Ingeniería Mecánica · 2020
Diseño de una celda de fabricación para el laboratorio de automatización de la Universidad Pontificia Bolivariana
El objetivo de este trabajo de grado es el diseño, construcción y automatización de una celda de producción, la cual tiene como función almacenar la materia prima que en este caso es madera, la cual será sometida a dos procesos de perforación, el primero por medio de un motortool logrando una profundidad de 7mm, y el segundo con un taladro que lleva instalado una copa sierra de una pulgada la cual perforará 5 milímetros la madera. Además de contar con variables de control tanto en la entrada como a la salida del proceso, la primera variable de control cuenta con una balanza en la entrada encargada de medir la masa del material, dicha medición permite saber si el material puede seguir el proceso o es desechada, y al final se encuentra una etapa de calidad donde un cilindro que lleva instalado un sensor magnético analógico se encarga de medir la profundidad de las perforaciones para dar visto bueno al producto. Para lograr todo este proceso se utilizó dos PLCs, programados en lista de instrucciones, además de la comunicación industrial entre la balanza y el PLC siemens y un PWM encargado de variar las revoluciones del taladro por medio de pulsos.
Texto completo 89 páginas con texto
Leer la tesis completa Ficha en el repositorio
Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 14
- JUSTIFICACIÓNp. 15
- OBJETIVOSp. 16
- OBJETIVO GENERALp. 16
- OBJETIVOS ESPECÍFICOSp. 16
- ALCANCEp. 17
- ANTECEDENTESp. 18
- SCADA, CON SEGUIMIENTO A CICLOS DE OPERACIÓN [3]p. 18
- MANUFACTURA SMC- FMS -200 [4]p. 20
- MARCO TEÓRICOp. 22
- CELDAS DE MANUFACTURAp. 22
- TRANSPORTE DEL PRODUCTOp. 23
- SISTEMAS NEUMÁTICOSp. 24
- COMPRESORp. 25
- VÁLVULASp. 26
- ACTUADORES NEUMÁTICOSp. 26
- SENSORESp. 27
- CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESp. 28
- LENGUAJE DE PROGRAMACIÓNp. 29
- METODOLOGÍAp. 30
- INVESTIGACIÓNp. 30
- DISEÑOp. 30
- CONSTRUCCIÓNp. 31
- PROGRAMACIÓNp. 31
- PUESTA EN MARCHAp. 31
- DISEÑO DE LA CELDAp. 33
- SISTEMA DE ALIMENTACIÓNp. 34
- SISTEMA DE TRANSPORTEp. 36
- CONTROL DE PROCESOp. 38
- MAQUINADOp. 39
- CONTROL DE CALIDADp. 41
- DISEÑO ESTRUCTURAp. 42
- ANÁLISIS ESTÁTICOp. 43
- SISTEMA NEUMÁTICOp. 45
- SISTEMA ELÉCTRICOp. 53
- COMUNICACIÓN DE LA BALANZAp. 57
- CONSTRUCCIÓN Y ENSAMBLEp. 58
- ESTRUCTURAp. 58
- CABLEADO ELÉCTRICOp. 59
- CONEXIÓN NEUMÁTICAp. 61
- SISTEMA DE SUCCIÓN DE VIRUTAp. 62
- 10 PROGRAMACIÓNp. 31
- CONFIGURACIÓN DEL SOFTWAREp. 65
- PROGRAMA SIEMENSp. 68
- PROGRAMA SCHNEIDERp. 70
- 11 PRUEBASp. 72
- FUNCIONAMIENTOp. 72
- PRUEBA DEL PROCESOp. 73
- 12 RECOMENDACIONESp. 78
- 13 CONCLUSIONESp. 79
- 14 BIBLIOGRAFÍAp. 80
- Ilustración 1 Esquema del taladro automatizado [3]p. 19
- Ilustración 2 Celda alimentación de la base [5]p. 20
- Ilustración 3 Metodología de diseño de las celdas [7]p. 23
- Ilustración 4 Partes de una cinta transportadora [10]p. 24
- Ilustración 5 Cilindro sin vástago [11]p. 24
- Ilustración 6 Circuito neumático básico [13]p. 25
- Ilustración 7 Diseño CPU S7 200 [18]p. 28
- Ilustración 8 Etapas del procesop. 33
- Ilustración 9 Distribución y componentes de la celdap. 34
- Ilustración 10 Plano losas de madera contrachapada en cmp. 35
- Ilustración 11 Sistema de alimentación de la celdap. 36
- Ilustración 12 Sistema de transporte parte A de la celdap. 37
- Ilustración 13 Sistema de transporte parte B de la celdap. 38
- Ilustración 14 Componentes parte de controlp. 39
- Ilustración 15 Sistema de perforación con el motortoolp. 40
- Ilustración 16 Sistema de perforación con taladrop. 40
- Ilustración 17 Sistema de prensadop. 41
- Ilustración 18 Sistema de control de calidadp. 42
- Ilustración 19 Diseño estructura de la celdap. 43
- Ilustración 21 Circuito neumático de la celdap. 46
- Ilustración 22 Cilindro con vástago de doble efecto [21]p. 47
- Ilustración 23 Estática mecanismo del taladrop. 51
- Ilustración 24 Estática mecanismo del motortoolp. 52
- Ilustración 25 Plano eléctrico de la parte Ap. 53
- Ilustración 26 Plano eléctrico Parte Bp. 54
- Ilustración 27 Estructura de la celda con los componentesp. 58
- Ilustración 28 Cableado 22 AWG con terminales de punta y marcaciónp. 59
- Ilustración 29 Zona de conexión eléctrica con bornes y canaletas plásticasp. 60
- Ilustración 30 Unidad de mantenimientop. 61
- Ilustración 31 Placa de distribución con las electroválvulasp. 61
- Ilustración 32 Espacios de succiónp. 62
- Ilustración 33 Conexión de la aspiradorap. 62
- Ilustración 34 Acoplep. 63
- Ilustración 35 Diseño del acoplep. 63
- Ilustración 36 Pruebas del sistema de succiónp. 64
- Ilustración 37 Configuración cpu en Step 7 MicroWinp. 65
- Ilustración 38 Configuración puerto serial 0 Step 7 MicroWinp. 65
- Ilustración 39 Configurar referencia del PLCp. 66
- Ilustración 40 Configuración entradas analógicasp. 66
- Ilustración 41 Configuración contador de alta velocidadp. 67
- Ilustración 42 Configuración generador de pulsosp. 67
- Ilustración 43 Prueba succiónp. 73
- Ilustración 44 Llenado del tanquep. 74
- Ilustración 45 Sistema de vacío sostiene la tablap. 74
- Ilustración 46 Medición de la masa en la Balanzap. 75
- Ilustración 47 Tabla en la parte B del procesop. 75
- Ilustración 48 Perforación del Motortoolp. 76
- Ilustración 49 Perforación del Taladrop. 76
- Ilustración 50 Control de calidad de las perforacionesp. 77
- Tabla 1 Masas de los componentes en la estructurap. 44
- Tabla 2 Resultados de fuerza y consumo de aire de todos los cilindrosp. 49
- Tabla 3 Características del resortep. 50
- Tabla 4 Entradas y salidas PLC Schneider M221p. 55
- Tabla 5 Entradas y salidas PLC Siemens S7 200p. 56
- Tabla 7 Simbología de las marcacionesp. 60
- Tabla 8 Caudal superficie 1p. 63
- Tabla 9 Caudal superficie 2p. 64