PROYECTO PEDAGÓGICO PRODUCTIVO

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Proyecto pedagógico productivo sobre la aplicación de un mecanismo

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PROYECTO PEDAGGICO PRODUCTIVO

Bajo ste marco llevamos a cabo el diseo, clculo y construccin del prototipo de una pinza paralela de sujecin como efector final de un robot, con fines de automatizar el proceso de control de calidad de botellas PET.

Fundamentacin:En el proceso de fabricacin de botellas PET, la fbrica aparta muestras regularmente para el control de calidad, como medir el grosor del plstico, la dureza, capacidad de las muestras y verificacin de las dimensiones. La extraccin de la muestra de la cinta transportadora est supeditada a un operario, nuestra propuesta es automatizar sta operacin volvindola ms eficiente.

Objetivos Realizar el estudio del mecanismo aplicando los conocimientos adquiridos en la materia Construir el prototipo a escala de la pinza

Marco tericoFabricacin de Botellas de PlsticoLas botellas plsticas estn hechass de polietileno terestalato o PET. El proceso comienza en un mezclador automatizado que combina bolitas de PET con escamas de PET reciclado, el plstico procesado pierde algunas de sus propiedades fsicas as que ste no puede exceder el 10%.

El PET cae desde el mezclador a una mquina de inyeccin de plstico que lo calienta hasta unos 315C, la materia prima seca se funde en un plstico lquido, espeso y pegajoso, entonces la mquina lo mete a presin en un molde, ste proceso de moldeado del plstico por inyeccin produce piezas de plstico que se denominan pre-formas, que las siguientes mquinas transformarn en botellas. Las preformas moldeadas se endurecen casi al instante gracias a un sistema de refrigeracin integrado.

La siguiente parada de la preforma es una mquina de moldeo con recalentamiento estirado y soplado, en cuestin de segundos calienta las preformas slo lo justo para volver el plstico maleable, despus inserta una barra que estira la preforma a lo largo mientras al mismo tiempo insufla aire a altsima presin eso fuerza la preforma en un molde con forma de botella, por dentro del molde circula agua fra para enfriar y fijar el plstico casi al instante

Una cinta transportadora llevas las botellas terminadas a la zona de embalaje. La fbrica aparta muestras de la cadena regularmente para los controles de calidad, los tcnicos miden el grosor del plstico y realizan pruebas de compresin para medir su dureza, verifican las dimensiones y capacidad de las muestras, tambin evalan la resistencia a la presin de vaco ya que a menudo los envases son sellados despus del llenado, algunos modelos tambin tienen que resistir la presin del contenido como la de los refrescos carbonatados.

Elementos terminales o actuadores finalesIntroduccinPara las aplicaciones industriales, las capacidades del robot bsico deben aumentarse por medio de dispositivos adicionales. Podramos denominar a estos dispositivos como los perifricos del robot. En robtica, el termino de actuador final se utiliza para describir la mano o herramienta que est unida a la mueca. El actuador final representa la herramienta especial que permite al robot de uso general realizar una aplicacin particular, y debe disearse especficamente para dicha aplicacin.Los actuadores finales pueden dividirse en dos categoras: pinzas (gripper) herramientasLas pinzas se utilizan para tomar un objeto, normalmente la pieza de trabajo, y sujetarlo durante el ciclo de trabajo del robot. Hay una diversidad de mtodos de sujecin que pueden utilizarse, adems de los mtodos mecnicos obvios de agarre de la pieza entre dos o ms dedos. Estos mtodos suplementarios incluyen el empleo de casquetes de sujecin, imanes, ganchos, y cucharas.Una herramienta se utiliza como actuador final en aplicaciones en donde se exija al robot realizar alguna operacin sobre la pieza de trabajo. Estasaplicacionesincluyen la soldadura por puntos, la soldadura por arco, la pintura por pulverizacin y las operaciones de taladro. En cada caso, la herramienta particular est unida a la mueca del robot para realizar la operacin.Pinzas (gripper)Los elementos de sujecin se utilizan para agarrar y sostener los objetos, y se suelen denominar pinzas. Se distingue entre las que utilizan dispositivos de agarre mecnico y las que utilizan algn otro tipo de dispositivo (ventosas, pinzas magnticas, adhesivas, ganchos, etc.). Se pueden clasificar segn el sistema de sujecin empleado.Sistemas de sujecin para robots

TipoAccionamientoUso

Pinza de presin - des. angular - des. linealNeumtico o elctricoTransporte y manipulacin de piezas sobre las que no import presionar

Pinza de enganche

Neumtico o elctricoPiezas grandes dimensiones o sobre las que no se puede ejercer presin

Ventosa de vacoNeumticoCuerpos con superficie lisa poco porosa (cristal, plstico etc.)

ElectroimnElctricoPiezas ferromagnticas

Elaccionamiento neumticoes l mas utilizado por ofrecer mayores ventajas en simplicidad, precio y fiabilidad, aunque presenta dificultades de control de posiciones intermedias. En ocasiones se utilizanaccionamientos de tipo elctrico.En la pinza se suelen situarsensorespara detectar el estado de la misma (abierto o cerrado). Se pueden incorporar a la pinza otro tipo de sensores para controlar el estado de la pieza, sistemas de visin que incorporen datos geomtricos de los objetos, detectores de proximidad, sensores fuerza par, etc.Existen ciertos elementos comerciales que sirven de base para la pinza, siendo posible a partir de ellos disear actuadores vlidos para cada aplicacin concreta. Sin embargo, en otras ocasiones el actuador debe ser desarrollado ntegramente, constituyendo un porcentaje importante dentro del coste total de la aplicacin.Los tipos de pinzas ms comunes pertenecen al tipo llamadopivotante. Los dedos de la pinza giran en relacin con los puntos fijos del pivote. De esta manera, la pinza se abre y se cierra.Otro tipo de pinzas se denominan demovimiento lineal. En este caso, los dedos se abren y se cierran ejecutando un movimiento paralelo entre s.En la eleccin o diseo de una pinza se han de tener en cuenta diversos factores. Entre los que afectan al tipo de objeto y de manipulacin a realizar destacan el peso, la forma, el tamao del objeto y la fuerza que es necesario ejercer y mantener para sujetarlo. Entre los parmetros de la pinza cabe destacar su peso (que afecta a las inercias del robot), el equipo de accionamiento y la capacidad de control.Una regla general es que la pinza debe sujetar a la pieza de trabajo por su centro de gravedad; esto ocasiona que se anulen los momentos que se pudieran generar por el peso de la pieza de trabajo.

Para reducir los tiempos de ciclo en operaciones de carga y descarga de piezas a mquinas-herramientas se pueden disear actuadores finales con doble pinza.Existen otros tipos de pinzas y pinzas como ventosas, pinzas magnticas adhesivas.

Anlisis de la Pinza

Pinza terminada