Montaje de una línea de ensamble de piezas que simulan la fabricación de un cilindro neumático de simple efecto para el laboratorio STEM Mecatrónica de la Universidad Autónoma de Bucaramanga
En la actualidad, las empresas manufactureras optan por reconfigurar sus líneas de producción por sistemas de producción modular capaces de mejorar la productividad y reducir costos de operación; en la Universidad Autónoma de Bucaramanga (UNAB), estudiantes de último semestre del programa de ingenie...
- Autores:
-
Tabares Alba, Andrey Johanns
Rodriguez Serrano, Onasis Mateo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
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- Palabra clave:
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MPS
Modular production system
Robot
Industrial automation
Parts assembly
Prototype development
Automatic control
Automatic machinery
Manipulators (Mechanism)
Manufacturing processes
Mecatrónica
Desarrollo de prototipos
Control automático
Maquinaria automática
Manipuladores (Mecanismo)
Procesos de manufactura
Mecatrónica
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Robot
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Mechatronic MPS Modular production system Robot Industrial automation Parts assembly Prototype development Automatic control Automatic machinery Manipulators (Mechanism) Manufacturing processes Mecatrónica Desarrollo de prototipos Control automático Maquinaria automática Manipuladores (Mecanismo) Procesos de manufactura Mecatrónica MPS Sistema de producción modular Robot Automatización industrial Ensamble de piezas |
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En la actualidad, las empresas manufactureras optan por reconfigurar sus líneas de producción por sistemas de producción modular capaces de mejorar la productividad y reducir costos de operación; en la Universidad Autónoma de Bucaramanga (UNAB), estudiantes de último semestre del programa de ingeniería mecatrónica han detectado la ausencia de equipos de producción modular y robótica en el laboratorio STEM mecatrónica UNAB, en consecuencia, la adquisición de conocimientos en esta área es nula, por ende, el desempeño del ingeniero mecatrónico en el campo laboral en entornos que involucren sistemas automatizados es afectado por esta falta de conocimientos prácticos durante su carrera profesional. Por lo tanto, este proyecto propone realizar una línea de ensamble de piezas que simulan un cilindro neumático de simple efecto integrando equipos o estaciones de trabajo modulares como el robot UR3, la estación MPS Handling Festo y una estación de distribución con diseño propio controlado por medio de PLC’s dispuestos para el desarrollo de prácticas académicas para la UNAB. |
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Alizadeh, T., & Mosadeghzad, M. (2019). A Hands-on Course on Mechatronics, Based on Modular Production Systems. 2019 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA), 1744–1749. https://doi.org/10.1109/ICMA.2019.8816626 Almagro German, C. I., & Reyes Proaño, G. A. (2023). Sistema de control y monitorización de una estación de producción modular para la clasificación de piezas basado en tecnologías IoT para los laboratorios de la Universidad Técnica de Ambato. [Universidad Técnica de Ambato]. https://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/37748 Alpala, L. O., Alemany, M. del M. E., Peluffo-Ordoñez, D. H., Bolaños, F., Rosero, A. M., & Torres, J. C. (2018). Methodology for the design and simulation of industrial facilities and production systems based on a modular approach in an “industry 4.0” context. Dyna Rev.Fac.Nac.Minas, 85(207), 243–252. https://doi.org/10.15446/dyna.v85n207.68545 Belpaeme, T., Kennedy, J., Ramachandran, A., Scassellati, B., & Tanaka, F. 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Towards Enhancing Modular Production Systems by Integrating a Collaborative Robotic Manipulator. 2019 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA), 1750–1755. https://doi.org/10.1109/ICMA.2019.8816444 Olivares-Alarcos, A., Beßler, D., Khamis, A., Goncalves, P., Habib, M. K., Bermejo-Alonso, J., Barreto, M., Diab, M., Rosell, J., & Quintas, J. (2019). A review and comparison of ontology-based approaches to robot autonomy. The Knowledge Engineering Review, 34, e29. https://doi.org/10.1017/S0269888919000237 Penin, A. R. (2011). Sistemas Scada. Marcombo Pérez Cadena, V. F. (2008). Sistema mecatrónico para ensamble de piezas Pérez-López, E. (2015). Los sistemas SCADA en la automatización industrial. Revista Tecnología En Marcha, 28(4), pág-3 Rivadeneira Ortiz, C. S. (2017). 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Por lo tanto, este proyecto propone realizar una línea de ensamble de piezas que simulan un cilindro neumático de simple efecto integrando equipos o estaciones de trabajo modulares como el robot UR3, la estación MPS Handling Festo y una estación de distribución con diseño propio controlado por medio de PLC’s dispuestos para el desarrollo de prácticas académicas para la UNAB.1. Introducción. ........................................................................................................17 1.1. Descripción del problema. ...........................................................................17 1.2. Justificación del problema. ..........................................................................17 1.3. Objetivos......................................................................................................18 1.3.1. Objetivo general. ....................................................................................18 1.3.2. Objetivo específico.................................................................................18 2. Estado del arte......................................................................................................19 3. Marco teórico.......................................................................................................23 3.1. Sistema de producción modular (MPS). ......................................................23 3.2. Robots. .........................................................................................................24 3.3. Control lógico programable (PLC). .............................................................25 3.4. SCADA........................................................................................................25 3.5. MPS Festo....................................................................................................26 4. Metodología. ........................................................................................................28 5. Desarrollo.............................................................................................................30 5.1. Robot UR3. ..................................................................................................30 5.1.1. Programación de trayectorias.................................................................30 5.1.2. Rangos de operación. .............................................................................31 5.1.3. Actualización Robot UR3. .....................................................................31 5.2. Diseño del módulo de distribución y construcción......................................32 5.2.1. Diseño mecánico. ...................................................................................32 5.2.2. Diseño eléctrico y conexión...................................................................37 5.2.3. Diseño neumático y conexión. ...............................................................41 5.2.4. Instrumentación......................................................................................42 5.2.5. Funcionamiento......................................................................................43 5.3. Restablecimiento estación Handling Festo. .................................................44 5.3.1. Instrumentación......................................................................................44 5.3.2. Funcionamiento......................................................................................45 5.3.3. Conexión neumática y conexión. ...........................................................46 5.3.4. Conexiones eléctricas y conexión. .........................................................49 5.3.5. Mantenimiento. ......................................................................................49 5.3.6. Conexión PLC Festo. .............................................................................53 5.4. Programación entre el controlador UR3 y PLC S7 1200.............................57 5.4.1. Comunicación entre PLC’s. ...................................................................57 5.4.2. Comunicación entre PLC y UR3............................................................58 5.4.3. Programación de segmentos TIA Portal.................................................58 5.4.4. Programación de segmentos controlador UR3.......................................64 5.4.5. Pantalla HMI de procesos. .....................................................................67 5.5. Simulación Siemens NX..............................................................................69 5.5.1. Integración de módulos..........................................................................69 5.5.2. Instrumentación y propiedades físicas. ..................................................70 5.5.3. Programación Siemens NX – TIA Portal v15........................................71 5.6. Pruebas de funcionamiento..........................................................................72 5.6.1. Software Siemens NX............................................................................72 5.6.2. Prototipo funcional.................................................................................72 5.6.3. Validación. ..............................................................................................72 6. Conclusiones........................................................................................................82 7. Recomendaciones y trabajos a futuro. .................................................................83 8. Bibliografía. .........................................................................................................84 9. Anexos. ................................................................................................................87PregradoCurrently, manufacturing companies are opting to reconfigure their production lines for modular production systems capable of improving productivity and reducing costs. modular production systems capable of improving productivity and reducing operating costs. At the Universidad Autónoma de Bucaramanga (UNAB), students in their last semester of the mechatronics engineering mechatronics engineering program have detected the absence of modular production and robotic production and robotics equipment in the UNAB mechatronics STEM laboratory, as a result, the acquisition of knowledge in this area is null, therefore, the performance of the mechatronics engineer in the labor mechatronics engineer in the work field in environments involving automated systems is affected by this lack of practical affected by this lack of practical knowledge during his professional career. Therefore, this project proposes to develop an assembly line of parts that simulates a single-acting pneumatic cylinder that pneumatic cylinder by integrating equipment or modular workstations such as the UR3 robot, the such as the UR3 robot, the MPS Handling Festo station and a distribution station with its own design controlled by PLCs. controlled by means of PLC's arranged for the development of academic practices for the for UNAB.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_16ecMontaje de una línea de ensamble de piezas que simulan la fabricación de un cilindro neumático de simple efecto para el laboratorio STEM Mecatrónica de la Universidad Autónoma de BucaramangaAssembly of an assembly line of parts that simulate the manufacture of a single-acting pneumatic cylinder for the STEM mechatronics laboratory of the Autonomous University of BucaramangaIngeniero MecatrónicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPMechatronicMPSModular production systemRobotIndustrial automationParts assemblyPrototype developmentAutomatic controlAutomatic machineryManipulators (Mechanism)Manufacturing processesMecatrónicaDesarrollo de prototiposControl automáticoMaquinaria automáticaManipuladores (Mecanismo)Procesos de manufacturaMecatrónicaMPSSistema de producción modularRobotAutomatización industrialEnsamble de piezasAlizadeh, T., & Mosadeghzad, M. 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