DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA
INGENIERÍA MECATRÓNICA
ROBÓTICA INDUSTRIAL
INFORME DE LABORATORIO INTEGRANTES:
Lucho Almeida Gavilánez Luis UNIR EL TRABAJO T RABAJO
Llerena Alex Luis Marcial
Juanse
1. TEMA 2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo General 2.2. Objetivos Específicos
3. MATERIALES Y EQUIPOS: 4. TRABAJO PREVIO: 5. MARCO TEÓRICO: 6. PROCEDIMIENTO: 7. ANÁLISIS DE RESULTADOS: 8. CUESTIONARIO: 9. CONCLUSIONES Y COMENTARIOS: 10. RECOMENDACIONES
LATACUNGA,
2014
1
TEMA
2
OBJETIVOS
2.1
Objetivo General
2.2
Objetivos Específicos
3
MATERIALES Y EQUIPOS:
4
TRABAJO PREVIO:
5
MARCO TEÓRICO:
5.1
Banda transportadora. 1
Una banda o cinta transportadora es un sistema de transporte contínuo formado básicamente por una banda continua que se mueve entre dos tambores. La banda es arrastrada por fricción por uno de los tambores, que a su vez es accionado por un motor. El otro tambor suele girar libre, sin ningún tipo de accionamiento, y su función es servir de retorno a la banda. La banda es soportada por rodillos entre los dos tambores (Spotts,1998). Debido al movimiento de la banda el material depositado sobre ésta es transportado hacia el tambor de accionamiento donde la banda gira y da la vuelta en sentido contrario. En esta zona el material depositado sobre la banda es vertido fuera de la misma debido a la acción de la gravedad. Las bandas transportadoras se usan principalmente para transportar materiales granulados, agrícolas e industriales, tales como cereales, carbón, minerales, etc., aunque también se pueden usar para transportar personas (por ejemplo, escaleras mecánicas). Existe una amplia variedad de bandas transportadoras, que difieren en su modo de funcionamiento, medio y dirección de transporte, incluyendo transportadores de tornillo, los sistemas de suelo móvil, que usan planchas oscilantes para mover la carga, y 3 transportadores de rodillos, que usan una serie de rodillos móviles para transportar cajas o palés.
1
http://www.slideshare.net/slufh3r/la-banda-transportadora
Banda transportadora plana. 2
5.2
La banda transportadora plana TechDesign (Figura 1), es un elemento electromecánico que va a forma parte de la celda de manufactura y está destinada a transportar la materia prima así como el producto terminado. Los componentes que forman parte de la banda trasportadora son:
Estructura metálica de acero inoxidable.
PLC XINJE de la serie XCM-32T-E.
Módulo de señales analógicas “XC-E4AD2DA Series”, Marca Xinje.
Módulo Industrial Ethernet “T-BOX Series”, Marca Xinje.
Servo Drive “DA98B -05 Series”, Marca GSK.
Servo Motor “80SJ T-M024C Series”, Marca GSK.
Reductor “TCM 063 Series”, Marca Transtecno.
Sensor Foto Eléctrico “PE-M3D Series”, Marca Hanyoung.
Sensor Inductivo “UP18RLD -8NA Series”, Marca Hanyoung Nux.
Touch Panel “TH Series”, Marca TouchWin
Figura 5.1 Banda transportadora plana TechDesign
5.3 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC).3 Un controlador lógico programable (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER “PLC”), es un dispositivo de estado sólido, basado en microprocesadores que permite el control 2
http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/6788/2/T-ESPEL-MEC-0010-P.pdf
3
Montanero A., (1990). Autómatas Programables. Fundamento, manejo, instalación y prácticas. (Ed. McGRAW-HILL/INTERAMERICANA DE ESPAÑA, S.A). (pp. 10-28). Madrid, España.
secuencial en tiempo real de una máquina o proceso. Un PLC incluye módulos de entrada/salida tipo digital y análogo, y memoria para el almacenamiento de instrucciones, destinadas a realizar funciones específicas tales como lógica secuencial, procesamiento aritmético y control análogo.
5.4 PLC XINJE DE LA SERIE XCM-32T-E.4 El PLC de control de movimiento Xinje XCM-32T-E (Figura 2), cuenta con tiempos rápidos de detección, una amplia biblioteca de funciones, software de programación gratuito y funciones especiales para el control de movimiento. El software que utiliza es Software XC Series Program Tool.
Las funciones del PLC incluyen contadores, temporizadores, generadores de PWM, el aumento gradual de generadores de frecuencia para el control de movimiento , alarmas, funciones de punto flotante , funciones PID con sintonización automática y un reloj de tiempo real. El PLC puede ser programado en el lenguaje C y ensamblador. El software de programación de descarga gratuita PLC puede importar código G. Tiiene 4 salidas de pulsos de alta velocidad para el accionamiento de motores paso a paso o servomotores. El PLC tiene dos puertos serie. El primero se utiliza para descargar programas en el PLC y puede ser utilizado como un puerto RS232 para comunicarse con otros dispositivos. El segundo puerto serie es compatible con RS232 y RS485. Las funciones PLC permiten que el controlador funcione como un maestro Modbus RTU o esclavo. A modo de comunicación libre
permite
que
el
controlador
para
enviar
y
recibir
datos
en
serie.
Características: Entradas de tipo NPN , incluidos los contadores de alta velocidad y las entradas de cuadratura Salidas de transistor , 4 de ellas de alta velocidad de las salidas del generador de impulsos / PWM
4
http://oceancontrols.com.au/PLC-003.html
Figura 5.2 PLC XINJE DE LA SERIE XCM-32T-E.5
5.5
Software XC Series Program Tool. 6
El software que se utiliza para programar el PLC XINJE de la banda transportadora es XC SERIES PROGRAM TOOL. A continuación se describe algunas características de este software. Software para la programación de PLC XC1, XC3 , XC5 , XMP2 y XMP3 en lógica de escalera , lista de instrucciones y bloques de código C . Software de edición de la pantalla HMI para OP320 -A , pantallas MP330 y series XMP3 combina PLC y HMI . Permite la edición multi- pantalla con controles de pantalla táctil y visualización gráfica de los registros.
5 6
http://oceancontrols.com.au/PLC-003.html http://oceancontrols.com.au/XIN-999.html
Figura 5.3 Software XC Series Program Tool.
SERVOMOTORES AC GSK (Figura 5.4). 7 Características:
5.6
Los servomotores SERVOMOTORES AC GSK tienen encoder incluidos en su sistema que retornan al servodrive la información de posición y velocidad.
Bajo nivel de ruido electromagnético, funcionamiento constante y de alta eficiencia, con un diseño óptimo.
Excelente capacidad de sobrecarga a baja velocidad, alto rendimiento.
Equipado con alta velocidad y alta precisión Tiene un codificador fotoeléctrico, que se puede utilizar para el control de precisión de alta velocidad y la posición si se hace corresponder con un conductor de alto rendimiento.
Uso fiable a 15-40°C, así como el entorno de polvo y aceite de niebla, con grado de aislamiento F y grado de protección IP65.
7
http://gskcnc.en.made-in-china.com/product/SeYmoqcMEjVA/China-AC-Servo-Motor-GSK-SJT-Series-.html
Fiable estabilidad, poca vibración y bajo ruido de funcionamiento del motor dentro de una gama de alta velocidad, con rodamientos de alta precisión importados.
Capacidad de respuesta rápida por el gran índice de inercia de par. Amplio rango de velocidades desde 0 a 3000 rpm, características de torque estables desde velocidad baja hasta alta velocidad.
Alta velocidad y precisión, se puede alcanzar las 3000 rpm con una precisión de 1/10000 fracción de revolución.
Control fácil y flexible, a través de un cambio de parámetros, métodos de trabajo y características de la unidad del servo, que cumplen con todos los requerimientos, debido al chip DSP para control de movimiento, al display CPLD de control complejo y al módulo de potencia inteligente IPM de Mitsubishi.
Figura 5.4 SERVOMOTORES AC GSK
5.7
SERVO DRIVE AC GSK (Figura 5) 8 Características: El DSP exclusivo y el módulo intelectivo del IPM para el control de motor con la alta integración y la confiabilidad excelente.
Comando y entrada de comando análoga, salida del pulso de la regeneración de la posición y mucho entrada-salida.
8
http://es.made-in-china.com/co_gskcnc/product_Digital-AC-Servo-Driver-GSK-DA98B-_hryghsing.html
Interfaces definidos por el cliente para emparejar con toda la clase de regulador del lazo de anillo abierto o cerrado para realizar la posición de anillo abierto o para apresurar el regulador a circuito cerrado.
Integró la función de control del solo-eje sin la unidad de control del comando para realizar automáticamente la realización del movimiento del ciclo del solo-eje y del control de entrada-salida con el alto Coste-funcionamiento, y se aplicó extensamente al campo de la automatización;
Sistema simple y activo del comando del solo-eje para evitar el error la redacción programada.
Figura 5.5 SERVO DRIVE AC GSK
5.8 HMI, INTERFACE HUMANO – MÁQUINA9 Un Interfaz Humano-Máquina, HMI, es un mecanismo que permite a un operador humano interactuar con una máquina o proceso y determinar el estado (prendido/apagado) o magnitud de los dispositivos y/o variables físicas que están presentes en una planta o proceso industrial. La interfaz de un HMI, puede ser tan simple como una lámpara indicadora del estado de un aparato, hasta una o varias pantallas desarrolladas en una computadora que llegan a mostrar representaciones esquemáticas de todo el proceso bajo supervisión, incluyendo valores reales de las variables presentes en ese momento en la planta.
9
Diseño e implementación de una celda de manufactura con brazo robótico centralizado y control de calidad con visión artificial en el Laboratorio de Robótica Industrial de la ESPE-L.
Figura 5.6 Interfaz de un HMI Las funciones principales y necesarias que un HMI debe cumplir son:
Monitoreo.- Obtener y mostrar datos de la planta en tiempo real. Supervisión.- Permite junto con el monitoreo la posibilidad de ajustar las condiciones de trabajo del proceso.
Generación de alarmas.- Reconocer eventos excepcionales dentro del proceso y reportarlo estos eventos.
Control.- Aplicar algoritmos que ajustan los valores del proceso y así mantener estos valores dentro de ciertos límites.
Generación de históricos.- Muestrear y almacenar en archivos, datos del proceso a una determinada frecuencia.
Al momento de realizar un HMI, el software debe ser fácil de programar, pudiendo así permitir:
Una comunicación con dispositivos de campo.
Actualizar una base de datos "dinámica" con las variables del proceso.
Visualizar las variables mediante pantallas con objetos animados.
Que el operador pueda enviar señales al proceso, mediante botones, controles ON/OFF, ajustes continuos con el mouse o teclado.
Supervisar niveles de alarma y alertar/actuar en caso de que las variables excedan los limites nominales.
Almacenar los valores de las variables para análisis estadístico y/o control.
Controlar en forma limitada ciertas variables de proceso.
Programas como InTouch de Wonderware, Lookout de National Instruments, TouchWin de Xinje; constituyen plataformas de desarrollo que facilitan el diseño de HMI en computadoras.
5.9
TOUCH PANEL
La banda transportadora marca TechDesign consta de un TouchPanel TP760-T, que es usada para el HMI de control de la banda: encendido/apagado, control de velocidad, monitoreo de los distintos sensores, mensajes de información del proceso y registro de número de materia prima.
Figura 5. 7 Touch Panel TP760-T
5.10 SOFTWARE TOUCHWIN Se utiliza el software TouchWin Edit Tool para programar el panel de operador TouchPanel TP760-T, del HMI del proceso.
Figura 5. 8 Software TouchWin Edit Tool.
5.10.1 Comandos principales del Software Touchwin En la Tabla 1, se describe las funciones de los comandos utilizados en la programación del HMI.
Tabla 1. Barra de herramientas Gr áfico Nombre
Texto
Función
Entrada de texto estático. Muestra el texto de acuerdo con el valor del
Texto Dinámico
registro, apoya 16 textos, establece el valor del registro como 0 ~ 15. Muestra el texto de acuerdo con el valor del
Texto Variacional
registro, establece el valor del registro como el usuario necesite.
Lámpara
Muestra el estado ON / OFF del interruptor
Botón
ON / OFF del elemento de bit.
Lámpara botón
Combina la función de la lámpara y el botón.
Salto de Pantalla
Ir a la pantalla de objeto.
Entrada Digital
Introducir los datos en el registro.
Entrada de texto
Caracteres de entrada en el registro.
Teclado Digital
Teclado de entrada digital
Llama a una ventana
Llama a una ventana de acuerdo con el valor en la bobina o registro.
Botón de ventana
Controlar el cierre abierto, de la ventana
Línea
Dibuja líneas.
Arco
Dibuja arcos.
Rectángulo
Dibuja rectángulos.
Mapa
Añadir imágenes JPG o BMP.
Borrar
Borrar la imagen actual.
Descargar
Descargue el proyecto en el TH.
Cargar
Cargar el proyecto de TH para PC.
Depurar descarga
Depurar descarga.
11. PROCEDIMIENTO: 12. ANÁLISIS DE RESULTADOS: 13. CUESTIONARIO: 14. CONCLUSIONES Y COMENTARIOS: 15. RECOMENDACIONES 16. BIBLIOGRAFIA:
Spotts M., (1998, abril 14). Cinta Transportadora. Extraído el 01 de junio del 2014 desde: http://es.wikipedia.org/wiki/Cinta_transportadora
Slideshare., (2010). La banda transportadora. Extraído el 01 de junio
del 2014
desde: http://www.slideshare.net/slufh3r/la-banda-transportadora
Montanero A., (1990). Autómatas Programables. Fundamento, manejo, instalación y prácticas. (Ed. McGRAW-HILL/INTERAMERICANA DE ESPAÑA, S.A). (pp. 1028). Madrid, España.
XCM-32T-E Motion Control PLC with 4 High Speed Pulse Outputs. Extraído el 01 de junio del 2014 desde: http://oceancontrols.com.au/PLC-003.html
Oceancontrols., (2013). Software for Xinje PLCs and HMIs on CD. Extraído el 01 de junio del 2014 desde: http://oceancontrols.com.au/XIN-999.html
China Suppliers., (2012). AC Servo Motor (GSK SJT Series). Extraído el 01 de junio del 2014 desde: http://es.made-in-china.com/co_gskcnc/product_Digital-AC-ServoDriver-GSK-DA98B-_hryghsing.html
GSK, (2009). User Manual GSK DA98B AC Servo Drive unit.
China Suppliers., Conductor servo de la CA de Digitaces (GSK DA98B). Extraído el 01 de junio del 2014 desde: http://es.made-in-china.com/co_gskcnc/product_DigitalAC-Servo-Driver-GSK-DA98B-_hryghsing.html
Repositorio.ESPE., (2013). Diseño e implementación de una celda de manufactura con brazo robótico centralizado y control de calidad con visión artificial en el laboratorio de robótica industrial de la ESPE-L. Extraído el 01 de junio del 2014 desde: http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/6788/2/T-ESPEL-MEC-0010P.pdf
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