Generación de una práctica de mantenimiento preventivo y correctivo de motores de corriente alterna (AC) en un entorno de realidad virtual

El objetivo del trabajo es el desarrollo de un entorno virtual versátil e interactivo que mejore la experiencia práctica y los métodos de aprendizaje de los estudiantes de ingeniería mecatrónica en el área de mantenimiento, específicamente en el mantenimiento correctivo y preventivo de los motores A...

Full description

Autores:: Macías Sánchez, Maury Sebastián
Mendoza Santafé, José Miguel

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2023

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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description	El objetivo del trabajo es el desarrollo de un entorno virtual versátil e interactivo que mejore la experiencia práctica y los métodos de aprendizaje de los estudiantes de ingeniería mecatrónica en el área de mantenimiento, específicamente en el mantenimiento correctivo y preventivo de los motores AC de inducción trifásica jaula de ardilla a partir del uso de la tecnología de VR teniendo como herramienta las gafas de VR Oculus Quest 2. Esta investigación llevó como finalidad la mejora de los métodos de aprendizaje a partir de un enfoque práctico y reforzar los conocimientos teóricos de los estudiantes. Se seleccionaron diez usuarios los cuales no necesariamente tenían experiencia en el uso de la tecnología de realidad virtual ni en el área de mantenimiento, pero si pertenecían a la facultad de ingeniería mecatrónica de la Universidad Autónoma de Bucaramanga, para la validación y pruebas del entorno. Esta experiencia se completó en sesiones individuales y colectivas que culminaron con una encuesta de satisfacción a los participantes, que ayudó a puntuar la calidad del simulador en su fluidez, interactividad, enseñanza y bases de conocimiento. Los resultados reflejan una buena aceptación por parte de los usuarios, las puntuaciones reflejan la fluidez del programa y la adquisición de conocimientos, lo cual se traduce en una mejora significativa en el desempeño práctico del mantenimiento de equipos de corriente alterna. Por otro lado, se abrió la posibilidad de futuras mejoras, como la incorporación de otros tipos de mantenimiento y la simulación en entornos de trabajo industriales específicos para diagnosticar el equipo mientras se encuentra en funcionamiento.
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Esta investigación llevó como finalidad la mejora de los métodos de aprendizaje a partir de un enfoque práctico y reforzar los conocimientos teóricos de los estudiantes. Se seleccionaron diez usuarios los cuales no necesariamente tenían experiencia en el uso de la tecnología de realidad virtual ni en el área de mantenimiento, pero si pertenecían a la facultad de ingeniería mecatrónica de la Universidad Autónoma de Bucaramanga, para la validación y pruebas del entorno. Esta experiencia se completó en sesiones individuales y colectivas que culminaron con una encuesta de satisfacción a los participantes, que ayudó a puntuar la calidad del simulador en su fluidez, interactividad, enseñanza y bases de conocimiento. Los resultados reflejan una buena aceptación por parte de los usuarios, las puntuaciones reflejan la fluidez del programa y la adquisición de conocimientos, lo cual se traduce en una mejora significativa en el desempeño práctico del mantenimiento de equipos de corriente alterna. Por otro lado, se abrió la posibilidad de futuras mejoras, como la incorporación de otros tipos de mantenimiento y la simulación en entornos de trabajo industriales específicos para diagnosticar el equipo mientras se encuentra en funcionamiento.1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................12 2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA...........................................................................13 3. JUSTIFICACIÓN.........................................................................................................14 4. OBJETIVOS ................................................................................................................16 4.1. OBJETIVO GENERAL.......................................................................................16 4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.............................................................................16 5. ESTADO DEL ARTE..................................................................................................17 6. MARCO TEÓRICO.....................................................................................................26 6.1. Motor de inducción trifásico jaula de ardilla ...................................................26 6.2. Mantenimiento.....................................................................................................28 6.2.1. Tipos de mantenimiento.............................................................................29 6.2.2. Normativas técnicas de ingeniería de mantenimiento modernas........31 6.3. Tecnología de realidad virtual...........................................................................32 6.3.1. Tipos de realidad virtual .............................................................................33 6.4. Motores de video juegos....................................................................................33 6.5. Sistemas de localización y seguimiento para VR..........................................34 7. METODOLOGÍA.........................................................................................................36 8. DESARROLLO............................................................................................................38 8.1. Motor.....................................................................................................................38 8.1.1. Diagnóstico eléctrico...................................................................................38 8.1.2. Mantenimiento preventivo..........................................................................39 8.1.3. Mantenimiento correctivo ...........................................................................40 8.1.4. Uso del Megger para medición de aislamiento ......................................40 8.2. Guía de laboratorio.............................................................................................43 8.2.1. Contenido de la guía...................................................................................43 8.2.2. Contenido del entorno virtual.....................................................................45 8.2.3. Método de calificación ................................................................................48 8.3. Desarrollo del entorno virtual............................................................................49 8.3.1. Modelados el Blender.................................................................................49 8.4. Optimizaciones y texturizado............................................................................51 8.4.1. UV UNWRAPPING......................................................................................52 8.4.2. Baking............................................................................................................53 8.4.3. Texturizado...................................................................................................53 8.5. Unity......................................................................................................................55 8.5.1. Composición del ambiente virtual.............................................................56 8.5.2. Optimizaciones.............................................................................................61 8.6. Programación......................................................................................................63 8.6.1.1. Prueba de desensamble ............................................................................65 8.6.2. Prueba de ensamble...................................................................................68 8.6.3. Prueba de aislamiento................................................................................71 8.6.4. Examen y sistema de puntuación.............................................................74 9. RESULTADOS............................................................................................................80 10. CONCLUSIONES...................................................................................................86 11. BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................................88 12. ANEXOS..................................................................................................................90 Anexo A. Manual de mantenimiento...........................................................................90 Anexo B. Guía de laboratorio de mantenimiento......................................................99 Anexo C. Manual de instalación de la aplicación Meta Quest Developer Hub y Meta Quest para móvil................................................................................................109PregradoThe objective of the work is the development of a versatile and interactive virtual environment that improves the practical experience and learning methods of mechatronics engineering students around maintenance, specifically in the corrective and preventive maintenance of AC three-phase squirrel cage induction motors by VR technology using Oculus Quest 2 VR glasses as a tool. The purpose of this research was to improve the learning methods from a practical approach and to reinforce the theoretical knowledge of the students. Ten users were selected who did not necessarily have experience in the use of virtual reality technology or around maintenance but belonged to the mechatronics engineering faculty of the Universidad Autónoma de Bucaramanga, for the validation and testing of the environment. This experience was completed in individual and collective sessions that culminated with a satisfaction survey to the participants, which helped to rate the quality of the simulator in its fluidity, interactivity, teaching, and knowledge bases. The results reflect a good acceptance by the users, the scores reflect the fluency of the program and the acquisition of knowledge, which translates into a significant improvement in the practical performance of AC equipment maintenance. On the other hand, it opened the possibility for future improvements, such as the incorporation of other types of maintenance and simulation in specific industrial work environments to diagnose the equipment while in operation.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_abf2Generación de una práctica de mantenimiento preventivo y correctivo de motores de corriente alterna (AC) en un entorno de realidad virtualGeneration of a preventive and corrective maintenance practice of alternating current (AC) motors in a virtual reality environmentIngeniero 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/TPMechatronicVirtual realityCorrective maintenancePreventive maintenanceInteraction designAC motorsElectrical machineryMachine theoryComputer simulationSimulation methodsRepairInvestigation and developmentMecatrónicaMáquinaria eléctricaTeoría de las máquinasSimulación por computadorMétodos de simulaciónReparamientoInvestigación y desarrolloRealidad virtualMantenimiento correctivoMantenimiento preventivoDiseño de interacciónMotores (AC)OLIVA, O. A. (2013). Desarrollo de un sistema de mantenimiento preventivo para las máquinas torno Winston-torno pinacho-llenadora de resistencias fresadora Jhonford- swager o reductor, de la empresa colores ltda. Santiago de Cali: Universidad Autónoma de Occidente.M. C. A. Xavier (2016), Análisis de la efectividad de los modelos mixtos de diagnóstico técnico en motores eléctricos trifásicos asincrónicos jaula de ardilla del laboratorio de mantenimiento predictivo de la facultad de mecánica de la Espoch, Riobamba-Ecuador: escuela superior politécnica de Chimborazo.R. &. A. T. I. Flores (2011), «Diagnóstico de fallas en máquinas eléctricas rotatorias utilizando la técnica de espectros de frecuencia de bandas laterales,» información tecnológica, PP. 22(4), 73-84.Botero G., C. (1991). Manual de mantenimiento. SENA.Sacristán, F. R. (2001). Manual de mantenimiento integral de la empresa. Madrid: FC editorial.Tovar Monterrosa, J. L. (2002). Manual de mantenimiento preventivo de motores y transformadores en plantas térmicas. Una aplicación de la norma de calidad ISO 9000. Cartagena de Indias: Universidad Tecnológica de Bolivar.Wang, S., Mao, Z., Zeng, C., Gong, H., Li, S., & Chen, B. (2010). A New Method of Virtual Reality Based on Unity3D. Henan University of Urban Constructio, 5.Rocha Rocha, A. J., Barboza Orozco, B., Castellanos Ruiz, J., Guerra Ibarra, J., & Segundo Sevilla, A. C. (2019). MECHLAB: Sistema de realidad virtual para la capacitación de estudiantes en el manejo de equipo industrial. Academia Journals, 6.Pacheco-Chica, W. N., & Santos, K. (2020). Análisis tecnológico de motor de inducción trifásico tipo jaula de ardilla. Dominio de las ciencias, 13.Leal Bustamante, J. D., & Castillo Madera, J. E. (2020). Desarrollo de un prototipo de videojuego de laberinto en Realidad Virtual utilizando el motor de juegos de unity 3d. Bucaramanga: Universidad Autónoma de Bucaramanga.Buitrago, L. J. (2021). Entorno de simulación en realidad virtual de manejo de equipos básicos de diagnóstico en fondo de ojo para la enseñanza en oftalmología. Bucaramanga: Universidad Autónoma de BucaramangaVergara, J. A. (2021). Realidad virtual inmersiva: fortaleciendo habilidades técnicas profesionales de los colaboradores del área de mantenimiento de centrales eléctricas en Perú. Lima: Pontificia Universidad Católica del Perú.Bautista, J. P. & Lizarazo D. E. (2023). Desarrollo de un gemelo digital utilizando realidad aumentada con gestión en la nube para el banco de pruebas de transporte de fluidos y cortes de perforación del instituto colombiano del petróleo. Bucaramanga, Colombia: Universidad Autónoma de Bucaramanga.Ortiz, E. (2013). Manual de pruebas para el diagnóstico de motores trifásicos de inducción de corriente alterna aplicando la normatividad vigente. México D. F: Instituto politécnico nacional. 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Generación de una práctica de mantenimiento preventivo y correctivo de motores de corriente alterna (AC) en un entorno de realidad virtual

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