantes directos e indirectos de los accidentes dentro de la línea de producción, además de que la implementación de sistemas operados con PLC´s son mas comunes en las empresas más modernas.
Ver informe de proyecto (PDF).
Alumnos:
José Fernando Cruz Martínez
Carlos Eduardo Flores Trejo
Axel Gallardo Arvizu
Leonardo Daniel García Muñoz
Héctor Gómez Nieves
Alumnos:
Fabritzia Celia Argüelles Vorrath
Adrián David Cárdenas Cárdenas
Marco Antonio Castañeda García
Álvaro Cerda Valencia
Alumnos:
Denisse Flores Esparza
Fernando Reséndiz Guaní
Saul Hernandez Sanchez
José Ricardo Tomás Morales
Iván Vázquez Durán
Alumnos:
Luis Enrique Aguilar Rodríguez
Miguel Ángel Arreola Sánchez
René Balderas Hernández
Kevin Bastida Vázquez
Alumnos:
Luis Carlos Alonso López
José Miguel Alemán López
Jesús Alejandro Calvillo Campos
Luis Ángel Donamaría Sánchez
Alumnos:
Francisco Gabriel Covarrubias Escobar
Juan Pablo Galván García
Josué Eduardo García Figueroa
Héctor Alejandro Garnica Torres
Joel González del Castillo
Eduardo Dorado Barajas
Diego Estrada Hernández
Se planteó la idea de hacer un cortador de tela haciendo uso de un filamento de acero calentado por corriente eléctrica. Para ello, se hicieron pruebas con distintos alambres a varios calibres y con una gama de materiales. Después de ello, se diseñó el programa para controlar el dispositivo a través de un PLC, mientras se armó la estructura en base a lo trazado en SolidWorks. El PLC se encarga de controlar electroválvulas, las cuales activan y desactivan pistones neumáticos. Al final se armó un prototipo funcional de cortador automatizado de plásticos por calor.
2. Robot Cartesiano Selector
Alumnos:
Servando Bravo Alcocer
Rodolfo Gómez Zurita
Raúl Pavón Vázquez
Se utilizó el mecanismo de un robot cartesiano que fue donado a la universidad, que fue desmantelado y se reemplazaron sus motores. Al no poseer base para ello, ésta se diseñó y se manufacturo con el material disponible. Se realizaron las etapas de potencia para los nuevos motores, se colocaron sensores de seguridad y se realizó el cableado necesario.
Se utilizó también una banda transportadora averiada. Se reemplazó el motor original por un motor trifásico, se diseñó su respectiva etapa de potencia y se le colocaron sensores para el proceso de selección. Se realizó la programación utilizando un PLC para la automatización del proceso de selección.
Para este cuatrimestre el proceso de automatización se realizó bajo rutinas temporales, lo cual posee desventajas. Como posterior alcance, en un futuro se implementarán otro tipo de motores con encoders para poder conocer la posición exacta del robot en cada instante del proceso.
3. Banda Automatizada
César Cruz Hernández
Ricardo Cruz Silva
Gustavo Figueroa López
David Figueroa Morales
Diego Alexis Flores Valencia
Juan Daniel Rosas García
El propósito general de este proyecto fue la realización e implementación de un proceso automatizado deuna fábrica, el cual consta en una banda trasportadora que es utilizada para trasportar cajas de madera, que son posicionadas en esta por un brazo robótico por medio de una ventosa neumática.
A lo largo de este proyecto surgieron ciertas problemáticas al seleccionar los materiales que se requerían para la correcta implementación del sistema, debido a que buscaba optimizar al máximo nuestro sistema utilizando de manea eficaz los recursos.
El motivo principal de este proyecto se enfocó en optimizar y reducir el tiempo de proceso de producción que en diversas empresas es realizado por operadores, los cuales son los causantes directos e indirectos de los accidentes dentro de la línea de producción, además de que la implementación de sistemas operados con PLC´s son mas comunes en las empresas más modernas.
4. Trituradora Y Almacenamiento De PET
José Fernando Cruz Martínez
Carlos Eduardo Flores Trejo
Axel Gallardo Arvizu
Leonardo Daniel García Muñoz
Héctor Gómez Nieves
Para comenzar este proyecto se realizaron bosquejos a mano alzada sobre los elementos que debería tener el proyecto. Para elaborar la trituradora se involucró la asignatura de Diseño Mecánico, donde se diseñaron las cuchillas, el eje y la caja de triturado donde se colocarían estos elementos.
Se desarrolló análisis e investigaciones del material a utilizar. Se consiguió un motor con reductor, con el cual se pudo mover el eje con las cuchillas, se realizó un programa en PLC para automatizar el proceso de almacenamiento del PET triturado, y por último se agregó un pistón que sirve como una compuerta, la cual deja salir el material para llenar alguna caja o cesar la salida del mismo.
Ver informe de proyecto (PDF).
Se desarrolló análisis e investigaciones del material a utilizar. Se consiguió un motor con reductor, con el cual se pudo mover el eje con las cuchillas, se realizó un programa en PLC para automatizar el proceso de almacenamiento del PET triturado, y por último se agregó un pistón que sirve como una compuerta, la cual deja salir el material para llenar alguna caja o cesar la salida del mismo.
5. Tribómetro De Disco
Fabritzia Celia Argüelles Vorrath
Adrián David Cárdenas Cárdenas
Marco Antonio Castañeda García
Álvaro Cerda Valencia
El conocimiento de las características mecánicas de los materiales que se utilizan en la construcción de máquinas es un factor importante en el diseño y mejoramiento de las mismas. El desgaste de los materiales ha sido un fenómeno que siempre se ha buscado comprender y encontrar la manera en estos materiales se desgasten al mínimo.
Durante el desarrollo de este desarrollo, tomando como eje la asignatura de Diseño mecánico, se decidió desarrollar un tribómetro de disco. Este tribómetro lleva este nombre debido a que el desgaste que se provocará al material será producido por el contacto que tendrá un disco de metal, montado sobre un eje giratorio, con el desgastador en forma de rueda de metal.
El proyecto fue desarrollarlo con anticipación para que se pudieran implementar diferentes pruebas a diferentes materiales, analizar el tiempo de falla, el tiempo de fatiga y también encontrar los materiales eran más eficientes.
En el proyecto desarrollado se pudo apreciar el desgaste de un material a distintas velocidades y distintos tiempos para evaluar los materiales ante diferentes variables.
Ver informe de proyecto (PDF).
Durante el desarrollo de este desarrollo, tomando como eje la asignatura de Diseño mecánico, se decidió desarrollar un tribómetro de disco. Este tribómetro lleva este nombre debido a que el desgaste que se provocará al material será producido por el contacto que tendrá un disco de metal, montado sobre un eje giratorio, con el desgastador en forma de rueda de metal.
El proyecto fue desarrollarlo con anticipación para que se pudieran implementar diferentes pruebas a diferentes materiales, analizar el tiempo de falla, el tiempo de fatiga y también encontrar los materiales eran más eficientes.
En el proyecto desarrollado se pudo apreciar el desgaste de un material a distintas velocidades y distintos tiempos para evaluar los materiales ante diferentes variables.
6. Banda Transportadora Seleccionadora de Botellas
Denisse Flores Esparza
Fernando Reséndiz Guaní
Saul Hernandez Sanchez
José Ricardo Tomás Morales
Iván Vázquez Durán
Se elaboró e implemento una banda transportadora mediante herramientas electrónicas, mecánicas y neumáticas con lo cual se lleva un conteo, clasificación y selección de botellas con ayuda de un PLC, el cual controló el tiempo de activación de los sensores, motores y actuadores neumáticos.
El mecanismo está conformado por pistones, los cuales se controlan por medio de un programa de PLC, activándose cuando una botella pase por un sensor capacitivo. El material con el que se construyó la banda transportadora es Acero AISI 1020, la cual incluye rodillos con baleros para transmitir el movimiento de un motor por medio de una cadena a la banda, con la finalidad de tener un movimiento más uniforme y con mayor torque.
Se involucraron 3 asignaturas para lograr realizar este proyecto de manera objetiva. En la asignatura de Diseño Mecánico, se realizó el dibujo en el software de SolidWorks para obtener datos como esfuerzos cortantes, cuerpo libre de cada elemento, como su aplicación en físico, realización de tornillos, y también el uso de diversos tipos de material.
Respecto a la materia de Neumática e Hidráulica, se aplicó el conocimiento obtenido para utilizar cilindros para la selección de botellas en el prototipo, así como también el uso de temporizadores para el tiempo en el que se va efectuar cada acción.
Por ultimo en Automatización industrial, con los conocimientos obtenidos acerca de la programación lógica para un PLC, se controlaron los motores de la banda, sensores, y actuadores neumáticos de una forma correcta.
Respecto a la materia de Neumática e Hidráulica, se aplicó el conocimiento obtenido para utilizar cilindros para la selección de botellas en el prototipo, así como también el uso de temporizadores para el tiempo en el que se va efectuar cada acción.
Por ultimo en Automatización industrial, con los conocimientos obtenidos acerca de la programación lógica para un PLC, se controlaron los motores de la banda, sensores, y actuadores neumáticos de una forma correcta.
7. Tribómetro Neumático
Luis Enrique Aguilar Rodríguez
Miguel Ángel Arreola Sánchez
René Balderas Hernández
Kevin Bastida Vázquez
El proyecto constituye la construcción y automatización de un tribómetro del tipo perno sobre disco, para la realización de distintas pruebas de desgaste de material. Al encender el dispositivo, mediante un interruptor, se encenderá un LED, que una vez energizado se podrá realizar distintas pruebas, enfocándose en los tiempos de operación.
Al presionar el botón 10 segundos, el pistón descenderá en un tiempo de 2 segundos, y una vez que haya bajado el pistón el motor comenzará a girar durante 10 segundos. Transcurrido este tiempo el motor se detendrá y el pistón regresará a la posición inicial.
El proceso es el mismo, pero para un tiempo de 20 segundos o para un tiempo indeterminado.
Al finalizar cada prueba será necesario cambiar el perno para realizar otra prueba. Así mismo, al terminar la prueba y retirar el perno, podrá analizarse el desgaste y los efectos de la fricción entre materiales de distinta composición.
Ver informe de proyecto (PDF).
Al presionar el botón 10 segundos, el pistón descenderá en un tiempo de 2 segundos, y una vez que haya bajado el pistón el motor comenzará a girar durante 10 segundos. Transcurrido este tiempo el motor se detendrá y el pistón regresará a la posición inicial.
El proceso es el mismo, pero para un tiempo de 20 segundos o para un tiempo indeterminado.
Al finalizar cada prueba será necesario cambiar el perno para realizar otra prueba. Así mismo, al terminar la prueba y retirar el perno, podrá analizarse el desgaste y los efectos de la fricción entre materiales de distinta composición.
8. Seleccionadora De Cajas
Luis Carlos Alonso López
José Miguel Alemán López
Jesús Alejandro Calvillo Campos
Luis Ángel Donamaría Sánchez
Este proyecto buscar solucionar una problemática que sea muy usual en la industria para intentar acercarse más al ambiente laboral, por lo cual se decidió implementar un proceso automatizado de selección de objetos, en este caso, el objeto especifico son cajas de diferentes dimensiones.
Para llevar a cabo este proyecto, el trabajo se dividió en dos fases. La primera fase consta del sistema mecánico: una banda transportadora que funciona a partir de un rodamiento a base de rodillos conectados a un motor de DC de 24 V, que transmite el movimiento a los rodillos gracias a un par de engranajes conectado por una cadena. Para asegurar el movimiento de dicho rodamiento, se utilizaron estrategias específicas como hacer un moleteado al rodillo para tener mayor agarre con el material de la banda, además de poner chumaceras en el punto donde se une el rodillo con el engranaje.
La segunda fase consistió en crear un programa para el PLC, en el que se usan herramientas como contadores, timers, control de precedencia, etc. También se montó un pistón sobre la banda.
El PLC es el actor principal para hacer la comunicación de la máquina, y se creó un tablero con el que se logra el control de la máquina de manera más cómoda.
Ver informe de proyecto (PDF).
Para llevar a cabo este proyecto, el trabajo se dividió en dos fases. La primera fase consta del sistema mecánico: una banda transportadora que funciona a partir de un rodamiento a base de rodillos conectados a un motor de DC de 24 V, que transmite el movimiento a los rodillos gracias a un par de engranajes conectado por una cadena. Para asegurar el movimiento de dicho rodamiento, se utilizaron estrategias específicas como hacer un moleteado al rodillo para tener mayor agarre con el material de la banda, además de poner chumaceras en el punto donde se une el rodillo con el engranaje.
La segunda fase consistió en crear un programa para el PLC, en el que se usan herramientas como contadores, timers, control de precedencia, etc. También se montó un pistón sobre la banda.
El PLC es el actor principal para hacer la comunicación de la máquina, y se creó un tablero con el que se logra el control de la máquina de manera más cómoda.
9. Object Selector
Francisco Gabriel Covarrubias Escobar
Juan Pablo Galván García
Josué Eduardo García Figueroa
Héctor Alejandro Garnica Torres
Joel González del Castillo
Este proyecto integrador consistió en elaborar una banda transportadora que cumpla con un proceso de selección de objetos según su tamaño, dentro de un proceso de empaquetamiento de “six”.
La banda cuenta con un botón que enciende y apaga la banda, y un sensor para detectar objetos en el proceso, con lo cual pasarán objetos sobre la banda, siendo detectados por un sensor con láser. Pasados 6 objetos correctos en cuanto a su tamaño, se detendrá la banda y se encenderá un indicador para cambiar la bandeja.
El proceso volverá a iniciar una vez que se oprima el botón de encendido, apagando el indicador. Cuando pase alguna pieza más grande de lo normal, se activará un pistón desplazando la pieza a un costado de la producción, y cuando llegue a 3 piezas defectuosas, la banda se detendrá al mismo tiempo que se enciende un indicador de error para “corregir” la producción de piezas.
El proceso se reanudará una vez que se oprima el botón de encendido.
Se contribuyó a la realización de un total de 9 proyectos que integran los conocimientos del segundo ciclo de formación de la carrera de Ingeniería Mecatrónica, los cuales son evidencia de desempeño y de producto de las asignaturas del sexto cuatrimestre de la misma carrera.
Se considera útil la presentación de los proyectos por este medio electrónico para efecto de evidenciar las competencias logradas por los alumnos mencionados y como posible soporte para la documentación de generación de conocimiento. Así mismo, este foro se consolida como una fuente de inspiración de nuevos y mejores proyectos para el desarrollo de los estudiantes y, por consiguiente, a favor de la sociedad.
Elaboró: Ing. José Angel Moreno Hernández.
La banda cuenta con un botón que enciende y apaga la banda, y un sensor para detectar objetos en el proceso, con lo cual pasarán objetos sobre la banda, siendo detectados por un sensor con láser. Pasados 6 objetos correctos en cuanto a su tamaño, se detendrá la banda y se encenderá un indicador para cambiar la bandeja.
El proceso volverá a iniciar una vez que se oprima el botón de encendido, apagando el indicador. Cuando pase alguna pieza más grande de lo normal, se activará un pistón desplazando la pieza a un costado de la producción, y cuando llegue a 3 piezas defectuosas, la banda se detendrá al mismo tiempo que se enciende un indicador de error para “corregir” la producción de piezas.
El proceso se reanudará una vez que se oprima el botón de encendido.
Conclusiones
Se contribuyó a la realización de un total de 9 proyectos que integran los conocimientos del segundo ciclo de formación de la carrera de Ingeniería Mecatrónica, los cuales son evidencia de desempeño y de producto de las asignaturas del sexto cuatrimestre de la misma carrera.
Se considera útil la presentación de los proyectos por este medio electrónico para efecto de evidenciar las competencias logradas por los alumnos mencionados y como posible soporte para la documentación de generación de conocimiento. Así mismo, este foro se consolida como una fuente de inspiración de nuevos y mejores proyectos para el desarrollo de los estudiantes y, por consiguiente, a favor de la sociedad.
Elaboró: Ing. José Angel Moreno Hernández.
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